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10种软件滤波的方法

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楼主
warm_ice|  楼主 | 2007-11-7 17:29 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
1、限幅滤波法(又称程序判断滤波法)
    A、方法:
        根据经验判断,确定两次采样允许的最大偏差值(设为A)
        每次检测到新值时判断:
        如果本次值与上次值之差<=A,则本次值有效
        如果本次值与上次值之差>A,则本次值无效,放弃本次值,用上次值代替本次值
    B、优点:
        能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰
    C、缺点
        无法抑制那种周期性的干扰
        平滑度差
    
2、中位值滤波法
    A、方法:
        连续采样N次(N取奇数)
        把N次采样值按大小排列
        取中间值为本次有效值
    B、优点:
        能有效克服因偶然因素引起的波动干扰
        对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果
    C、缺点:
        对流量、速度等快速变化的参数不宜

3、算术平均滤波法
    A、方法:
        连续取N个采样值进行算术平均运算
        N值较大时:信号平滑度较高,但灵敏度较低
        N值较小时:信号平滑度较低,但灵敏度较高
        N值的选取:一般流量,N=12;压力:N=4
    B、优点:
        适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波
        这样信号的特点是有一个平均值,信号在某一数值范围附近上下波动
    C、缺点:
        对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制不适用
        比较浪费RAM
        
4、递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)
    A、方法:
        把连续取N个采样值看成一个队列
        队列的长度固定为N
        每次采样到一个新数据放入队尾,并扔掉原来队首的一次数据.(先进先出原则)
        把队列中的N个数据进行算术平均运算,就可获得新的滤波结果
        N值的选取:流量,N=12;压力:N=4;液面,N=4~12;温度,N=1~4
    B、优点:
        对周期性干扰有良好的抑制作用,平滑度高
        适用于高频振荡的系统    
    C、缺点:
        灵敏度低
        对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差
        不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差
        不适用于脉冲干扰比较严重的场合
        比较浪费RAM
        
5、中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法)
    A、方法:
        相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”
        连续采样N个数据,去掉一个最大值和一个最小值
        然后计算N-2个数据的算术平均值
        N值的选取:3~14
    B、优点:
        融合了两种滤波法的优点
        对于偶然出现的脉冲性干扰,可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差
    C、缺点:
        测量速度较慢,和算术平均滤波法一样
        比较浪费RAM


6、限幅平均滤波法
    A、方法:
        相当于“限幅滤波法”+“递推平均滤波法”
        每次采样到的新数据先进行限幅处理,
        再送入队列进行递推平均滤波处理
    B、优点:
        融合了两种滤波法的优点
        对于偶然出现的脉冲性干扰,可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差
    C、缺点:
        比较浪费RAM

7、一阶滞后滤波法
    A、方法:
        取a=0~1
        本次滤波结果=(1-a)*本次采样值+a*上次滤波结果
    B、优点:
        对周期性干扰具有良好的抑制作用
        适用于波动频率较高的场合
    C、缺点:
        相位滞后,灵敏度低
        滞后程度取决于a值大小
        不能消除滤波频率高于采样频率的1/2的干扰信号
        
8、加权递推平均滤波法
    A、方法:
        是对递推平均滤波法的改进,即不同时刻的数据加以不同的权
        通常是,越接近现时刻的数据,权取得越大。
        给予新采样值的权系数越大,则灵敏度越高,但信号平滑度越低
    B、优点:
        适用于有较大纯滞后时间常数的对象
        和采样周期较短的系统
    C、缺点:
        对于纯滞后时间常数较小,采样周期较长,变化缓慢的信号
        不能迅速反应系统当前所受干扰的严重程度,滤波效果差

9、消抖滤波法
    A、方法:
        设置一个滤波计数器
        将每次采样值与当前有效值比较:
        如果采样值=当前有效值,则计数器清零
        如果采样值<>当前有效值,则计数器+1,并判断计数器是否>=上限N(溢出)
            如果计数器溢出,则将本次值替换当前有效值,并清计数器
    B、优点:
        对于变化缓慢的被测参数有较好的滤波效果,
        可避免在临界值附近控制器的反复开/关跳动或显示器上数值抖动
    C、缺点:
        对于快速变化的参数不宜
        如果在计数器溢出的那一次采样到的值恰好是干扰值,则会将干扰值当作有效值导入系


10、限幅消抖滤波法
    A、方法:
        相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法”
        先限幅,后消抖
    B、优点:
        继承了“限幅”和“消抖”的优点
        改进了“消抖滤波法”中的某些缺陷,避免将干扰值导入系统
    C、缺点:
        对于快速变化的参数不宜
沙发
starrysky0228| | 2009-8-8 10:59 | 只看该作者
今天我也看了这个十种软件滤波方法。。。比这详细多了。是那个《匠人手记》里头有。。
只可惜没有电子版的。。。

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板凳
jiangsian| | 2009-8-10 17:03 | 只看该作者
是比较直观   很详细   值得借鉴

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地板
miaoaixiang| | 2009-8-15 09:45 | 只看该作者
以前只是这样写写程序!
不晓得这些算法的名字,今天长见识了!
谢谢!

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5
gxgclg| | 2009-8-21 10:06 | 只看该作者
我用过中位值平均滤波法,主要是为了解决采样中出现的抖动问题,其他几种滤波方法暂时还没用过,有机会跟楼主好好探讨哈

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6
dfsa| | 2009-8-21 16:13 | 只看该作者
软件滤波的前提是硬件滤波的效果要好,硬件不行,就没有实在意义了,软件滤波主要是为了解决采样不稳定的问题

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7
auzxj| | 2009-8-21 16:15 | 只看该作者
匠人手记里有类似的。。。

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8
程序匠人| | 2009-8-21 16:26 | 只看该作者
匠人手记里有类似的。。。
auzxj 发表于 2009-8-21 16:15


不是类似。而是,这篇帖子本来就是匠人的。谢谢!

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9
huangqi412| | 2009-8-21 16:43 | 只看该作者
哈哈......

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10
pkat| | 2009-8-21 20:34 | 只看该作者
用过其中的几种滤波方法,不过没有看过这么系统的归纳,其中有几种软件滤波的方法还从没看到过,有时间多跟楼主交流哈

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11
梦想的力量| | 2009-8-24 15:49 | 只看该作者
软件滤波应该达不到实时的效果

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12
程序匠人| | 2009-8-24 15:56 | 只看该作者
软件滤波应该达不到实时的效果
梦想的力量 发表于 2009-8-24 15:49


1、那要看你对实时的理解了。任何事情都有延时,包括光。
2、硬件滤波也同样达不到。

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13
baidudz| | 2009-8-26 11:09 | 只看该作者
这十种软件滤波的方法好像到处都能看到,关键是要知道怎么用

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14
无冕之王| | 2009-9-2 14:47 | 只看该作者
我觉得如何将这些软件滤波的方法进行改进,然后用硬件实现,已达到实时的效果,是一个值得考虑的问题。。。

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15
myic200610| | 2011-3-26 21:58 | 只看该作者
今天在北京图书大厦看书时,发现了《匠人手记》,里面谈到了 10种软件滤波的方法,感觉挺好,回来特地看看!呵呵
书中有相应的C例程,很好!

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16
SystemNeck| | 2011-3-30 22:06 | 只看该作者
学习

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17
123jj| | 2011-4-1 06:04 | 只看该作者
《匠人手记》升级啦~~~
应该是十一种软件滤波方法。。。。。

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18
ARM_Lover| | 2011-4-2 17:02 | 只看该作者
很实用

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19
SHUJIEWS| | 2011-4-2 20:39 | 只看该作者
把程序发上就更完美;

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