[应用相关] 滑动平均滤波算法

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 楼主| 药无尘 发表于 2023-3-30 11:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
 算数平均滤波需要多次采样后才能得出一个有效值,如果被检测量变化较快,多次采样后才输出一次有效值,表现就是系统反应迟钝。将当前采样值与之前连续的历史采样值进行平均,这样每次采样结束即可得出有效值。因为参与计算的历史值个数固定且内容不断前移覆盖更新,类似滑动的数据块窗口,因此成为滑动平均滤波算法。
  假如采样6次,每次使用最近5个历史值与当前最新值求算数平均值,输出一个有效值;下次采样时再覆盖最早时间的点做同样操作。类似环形数组,求最近6个值的平均值。
  滑动平均滤波,输出的结果与先前历史记录有关,假如故意突然改变物理量,需要几个采样周期,输出结果才逐渐接近真实值,实际一般情况下,越新的数据权重越大,历史记录权重应该减少,对滑动窗口中的数据分配不同的加权系数,进行加权平均值。
  1. #define SUM_WIN_SIZE  6

  2. int history[SUM_WIN_SIZE];//历史值,其中history[SUM_WIN_SIZE-1]为最近的记录

  3. int buff_init=0;//前SUM_WIN_SIZE-1次填充后才能开始输出
  4. int index=0;//环形数组可放数据的位置

  5. int factor[SUM_WIN_SIZE]={1,2,3,4,5,6};//加权系数
  6. int K=21;//1+2+3+4+5+6

  7. int filter(int current)
  8. {
  9.     int i,j;
  10.     int sum=0;

  11.     if(buff_init==0)
  12.     {
  13.         history[index]=current;
  14.         index++;
  15.         if(index>=(SUM_WIN_SIZE-1))
  16.         {
  17.             buff_init=1;//index有效范围是0-5,前面放到5,下一个就可以输出
  18.         }
  19.         return 0xFFFF;//当前无法输出,做个特殊标记区分
  20.     }
  21.     else
  22.     {
  23.         history[index]=current;
  24.         index++;
  25.         if(index>=SUM_WIN_SIZE)
  26.         {
  27.             index=0;//index有效最大5,下次再从0开始循环覆盖
  28.         }

  29.         j=index;
  30.         for(i=0;i<SUM_WIN_SIZE;i++)
  31.         {
  32.             //注意i=0的值并不是最早的值
  33.             sum+=history[j]*factor[i];//注意防止数据溢出
  34.             j++;
  35.             if(j==SUM_WIN_SIZE)
  36.             {
  37.                 j=0;
  38.             }
  39.         }
  40.         return sum/K;
  41.     }
  42. }


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