十一种滤波方法及C语言程序Word下载.docx
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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
流量,N=12;
N=4;
液面,N=4~12;
温度,N=1~4
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
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
5、中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法)
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
3~14
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
测量速度较慢,和算术平均滤波法一样
6、限幅平均滤波法
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
7、一阶滞后滤波法
取a=0~1
本次滤波结果=(1-a)*本次采样值+a*上次滤波结果
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
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
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
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
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
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
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
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统
10、限幅消抖滤波法
相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法”
先限幅,后消抖
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
第11种方法:
IIR数字滤波器
A.方法:
确定信号带宽,滤之。
Y(n)=a1*Y(n-1)+a2*Y(n-2)+...+ak*Y(n-k)+b0*X(n)+b1*X(n-1)+b2*X(n-2)+...+bk*X(n-k)
B.优点:
高通,低通,带通,带阻任意。
设计简单(用matlab)
C.缺点:
运算量大。
//---------------------------------------------------------------------
软件滤波的C程序样例
10种软件滤波方法的示例程序
假定从8位AD中读取数据(如果是更高位的AD可定义数据类型为int),子程序为get_ad();
1、限副滤波
/*A值可根据实际情况调整
value为有效值,new_value为当前采样值
滤波程序返回有效的实际值*/
#defineA10
charvalue;
charfilter()
{
charnew_value;
new_value=get_ad();
if((new_value-value>
A)||(value-new_value>
A)
returnvalue;
returnnew_value;
}
/*N值可根据实际情况调整
排序采用冒泡法*/
#defineN11
charvalue_buf[N];
charcount,i,j,temp;
for(count=0;
count<
N;
count++)
value_buf[count]=get_ad();
delay();
for(j=0;
j<
N-1;
j++)
for(i=0;
i<
N-j;
i++)
if(value_buf>
value_buf[i+1])
{
temp=value_buf;
value_buf=value_buf[i+1];
value_buf[i+1]=temp;
}
returnvalue_buf[(N-1)/2];
}
/*
*/
#defineN12
intsum=0;
sum+=get_ad();
return(char)(sum/N);
#defineN12
chari=0;
charcount;
intsum=0;
value_buf[i++]=get_ad();
if(i==N)i=0;
N,count++)
sum=value_buf[count];
charcount,i,j;
for(count=0;
for(count=1;
sum+=value[count];
return(char)(sum/(N-2));
*/
略参考子程序1、3
/*为加快程序处理速度假定基数为100,a=0~100*/
#definea50
return(100-a)*value+a*new_value;
/*coe数组为加权系数表,存在程序存储区。
charcodecoe[N]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
charcodesum_coe=1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12;
for(count=0,count<
sum+=value_buf[count]*coe[count];
return(char)(sum/sum_coe);
charcount=0;
while(value!
=new_value);
count++;
if(count>
=N)returnnew_value;
delay();
略参考子程序1、9
11、IIR滤波例子
intBandpassFilter4(intInputAD4)
intReturnValue;
intii;
RESLO=0;
RESHI=0;
MACS=*PdelIn;
OP2=1068;
//FilterCoeff4[4];
MACS=*(PdelIn+1);
OP2=8;
//FilterCoeff4[3];
MACS=*(PdelIn+2);
OP2=-2001;
//FilterCoeff4[2];
MACS=*(PdelIn+3);
//FilterCoeff4[1];
MACS=InputAD4;
//FilterCoeff4[0];
MACS=*PdelOu;
OP2=-7190;
//FilterCoeff4[8];
MACS=*(PdelOu+1);
OP2=-1973;
//FilterCoeff4[7];
MACS=*(PdelOu+2);
OP2=-19578;
//FilterCoeff4[6];
MACS=*(PdelOu+3);
OP2=-3047;
//FilterCoeff4[5];
*p=RESLO;
*(p+1)=RESHI;
mytestmul<
<
=2;
ReturnValue=*(p+1);
for(ii=0;
ii<
3;
ii++)
DelayInput[ii]=DelayInput[ii+1];
DelayOutput[ii]=DelayOutput[ii+1];
DelayInput[3]=InputAD4;
DelayOutput[3]=ReturnValue;
//if(ReturnValue<
0)
//{
//ReturnValue=-ReturnValue;
//}
returnReturnValue;
二.在图像处理中应用到的滤波算法实例:
BOOL
WINAPI
MedianFilter(LPSTR
lpDIBBits,
LONG
lWidth,
lHeight,
int
iFilterH,
iFilterW,
iFilterMX,
iFilterMY)
{
//
指向源图像的指针
unsigned
char*lpSrc;
指向要复制区域的指针
char*lpDst;
指向复制图像的指针
LPSTRlpNewDIBBits;
HLOCALhNewDIBBits;
指向滤波器数组的指针
char*
aValue;
HLOCALhArray;
循环变量
LONGi;
LONGj;
LONGk;
LONGl;
图像每行的字节数
LONGlLineBytes;
计算图像每行的字节数
lLineBytes
=
WIDTHBYTES(lWidth
*
8);
暂时分配内存,以保存新图像
hNewDIBBits
LocalAlloc(LHND,
lLineBytes
lHeight);
判断是否内存分配失败
if
(hNewDIBBits
==
NULL)
分配内存失败
return
FALSE;
}
锁定内存
lpNewDIBBits
(char
)LocalLock(hNewDIBBits);
初始化图像为原始图像
memcpy(lpNewDIBBits,
暂时分配内存,以保存滤波器数组
hArray
iFilterH
iFilterW);
(hArray
释放内存
LocalUnlock(hNewDIBBits);
LocalFree(hNewDIBBits);
aValue
(unsigned
char
)LocalLock(hArray);
开始中值滤波
行(除去边缘几行)
for(i
iFilterMY;
i
<
lHeight
-
+
iFilterMY
1;
i++)
列(除去边缘几列)
for(j
iFilterMX;
j
lWidth
iFilterW
iFilterMX
j++)
指向新DIB第i行,第j个象素的指针
lpDst
char*)lpNewDIBBits
(lHeight
1
i)
j;
读取滤波器数组
for
(k
0;
k
iFilterH;
k++)
(l
l
iFilterW;
l++)
指向DIB第i
k行,第j
l个象素的指针
lpSrc
char*)lpDIBBits
k)
l;
保存象素值
aValue[k
l]
*lpSrc;
获取中值
*
lpDst
GetMedianNum(aValue,
复制变换后的图像
memcpy(lpDIBBits,
lpNewDIBBits,
LocalUnlock(hArray);
LocalFree(hArray);
返回
TRUE;
三.RC滤波的一种实现.
RcDigital(double&
X,double&
Y)
staticintMidFlag;
staticdoubleYn_1,Xn_1;
doubleMyGetX=0,MyGetY=0;
doubleAlfa;
Alfa=0.7;
if(X==0||Y==0)
MidFlag=0;
Xn_1=0;
Yn_1=0;
MyGetX=0;
MyGetY=0;
if(X>
0&
&
Y>
if(MidFlag==1)
MyGetY=(1-Alfa)*Y+Alfa*Yn_1;
MyGetX=(1-Alfa)*X+Alfa*Xn_1;
Xn_1=MyGetX;
Yn_1=MyGetY;
else
MidFlag=1;
MyGetX=X;
MyGetY=Y;
Xn_1=X;
Yn_1=Y;
X=MyGetX;
Y=MyGetY;
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