c++实现滤波（还没验证）

1.限幅滤波算法（程序判断滤波算法）

方法解析：

根据经验判断，确定两次采样允许的最大偏差值（设定为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只差>A,则本次值无效，放弃本次值，用上次值代替本次值。

优点：

能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰

缺点：

无法抑制那种周期性的干扰，平滑度差

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1. #define A 10  
2. char value;  
3. char filter()  
4. {  
5.    char  new_value;  
6.    new_value = get_ad();  
7.    if ( ( new_value - value > A ) || ( value - new_value > A )  
8.       return value;  
9.    return new_value;  
10. }  

2.中位值滤波法

方法解析：

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

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

缺点：

对流量，速度等快速变化的参数不宜

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1. #define N  11  
2. char filter()  
3. {  
4.    char value_buf[N];  
5.    char count,i,j,temp;  
6.    for ( count=0;count<N;count++)  
7.    {  
8.       value_buf[count] = get_ad();  
9.       delay();  
10.    }  
11.    for (j=0;j<N-1;j++)  
12.    {  
13.       for (i=0;i<N-j;i++)  
14.       {  
15.          if ( value_buf[i]>value_buf[i+1] )  
16.          {  
17.             temp = value_buf[i];  
18.             value_buf[i] = value_buf[i+1];   
19.              value_buf[i+1] = temp;  
20.          }  
21.       }  
22.    }  
23.    return value_buf[(N-1)/2];  
24. }  

3.算术平均滤波

方法解析：

连续取N个采样值进行平均运算，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12左右。

优点：

适应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

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并不适用，比较浪费RAM

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1. #define N 12  
2. char filter()  
3. {  
4.    int  sum = 0;  
5.    for ( count=0;count<N;count++)  
6.    {  
7.       sum + = get_ad();  
8.       delay();  
9.    }  
10.    return (char)(sum/N);  

4.递推平均滤波（滑动平均滤波法）

方法解析：

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）。

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：一般12.

优点：

对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高，适应于高频振荡的系统

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打的采样值偏差，不适用于脉冲干扰比较严重的场合

浪费RAM

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1. #define N 12   
2. char value_buf[N];  
3. char i=0;  
4. char filter()  
5. {  
6.    char count;  
7.    int  sum=0;  
8.    value_buf[i++] = get_ad();  
9.    if ( i == N )   i = 0;  
10.    for ( count=0;count<N,count++)  
11.       sum = value_buf[count];  
12.    return (char)(sum/N);  
13. }  

5.中位值平均滤波法（防脉冲干扰平均滤波法）

方法解析：

相当于中位值滤波+算术平均滤波，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

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。

缺点：

测量速度较慢，和算法平均滤波一样，浪费RAM。

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1. #define N 12  
2. char filter()  
3. {  
4.    char count,i,j;  
5.    char value_buf[N];  
6.    int  sum=0,temp=0;  
7.    for  (count=0;count<N;count++)  
8.    {  
9.       value_buf[count] = get_ad();  
10.       delay();  
11.    }  
12.    for (j=0;j<N-1;j++)  
13.    {  
14.       for (i=0;i<N-j;i++)  
15.       {  
16.          if ( value_buf[i]>value_buf[i+1] )  
17.          {  
18.             temp = value_buf[i];  
19.             value_buf[i] = value_buf[i+1];   
20.              value_buf[i+1] = temp;  
21.          }  
22.       }  
23.    }  
24.    for(count=1;count<N-1;count++)  
25.       sum += value[count];  
26.    return (char)(sum/(N-2));  
27. }  

6一阶滞后滤波法

方法解析：

取a=0-1

本次滤波结果=（1-a）*本次采样值+a*上次滤波结果

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

缺点：

相位滞后，灵敏度低，滞后程度取决于a值的大小，不能消除滤波频率高于采样频率的1/2的干扰信号

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1. #define a 50  
2. char value;  
3. char filter()  
4. {  
5.    char  new_value;  
6.    new_value = get_ad();  
7.    return (100-a)*value + a*new_value;   
8. }  

7.加权递推平均滤波法

方法解析：

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。

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

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。

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1. #define N 12  
2. char code coe[N] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};  
3. char code sum_coe = 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12;  
4. char filter()  
5. {  
6.    char count;  
7.    char value_buf[N];  
8.    int  sum=0;  
9.    for (count=0,count<N;count++)  
10.    {  
11.       value_buf[count] = get_ad();  
12.       delay();  
13.    }  
14.    for (count=0,count<N;count++)  
15.       sum += value_buf[count]*coe[count];  
16.    return (char)(sum/sum_coe);  
17. }  

8.消抖滤波法

方法解析：

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

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。

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统

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1. #define N 12  
2. char filter()  
3. {  
4.    char count=0;  
5.    char new_value;  
6.    new_value = get_ad();  
7.    while (value !=new_value);  
8.    {  
9.       count++;  
10.       if (count>=N)   return new_value;  
11.        delay();  
12.       new_value = get_ad();  
13.    }  
14.    return value;      
15. }  

10.低通数字滤波

解析：

低通滤波也称一阶滞后滤波,方法是第N次采样后滤波结果输出值是(1-a)乘第N次采样值加a乘上次滤波结果输出值。可见a<<1。

该方法适用于变化过程比较慢的参数的滤波的C程序函数如下:

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1. float low_filter(float low_buf[])  
2. {  
3.     float sample_value;  
4.     float X=0.01;  
5.     sample_value=(1_X)*low_buf[1]+X*low buf[0];  
6.     retrun(sample_value);  
7. }