常用滤波方法

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说明几种滤波方法的处理效果

说明几种滤波方法的处理效果

说明几种滤波方法的处理效果滤波是数字信号处理中的一种常见方法,用于去除信号中的噪声或其他干扰。

在实际应用中,不同的滤波方法具有不同的优缺点和适用场景。

本文将介绍几种常见的滤波方法及其处理效果。

1. 均值滤波均值滤波是一种简单有效的滤波方法,其基本思想是利用邻域像素点的平均值来代替当前像素点的值。

该方法适用于去除高斯噪声等随机噪声,但对于图像细节较多、边缘清晰的图像效果不佳。

2. 中值滤波中值滤波是一种非线性滤波方法,其基本思想是利用邻域像素点的中位数来代替当前像素点的值。

该方法适用于去除椒盐噪声等脉冲噪声,并且可以保留图像细节和边缘信息。

但对于连续性较强、变化较平缓的图像效果不佳。

3. 高斯滤波高斯滤波是一种线性平滑滤波方法,其基本思想是利用高斯函数对邻域像素点进行加权平均。

该方法适用于去除高斯噪声和椒盐噪声,并且可以保留图像细节和边缘信息。

但对于图像中存在较多纹理和细节的情况,会导致模糊效果。

4. 双边滤波双边滤波是一种非线性滤波方法,其基本思想是利用空间域和灰度值域两个方向上的高斯函数对邻域像素点进行加权平均。

该方法适用于去除高斯噪声、椒盐噪声和周期性噪声,并且可以保留图像细节和边缘信息。

但计算量较大,处理时间相对较长。

5. 小波变换小波变换是一种基于多尺度分析的信号处理方法,其基本思想是将信号分解成不同尺度的子带,并对每个子带进行滤波处理。

该方法适用于去除多种类型的噪声,并且可以保留图像细节和边缘信息。

但需要选择合适的小波基函数和分解层数,过高或过低的分解层数都会导致处理效果不佳。

综上所述,不同的滤波方法适用于不同的噪声类型和图像特征。

在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的滤波方法,并进行参数调节和优化,以达到最佳的处理效果。

10种简单的数值滤波方法

10种简单的数值滤波方法

单片机利用软件抗干扰的几种滤波方法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。

滤波的方法

滤波的方法

滤波的方法滤波是一种信号处理的方法,用于将输入信号中的某些频率成分去除或改变。

在实际应用中,滤波常常用于去除噪声、提取感兴趣的频率成分等。

本文将介绍几种常见的滤波方法。

1. 低通滤波器低通滤波器是指只允许低于某个截止频率的信号通过的滤波器。

常用的低通滤波器有RC低通滤波器和巴特沃斯低通滤波器等。

RC低通滤波器通过电容和电阻的组合,将高频成分去除,只保留低频成分。

巴特沃斯低通滤波器是一种理想的滤波器,可以实现非常陡峭的截止频率特性。

2. 高通滤波器高通滤波器是指只允许高于某个截止频率的信号通过的滤波器。

常用的高通滤波器有RC高通滤波器和巴特沃斯高通滤波器等。

RC高通滤波器通过电容和电阻的组合,将低频成分去除,只保留高频成分。

巴特沃斯高通滤波器同样可以实现陡峭的截止频率特性。

3. 带通滤波器带通滤波器是指只允许某个频率范围内的信号通过的滤波器。

常用的带通滤波器有RC带通滤波器和巴特沃斯带通滤波器等。

RC带通滤波器通过电容和电阻的组合,将低频和高频成分去除,只保留某个频率范围内的信号。

巴特沃斯带通滤波器同样可以实现陡峭的截止频率特性。

4. 带阻滤波器带阻滤波器是指将某个频率范围内的信号去除的滤波器。

常用的带阻滤波器有RC带阻滤波器和巴特沃斯带阻滤波器等。

RC带阻滤波器通过电容和电阻的组合,将某个频率范围内的信号去除。

巴特沃斯带阻滤波器同样可以实现陡峭的截止频率特性。

5. 数字滤波器除了上述的模拟滤波器,数字滤波器也是一种常见的滤波方法。

数字滤波器是通过数字信号处理的方式实现的滤波器,可以对离散时间信号进行滤波。

常见的数字滤波器有FIR滤波器和IIR滤波器等。

FIR滤波器是一种线性相位滤波器,具有稳定性和线性相位特性。

IIR滤波器是一种非线性相位滤波器,具有更高的滤波效果和更低的计算复杂度。

通过上述介绍,我们可以看到滤波方法有很多种,每种滤波方法都有其适用的场合和特点。

在实际应用中,我们可以根据需要选择合适的滤波器,对信号进行处理,以达到去除噪声、提取感兴趣的频率成分等目的。

常用的8种数字滤波算法

常用的8种数字滤波算法

常用的8种数字滤波算法摘要:分析了采用数字滤波消除随机干扰的优点,详细论述了微机控制系统中常用的8种数字滤波算法,并讨论了各种数字滤波算法的适用范围。

关键词:数字滤波;控制系统;随机干扰;数字滤波算法1引言在微机控制系统的模拟输入信号中,一般均含有各种噪声和干扰,他们来自被测信号源本身、传感器、外界干扰等。

为了进行准确测量和控制,必须消除被测信号中的噪声和干扰。

噪声有2大类:一类为周期性的,其典型代表为50 Hz 的工频干扰,对于这类信号,采用积分时间等于20 ms整倍数的双积分A/D转换器,可有效地消除其影响;另一类为非周期的不规则随机信号,对于随机干扰,可以用数字滤波方法予以削弱或滤除。

所谓数字滤波,就是通过一定的计算或判断程序减少干扰信号在有用信号中的比重,因此他实际上是一个程序滤波。

数字滤波器克服了模拟滤波器的许多不足,他与模拟滤波器相比有以下优点:(1)数字滤波器是用软件实现的,不需要增加硬设备,因而可靠性高、稳定性好,不存在阻抗匹配问题。

(2)模拟滤波器通常是各通道专用,而数字滤波器则可多通道共享,从而降低了成本。

(3)数字滤波器可以对频率很低(如0.01 Hz)的信号进行滤波,而模拟滤波器由于受电容容量的限制,频率不可能太低。

(4)数字滤波器可以根据信号的不同,采用不同的滤波方法或滤波参数,具有灵活、方便、功能强的特点。

2 常用数字滤波算法数字滤波器是将一组输入数字序列进行一定的运算而转换成另一组输出数字序列的装置。

设数字滤波器的输入为X(n),输出为Y(n),则输入序列和输出序列之间的关系可用差分方程式表示为:其中:输入信号X(n)可以是模拟信号经采样和A/D变换后得到的数字序列,也可以是计算机的输出信号。

具有上述关系的数字滤波器的当前输出与现在的和过去的输入、过去的输出有关。

由这样的差分方程式组成的滤波器称为递归型数字滤波器。

如果将上述差分方程式中bK取0,则可得:说明输出只和现在的输入和过去的输入有关。

均值滤波,高斯滤波,中值滤波

均值滤波,高斯滤波,中值滤波

均值滤波,高斯滤波,中值滤波均值滤波,高斯滤波和中值滤波是数字图像处理中常用的三种平滑滤波技术,用于降低图像噪声和去除图像中的不相关细节。

本文将对这三种滤波方法进行介绍、比较和分析。

一、均值滤波均值滤波是一种简单的平滑滤波方法,它的原理是用滤波窗口内像素的平均值来代替中心像素的值。

具体来说,对于滤波窗口内的每个像素,计算其邻域内所有像素的平均值,然后将结果作为中心像素的值。

这样可以有效地平滑图像并去除高频噪声。

然而,均值滤波的缺点是它不能很好地保留图像的边缘信息,使得图像看起来模糊且失去细节。

二、高斯滤波高斯滤波是一种基于高斯分布的平滑滤波方法,它认为像素点的邻域内的像素值与中心像素点的距离越近,其权重越大。

它的滤波过程是在滤波窗口内,对每个像素点进行加权平均。

加权的权重由高斯函数决定,距离中心像素点越近的像素点的权重越大,距离越远的像素点的权重越小。

通过这种加权平均的方式,可以更好地保留图像的细节和边缘信息,同时有效地去除噪声。

高斯滤波的唯一缺点是计算复杂度较高,特别是对于大型滤波窗口和高分辨率图像来说。

三、中值滤波中值滤波是一种统计滤波方法,它的原理是用滤波窗口内像素的中值来代替中心像素的值。

具体来说,对于滤波窗口内的每个像素,将其邻域内的像素按照大小进行排序,然后将排序后像素的中值作为中心像素的值。

中值滤波对于椒盐噪声和脉冲噪声有很好的去噪效果,能够保持图像的边缘信息,避免了均值滤波和高斯滤波的模糊问题。

然而,中值滤波的缺点是不能去除高斯噪声和高频噪声,因为当滤波窗口内的像素含有这些噪声时,中值滤波会产生失真效果。

比较和分析:三种滤波方法各有优劣,应根据实际需求选择合适的滤波方法。

均值滤波是最简单、计算复杂度最低的方法,在去除高斯噪声和低频噪声方面效果较差,但对边缘信息的保留效果较差。

高斯滤波通过加权平均的方式更好地保留了图像的细节和边缘信息,适用于处理高斯噪声并且具有一定的平滑效果。

中值滤波对于椒盐噪声和脉冲噪声有很好的去噪效果,并保持了图像的边缘信息,但对于高斯噪声和高频噪声则效果较差。

10种常用滤波方法

10种常用滤波方法

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=4B、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RAM4、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=1~4B、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RAM5、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:3~14B、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RAM6、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RAM7、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统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以下是我编的示例程序,如有不足之处还望各位同行指教假定从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*/#define A 10char value;char filter(){char new_value;new_value = get_ad();if ( ( new_value - value > A ) || ( value - new_value > A ) return value;return new_value;}2、中位值滤波法/* N值可根据实际情况调整排序采用冒泡法*/#define N 11char filter(){char value_buf[N];char count,i,j,temp;for ( count=0;count{value_buf[count] = get_ad();delay();}for (j=0;j{for (i=0;i{if ( value_buf[i]>value_buf[i+1] ){temp = value_buf[i];value_buf[i] = value_buf[i+1];value_buf[i+1] = temp;}}}return value_buf[(N-1)/2];}3、算术平均滤波法/**/#define N 12char filter(){int sum = 0;for ( count=0;count{sum + = get_ad();delay();}return (char)(sum/N);}4、递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)/**/#define N 12char value_buf[N];char i=0;char filter(){char count;int sum=0;value_buf[i++] = get_ad();if ( i == N ) i = 0;for ( count=0;countsum = value_buf[count];return (char)(sum/N);}5、中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法) /**/#define N 12char filter(){char count,i,j;char value_buf[N];int sum=0;for (count=0;count{value_buf[count] = get_ad();delay();}for (j=0;j{for (i=0;i{if ( value_buf[i]>value_buf[i+1] ){temp = value_buf[i];value_buf[i] = value_buf[i+1];value_buf[i+1] = temp;}}}for(count=1;countsum += value[count];return (char)(sum/(N-2));}6、限幅平均滤波法/**/略参考子程序1、37、一阶滞后滤波法/* 为加快程序处理速度假定基数为100,a=0~100 */ #define a 50char value;char filter(){char new_value;new_value = get_ad();return (100-a)*value + a*new_value;}8、加权递推平均滤波法/* coe数组为加权系数表,存在程序存储区.*/#define N 12char code coe[N] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};char code sum_coe = 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12;char filter(){char count;char value_buf[N];int sum=0;for (count=0,count{value_buf[count] = get_ad();delay();}for (count=0,countsum += value_buf[count]*coe[count];return (char)(sum/sum_coe);}9、消抖滤波法#define N 12char filter(){char count=0;char new_value;new_value = get_ad();while (value !=new_value);{count++;if (count>=N) return new_value;delay();new_value = get_ad();}return value;}10、限幅消抖滤波法/**/略参考子程序1、9。

采样数据处理的滤波方法

采样数据处理的滤波方法

采样数据处理的滤波方法常用的采样数据处理滤波方法包括以下几种:1.均值滤波:均值滤波是一种简单的滤波方法,通过计算邻域内像素的平均值来平滑信号。

均值滤波适用于平稳信号,但对于包含较多噪声的信号效果不佳。

2.中值滤波:中值滤波是一种非线性滤波方法,其原理是取邻域内像素的中值作为滤波后的像素值。

中值滤波可以有效地去除脉冲噪声,适用于脉冲和椒盐噪声较多的信号。

3.加权平均滤波:加权平均滤波是一种根据信号的重要性分配不同权重的滤波方法。

通过设定权重,可以使得滤波后的信号更加接近于感兴趣的特征。

加权平均滤波适用于对信号的一些频率成分进行强调或削弱的场合。

4.卡尔曼滤波:卡尔曼滤波是一种适用于线性系统的最优滤波方法。

卡尔曼滤波考虑了测量误差和状态估计误差,并通过状态估计误差的协方差矩阵来自适应地调整滤波参数。

卡尔曼滤波适用于需要估计信号动态变化的场合。

5.无限脉冲响应滤波:无限脉冲响应(IIR)滤波是一种递归滤波方法。

通过设计合适的滤波器结构和参数,可以实现对信号的高频成分和低频成分的滤波控制。

IIR滤波器具有低延迟和较小的计算量,适用于实时处理和低功耗应用。

6.有限脉冲响应滤波:有限脉冲响应(FIR)滤波是一种非递归滤波方法。

FIR滤波器通过设计滤波器系数来实现对信号的频率响应进行控制。

FIR滤波器对线性相位响应和宽带特性的要求较高,适用于需要较高精度和较好稳定性的应用。

除了以上提到的常见滤波方法,还有许多其他滤波方法,如小波变换滤波、退化结果滤波和谱平滑滤波等。

不同的滤波方法适用于不同的信号处理任务和应用场景。

在选择滤波方法时,需要综合考虑信号的特点、滤波效果和算法复杂度等因素。

写出数字滤波的几种常用方法

写出数字滤波的几种常用方法

写出数字滤波的几种常用方法数字滤波是信号处理中常用的一种技术,用于对信号进行去噪、平滑或增强等处理。

常用的数字滤波方法有以下几种:一、移动平均滤波(Moving Average Filter)移动平均滤波是最简单的数字滤波方法之一。

它通过对一段时间内的信号进行平均来减小噪声的影响。

具体操作是将每个时刻的信号值与前面若干个时刻的信号值进行求平均。

移动平均滤波可以有效地去除高频噪声,平滑信号,但对于突变信号的响应较慢。

二、中值滤波(Median Filter)中值滤波是一种非线性滤波方法,它通过对信号的一组数据进行排序,并选择其中的中值作为滤波结果。

中值滤波对于椒盐噪声等脉冲性噪声有较好的抑制效果,能够有效地去除异常值,但对于连续性的噪声处理效果较差。

三、卡尔曼滤波(Kalman Filter)卡尔曼滤波是一种递推滤波方法,它通过对系统的状态进行估计和预测,结合测量值进行滤波。

卡尔曼滤波是一种最优滤波器,能够在估计误差最小的情况下对信号进行滤波。

它广泛应用于航天、导航、自动控制等领域。

四、无限脉冲响应滤波(Infinite Impulse Response Filter,IIR)无限脉冲响应滤波是一种递归滤波方法,它通过对输入信号和输出信号的差分方程进行递归计算,实现对信号的滤波。

与有限脉冲响应滤波相比,无限脉冲响应滤波具有更好的频率选择性和更高的滤波效果,但计算复杂度较高。

五、小波变换滤波(Wavelet Transform Filter)小波变换滤波是一种基于小波变换的滤波方法,它通过将信号分解为不同频率分量,然后选择性地滤除或保留不同频率分量,实现对信号的滤波和去噪。

小波变换滤波在时频域上具有较好的局部性和多分辨性,能够有效地处理非平稳信号。

总结:数字滤波是信号处理中常用的一种技术,常用的数字滤波方法包括移动平均滤波、中值滤波、卡尔曼滤波、无限脉冲响应滤波和小波变换滤波等。

每种滤波方法有其适用的场景和优劣势,选择适当的滤波方法可以有效地对信号进行去噪、平滑或增强处理。

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1、限幅滤波法(又称程序判断滤波法)2、A、方法:3、根据经验判断,确定两次采样允许的最大偏差值(设为A)4、每次检测到新值时判断:5、如果本次值与上次值之差<=A,则本次值有效6、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7、B、优点:8、能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰9、C、缺点10、无法抑制那种周期性的干扰11、平滑度差12、13、2、中位值滤波法14、A、方法:15、连续采样N次(N取奇数)16、把N次采样值按大小排列17、取中间值为本次有效值18、B、优点:19、能有效克服因偶然因素引起的波动干扰20、对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果21、C、缺点:22、对流量、速度等快速变化的参数不宜23、24、25、26、3、算术平均滤波法27、A、方法:28、连续取N个采样值进行算术平均运算29、N值较大时:信号平滑度较高,但灵敏度较低30、N值较小时:信号平滑度较低,但灵敏度较高31、N值的选取:一般流量,N=12;压力:N=432、B、优点:33、适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波34、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35、C、缺点:36、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37、比较浪费RAM38、39、4、递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)40、A、方法:41、把连续取N个采样值看成一个队列42、队列的长度固定为N43、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)44、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45、N值的选取:流量,N=12;压力:N=4;液面,N=4~12;温度,N=1~446、B、优点:47、对周期性干扰有良好的抑制作用,平滑度高48、适用于高频振荡的系统49、C、缺点:50、灵敏度低51、对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差52、不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差53、不适用于脉冲干扰比较严重的场合54、比较浪费RAM55、56、5、中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法)57、A、方法:58、相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”59、连续采样N个数据,去掉一个最大值和一个最小值60、然后计算N-2个数据的算术平均值61、N值的选取:3~1462、B、优点:63、融合了两种滤波法的优点64、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65、C、缺点:66、测量速度较慢,和算术平均滤波法一样67、比较浪费RAM68、69、70、71、72、6、限幅平均滤波法73、A、方法:74、相当于“限幅滤波法”+“递推平均滤波法”75、每次采样到的新数据先进行限幅处理,76、再送入队列进行递推平均滤波处理77、B、优点:78、融合了两种滤波法的优点79、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80、C、缺点:81、比较浪费RAM82、83、84、85、7、一阶滞后滤波法86、A、方法:87、取a=0~188、本次滤波结果=(1-a)*本次采样值+a*上次滤波结果89、B、优点:90、对周期性干扰具有良好的抑制作用91、适用于波动频率较高的场合92、C、缺点:93、相位滞后,灵敏度低94、滞后程度取决于a值大小95、不能消除滤波频率高于采样频率的1/2的干扰信号96、97、8、加权递推平均滤波法98、A、方法:99、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100、通常是,越接近现时刻的数据,权取得越大。

101、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102、B、优点:103、适用于有较大纯滞后时间常数的对象104、和采样周期较短的系统105、C、缺点:106、对于纯滞后时间常数较小,采样周期较长,变化缓慢的信号107、不能迅速反应系统当前所受干扰的严重程度,滤波效果差108、109、110、111、9、消抖滤波法112、A、方法:113、设置一个滤波计数器114、将每次采样值与当前有效值比较:115、如果采样值=当前有效值,则计数器清零116、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) 117、如果计数器溢出,则将本次值替换当前有效值,并清计数器118、B、优点:119、对于变化缓慢的被测参数有较好的滤波效果,120、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121、C、缺点:122、对于快速变化的参数不宜123、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124、125、126、127、10、限幅消抖滤波法128、A、方法:129、相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法”130、先限幅,后消抖131、B、优点:132、继承了“限幅”和“消抖”的优点133、改进了“消抖滤波法”中的某些缺陷,避免将干扰值导入系统134、C、缺点:135、对于快速变化的参数不宜136、137、138、11、IIR 数字滤波器139、140、 A. 方法:141、确定信号带宽,滤之。

142、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)143、144、 B. 优点:高通,低通,带通,带阻任意。

设计简单(用matlab)145、 C. 缺点:运算量大。

引言在微机控制系统的模拟输入信号中,一般均含有各种噪声和干扰,他们来自被测信号源本身、传感器、外界干扰等。

为了进行准确测量和控制,必须消除被测信号中的噪声和干扰。

噪声有2大类:一类为周期性的,其典型代表为50 Hz 的工频干扰,对于这类信号,采用积分时间等于20 ms整倍数的双积分A/D转换器,可有效地消除其影响;另一类为非周期的不规则随机信号,对于随机干扰,可以用数字滤波方法予以削弱或滤除。

所谓数字滤波,就是通过一定的计算或判断程序减少干扰信号在有用信号中的比重,因此他实际上是一个程序滤波。

数字滤波器克服了模拟滤波器的许多不足,他与模拟滤波器相比有以下优点:(1)数字滤波器是用软件实现的,不需要增加硬设备,因而可靠性高、稳定性好,不存在阻抗匹配问题。

(2)模拟滤波器通常是各通道专用,而数字滤波器则可多通道共享,从而降低了成本。

(3)数字滤波器可以对频率很低(如 Hz)的信号进行滤波,而模拟滤波器由于受电容容量的限制,频率不可能太低。

(4)数字滤波器可以根据信号的不同,采用不同的滤波方法或滤波参数,具有灵活、方便、功能强的特点。

10种软件滤波方法的示例程序OurWay 发表于 2005-9-2 22:24:00 10种软件滤波方法的示例程序(JKRL)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、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。

/* 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 */#define A 10char value;char filter(){char new_value;new_value = get_ad();if ( ( new_value - value > A ) || ( value - new_value > A ) return value;return new_value;}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。

/* N值可根据实际情况调整排序采用冒泡法*/#define N 11char filter(){char value_buf[N];char count,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[i]>value_buf[i+1] ){temp = value_buf[i];value_buf[i] = value_buf[i+1];value_buf[i+1] = temp;}}}return value_buf[(N-1)/2];}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=4B、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。

#define N 12char filter(){int sum = 0;for ( count=0;count<N;count++){sum + = get_ad();delay();}return (char)(sum/N);}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#define N 12 char value_buf[N];char i=0;char filter(){char count;int sum=0;value_buf[i++] = get_ad();if ( i == N ) i = 0;for ( count=0;count<N,count++)sum = value_buf[count];return (char)(sum/N);}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”。

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