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幾種濾波的簡單總結

根據網上的相關材料,簡單的對幾種濾波方法進行總結如下。

1. 限幅濾波(程式判斷濾波法)

A.. 方法: 1)根據經驗判斷, 確定兩次取樣允許的最大偏差值(設為A) 2)每次檢測到新值時判斷: 如果本次值與上次值之差小於等於A, 則本次值有效 如果本次值與上次值之差大於A,則本次值無效,放棄本次值,用上次值代替本次值。 B.有點:能有效克服因偶然因素引起的脈衝干擾 D.缺點:無法抑制那種週期性的干擾,平滑度差  例子:若用到無線訊號中,可以用來過濾室內收集到的訊號資料(針對靜態環境下的資料),一般基準資料可以的。 2.中位值濾波法 A. 方法: 1)連續取樣N次(N取奇數),把   N次取樣值按大小排列,取中間值為本次有效值(利用氣泡排序可以獲取有效的排序序列)
C.優點:能有效克服因偶然因素引起的波動干擾,對溫度,液位的變化緩慢的被測引數有良好的濾波效果 D.缺點:對流量,速度等快速變化的引數不宜。 3. 算術平均濾波法 A.方法:連續取N個取樣值進行算術平均運算,N值較大時,訊號平滑度較高,但是靈敏度較低。                       N值較小時,訊號平滑度較低,但是靈敏度較高。                       N值的選取,一般流量,N=12,壓力,N=4. B.適用於一般具有隨機干擾的訊號進行濾波,這種訊號的特點是有一個平均值,訊號在某一數值範圍附近上下波動。 C.對於測量速度較慢或要求資料計算速度較快的實時控制不適用,比較浪費記憶體。
(取樣越多,是否過濾的精度會更好) 4. 遞推平均濾波法(滑動平均濾波法) A.方法: 把連續取得的N個取樣值看成一個佇列,佇列長度固定為N。每次取樣到一個新資料放入隊尾,並扔掉原來隊首的一次資料(先進先出原則) 把佇列中的N個數據進行算術平均運算,獲得新的濾波結果。 N值選取:流量N=12,壓力N=4,液麵N=4-12,溫度N=1-4 B.優點:對週期性干擾有良好的抑制作用,平滑度高; 適用於高頻震盪的系統。 C.缺點: 靈敏度低,對偶然出現的脈衝性干擾的抑制作用交差,不宜消除由於脈衝干擾所引起的取樣值偏差,不適用於脈衝干擾比較嚴重的場合。 5. 中位值平均濾波法(防脈衝干擾平均濾波法) A.方法: 採一組佇列去掉最大值和最小值去平均值,相當於“中位值濾波法+算術平均濾波法”。連續取樣N個數據, 去掉一個最大值和一個最小值,然後計算N-2個數據的算術平均值。N值選擇:3-14. B.優點: 對於偶然出現的脈衝性干擾,可消除由其所引起的取樣值偏差。對週期干擾優良好的抑制作用,平滑度高,適用於高頻震盪系統。 C.缺點:計算速度較慢,和算術平均濾波法一樣 6.限幅平均濾波法 A. 方法: 每次取樣到新的資料先進行限幅處理,然後在送入佇列進行平均濾波處理。 B.優點: 融合了兩種濾波法的優點,對於偶然出現的脈衝干擾,可消除由於脈衝干擾所引起的取樣值偏差。 C.缺點:比較浪費RAM 7
、一階滯後濾波法


A
、名稱:一階滯後濾波法
B
、方法:
a=0-1,本次濾波結果=(1-a)*本次取樣值+a*上次濾波結果。
C
、優點:
對週期性干擾具有良好的抑制作用;適用於波動頻率較高的場合。
D
、缺點:
相位滯後,靈敏度低;滯後程度取決於a值大小;
不能消除濾波頻率高於取樣頻率1/2的干擾訊號。 8、加權遞推平均濾波法
[pre lang="arduino" line="1"]/*
A
、名稱:加權遞推平均濾波法
B
、方法:
是對遞推平均濾波法的改進,即不同時刻的資料加以不同的權;通常是,越接近現時刻的資料,權取得越大。給予新取樣值的權係數越大,則靈敏度越高,但訊號平滑度越低。
C
、優點:
適用於有較大純滯後時間常數的物件,和取樣週期較短的系統。
D
、缺點:
對於純滯後時間常數較小、取樣週期較長、變化緩慢的訊號;
不能迅速反應系統當前所受干擾的嚴重程度,濾波效果差。 9、消抖濾波法
[pre lang="arduino" line="1"]/*
A
、名稱:消抖濾波法
B
、方法:
設定一個濾波計數器,將每次取樣值與當前有效值比較:如果取樣值=當前有效值,則計數器清零;如果取樣值<>當前有效值,則計數器+1,並判斷計數器是否>=上限N(溢位);如果計數器溢位,則將本次值替換當前有效值,並清計數器。
C
、優點:
對於變化緩慢的被測引數有較好的濾波效果;可避免在臨界值附近控制器的反覆開/關跳動或顯示器上數值抖動。
D
、缺點:
對於快速變化的引數不宜;
如果在計數器溢位的那一次取樣到的值恰好是干擾值,則會將干擾值當作有效值匯入系統。 10、限幅消抖濾波法
[pre lang="arduino" line="1"]/*
A
、名稱:限幅消抖濾波法
B
、方法:
相當於限幅濾波法”+“消抖濾波法先限幅,後消抖。
C
、優點:
繼承了限幅消抖的優點;改進了消抖濾波法中的某些缺陷,避免將干擾值匯入系統。
D
、缺點:
對於快速變化的引數不宜。

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