10种简单的数字滤波

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 10 

char 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 11 

char 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 
/* 
*/ 

#define N 12 

char 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） 
/* 
*/ 
#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） 
/* 
*/ 
#define N 12 

char filter() 
{ 
char count,i,j; 
char value_buf[N]; 
int sum=0; 
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; 
} 
} 
} 
for(count=1;count<N-1;count++) 
sum += value[count]; 
return (char)(sum/(N-2)); 
} 

6、限幅平均滤波法 
/* 
*/ 
略 参考子程序1、3 

7、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 50 

char 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 12 

char 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<N;count++) 
{ 
value_buf[count] = get_ad(); 
delay(); 
} 
for (count=0,count<N;count++) 
sum += value_buf[count]*coe[count]; 
return (char)(sum/sum_coe); 
} 

9、消抖滤波法 

#define N 12 

char 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 

 

 
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 
C、缺点： 
测量速度较慢，和算术平均滤波法一样 
比较浪费RAM 

6、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RAM 

7、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

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