常见的11种滤波算法

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常见的11种滤波算法

2023-10-14 06:09| 来源: 网络整理| 查看: 265

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说明:

假设从8位AD中读取数据(若是更高位的AD,可将数据类型定义为int)

子程序为get_ad()

一、限幅滤波法 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,且平滑度差。

/* 1、限幅滤波 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(void) { char new_value; new_value = get_ad(); if((new_value - value > A) || (value - new_value > A)) { return value; } else { return new_value; } } 二、中位值滤波法 优点:

能有效克服因偶然因素引起的波动干扰;

对温度、液位等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。

/* 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(void) { char value_buf[N]; char i, j, temp; for(i = 0; i for(i = 0; i temp = value_buf[i]; value_buf[i] = value_buf[i + 1]; value_buf[i + 1] = temp; } } } return value_buf[(N - 1) / 2]; } 三、算数平均滤波法 说明:

连续取N个采样值进行算术平均运算。

优点:

试用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波。

这种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较快的实时控制不适用

/* 3、算数平均滤波法 */ #define N 11 char filter(void) { int sum = 0, i = 0; for(i = 0; i char count = 0; int sum = 0; value_buf[i++] = get_ad(); if(i == N) { i = 0; //先进先出 } for(count = 0; count char i = 0, j = 0, temp = 0; char value_buf[N]; int sum = 0; for(i = 0; i for(i = 0; i temp = value_buf[i]; value_buf[i] = value_buf[i + 1]; value_buf[i + 1] = temp; } } } for(i = 1; i char new_value = 0; new_value = get_ad(); return (100 - A) * value + a * new_value; } 八、加权递推平均滤波法 说明:

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。

/* 8、加权递推平均滤波法 coe数组为加权系数表 */ #define N 12 char coe[N] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12}; char sum_coe = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 + 11 + 12; char filter(void) { char i = 0; char value_buf[N]; int sum = 0; for(i = 0; i sum += value_buf[i] * coe[i]; } return (char)(sum / sum_coe); } 九、消抖滤波法 说明: 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。 #define N 12 char filter(void) { char i = 0; char new_value = 0, value = 0; new_value = get_ad(); while(value != new_value) { i++; if(i > N) { return new_value; } delay(); new_value = get_ad(); } return value; } 十、限幅消抖滤波法 说明: 相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法”;先限幅,后消抖。 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。 缺点: 对于快速变化的参数不宜。 /* 10、限幅消抖滤波法 参考程序1和9 */ 十一、低通滤波法 /* 11、低通滤波 */ #define A 0.25 char value; //value 为已有值 char filter(void) { char new_value = 0; new_value = get_ad(); return (a * new_value + (1 - a) * value); }

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