十大濾波算法大全(精心整理版)

只希望看完的朋友留個腳印，手打整理不容易！

1、限幅濾波法

*函數名稱：AmplitudeLimiterFilter()-限幅濾波法
*優點：能有效克服因偶然因素引起的脈衝干擾
*缺點：無法抑制那種週期性的干擾，且平滑度差
*說明：
  1、調用函數
     GetAD(),該函數用來取得當前值
  2、變量說明
     Value:最近一次有效採樣的值，該變量爲全局變量
     NewValue:當前採樣的值
     ReturnValue:返回值
  3、常量說明
     A:兩次採樣的最大誤差值，該值需要使用者根據實際情況設置
*入口：Value,上一次有效的採樣值，在主程序裏賦值
*出口：ReturnValue,返回值，本次濾波結果
****************************************************/
#define  A   10
unsigned char Value
unsigned char AmplitudeLimiterFilter()
{
   unsigned char NewValue;
   unsigned char ReturnValue;
   NewValue=GatAD();
   if(((NewValue-Value)>A))||((Value-NewValue)>A)))
   ReturnValue=Value;
   else ReturnValue=NewValue;
   return(ReturnValue);
} 

 

 

2、中位值濾波法

/****************************************************
*函數名稱：MiddlevalueFilter()-中位值濾波法
*優點：能有效克服因偶然因素引起的波動干擾；對溫度、液
       位等變化緩慢的被測參數有良好的濾波效果
*缺點：對流量，速度等快速變化的參數不宜
*說明：
  1、調用函數
     GetAD(),該函數用來取得當前值
     Delay(),基本延時函數
  2、變量說明
     ArrDataBuffer[N]:用來存放一次性採集的N組數據
     Temp:完成冒泡法試用的臨時寄存器
     i,j,k:循環試用的參數值
  3、常量說明
     N：數組長度
*入口：
*出口：value_buf[(N-1)/2],返回值，本次濾波結果
*****************************************************/

#define N 11

unsigned char MiddlevalueFilter()

{
  unsigned char value_buf[N];
  unsigned char i,j,k,temp;
  for(i=0;i<N;i++)
  {
    value_buf[i] = get_ad();
    delay();
  }
  for (j=0;j<N-1;j++)
  {
   for (k=0;k<N-j;k++)
   {
    if(value_buf[k]>value_buf[k+1])
     {
       temp = value_buf[k];
       value_buf[k] = value_buf[k+1];
       value_buf[k+1] = temp;
     }
   }
  }
  return value_buf[(N-1)/2];
}

3、算術平均濾波法

/*********************************************************
說明：連續取N個採樣值進行算術平均運算
優點：試用於對一般具有隨機干擾的信號進行濾波。這種信號的特點是
      有一個平均值，信號在某一數值範圍附近上下波動。
缺點：對於測量速度較慢或要求數據計算較快的實時控制不適用。
**********************************************************/

#define N 12

char filter()
{
  unsigned int sum = 0;
  unsigned char i;

  for (i=0;i<N;i++)
  {
    sum + = get_ad();
    delay();
  }
  return(char)(sum/N);
}

4、遞推平均濾波法（又稱滑動平均濾波法）

/***************************************************
說明：把連續N個採樣值看成一個隊列，隊列長度固定爲N。
      每次採樣到一個新數據放入隊尾，並扔掉隊首的一
      次數據。把隊列中的N各數據進行平均運算，既獲得
      新的濾波結果。
優點：對週期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高；試用於高頻振盪的系統
缺點：靈敏度低；對偶然出現的脈衝性干擾的抑制作用較差，不適於脈衝幹
      擾較嚴重的場合
****************************************************/

#define N 12

unsigned char value_buf[N];

unsigned char filter()
{
  unsigned char i;
  unsigned char value;
  int sum=0;

  value_buf[i++] = get_ad();       //採集到的數據放入最高位
  for(i=0;i<N;i++)
  {
    value_buf[i]=value_buf[i+1];   //所有數據左移，低位扔掉
    sum += value_buf[i];
  }
  value = sum/N;
  return(value);
}

5、中位值平均濾波法（又稱防脈衝干擾平均濾波法）

/********************************************
 說明：採一組隊列去掉最大值和最小值
 優點：融合了兩種濾波的優點。對於偶然出現的脈衝性干擾，可消
       除有其引起的採樣值偏差。對週期干擾有良好的抑制作用，
       平滑度高，適於高頻振盪的系統。
 缺點：測量速度慢
*********************************************/

#define N 12

uchar filter()

{
  unsigned char i,j,k,l;
  unsigned char temp,sum=0,value;
  unsigned char value_buf[N],;

  for(i=0;i<N;i++)
  {
    value_buf[i] = get_ad();
    delay();
  }
  //採樣值從小到大排列（冒泡法）
  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(i=1;i<N-1;i++)
  sum += value_buf[i];

  value = sum/(N-2);
  return(value);
}

6、遞推中位值濾波法

/************************************************
 優點：對於偶然出現的脈衝性干擾，可消除由其引起的採樣值偏差。
       對週期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高；試用於高頻振盪
       的系統
 缺點：測量速度慢
*************************************************/

char filter(char new_data,char queue[],char n)
{
  char max,min;
  char sum;
  char i;

  queue[0]=new_data;
  max=queue[0];
  min=queue[0];
  sum=queue[0];

  for(i=n-1;i>0;i--)
  {
    if(queue[i]>max)
    max=queue[i];
    else if (queue[i]<min)
    min=queue[i];
    sum=sum+queue[i];
    queue[i]=queue[i-1];
  }

  i=n-2;
  sum=sum-max-min+i/2;     //說明：+i/2的目的是爲了四捨五入
  sum=sum/i;

  return(sum);
}

7、限幅平均濾波法

/************************************************
 優點：對於偶然出現的脈衝性干擾，可消除有其引起的採樣值偏差。
*************************************************/
#define A 10
#define N 12

unsigned char data[];
unsigned char filter(data[])
{
  unsigned char i;
  unsigned char value,sum;

  data[N]=GetAD();
  if(((data[N]-data[N-1])>A||((data[N-1]-data[N])>A))
  data[N]=data[N-1];
  //else data[N]=NewValue;
  for(i=0;i<N;i++)
  {
    data[i]=data[i+1];
    sum+=data[i];
  }
  value=sum/N;
  return(value);
}

8、一階滯後濾波法

/****************************************************
*函數名稱：filter()-一階滯後濾波法
*說明：
  1、調用函數
     GetAD(),該函數用來取得當前值
     Delay(),基本延時函數
  2、變量說明
     Or_data[N]:採集的數據
     Dr0_flag、Dr1_flag:前一次比較與當前比較的方向位
     coeff:濾波係數
     F_count：濾波計數器
  3、常量說明
     N：數組長度
     Thre_value：比較門檻值
*入口：
*出口：
*****************************************************/

#define Thre_value  10
#define  N   50

float Or_data[N]；
unsigned char Dr0_flag=0,Dr1_flag=0;

void abs(float first,float second)
{
 float abs;
 if(first>second)
 {
   abs=first-second;
   Dr1_flag=0;
 }
 else
 {
   abs=second-first;
   Dr1_flag=1;
 }
 return(abs);
} 

void filter(void)
{
  uchar i=0,F_count=0,coeff=0;
  float Abs=0.00;

  //確定一階濾波係數
  for(i=1;i<N;i++)
    {
      Abs=abs(Or_data[i-1],Or_data[i]);
      if(!(Dr1_flag^Dr0_flag))                    //前後數據變化方向一致
      { 
        F_count++;
        if(Abs>=Thre_value)
        {
          F_count++;
          F_count++;
        }
        if(F_count>=12)
        F_count=12;
        coeff=20*F_count;  
      }
      else                                        //去抖動
      coeff=5;
      //一階濾波算法
      if(Dr1_flag==0)                             //當前值小於前一個值
      Or_data[i]=Or_data[i-1]-coeff*(Or_data[i-1]-Or_data[i])/256;
      else
      Or_data[i]=Or_data[i-1]+coeff*(Or_data[i]-Or_data[i-1])/256;   
      
      F_count=0;                                  //濾波計數器清零
      Dr0_flag=Dr1_flag;
    }
}

9、加權遞推平均濾波法

/************************************************************
 coe:數組爲加權係數表，存在程序存儲區。
 sum_coe:加權係數和
 ************************************************************/

#define N 12

const char code coe[N] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
const char code sum_coe = 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12;

unsigned char filter()
{
  unsigned char i;
  unsigned char value_buf[N];
  int sum=0;

  for (i=0;i<N;i++)
  {
    value_buf[i] = get_ad();
    delay();
  }

  for (i=0,i<N;i++)
  {
    value_buf[i]=value_buf[i+1];
    sum += value_buf[i]*coe[i];
  }

  sum/=sum_coe;
  value=sum/N;
  return(value);
}

10、消抖濾波法

/************************************************

*************************************************/
#define N 12

unsigned char filter()
{
  unsigned char i=0;
  unsigned char new_value;
  new_value = get_ad();
  if(value !=new_value);
  {
    i++;
    if (i>N)
    {
      i=0;
      value=new_value;
    }
  }
  else i=0;
  return(value);
}