mirrorok 发表于 2006-9-30 11:56:13

10种AD采样的软件滤波方法

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

    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

chenjianlin 发表于 2006-9-30 13:03:11

好。

jackiezeng 发表于 2006-9-30 13:03:59

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





还不如除 8 除 16效率要高些

gxlujd 发表于 2006-9-30 13:04:22

good!好东西,谢谢楼主

SW7005 发表于 2006-9-30 16:00:17

谢谢

KuJJ 发表于 2008-1-25 19:16:35

阿莫来裤子

Gorgon_Meducer 发表于 2008-1-26 02:15:31

古墓派帖子……

zend 发表于 2008-1-26 10:19:55

记号

y2kloach 发表于 2008-1-26 11:52:26

好东西!!!!

skyward 发表于 2008-1-29 09:14:03

学习了

cyk8 发表于 2008-1-29 10:53:14

来一个中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法)
   (ICCAVR6.31)
/*   采样通道选择并采样函数(中位值平均滤波) */                         
void ADC_SET(unsigned int Z)
{    char count,i,j;
       int value_buf,temp;                     
       signed int sum=0;                        
       ADMUX=0xc0|Z;                           
       ADCSRA=0xc6;                              //64分频
       for(count=0;count<40;count++)
           {
          ADCSRA|=(1<<ADSC);
          delay_us(100);                           
          value_buf=ADC;
          delay_us(100);
           }
       for(i=0;i<(40-1);i++)                     //数据排序,低在前,高在后。
           { for(j=0;j<(40-i-1);j++)
             {if(value_buf>value_buf)
                      {temp=value_buf;
                           value_buf=value_buf;
                           value_buf=temp;
                          }
                   }
           }
       for(count=4;count<(40-4);count++)            //扔掉前后各四个
           {sum+=value_buf;                  
           }
       ADC_DATE=sum/(40-8);                         //剩下的32个计算平均值
}

cai_mouse 发表于 2008-2-6 17:58:58

学习中.............

shalixi 发表于 2008-2-6 22:16:54

学习

kingsabbit 发表于 2008-2-12 16:46:27

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
每种方法都有其特定的应用场合,有时多种方法混合使用会有更好的效果,这种我在实际应用中的体会,虽然书本个给出像上述所说的多种方法,但要体会应用场合,免得适得其反的效果!

ninjia 发表于 2008-2-13 10:48:34

好东西呀

bluemidi 发表于 2008-2-13 10:56:32

有卡尔曼滤波算法么?

oouu01 发表于 2008-2-17 21:00:50

再给锦上添花一朵:

比如做一个电阻AD转换的键盘,要避免误判

比如采样值是8位的。N属于0~255。其中在0~255之间划分了一些段落代表采样得到不同的值,比如0~30是个段落人r1,31~80是个段落r2……
按键引起中断,开始采样s次。做一个数据分敛池,计数s次采样的值分别在范围r1、 r2……中的数值。
最后判断那一个段落所累计的数值大于了(1+s/2)次,则本次连续采样可准确判断是哪个按键引起的。(把硬件滤波电路要相应的调整好)

bjj9217 发表于 2008-3-20 08:36:34

学习!

iceman136 发表于 2008-3-20 09:11:53

学习

wormchen 发表于 2008-3-20 09:19:50

俺一般喜欢用去极值平均滤波法,就跟体操跳水比赛那种评分方式一样!

hzxiaobao 发表于 2009-4-19 14:01:20

正需要

1860 发表于 2009-4-19 16:47:22

有用,收藏了

fox-lovey 发表于 2009-4-20 21:40:08

mark

xidao 发表于 2009-4-21 13:08:26

好东西

cu_ice 发表于 2009-4-21 13:33:18

好东东,先记下,一会再看

mouse_sky 发表于 2009-4-21 14:19:44

这个10种软件滤波法在匠人的《匠人手记》里有讲解,前几天在书上看到的!

halloween 发表于 2009-4-21 17:02:35

不错

zanecheng 发表于 2009-5-22 14:11:29

M你一ark

sonic 发表于 2009-5-22 15:16:56

thanks!!mark

cjbcjb 发表于 2009-5-23 18:27:16

有用,收藏了

lanlanx 发表于 2009-5-23 20:31:55

mark一个,看帖回帖是美德~

z_zt 发表于 2009-5-23 21:58:17

谢谢!

KANGYD 发表于 2009-5-23 23:25:31

强悍!!!

ts10606 发表于 2009-5-24 00:13:45

记号

525133174 发表于 2009-6-24 23:43:39

好实用,帮顶

seawind319 发表于 2009-6-25 09:15:28

谢谢分享

guangan854214 发表于 2009-6-25 09:36:01

记个号

ldh119 发表于 2009-9-5 10:34:32

匠人注:<10种软件滤波方法>一文由匠人原创,并曾经发表在21ICBSS的[侃单片机]栏目,后被多方转载,但大多数没有注明原作者,郁闷啊~~~~~~~~,以下这程序是他人根据匠人文中汇总的方法用C语言实现的程序范例:



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()
{
   charnew_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 N11

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

3、算术平均滤波法

#define N 12

char filter()
{
   intsum = 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;
char i=0;

char filter()
{
   char count;
   intsum=0;
   value_buf = get_ad();
   if ( i == N )   i = 0;
   for ( count=0;count<N,count++)
      sum = value_buf;
   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;
   intsum=0;
   for(count=0;count<N;count++)
   {
      value_buf = get_ad();
      delay();
   }
   for (j=0;j<N-1;j++)
   {
      for (i=0;i<N-j;i++)
      {
         if ( value_buf>value_buf )
         {
            temp = value_buf;
            value_buf = value_buf;
             value_buf = temp;
         }
      }
   }
   for(count=1;count<N-1;count++)
      sum += value;
   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()
{
   charnew_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 = {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;
   intsum=0;
   for (count=0,count<N;count++)
   {
      value_buf = get_ad();
      delay();
   }
   for (count=0,count<N;count++)
      sum += value_buf*coe;
   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

soulmate 发表于 2009-10-2 18:51:20

这里第四种好像有点问题,应该第一次至少采样N个后再开始滑动啊~./emotion/em008.gif

xiake017 发表于 2014-9-16 22:41:28

mark学习学习

wb503059722 发表于 2014-9-16 23:42:13

mark{:lol:}{:curse:}{:curse:}

289125361 发表于 2014-9-17 00:41:17

记个号~~~

gy54321 发表于 2014-9-17 01:14:59

标记一下, 留着用

JACK847070222 发表于 2014-10-14 15:49:31

经典,必须顶

120542121 发表于 2014-10-14 19:33:35

嘻嘻,其实再把代码简单贴一下更好

cloudboy 发表于 2014-10-14 20:08:08

好东西 马克

默默七 发表于 2014-10-16 18:01:01

mark,AD采样值滤波算法

^小K^ 发表于 2014-11-3 19:13:50

最近用到了,特此借鉴学习一下,多谢LZ
页: [1]
查看完整版本: 10种AD采样的软件滤波方法