几种滤波的简单总结

根据网上的相关材料，简单的对几种滤波方法进行总结如下。

1. 限幅滤波（程序判断滤波法）

A.. 方法：

1）根据经验判断， 确定两次采样允许的最大偏差值（设为A）

２）每次检测到新值时判断：

如果本次值与上次值之差小于等于Ａ，　则本次值有效

如果本次值与上次值之差大于Ａ，则本次值无效，放弃本次值，用上次值代替本次值。

Ｂ．有点：能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰

Ｄ．缺点：无法抑制那种周期性的干扰，平滑度差　

例子：若用到无线信号中，可以用来过滤室内收集到的信号数据（针对静态环境下的数据），一般基准数据可以的。

２.中位值滤波法

Ａ．　方法：

１）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（利用冒泡排序可以获取有效的排序序列）

Ｃ．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

Ｄ．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，但是灵敏度较低。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｎ值较小时，信号平滑度较低，但是灵敏度较高。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｎ值的选取，一般流量，Ｎ＝１２，压力，Ｎ＝４.

Ｂ．适用于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。

Ｃ．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，比较浪费内存。

（采样越多，是否过滤的精度会更好）

４.　递推平均滤波法（滑动平均滤波法）

Ａ．方法：　把连续取得的Ｎ个采样值看成一个队列，队列长度固定为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，获得新的滤波结果。

Ｎ值选取：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；

适用于高频震荡的系统。

Ｃ．缺点：　灵敏度低，对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用交差，不宜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。

５.　中位值平均滤波法（防脉冲干扰平均滤波法）

Ａ．方法：　采一组队列去掉最大值和最小值去平均值，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值选择：３－１４.

Ｂ．优点：　对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除由其所引起的采样值偏差。对周期干扰优良好的抑制作用，平滑度高，适用于高频震荡系统。

Ｃ．缺点：计算速度较慢，和算术平均滤波法一样

６.限幅平均滤波法

Ａ．　方法：　每次采样到新的数据先进行限幅处理，然后在送入队列进行平均滤波处理。

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、名称：一阶滞后滤波法
B、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。
C、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。
D、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1/2的干扰信号。

8、加权递推平均滤波法
[pre lang="arduino" line="1"]/*
A、名称：加权递推平均滤波法
B、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。
C、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。
D、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
[pre lang="arduino" line="1"]/*
A、名称：消抖滤波法
B、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。
C、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。
D、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
[pre lang="arduino" line="1"]/*
A、名称：限幅消抖滤波法
B、方法：
    相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法”；
    先限幅，后消抖。
C、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。
D、缺点：
    对于快速变化的参数不宜。