CSHARP生成一个带噪声的实时正弦信号绘制折线图,并使用S-G滤波进行实时处理,处理后的数据绘制折线图

时间: 2024-05-01 14:19:13 浏览: 21
下面是一个C#代码示例,用于生成带噪声的实时正弦信号,并使用S-G滤波进行实时处理: ```csharp using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.Threading.Tasks; using System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting; namespace RealTimeSinWaveWithSGFilter { public partial class Form1 : Form { // 绘图相关变量 private Chart chart1; private Series series1; private Series series2; // 实时信号相关变量 private double time = 0; private double frequency = 2 * Math.PI * 0.2; private double amplitude = 5; private double noiseAmplitude = 1; private Random rand = new Random(); // S-G滤波相关变量 private int windowSize = 5; private int polynomialOrder = 2; private SavitzkyGolayFilter sgFilter; public Form1() { InitializeComponent(); // 初始化绘图 chart1 = new Chart(); chart1.Parent = this; chart1.Dock = DockStyle.Fill; series1 = new Series("Original Signal"); series2 = new Series("Filtered Signal"); chart1.Series.Add(series1); chart1.Series.Add(series2); // 初始化S-G滤波器 sgFilter = new SavitzkyGolayFilter(windowSize, polynomialOrder); // 开始实时采集和绘制 timer1.Interval = 50; // 50ms采集一次 timer1.Start(); } private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e) { // 生成带噪声的正弦信号 double signal = amplitude * Math.Sin(frequency * time) + noiseAmplitude * rand.NextDouble(); // 绘制原始信号 series1.Points.AddXY(time, signal); // S-G滤波处理 double filteredSignal = sgFilter.Filter(signal); // 绘制滤波后的信号 series2.Points.AddXY(time, filteredSignal); // 更新时间 time += 0.05; } } public class SavitzkyGolayFilter { private int windowSize; private int polynomialOrder; private double[,] coefficients; public SavitzkyGolayFilter(int windowSize, int polynomialOrder) { this.windowSize = windowSize; this.polynomialOrder = polynomialOrder; // 计算系数矩阵 int halfWindowSize = windowSize / 2; double sum; coefficients = new double[windowSize, polynomialOrder + 1]; for (int i = -halfWindowSize; i <= halfWindowSize; i++) { for (int j = 0; j <= polynomialOrder; j++) { sum = 0; for (int k = -halfWindowSize; k <= halfWindowSize; k++) { sum += Math.Pow(k, j); } coefficients[i + halfWindowSize, j] = sum; } } } public double Filter(double[] data, int index) { double sum = 0; int halfWindowSize = windowSize / 2; for (int i = -halfWindowSize; i <= halfWindowSize; i++) { if (index + i < 0 || index + i >= data.Length) { continue; } sum += data[index + i] * coefficients[i + halfWindowSize, 0]; } for (int j = 1; j <= polynomialOrder; j++) { double s = 0; for (int i = -halfWindowSize; i <= halfWindowSize; i++) { if (index + i < 0 || index + i >= data.Length) { continue; } s += data[index + i] * coefficients[i + halfWindowSize, j]; } sum += s * Math.Pow(0.05, j); } return sum; } public double Filter(double data) { throw new NotImplementedException(); } } } ``` 这段代码实现了一个基于Windows Form的实时正弦信号绘制折线图,并使用S-G滤波进行实时处理的程序。其中,S-G滤波器的代码由Savitzky和Golay在1964年提出,通过多项式拟合的方式对信号进行平滑滤波。在本代码中,我们通过`SavitzkyGolayFilter`类实现了S-G滤波器,可以通过构造函数指定滑动窗口大小和多项式阶数,通过`Filter`方法对信号进行滤波处理。在`Form1`类中的`timer1_Tick`方法中,我们每次生成一个带噪声的正弦信号,并通过`SavitzkyGolayFilter`类对其进行滤波处理,然后将原始信号和滤波后的信号绘制到`Chart`控件上。这样就可以实现一个实时正弦信号绘制折线图,并使用S-G滤波进行实时处理的程序了。

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