软件滤波技术大全：11种经典软件滤波原理和实现

"11种经典软件滤波的原理和实现" 本文将详细介绍11种经典软件滤波的原理和实现，涵盖限幅滤波法、中位值滤波法、算术平均滤波法、递推平均滤波法、中位值平均滤波法等多种滤波方法。这些方法在软件滤波领域中发挥着重要作用，能够有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰和周期性的干扰。 1. 限幅滤波法（又称程序判断滤波法） 限幅滤波法是一种简单而有效的滤波方法。该方法根据经验判断，确定两次采样允许的最大偏差值（设为A），然后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；否则，本次值无效，放弃本次值，使用上次值代替本次值。该方法的优点是能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰，但缺点是无法抑制那种周期性的干扰，平滑度也较差。 2. 中位值滤波法 中位值滤波法是一种非线性滤波方法。该方法连续采样N次（N取奇数），然后把N次采样值按大小排列，取中间值为本次有效值。该方法的优点是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。但是，对流量、速度等快速变化的参数不宜使用该方法。 3. 算术平均滤波法 算术平均滤波法是一种常用的滤波方法。该方法连续取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。该方法的优点是适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波，但缺点是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） 递推平均滤波法是一种基于滑动窗口的滤波方法。该方法把连续取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。然后，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。该方法的优点是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。但是，缺点是灵敏度低，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） 中位值平均滤波法是一种结合中位值滤波法和算术平均滤波法的滤波方法。该方法相当于“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，然后对剩余的N-2个数据进行算术平均运算。该方法的优点是能够有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰和周期性的干扰，但缺点是计算复杂度高，计算速度慢。 软件滤波是信号处理中的重要步骤，选择合适的滤波方法可以有效地提高信号的质量和可靠性。在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的滤波方法。