常用滤波算法（六）-限幅平均滤波法

文章目录

一、限幅平均滤波法的基本原理
- 限幅处理：
- 平均运算：
二、C语言实现限幅平均滤波法
三、代码解析与注意事项
- 限幅处理：
- 循环队列：
- 平均运算：
- 注意事项：

限幅平均滤波法作为一种结合了限幅滤波和平均滤波特性的算法，广泛应用于各种需要去除噪声和干扰的场合。

一、限幅平均滤波法的基本原理

限幅平均滤波法基于统计原理，旨在通过限制输入信号的幅值范围并进行平均运算，从而滤除信号中的噪声。该方法主要分为两个步骤：

限幅处理：

将输入信号限制在一个合理的上下限范围内，超出该范围的信号值将被替换为上限或下限值。这一步骤能有效削弱或替换异常值或噪声，防止其对后续处理产生不利影响。

平均运算：

对限幅处理后的信号进行平均运算，得到滤波后的信号值。平均运算能够平滑信号，减少噪声的干扰，提取出有效的信息。

二、C语言实现限幅平均滤波法

以下是一个使用C语言实现限幅平均滤波法的示例代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define LIMIT 200 // 设定限幅阈值
#define SIZE 20 // 设定队列长度
typedef unsigned int filter_type;
// 计算两个数的差值
filter_type num_sub(filter_type a, filter_type b) {
return (a >= b ? (a - b) : (b - a));
}
// 限幅平均滤波函数
filter_type filter(void) {
static filter_type value_buf[SIZE]; // 存储采样值的队列
static unsigned int i = 0; // 队列索引
filter_type count;
filter_type new_value = 0; // 新采样值
static filter_type last_value = 0; // 上次有效值
int sum = 0; // 队列中数据的和
new_value = ReadVol_CH2(); // 假设这是读取新采样值的函数
// 限幅处理
if (num_sub(new_value, last_value) < LIMIT) {
value_buf[i++] = new_value;
last_value = new_value;
} else {
value_buf[i++] = last_value;
}
// 循环队列
if (i == SIZE) {
i = 0;
}
// 平均运算
for (count = 0; count < SIZE; count++) {
sum += value_buf[count];
}
// 返回滤波后的值
return (filter_type)(sum / SIZE);
}

// 假设的读取采样值函数（需根据实际应用实现）
filter_type ReadVol_CH2() {
// 这里应放置读取采样值的代码，例如从传感器或ADC读取
// 为简化示例，这里直接返回一个模拟值
static int value = 0;
value++;
return (filter_type)(value % 500); // 模拟一个变化的采样值
}

int main() {
for (int i = 0; i < 100; i++) { // 假设进行100次滤波处理
filter_type result = filter();
printf(“Filtered value: %u\n”, result);
}
return 0;
}