滤波 纯干货警告！11种滤波算法程序大全（含源代码）

1、限制过滤法(又称程序判断过滤法)

/* A、名称：限幅滤波法（又称程序判断滤波法） B、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。 C、优点： 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。 E、整理：shenhaiyu 2013-11-01 */

intFilter _ ValueintValue

void setup(){ Serial . begin(9600)；//初始化串行通信randomSeed(analog read(0))；//生成随机种子值= 300；}

void loop(){ Filter _ Value = Filter；//获取过滤器输出值Value = Filter _ Value//最后一次有效采样的值，全局变量serial . println(Filter _ Value)；//串行输出延迟(50)；}

//用于随机生成一个300左右的当前值intget _ ad () {return random (295，305)；}

//限制筛选法(也叫程序判断筛选法)# definefilter _ a1intfilter(){ intnewvalue；NewValue = Get _ AD如果(((新值-值)>;FILTER_A) || ((Value - NewValue)>;FILTER_A))返回值；elsereturnNewValue}

2.中值滤波方法

/*A、名称：中位值滤波法B、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。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。E、整理：shenhaiyu 2013-11-01*/

intFilter _ Value

void setup(){ Serial . begin(9600)；//初始化串行通信randomSeed(analog read(0))；//生成随机种子}

void loop(){ Filter _ Value = Filter；//获取过滤器输出值serial . println(Filter _ Value)；//串行输出延迟(50)；}

//用于随机生成一个300左右的当前值intget _ ad () {return random (295，305)；}

//中值滤波方法# define filter _ n 101 intfilter(){ int filter _ buf[filter _ n]；inti，j；intfilter _ tempfor(I = 0；i <。FILTER _ N；i++){ filter _ buf[I]= Get _ AD；延迟(1)；}//对于(j = 0)采样值从小到大排列(冒泡法)；j <。FILTER _ N-1；j++){ for(I = 0；i <。FILTER _ N-1-j；i++) {if(filter_buf[i]>filter _ buf[I+1]){ filter _ temp = filter _ buf[I]；filter _ buf[I]= filter _ buf[I+1]；filter _ buf[I+1]= filter _ temp；} } } returnFIlter _ buf[(FILTER _ N-1)/2]；}

3.算术平均滤波法

/*A、名称：算术平均滤波法B、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。C、优点：适用于对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。D、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。E、整理：shenhaiyu 2013-11-01*/

intFilter _ Value

void setup(){ Serial . begin(9600)；//初始化串行通信randomSeed(analog read(0))；//生成随机种子}

void loop(){ Filter _ Value = Filter；//获取过滤器输出值serial . println(Filter _ Value)；//串行输出延迟(50)；}

//用于随机生成一个300左右的当前值intget _ ad () {return random (295，305)；}

//算术平均滤波法# define filter _ n12 intfilter(){ inti；int filter _ sum = 0；for(I = 0；i <。FILTER _ N；i++){ filter _ sum+= Get _ AD；延迟(1)；} return(int)(FIlter _ sum/FILTER _ N)；}

4.递归平均滤波法(也称移动平均滤波法)

/*A、名称：递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法）B、方法：把连续取得的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，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。C、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。D、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。E、整理：shenhaiyu 2013-11-01*/

intFilter _ Value

void setup(){ Serial . begin(9600)；//初始化串行通信randomSeed(analog read(0))；//生成随机种子}

void loop(){ Filter _ Value = Filter；//获取过滤器输出值serial . println(Filter _ Value)；//串行输出延迟(50)；}

//用于随机生成一个300左右的当前值intget _ ad () {return random (295，305)；}

//递归平均滤波法(也叫移动平均滤波法)# define filter _ n ^ 12 int filter _ buf[filter _ n+1]；int filter(){ inti；int filter _ sum = 0；FILTER _ buf[FILTER _ N]= Get _ AD；for(I = 0；i <。FILTER _ N；i++){ filter _ buf[I]= filter _ buf[I+1]；//所有数据左移，低位仍然被filter_sum += filter_buf[i]丢弃；} return(int)(FIlter _ sum/FILTER _ N)；}

5、中值平均滤波法(又称抗脉冲干扰平均滤波法)

/*A、名称：中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）B、方法：采一组队列去掉最大值和最小值后取平均值，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值的选取：3-14。C、优点：融合了“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”两种滤波法的优点。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。对周期干扰有良好的抑制作用。平滑度高，适于高频振荡的系统。D、缺点：计算速度较慢，和算术平均滤波法一样。比较浪费RAM。E、整理：shenhaiyu 2013-11-01*/

intFilter _ Value

void setup(){ Serial . begin(9600)；//初始化串行通信randomSeed(analog read(0))；//生成随机种子}

void loop(){ Filter _ Value = Filter；//获取过滤器输出值serial . println(Filter _ Value)；//串行输出延迟(50)；}

//用于随机生成一个300左右的当前值intget _ ad () {return random (295，305)；}

//中值平均滤波法(又称抗脉冲干扰平均滤波法)(算法1)# definefilter _ n 100 int filter(){ inti，j；intfilter_temp，filter _ sum = 0；int FIlter _ buf[FIlter _ N]；for(I = 0；i <。FILTER _ N；i++){ filter _ buf[I]= Get _ AD；延迟(1)；}//对于(j = 0)采样值从小到大排列(冒泡法)；j <。FILTER _ N-1；j++){ for(I = 0；i <。FILTER _ N-1-j；i++) {if(filter_buf[i]>filter _ buf[I+1]){ filter _ temp = filter _ buf[I]；filter _ buf[I]= filter _ buf[I+1]；filter _ buf[I+1]= filter _ temp；} } }//去掉最大和最小极值后，平均值为(I = 1；i <。FILTER _ N-1；i++)filter _ sum+= filter _ buf[I]；returnFIlter _ sum/(FILTER _ N-2)；}

//中值平均滤波法(也叫抗脉冲干扰平均滤波法)(算法二)/* # definefilter _ n100 int filter { int I；int filter _ sum = 0；int filter_max，filter _ minint FIlter _ buf[FIlter _ N]；for(I = 0；i <。FILTER _ N；i++){ filter _ buf[I]= Get _ AD；延迟(1)；} filter _ max = filter _ buf[0]；filter _ min = filter _ buf[0]；filter _ sum = filter _ buf[0]；for(I = FILTER _ N-1；i >。0;i - ) {if(filter_buf[i]>filter _ max)filter _ max = filter _ buf[I]；else if(filter _ buf[I]& lt；filter _ min)filter _ min = filter _ buf[I]；filter _ sum = filter _ sum+filter _ buf[I]；filter _ buf[I]= filter _ buf[I-1]；} I = FILTER _ N-2；filter _ sum = filter _ sum-filter _ max-filter _ min+I/2；// +i/2的目的是舍入filter _ sum = filter _ sum/I；return filter _ sum}*/

6、极限平均滤波法

/*A、名称：限幅平均滤波法B、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。C、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。D、缺点：比较浪费RAM。E、整理：shenhaiyu 2013-11-01*/

# define filter _ N 12 IntFilter _ Value；int FIlter _ buf[FIlter _ N]；

void setup(){ Serial . begin(9600)；//初始化串行通信randomSeed(analog read(0))；//生成随机种子FILTER _ buf[FILTER _ N-2]= 300；}

void loop(){ Filter _ Value = Filter；//获取过滤器输出值serial . println(Filter _ Value)；//串行输出延迟(50)；}

//用于随机生成一个300左右的当前值intget _ ad () {return random (295，305)；}

//极限平均滤波法# definefilter _ a1intfilter(){ inti；int filter _ sum = 0；FILTER _ buf[FILTER _ N-1]= Get _ AD；if(((FIlter _ buf[FIlter _ N-1]-FIlter _ buf[FIlter _ N-2])> 1；FILTER _ A)| |((FILTER _ buf[FILTER _ N-2]-FILTER _ buf[FILTER _ N-1])>；FILTER _ A))FILTER _ buf[FILTER _ N-1]= FILTER _ buf[FILTER _ N-2]；for(I = 0；i <。FILTER _ N-1；i++){ filter _ buf[I]= filter _ buf[I+1]；filter _ sum+= filter _ buf[I]；} return(int)FIlter _ sum/(FILTER _ N-1)；}

7.一阶滞后滤波方法

/*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。E、整理：shenhaiyu 2013-11-01*/

intFilter _ ValueintValue

void setup(){ Serial . begin(9600)；//初始化串行通信randomSeed(analog read(0))；//生成随机种子值= 300；}

void loop(){ Filter _ Value = Filter；//获取过滤器输出值serial . println(Filter _ Value)；//串行输出延迟(50)；}

//用于随机生成一个300左右的当前值intget _ ad () {return random (295，305)；}

//一阶滞后滤波法# definefilter _ a 0.01 intfilter(){ intnewvalue；NewValue = Get _ ADValue =(int)((float)new Value * FILTER _ A+(1.0-FILTER _ A)*(float)Value)；returnValue}

8.加权递归平均滤波方法

/*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。E、整理：shenhaiyu 2013-11-01*/

intFilter _ Value

void setup(){ Serial . begin(9600)；//初始化串行通信randomSeed(analog read(0))；//生成随机种子}

void loop(){ Filter _ Value = Filter；//获取过滤器输出值serial . println(Filter _ Value)；//串行输出延迟(50)；}

//用于随机生成一个300左右的当前值intget _ ad () {return random (295，305)；}

//加权递归平均滤波法# define filter _ n 12 int Coe[filter _ n]= { 1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12 }；//加权系数表int sum _ Coe = 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12；//加权系数和int FILTER _ buf[FILTER _ N+1]；int filter(){ inti；int filter _ sum = 0；FILTER _ buf[FILTER _ N]= Get _ AD；for(I = 0；i <。FILTER _ N；i++){ filter _ buf[I]= filter _ buf[I+1]；//所有数据左移，低位仍然被filter _ sum+= filter _ buf[I]* Coe[I]丢弃；} filter _ sum/= sum _ Coe；returnfilter _ sum}

9.防抖滤波方法

/*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。E、整理：shenhaiyu 2013-11-01*/

intFilter _ ValueintValue

void setup(){ Serial . begin(9600)；//初始化串行通信randomSeed(analog read(0))；//生成随机种子值= 300；}

void loop(){ Filter _ Value = Filter；//获取过滤器输出值serial . println(Filter _ Value)；//串行输出延迟(50)；}

//用于随机生成一个300左右的当前值intget _ ad () {return random (295，305)；}

//去抖动滤波法# define filter _ N 12 inti = 0；int FIlter(){ int new _ value；new _ value = Get _ AD如果(值！= new _ value){ i++；if(i >;FILTER _ N){ I = 0；Value = new _ value} } elsei = 0；returnValue}

10、限制抖动的滤波方法

/*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。E、整理：shenhaiyu 2013-11-01*/

intFilter _ ValueintValue

void setup(){ Serial . begin(9600)；//初始化串行通信randomSeed(analog read(0))；//生成随机种子值= 300；}

void loop(){ Filter _ Value = Filter；//获取过滤器输出值serial . println(Filter _ Value)；//串行输出延迟(50)；}

//用于随机生成一个300左右的当前值intget _ ad () {return random (295，305)；}

//削波和抗抖动滤波方法# define filter _ a 1 # define filter _ n 5int I = 0；int filter(){ IntNewValue；intnew _ valueNewValue = Get _ AD如果(((新值-值)>;FILTER_A) || ((Value - NewValue)>;FILTER _ A))new _ Value = Value；elsenew _ value = NewValue如果(值！= new _ value){ i++；if(i >;FILTER _ N){ I = 0；Value = new _ value} } elsei = 0；returnValue}

11.卡尔曼滤波(非扩展卡尔曼滤波)

#include<Wire.h> // I2C library, gyroscope

//加速度计adxl 345 # define ACC(0x 53)//adxl 345 ACC地址# define a _ TO _ READ(6)//我们每次要读取的字节数(每个轴两个字节)

//陀螺仪ITG3200 #defineGYRO 0x68 //陀螺仪地址，二进制= 11101000当AD0连接到Vcc时(参见您的分线板原理图)# define eg _ SMPLRT _ DIV 0x 15 # define eg _ DLPF _ FS 0x 16 # define eg _ INT _ CFG 0x 17 # define eg _ PWR _ MGM 0x3E

# DEFineg _ TO _ READ 8//x，y，z轴各2字节

//偏移量是芯片特定的。inta _ offx = 0；inta _ offy = 0；inta _ off z = 0；

int g _ off x = 0；intg _ offy = 0；intg _ off z = 0；////////////////////////

////////////////////////char str[512]；

void initacc {//开启ADXL345writeTo(ACC，0x2D，0)；writeTo(ACC，0x2D，16)；writeTo(ACC，0x2D，8)；//默认情况下，设备读数在+-2g范围内}

voidgetAccelerometerData(int * result){ InteGadress = 0x 32；//adxl 345字节缓冲器上的第一轴加速度数据寄存器[A _ TO _ READ]；读取自(ACC，regAddress，A_TO_READ，buff)；//从ADXL 345//读取加速度数据，每个轴读数的分辨率为10位，即2字节。最低有效字节优先！！//因此我们将两个字节都转换成一个int result[0]=(((int)buff[1])& lt；& lt8)| buff[0]+a _ offx；结果[1]=(((int)buff[3])& lt；& lt8)| buff[2]+a _ offy；结果[2]=(((int)buff[5])& lt；& lt8)| buff[4]+a _ off z；}

//初始化陀螺仪无效陀螺仪{/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ITG 3200 *电源管理设置为:*时钟选择=内部振荡器*无复位、无睡眠模式*无待机模式*采样速率至= 125赫兹*参数至+/- 2000度/秒*低通滤波器=5赫兹*无中断* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */写至(陀螺仪，G_PWR_MGM，0x 00)；writeTo(GYRO，G_SMPLRT_DIV，0x 07)；// EB，50，80，7F，DE，23，20，FFwriteTo(GYRO，G_DLPF_FS，0x1E)；// +/- 2000 dgrs/sec，1KHz，1E，19writeTo(GYRO，G_INT_CFG，0x 00)；}

voidget陀螺仪数据(int * result){/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *陀螺仪ITG-3200 I2cregisters:temp MSB = 1B，temp LSB = 1Cx轴MSB = 1D，x轴LSB = 1Ey轴MSB = 1F，y轴LSB = 20z轴MSB = 21，z轴LSB = 22 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */

intregAddress = 0x1Binttemp，x，y，z；字节缓冲器；readFrom(陀螺仪、regAddress、G_TO_READ、buff)；//从itg 3200 result[0]=((buff[2]& lt；& lt8)| buff[3])+g _ offx；结果[1]=((buff[4]& lt；& lt8)| buff[5])+g _ offy；结果[2]=((buff[6]& lt；& lt8)| buff[7])+g _ off z；结果[3]=(buff[0]& lt；& lt8)| buff[1]；//温度}

floatxz=0，yx=0，yz = 0；floatp_xz=1，p_yx=1，p _ yz = 1；floatq_xz=0.0025，q_yx=0.0025，q _ yz = 0.0025floatk_xz=0，k_yx=0，k _ yz = 0；floatr_xz=0.25，r_yx=0.25，r _ yz = 0.25//int ACC _ temp[3]；//float ACC[3]；intacc[3]；int gyro[4]；floatAxzfloatAyxflouyz；floatt = 0.025void setup { Serial . begin(9600)；Wire.begininitAccinitGyro}

//无符号长定时器= 0；//float o；void loop { GetAccelerometrdata(ACC)；get陀螺仪数据(陀螺仪)；//timer =毫；sprintf(str，" %d，%d，%d，%d，%d，%d "，acc[0]，acc[1]，acc[2]，陀螺仪[0]，陀螺仪[1]，陀螺仪[2])；//ACC[0]= ACC[0]；//ACC[2]= ACC[2]；//ACC[1]= ACC[1]；//r = sqrt(ACC[0]* ACC[0]+ACC[1]* ACC[1]+ACC[2]* ACC[2])；陀螺[0]=陀螺[0]/14.375；陀螺[1]=陀螺[1]/(-14.375)；陀螺[2]=陀螺[2]/14.375；Axz=(atan2(acc[0]，ACC[2])* 180/PI；Ayx=(atan2(acc[0]，ACC[1])* 180/PI；/*if((acc[0]！= 0)& amp；& amp(acc[1]！=0)){Ayx=(atan2(acc[0]，ACC[1])* 180/PI；} else { Ayx = t *陀螺仪[2]；}*/Ayz=(atan2(acc[1]，ACC[2])* 180/PI；//Kalman filter calculate _ xz；calculate _ yxcalculate _ yz//sprintf(str，" %d，%d，%d "，xz_1，xy_1，x _ 1)；//serial . print(xz)；Serial.print("，")；//serial . print(yx)；Serial.print("，")；//serial . print(yz)；Serial.print("，")；//sprintf(str，" %d，%d，%d，%d，%d，%d "，acc[0]，acc[1]，acc[2]，陀螺[0]，陀螺[1]，陀螺[2])；//sprintf(str，“%d，%d，%d”，陀螺[0]，陀螺[1]，陀螺[2])；serial . print(Axz)；Serial.print("，")；//serial . print(Ayx)；Serial.print("，")；//serial . print(Ayz)；Serial.print("，")；//Serial . print(str)；//o =陀螺[2]；//w = ACC[2]；//serial . print(o)；Serial.print("，")；//serial . print(w)；Serial.print("，")；serial . print(" n ")；

//延迟(50)；}voidcalculate_xz{

xz = xz+t *陀螺仪[1]；p _ xz = p _ xz+q _ xz；k _ xz = p _ xz/(p _ xz+r _ xz)；xz = xz+k _ xz *(Axz-xz)；p _ xz =(1-k _ xz)* p _ xz；} void calculate _ yx { yx = yx+t * gyro[2]；p _ yx = p _ yx+q _ yx；k _ yx = p _ yx/(p _ yx+r _ yx)；yx = yx+k _ yx *(Ayx-yx)；p _ yx =(1-k _ yx)* p _ yx；

} void calculate _ yz { yz = yz+t * gyro[0]；p _ yz = p _ yz+q _ yz；k _ yz = p _ yz/(p _ yz+r _ yz)；yz = yz+k _ yz *(Ayz-yz)；p _ yz =(1-k _ yz)* p _ yz；}

///-Functions//将val写入accvotywriteto(int DEVICe，字节地址，字节val)上的地址寄存器{ Wire . Begin Intramission(DEVICe)；//开始传输到ACC Wire.write(地址)；//发送寄存器address wire . write(val)；//将值发送到writeWire.endTransmission//结束传输}

//从ACC上的地址寄存器开始读取字节数，以缓冲ArrayVodiReadFrOm(int DEVICe，字节地址，intnum，字节缓冲[]){ Wire . Begin Intramission(DEVICe)；//开始传输到ACC Wire.write(地址)；//从Wire.endTransmission发送要读取的地址；//end transmission wire . begin in mission(DEVICe)；//开始传输到ACCWire.requestFrom(DEVICE，num)；//从ACCinti请求6字节= 0；而(Wire.available) //ACC可能发送的比请求的少(异常){ buff[I]= wire . read；//接收一个bytei++；} Wire.endTransmission//结束传输}