下位機(jī)_平均值濾波之-鬼斧神工算法（平均值濾波之經(jīng)典形式改進(jìn)）

常用軟件濾波方法及其示例程序 http://www.torrancerestoration.com/bbs/dpj-38875-1.html

防脈沖干擾移動(dòng)平均值法數(shù)字濾波器的C語(yǔ)言算法及其實(shí)現(xiàn)

在許多的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)的強(qiáng)電設(shè)備較多，不可避免地會(huì)產(chǎn)生尖脈沖干擾,這種干擾一般持續(xù)時(shí)間短，峰值大，對(duì)這樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波處理時(shí)，僅僅采用算術(shù)平均或移動(dòng)平均濾波時(shí)，盡管對(duì)脈沖干擾進(jìn)行了1/n的處理，但，其剩余值仍然較大。
      這種場(chǎng)合最好的策略是：將被認(rèn)為是受干擾的信號(hào)數(shù)據(jù)去掉，這就是防脈沖干擾平均值濾波法的原理。 防脈沖干擾平均值濾波法的算法是：對(duì)連續(xù)的n個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，去掉其中最大和最小的2個(gè)數(shù)據(jù)，將剩余數(shù)據(jù)示平均值。

      在一般8051單片機(jī)的應(yīng)用中為了加快數(shù)據(jù)處理速度，n可以取值6。 而對(duì)于具有較快速度的處理器，則n值可以適當(dāng)取大一些。但最好是 n=2^k+2， k為整數(shù),因?yàn)檫@樣在求平均值average=SUM/(n-2)=SUM/2^k時(shí)，可以寫(xiě)成average=SUM>>k，用移位的方法，可以加快處理速度。
   
      上述算法顯然還存在一個(gè)不足之處，就是每采集一個(gè)數(shù)據(jù)就要進(jìn)行一次排序，這樣會(huì)大量占用系統(tǒng)寶貴的時(shí)間。這可以通過(guò)存儲(chǔ)當(dāng)前數(shù)據(jù)中的最大值和最小值來(lái)改進(jìn)。具體做法是：系統(tǒng)中用兩個(gè)變量來(lái)存儲(chǔ)當(dāng)前n個(gè)數(shù)據(jù)的最大值和最小值在這個(gè)數(shù)組中的偏移量(也就是數(shù)組下標(biāo)，存儲(chǔ)數(shù)組下標(biāo)而直接不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)本身是因?yàn)椋涸谝话愕南到y(tǒng)中，n不會(huì)超無(wú)符號(hào)短整形的表示范圍，因此用一個(gè)char形變量就可以存儲(chǔ)了而如果直接存儲(chǔ)數(shù)據(jù)本身，則許多情況下要用int形變量，甚至更長(zhǎng)的類型)。這樣只要在當(dāng)前輸入的數(shù)據(jù)將要覆蓋的數(shù)據(jù)正好是當(dāng)前的最大值或最小值時(shí)才在下個(gè)數(shù)組中查找最大值或最小值，而其他情況下則只要將輸入的數(shù)據(jù)與最大值和最小值比較就可以修改下最大值和最小值了，而且不用進(jìn)行數(shù)據(jù)排序。

     這個(gè)算法很簡(jiǎn)單，下面是對(duì)應(yīng)的C語(yǔ)言代碼實(shí)現(xiàn)，可以很方便的應(yīng)用的具體的51單片機(jī)或其他處理器上，只須做少量的修改。

 ＃include"stdio.h"
#define dtype unsigned int // 采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型
#define uint8 char

#define LEN  6   //移動(dòng)算術(shù)平均的個(gè)數(shù)+2=SHIFT<<2+2
#define SHIFT 2   //2^SHIFT

uint8 pdata;    //移動(dòng)指針
uint8 pmax,pmin;   //記錄數(shù)據(jù)表中最大值和最小值的位置,在一般的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度>=8,因此用指針記錄而不是直接記錄最大值和最小值
dtype datas[LEN];

dtype szlb(dtype _data)
{  
/****************************/
/* 在調(diào)用此子程序前必須對(duì) pdata,datas[]數(shù)組,  pmax,pmin進(jìn)行初始化  */
/****************************/

 uint8 i;
 dtype average=0;  //清零，用來(lái)計(jì)算平均值
 pdata=(pdata+1)%LEN; //指針下標(biāo)在0到LEN-1上滑動(dòng)
 datas[pdata]=_data;  //采樣所得數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)表中
 for(i=0;i<LEN;i++)
         average+=datas[i]; //求所有數(shù)據(jù)總和

/*******去除被認(rèn)為是脈沖的數(shù)據(jù)******/
 if(_data>datas[pmax])
      pmax=pdata;   //得到最大值的指針
 else if(_data<datas[pmin])
      pmin=pdata;   //得到最小值的指針
 if(pdata==pmax)   //如果當(dāng)前輸入值將存入當(dāng)前最大值的位置時(shí)
 {      //由以上方法將不可行，必須從其他位置中查找極值
      for(i=0;i<LEN;i++)
          if(datas[i]>datas[pmax])
          pmax=i;
 }
 else if(pdata==pmin)//如果當(dāng)前輸入值將存入當(dāng)前最大值的位置時(shí)
 {      //由以上方法將不可行，必須從其他位置中查找極值
     for(i=0;i<LEN;i++)
          if(datas[i]<datas[pmin])
           pmin=i;
 }
 average=average-datas[pmax]-datas[pmin];//減去脈沖

 return (average>>SHIFT);    //求算術(shù)平均值
}

/******以下是在VC＋＋6.0環(huán)境下運(yùn)行的測(cè)試程序**/

/***通過(guò)手動(dòng)輸入來(lái)模擬數(shù)據(jù)采集過(guò)程****/

void main()
{
 uint8 i;
 dtype _data;
 pdata=0;
 pmax=0;
 pmin=0;
 for(i=0;i<LEN;i++)
   datas[i]=0;
 printf("數(shù)據(jù)：                          最大       最小/n");
 while(1)
 {
      scanf("%u",&_data);
      szlb(_data);
      for(i=0;i<LEN;i++)
      printf("%-3u  ",datas[i]);
      printf("    %-3u      %-3u",datas[pmax],datas[pmin]);
      printf("/n");
 }
}