十大濾波算法程式大全：C語言版和arduino版(精心整理)

一、arduino版

限幅濾波法（又稱程式判斷濾波法）
中位值濾波法
算術平均濾波法
遞推平均濾波法（又稱滑動平均濾波法）
中位值平均濾波法（又稱防脈沖幹擾平均濾波法）
限幅平均濾波法
一階滞後濾波法
權重遞推平均濾波法
消抖濾波法
限幅消抖濾波法
新增加卡爾曼濾波（非擴充卡爾曼）

程式預設對int類型資料進行濾波，如需要對其他類型進行濾波，隻需要把程式中所有int替換成long、float或者double即可。

1、限幅濾波法（又稱程式判斷濾波法）

A、名稱：限幅濾波法（又稱程式判斷濾波法）

B、方法：

根據經驗判斷，确定兩次采樣允許的最大偏內插補點（設為A），

每次檢測到新值時判斷：

如果本次值與上次值之差<=A，則本次值有效，

如果本次值與上次值之差>A，則本次值無效，放棄本次值，用上次值代替本次值。

C、優點：

能有效克服因偶然因素引起的脈沖幹擾。

D、缺點：

無法抑制那種周期性的幹擾。

平滑度差。

E、整理：shenhaiyu 2013-11-01

/*A、名稱：限幅濾波法（又稱程式判斷濾波法）

B、方法：

    根據經驗判斷，确定兩次采樣允許的最大偏內插補點（設為A），

    每次檢測到新值時判斷：

    如果本次值與上次值之差<=A，則本次值有效，

    如果本次值與上次值之差>A，則本次值無效，放棄本次值，用上次值代替本次值。

C、優點：

    能有效克服因偶然因素引起的脈沖幹擾。

D、缺點：

    無法抑制那種周期性的幹擾。

    平滑度差。

E、整理：shenhaiyu 2013-11-01*/


int Filter_Value;

int Value;

void setup() {

  Serial.begin(9600);       // 初始化序列槽通信

  randomSeed(analogRead(0)); // 産生随機種子

  Value = 300;

}

void loop() {

  Filter_Value = Filter();       // 獲得濾波器輸出值

  Value = Filter_Value;          // 最近一次有效采樣的值，該變量為全局變量

  Serial.println(Filter_Value); // 序列槽輸出

  delay(50);

}

// 用于随機産生一個300左右的目前值

int Get_AD() {

  return random(295, 305);

}

// 限幅濾波法（又稱程式判斷濾波法）

#define FILTER_A 1

int Filter() {

  int NewValue;

  NewValue = Get_AD();

  if(((NewValue - Value) > FILTER_A) || ((Value - NewValue) > FILTER_A))

    return Value;

  else

    return NewValue;

}

2、中位值濾波法

A、名稱：中位值濾波法

B、方法：

    連續采樣N次（N取奇數），把N次采樣值按大小排列，

    取中間值為本次有效值。

C、優點：

    能有效克服因偶然因素引起的波動幹擾；

    對溫度、液位的變化緩慢的被測參數有良好的濾波效果。

D、缺點：

    對流量、速度等快速變化的參數不宜。

E、整理：shenhaiyu 2013-11-01

/*

A、名稱：中位值濾波法

B、方法：

    連續采樣N次（N取奇數），把N次采樣值按大小排列，

    取中間值為本次有效值。

C、優點：

    能有效克服因偶然因素引起的波動幹擾；

    對溫度、液位的變化緩慢的被測參數有良好的濾波效果。

D、缺點：

    對流量、速度等快速變化的參數不宜。

E、整理：shenhaiyu 2013-11-01
*/

int Filter_Value;

void setup() {

  Serial.begin(9600);       // 初始化序列槽通信

  randomSeed(analogRead(0)); // 産生随機種子

}

void loop() {

  Filter_Value = Filter();       // 獲得濾波器輸出值

  Serial.println(Filter_Value); // 序列槽輸出

  delay(50);

}

// 用于随機産生一個300左右的目前值

int Get_AD() {

  return random(295, 305);

}

// 中位值濾波法

#define FILTER_N 101

int Filter() {

  int filter_buf[FILTER_N];

  int i, j;

  int filter_temp;

  for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {

    filter_buf[i] = Get_AD();

    delay(1);

  }

  // 采樣值從小到大排列（冒泡法）

  for(j = 0; 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;

      }

    }

  }

  return filter_buf[(FILTER_N - 1) / 2];

}

3、算術平均濾波法

A、名稱：算術平均濾波法

B、方法：

    連續取N個采樣值進行算術平均運算：

    N值較大時：信号平滑度較高，但靈敏度較低；

    N值較小時：信号平滑度較低，但靈敏度較高；

    N值的選取：一般流量，N=12；壓力：N=4。

C、優點：

    适用于對一般具有随機幹擾的信号進行濾波；

    這種信号的特點是有一個平均值，信号在某一數值範圍附近上下波動。

D、缺點：

    對于測量速度較慢或要求資料計算速度較快的實時控制不适用；

    比較浪費RAM。

E、整理：shenhaiyu 2013-11-01

/*

A、名稱：算術平均濾波法

B、方法：

    連續取N個采樣值進行算術平均運算：

    N值較大時：信号平滑度較高，但靈敏度較低；

    N值較小時：信号平滑度較低，但靈敏度較高；

    N值的選取：一般流量，N=12；壓力：N=4。

C、優點：

    适用于對一般具有随機幹擾的信号進行濾波；

    這種信号的特點是有一個平均值，信号在某一數值範圍附近上下波動。

D、缺點：

    對于測量速度較慢或要求資料計算速度較快的實時控制不适用；

    比較浪費RAM。

E、整理：shenhaiyu 2013-11-01

*/

int Filter_Value;

void setup() {

  Serial.begin(9600);       // 初始化序列槽通信

  randomSeed(analogRead(0)); // 産生随機種子

}

void loop() {

  Filter_Value = Filter();       // 獲得濾波器輸出值

  Serial.println(Filter_Value); // 序列槽輸出

  delay(50);

}

// 用于随機産生一個300左右的目前值

int Get_AD() {

  return random(295, 305);

}

// 算術平均濾波法

#define FILTER_N 12

int Filter() {

  int i;

  int filter_sum = 0;

  for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {

    filter_sum += Get_AD();

    delay(1);

  }

  return (int)(filter_sum / FILTER_N);

}

4、遞推平均濾波法（又稱滑動平均濾波法）

A、名稱：遞推平均濾波法（又稱滑動平均濾波法）

B、方法：

    把連續取得的N個采樣值看成一個隊列，隊列的長度固定為N，

    每次采樣到一個新資料放入隊尾，并扔掉原來隊首的一次資料（先進先出原則），

    把隊列中的N個資料進行算術平均運算，獲得新的濾波結果。

    N值的選取：流量，N=12；壓力，N=4；液面，N=4-12；溫度，N=1-4。

C、優點：

    對周期性幹擾有良好的抑制作用，平滑度高；

    适用于高頻振蕩的系統。

D、缺點：

    靈敏度低，對偶然出現的脈沖性幹擾的抑制作用較差；

    不易消除由于脈沖幹擾所引起的采樣值偏差；

    不适用于脈沖幹擾比較嚴重的場合；

    比較浪費RAM。

E、整理：shenhaiyu 2013-11-01

/*

A、名稱：遞推平均濾波法（又稱滑動平均濾波法）

B、方法：

    把連續取得的N個采樣值看成一個隊列，隊列的長度固定為N，

    每次采樣到一個新資料放入隊尾，并扔掉原來隊首的一次資料（先進先出原則），

    把隊列中的N個資料進行算術平均運算，獲得新的濾波結果。

    N值的選取：流量，N=12；壓力，N=4；液面，N=4-12；溫度，N=1-4。

C、優點：

    對周期性幹擾有良好的抑制作用，平滑度高；

    适用于高頻振蕩的系統。

D、缺點：

    靈敏度低，對偶然出現的脈沖性幹擾的抑制作用較差；

    不易消除由于脈沖幹擾所引起的采樣值偏差；

    不适用于脈沖幹擾比較嚴重的場合；

    比較浪費RAM。

E、整理：shenhaiyu 2013-11-01

*/

int Filter_Value;

void setup() {

  Serial.begin(9600);       // 初始化序列槽通信

  randomSeed(analogRead(0)); // 産生随機種子

}

void loop() {

  Filter_Value = Filter();       // 獲得濾波器輸出值

  Serial.println(Filter_Value); // 序列槽輸出

  delay(50);

}

// 用于随機産生一個300左右的目前值

int Get_AD() {

  return random(295, 305);

}

// 遞推平均濾波法（又稱滑動平均濾波法）

#define FILTER_N 12

int filter_buf[FILTER_N + 1];

int Filter() {

  int i;

  int filter_sum = 0;

  filter_buf[FILTER_N] = Get_AD();

  for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {

    filter_buf[i] = filter_buf[i + 1]; // 所有資料左移，低位仍掉

    filter_sum += filter_buf[i];

  }

  return (int)(filter_sum / FILTER_N);

}

5、中位值平均濾波法（又稱防脈沖幹擾平均濾波法）

A、名稱：中位值平均濾波法（又稱防脈沖幹擾平均濾波法）

B、方法：

    采一組隊列去掉最大值和最小值後取平均值，

    相當于“中位值濾波法”+“算術平均濾波法”。

    連續采樣N個資料，去掉一個最大值和一個最小值，

    然後計算N-2個資料的算術平均值。

    N值的選取：3-14。

C、優點：

    融合了“中位值濾波法”+“算術平均濾波法”兩種濾波法的優點。

    對于偶然出現的脈沖性幹擾，可消除由其所引起的采樣值偏差。

    對周期幹擾有良好的抑制作用。

    平滑度高，适于高頻振蕩的系統。

D、缺點：

    計算速度較慢，和算術平均濾波法一樣。

    比較浪費RAM。

E、整理：shenhaiyu 2013-11-01

/*

A、名稱：中位值平均濾波法（又稱防脈沖幹擾平均濾波法）

B、方法：

    采一組隊列去掉最大值和最小值後取平均值，

    相當于“中位值濾波法”+“算術平均濾波法”。

    連續采樣N個資料，去掉一個最大值和一個最小值，

    然後計算N-2個資料的算術平均值。

    N值的選取：3-14。

C、優點：

    融合了“中位值濾波法”+“算術平均濾波法”兩種濾波法的優點。

    對于偶然出現的脈沖性幹擾，可消除由其所引起的采樣值偏差。

    對周期幹擾有良好的抑制作用。

    平滑度高，适于高頻振蕩的系統。

D、缺點：

    計算速度較慢，和算術平均濾波法一樣。

    比較浪費RAM。

E、整理：shenhaiyu 2013-11-01

*/

int Filter_Value;

void setup() {

  Serial.begin(9600);       // 初始化序列槽通信

  randomSeed(analogRead(0)); // 産生随機種子

}

void loop() {

  Filter_Value = Filter();       // 獲得濾波器輸出值

  Serial.println(Filter_Value); // 序列槽輸出

  delay(50);

}

// 用于随機産生一個300左右的目前值

int Get_AD() {

  return random(295, 305);

}

// 中位值平均濾波法（又稱防脈沖幹擾平均濾波法）（算法1）

#define FILTER_N 100

int Filter() {

  int i, j;

  int filter_temp, filter_sum = 0;

  int filter_buf[FILTER_N];

  for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {

    filter_buf[i] = Get_AD();

    delay(1);

  }

  // 采樣值從小到大排列（冒泡法）

  for(j = 0; 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;

      }

    }

  }

  // 去除最大最小極值後求平均

  for(i = 1; i < FILTER_N - 1; i++) filter_sum += filter_buf[i];

  return filter_sum / (FILTER_N - 2);

}

//  中位值平均濾波法（又稱防脈沖幹擾平均濾波法）（算法2）

/*

#define FILTER_N 100

int Filter() {

  int i;

  int filter_sum = 0;

  int filter_max, filter_min;

  int filter_buf[FILTER_N];

  for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {

    filter_buf[i] = Get_AD();

    delay(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] < 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 的目的是為了四舍五入

  filter_sum = filter_sum / i;

  return filter_sum;

}*/

6、限幅平均濾波法

A、名稱：限幅平均濾波法

B、方法：

    相當于“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法”；

    每次采樣到的新資料先進行限幅處理，

    再送入隊列進行遞推平均濾波處理。

C、優點：

    融合了兩種濾波法的優點；

    對于偶然出現的脈沖性幹擾，可消除由于脈沖幹擾所引起的采樣值偏差。

D、缺點：

    比較浪費RAM。

E、整理：shenhaiyu 2013-11-01

/*

A、名稱：限幅平均濾波法

B、方法：

    相當于“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法”；

    每次采樣到的新資料先進行限幅處理，

    再送入隊列進行遞推平均濾波處理。

C、優點：

    融合了兩種濾波法的優點；

    對于偶然出現的脈沖性幹擾，可消除由于脈沖幹擾所引起的采樣值偏差。

D、缺點：

    比較浪費RAM。

E、整理：shenhaiyu 2013-11-01

*/

#define FILTER_N 12

int Filter_Value;

int filter_buf[FILTER_N];

void setup() {

  Serial.begin(9600);       // 初始化序列槽通信

  randomSeed(analogRead(0)); // 産生随機種子

  filter_buf[FILTER_N - 2] = 300;

}

void loop() {

  Filter_Value = Filter();       // 獲得濾波器輸出值

  Serial.println(Filter_Value); // 序列槽輸出

  delay(50);

}

// 用于随機産生一個300左右的目前值

int Get_AD() {

  return random(295, 305);

}

// 限幅平均濾波法

#define FILTER_A 1

int Filter() {

  int i;

  int filter_sum = 0;

  filter_buf[FILTER_N - 1] = Get_AD();

  if(((filter_buf[FILTER_N - 1] - filter_buf[FILTER_N - 2]) > 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、一階滞後濾波法

A、名稱：一階滞後濾波法

B、方法：

    取a=0-1，本次濾波結果=(1-a)*本次采樣值+a*上次濾波結果。

C、優點：

    對周期性幹擾具有良好的抑制作用；

    适用于波動頻率較高的場合。

D、缺點：

    相位滞後，靈敏度低；

    滞後程度取決于a值大小；

    不能消除濾波頻率高于采樣頻率1/2的幹擾信号。

E、整理：shenhaiyu 2013-11-01

/*

A、名稱：一階滞後濾波法

B、方法：

    取a=0-1，本次濾波結果=(1-a)*本次采樣值+a*上次濾波結果。

C、優點：

    對周期性幹擾具有良好的抑制作用；

    适用于波動頻率較高的場合。

D、缺點：

    相位滞後，靈敏度低；

    滞後程度取決于a值大小；

    不能消除濾波頻率高于采樣頻率1/2的幹擾信号。

E、整理：shenhaiyu 2013-11-01

*/

int Filter_Value;

int Value;

void setup() {

  Serial.begin(9600);       // 初始化序列槽通信

  randomSeed(analogRead(0)); // 産生随機種子

  Value = 300;

}

void loop() {

  Filter_Value = Filter();       // 獲得濾波器輸出值

  Serial.println(Filter_Value); // 序列槽輸出

  delay(50);

}

// 用于随機産生一個300左右的目前值

int Get_AD() {

  return random(295, 305);

}

// 一階滞後濾波法

#define FILTER_A 0.01

int Filter() {

  int NewValue;

  NewValue = Get_AD();

  Value = (int)((float)NewValue * FILTER_A + (1.0 - FILTER_A) * (float)Value);

  return Value;

}

8、權重遞推平均濾波法

A、名稱：權重遞推平均濾波法

B、方法：

    是對遞推平均濾波法的改進，即不同時刻的資料加以不同的權；

    通常是，越接近現時刻的資料，權取得越大。

    給予新采樣值的權系數越大，則靈敏度越高，但信号平滑度越低。

C、優點：

    适用于有較大純滞後時間常數的對象，和采樣周期較短的系統。

D、缺點：

    對于純滞後時間常數較小、采樣周期較長、變化緩慢的信号；

    不能迅速反應系統目前所受幹擾的嚴重程度，濾波效果差。

E、整理：shenhaiyu 2013-11-01

/*

A、名稱：權重遞推平均濾波法

B、方法：

    是對遞推平均濾波法的改進，即不同時刻的資料加以不同的權；

    通常是，越接近現時刻的資料，權取得越大。

    給予新采樣值的權系數越大，則靈敏度越高，但信号平滑度越低。

C、優點：

    适用于有較大純滞後時間常數的對象，和采樣周期較短的系統。

D、缺點：

    對于純滞後時間常數較小、采樣周期較長、變化緩慢的信号；

    不能迅速反應系統目前所受幹擾的嚴重程度，濾波效果差。

E、整理：shenhaiyu 2013-11-01

*/

int Filter_Value;

void setup() {

  Serial.begin(9600);       // 初始化序列槽通信

  randomSeed(analogRead(0)); // 産生随機種子

}

void loop() {

  Filter_Value = Filter();       // 獲得濾波器輸出值

  Serial.println(Filter_Value); // 序列槽輸出

  delay(50);

}

// 用于随機産生一個300左右的目前值

int Get_AD() {

  return random(295, 305);

}

// 權重遞推平均濾波法

#define FILTER_N 12

int coe[FILTER_N] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12};    // 權重系數表

int sum_coe = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 + 11 + 12; // 權重系數和

int filter_buf[FILTER_N + 1];

int Filter() {

  int i;

  int filter_sum = 0;

  filter_buf[FILTER_N] = Get_AD();

  for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {

    filter_buf[i] = filter_buf[i + 1]; // 所有資料左移，低位仍掉

    filter_sum += filter_buf[i] * coe[i];

  }

  filter_sum /= sum_coe;

  return filter_sum;

}

9、消抖濾波法

A、名稱：消抖濾波法

B、方法：

    設定一個濾波計數器，将每次采樣值與目前有效值比較：

    如果采樣值=目前有效值，則計數器清零；

    如果采樣值<>目前有效值，則計數器+1，并判斷計數器是否>=上限N（溢出）；

    如果計數器溢出，則将本次值替換目前有效值，并清計數器。

C、優點：

    對于變化緩慢的被測參數有較好的濾波效果；

    可避免在臨界值附近控制器的反複開/關跳動或顯示器上數值抖動。

D、缺點：

    對于快速變化的參數不宜；

    如果在計數器溢出的那一次采樣到的值恰好是幹擾值,則會将幹擾值當作有效值導入系統。

E、整理：shenhaiyu 2013-11-01

/*

A、名稱：消抖濾波法

B、方法：

    設定一個濾波計數器，将每次采樣值與目前有效值比較：

    如果采樣值=目前有效值，則計數器清零；

    如果采樣值<>目前有效值，則計數器+1，并判斷計數器是否>=上限N（溢出）；

    如果計數器溢出，則将本次值替換目前有效值，并清計數器。

C、優點：

    對于變化緩慢的被測參數有較好的濾波效果；

    可避免在臨界值附近控制器的反複開/關跳動或顯示器上數值抖動。

D、缺點：

    對于快速變化的參數不宜；

    如果在計數器溢出的那一次采樣到的值恰好是幹擾值,則會将幹擾值當作有效值導入系統。

E、整理：shenhaiyu 2013-11-01

*/

int Filter_Value;

int Value;

void setup() {

  Serial.begin(9600);       // 初始化序列槽通信

  randomSeed(analogRead(0)); // 産生随機種子

  Value = 300;

}

void loop() {

  Filter_Value = Filter();       // 獲得濾波器輸出值

  Serial.println(Filter_Value); // 序列槽輸出

  delay(50);

}

// 用于随機産生一個300左右的目前值

int Get_AD() {

  return random(295, 305);

}

// 消抖濾波法

#define FILTER_N 12

int i = 0;

int Filter() {

  int new_value;

  new_value = Get_AD();

  if(Value != new_value) {

    i++;

    if(i > FILTER_N) {

      i = 0;

      Value = new_value;

    }

  }

  else

    i = 0;

  return Value;

}

10、限幅消抖濾波法

A、名稱：限幅消抖濾波法

B、方法：

    相當于“限幅濾波法”+“消抖濾波法”；

    先限幅，後消抖。

C、優點：

    繼承了“限幅”和“消抖”的優點；

    改進了“消抖濾波法”中的某些缺陷，避免将幹擾值導入系統。

D、缺點：

    對于快速變化的參數不宜。

E、整理：shenhaiyu 2013-11-01

/*

A、名稱：限幅消抖濾波法

B、方法：

    相當于“限幅濾波法”+“消抖濾波法”；

    先限幅，後消抖。

C、優點：

    繼承了“限幅”和“消抖”的優點；

    改進了“消抖濾波法”中的某些缺陷，避免将幹擾值導入系統。

D、缺點：

    對于快速變化的參數不宜。

E、整理：shenhaiyu 2013-11-01

*/

int Filter_Value;

int Value;

void setup() {

  Serial.begin(9600);       // 初始化序列槽通信

  randomSeed(analogRead(0)); // 産生随機種子

  Value = 300;

}

void loop() {

  Filter_Value = Filter();       // 獲得濾波器輸出值

  Serial.println(Filter_Value); // 序列槽輸出

  delay(50);

}

// 用于随機産生一個300左右的目前值

int Get_AD() {

  return random(295, 305);

}

// 限幅消抖濾波法

#define FILTER_A 1

#define FILTER_N 5

int i = 0;

int Filter() {

  int NewValue;

  int new_value;

  NewValue = Get_AD();

  if(((NewValue - Value) > FILTER_A) || ((Value - NewValue) > FILTER_A))

    new_value = Value;

  else

    new_value = NewValue;

  if(Value != new_value) {

    i++;

    if(i > FILTER_N) {

      i = 0;

      Value = new_value;

    }

  }

  else

    i = 0;

  return Value;

}

二、C語言版

1、限幅濾波法

*函數名稱：AmplitudeLimiterFilter()-限幅濾波法

*優點：能有效克服因偶然因素引起的脈沖幹擾

*缺點：無法抑制那種周期性的幹擾，且平滑度差

*說明：

  1、調用函數

     GetAD(),該函數用來取得目前值

  2、變量說明

     Value:最近一次有效采樣的值，該變量為全局變量

     NewValue:目前采樣的值

     ReturnValue:傳回值

  3、常量說明

     A:兩次采樣的最大誤內插補點，該值需要使用者根據實際情況設定

*入口：Value,上一次有效的采樣值，在主程式裡指派

*出口：ReturnValue,傳回值，本次濾波結果

#define  A   10
unsigned char Value
unsigned char AmplitudeLimiterFilter()
{
   unsigned char NewValue;
   unsigned char ReturnValue;
   NewValue=GatAD();
   if(((NewValue-Value)>A))||((Value-NewValue)>A)))
   ReturnValue=Value;
   else ReturnValue=NewValue;
   return(ReturnValue);
}

2、中位值濾波法

*函數名稱：MiddlevalueFilter()-中位值濾波法

*優點：能有效克服因偶然因素引起的波動幹擾；對溫度、液

位等變化緩慢的被測參數有良好的濾波效果

*缺點：對流量，速度等快速變化的參數不宜

*說明：

  1、調用函數

GetAD(),該函數用來取得目前值

Delay(),基本延時函數

  2、變量說明

ArrDataBuffer[N]:用來存放一次性采集的N組資料

Temp:完成冒泡法試用的臨時寄存器

i,j,k:循環試用的參數值

  3、常量說明

N：數組長度

*入口：

*出口：value_buf[(N-1)/2],傳回值，本次濾波結果

#define N 11

unsigned char MiddlevalueFilter()

{
  unsigned char value_buf[N];
  unsigned char i,j,k,temp;
  for(i=0;i<N;i++)
  {
    value_buf[i] = get_ad();
    delay();
  }
  for (j=0;j<N-1;j++)
  {
   for (k=0;k<N-j;k++)
   {
    if(value_buf[k]>value_buf[k+1])
     {
       temp = value_buf[k];
       value_buf[k] = value_buf[k+1];
       value_buf[k+1] = temp;
     }
   }
  }
  return value_buf[(N-1)/2];
}

3、算術平均濾波法

說明：連續取N個采樣值進行算術平均運算

優點：試用于對一般具有随機幹擾的信号進行濾波。這種信号的特點是

有一個平均值，信号在某一數值範圍附近上下波動。

缺點：對于測量速度較慢或要求資料計算較快的實時控制不适用。

#define N 12

char filter()
{
  unsigned int sum = 0;
  unsigned char i;

  for (i=0;i<N;i++)
  {
    sum + = get_ad();
    delay();
  }
  return(char)(sum/N);
}

4、遞推平均濾波法（又稱滑動平均濾波法）

說明：把連續N個采樣值看成一個隊列，隊列長度固定為N。

      每次采樣到一個新資料放入隊尾，并扔掉隊首的一

      次資料。把隊列中的N各資料進行平均運算，既獲得

      新的濾波結果。

優點：對周期性幹擾有良好的抑制作用，平滑度高；試用于高頻振蕩的系統

缺點：靈敏度低；對偶然出現的脈沖性幹擾的抑制作用較差，不适于脈沖幹

      擾較嚴重的場合

#define N 12

unsigned char value_buf[N];

unsigned char filter()
{
  unsigned char i;
  unsigned char value;
  int sum=0;

  value_buf[i++] = get_ad();       //采集到的資料放入最高位
  for(i=0;i<N;i++)
  {
    value_buf[i]=value_buf[i+1];   //所有資料左移，低位扔掉
    sum += value_buf[i];
  }
  value = sum/N;
  return(value);
}

5、中位值平均濾波法（又稱防脈沖幹擾平均濾波法）

說明：采一組隊列去掉最大值和最小值

優點：融合了兩種濾波的優點。對于偶然出現的脈沖性幹擾，可消

除有其引起的采樣值偏差。對周期幹擾有良好的抑制作用，

平滑度高，适于高頻振蕩的系統。

缺點：測量速度慢

#define N 12

uchar filter()

{
  unsigned char i,j,k,l;
  unsigned char temp,sum=0,value;
  unsigned char value_buf[N],;

  for(i=0;i<N;i++)
  {
    value_buf[i] = get_ad();
    delay();
  }
  //采樣值從小到大排列（冒泡法）
  for(j=0;j<N-1;j++)
  {
    for(i=0;i<N-j;i++)
    {
      if(value_buf[i]>value_buf[i+1])
      {
        temp = value_buf[i];
        value_buf[i] = value_buf[i+1];
        value_buf[i+1] = temp;
      }
    }
  }

  for(i=1;i<N-1;i++)
  sum += value_buf[i];

  value = sum/(N-2);
  return(value);
}

6、遞推中位值濾波法

優點：對于偶然出現的脈沖性幹擾，可消除由其引起的采樣值偏差。

對周期性幹擾有良好的抑制作用，平滑度高；試用于高頻振蕩的系統

缺點：測量速度慢

char filter(char new_data,char queue[],char n)
{
  char max,min;
  char sum;
  char i;

  queue[0]=new_data;
  max=queue[0];
  min=queue[0];
  sum=queue[0];

  for(i=n-1;i>0;i--)
  {
    if(queue[i]>max)
    max=queue[i];
    else if (queue[i]<min)
    min=queue[i];
    sum=sum+queue[i];
    queue[i]=queue[i-1];
  }

  i=n-2;
  sum=sum-max-min+i/2;     //說明：+i/2的目的是為了四舍五入
  sum=sum/i;

  return(sum);
}

7、限幅平均濾波法

優點：對于偶然出現的脈沖性幹擾，可消除有其引起的采樣值偏差。

#define A 10
#define N 12

unsigned char data[];
unsigned char filter(data[])
{
  unsigned char i;
  unsigned char value,sum;

  data[N]=GetAD();
  if(((data[N]-data[N-1])>A||((data[N-1]-data[N])>A))
  data[N]=data[N-1];
  //else data[N]=NewValue;
  for(i=0;i<N;i++)
  {
    data[i]=data[i+1];
    sum+=data[i];
  }
  value=sum/N;
  return(value);
}

8、一階滞後濾波法

*函數名稱：filter()-一階滞後濾波法

*說明：

  1、調用函數

     GetAD(),該函數用來取得目前值

     Delay(),基本延時函數

  2、變量說明

     Or_data[N]:采集的資料

     Dr0_flag、Dr1_flag:前一次比較與目前比較的方向位

     coeff:濾波系數

     F_count：濾波計數器

  3、常量說明

     N：數組長度

     Thre_value：比較門檻值

*入口：

*出口：

#define Thre_value  10
#define  N   50

float Or_data[N]；
unsigned char Dr0_flag=0,Dr1_flag=0;

void abs(float first,float second)
{
 float abs;
 if(first>second)
 {
   abs=first-second;
   Dr1_flag=0;
 }
 else
 {
   abs=second-first;
   Dr1_flag=1;
 }
 return(abs);
} 

void filter(void)
{
  uchar i=0,F_count=0,coeff=0;
  float Abs=0.00;

  //确定一階濾波系數
  for(i=1;i<N;i++)
    {
      Abs=abs(Or_data[i-1],Or_data[i]);
      if(!(Dr1_flag^Dr0_flag))                    //前後資料變化方向一緻
      {  
        F_count++;
        if(Abs>=Thre_value) 
        {
          F_count++;
          F_count++;
        }
        if(F_count>=12)
        F_count=12;
        coeff=20*F_count;   
      }
      else                                        //去抖動
      coeff=5;
      //一階濾波算法
      if(Dr1_flag==0)                             //目前值小于前一個值
      Or_data[i]=Or_data[i-1]-coeff*(Or_data[i-1]-Or_data[i])/256;
      else
      Or_data[i]=Or_data[i-1]+coeff*(Or_data[i]-Or_data[i-1])/256;    
       
      F_count=0;                                  //濾波計數器清零
      Dr0_flag=Dr1_flag;
    }
}

9、權重遞推平均濾波法

coe:數組為權重系數表，存在程式存儲區。
 sum_coe:權重系數和

#define N 12

const char code coe[N] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
const char code sum_coe = 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12;

unsigned char filter()
{
  unsigned char i;
  unsigned char value_buf[N];
  int sum=0;

  for (i=0;i<N;i++)
  {
    value_buf[i] = get_ad();
    delay();
  }

  for (i=0,i<N;i++)
  {
    value_buf[i]=value_buf[i+1];
    sum += value_buf[i]*coe[i];
  }

  sum/=sum_coe;
  return(sum);
}

10、消抖濾波法

#define N 12

unsigned char filter()
{
  unsigned char i=0;
  unsigned char new_value;
  new_value = get_ad();
  if(value !=new_value);
  {
    i++;
    if (i>N)
    {
      i=0;
      value=new_value;
    }
  }
  else i=0;
  return(value);
}

十大濾波算法程式大全：C語言版和arduino版(精心整理)

一、arduino版

二、C語言版

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