滤波方法——2016-01-07

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1、滤波方法综述报告人：关龙彪132目录10种滤波方法简述几种常用的MATLAB滤波方法滤波应用010203滤波应用几种常用的MATLAB滤波方法10种滤波方法简述1.限幅滤波法根据经验判断，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,则本次值无效,放弃本次值,用上次值代替本次值优点：能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰缺点：无法抑制那种周期性的干扰；平滑度差2.中位值滤波法连续采样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缺点：对流量、速度等快速变化的

2、参数不宜3.算术平均滤波法连续取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优点：适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波；这样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缺点：不适用于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制4.递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法）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.(先进先出原则)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N值的选取：流量，N=12；压力：N=

3、4；液面，N=412；温度，N=14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5.中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）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计算N-2个数据的算术平均值N值的选取：314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缺点：测量速度较慢，和算术平均滤波法一样6.限幅平均滤波法相当于“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

4、，再送入队列进行递推平均滤波处理优点：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7.一阶滞后滤波法取a=01本次滤波结果=（1-a）*本次采样值+a*上次滤波结果优点：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的1/2的干扰信号8.加权递推平均滤波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缺点

5、：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9.消抖滤波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缺点：对于快速变化的参数不宜10.限幅消抖滤波法相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法”先限幅,后消抖优点：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

6、免将干扰值导入缺点：对于快速变化的参数不宜0203滤波应用几种常用的MATLAB滤波方法0110种滤波方法简述MATLAB去噪方法根据噪音的特征，有两种主要的滤噪信号处理技术：频率域和时空域频率域和时空域1）如果噪音和有效信号在频率域上具有不同的区域，那么通常使用频率域滤噪方法，比如低通滤波、带通滤波等等。2）如果噪音分布在整个频率域范围内，那么通过常规的选择频率带宽的方法就不能有效的过滤噪音，此时该选择时域去噪，如维纳滤波，卡尔曼滤波，移动平均滤波（Wienerfilter,Kalmanfilter,Savitzky-Golayfilter）等等。3）小波变换滤波去噪：对含噪声信号进行小波变

7、换；对变换得到的小波系数进行去噪处理；进行小波逆变换，得到去噪后的信号。1）几种常用的时空域滤波方法一种利用线性系统状态方程，通过系统输入输出观测数据，对系统状态进行最优估计的算法。当前应用最为广泛的滤波方法。移动平均滤波器是一个低通滤波器，比起模拟滤波器有更好的效果，要实现低通通过MATLAB编程实现。以均方误差最小为准则的，它根据过去观测值和当前观测值来估计信号的当前值，因此它的解形式是系统的传递函数或单位脉冲响应。（现代滤波器）无法得到信号和噪声统计特性的先验知识下，自适应滤波技术能够获得极佳的滤波性能，因而具有很好的应用价值。卡尔曼滤波移动平均滤波移动平均滤波维纳滤波去噪维纳滤波去噪自

8、适应滤波去噪自适应滤波去噪2）几种常用的频率域滤波方法切比雪夫滤波器，巴特沃斯滤波器，FIR滤波器；高斯滤波器；切比雪夫滤波器，巴特沃斯滤波器，FIR滤波器；高斯滤波器；切比雪夫滤波器，巴特沃斯滤波器，FIR滤波器；高斯滤波器；切比雪夫滤波器，巴特沃斯滤波器，FIR滤波器；高斯滤波器；低通滤波去噪低通滤波去噪高通滤波去噪高通滤波去噪带通滤波去噪带通滤波去噪带阻滤波去噪带阻滤波去噪3）几种常用的小波分析滤波方法根据信号与噪声在小波变换下随尺度变化呈现出的不同变化特性而提出来的，有很好的理论保证，去噪效果非常稳定。信号的小波变换在各尺度相应位置上的小波系数之间有很强的相关性，而且在边缘处有很强的相关性；而噪声的小波变换在各尺度间却没有明显的相关性。最小均方误差意义下可达近似最优，并且取得了良好的视觉效果，因而得到了深入广泛的研究和应用。阈值去噪法与模极大值和相关性去噪相比，去噪效果好，计算量也最少，因而取得了最广泛的应用。模极大值原理系数相关性原理系数相关性原理小波阈值去噪小波阈值去噪去噪效果比较03滤波应用02几种常用的MATLAB滤波方法0110种滤波方法简述谢谢！