加权均值滤波是对采样序列｛Ti｝\ i = 0—I 中的数 据通过｛Ci｝\ i = 0—I 序列加权并求和后，再取其平均 值作为结果。如式（5）所示：
I
I
T = 1 / ! Ci·! TiCi
i=0
i=0
5. 众数滤波
（5）
众数是数理统计中常用的一种数据处理办法，
它要求对大量的数据进行处理，以前由于计算机的
采样速度和计算机速度较慢，处理周期较长，所以一
直没有采用，随着计算机运算速度的提高及高速采
集模块的采用，现在处理周期已缩短到 1s 以内，由
于众数滤波的数据代表性较其它处理方法更强，所
以逐步被采用。
众数滤波算法的原理是在采样序列｛Ti｝\ i = 0—I 中找出其最大值 Tmax和最小值 Tmin，再在区间［ Tmin， Tmax］上平均分为 m 组（5 - 10 组），组间距为 L =
引证文献(36条)
1.张西良.杨伟玲.李萍萍.张世庆 动态称量信号离散小波变换数字滤波处理方法[期刊论文]-农业机械学报
2008(7)
2.张永强.申利永.田紫君 汽车安全性能检测系统中的软件滤波[期刊论文]-工业仪表与自动化装置 2005(5) 3.吴晓亮.张世庆.张西良 混合式动态称重数据处理研究[期刊论文]-包装工程 2004(5) 4.刘琪芳 单片机测控系统的数字滤波算法研究[期刊论文]-机械工程与自动化 2011(3) 5.冯琦.赵电波.刘光宇 气测录井谱峰识别算法的改进[期刊论文]-录井工程 2011(4) 6.赵亚明.张维玲 火电厂煤粉浓度软测量中数据校正技术[期刊论文]-甘肃科技 2008(4) 7.王威.闫军部 一种数字图像低通滤波方法研究[期刊论文]-软件导刊 2012(2) 8.周英武.王苏岩.李宏男 结构试验中一种高保真的数字滤波算法[期刊论文]-重庆建筑大学学报 2006(6) 9.张燕燕 无线传感器网络中节点的信号处理[期刊论文]-工业控制计算机 2010(2) 10.李伟 两轮自平衡机器人的姿态检测系统的设计[期刊论文]-中国科技纵横 2011(15) 11.白云川.李树珉.马效.陈成法.但佳璧 汽车制动试验台检定数据处理研究[期刊论文]-中国测试 2010(4) 12.王红亮.王洋.于君.吕永超 基于TMS320F2812的声信号采集滤波系统设计[期刊论文]-自动化技术与应用
在计算机应用高度普及的今天更有许多新的方法出 Tn - 1、Tn - 2进行综合比较，取差值的绝对值 !T 作为
现，如逻辑判断滤波、中值滤波、均值滤波、加权平均 比较依据取得结果值 T，如式（2）所示：
{ Tn -1，
T = Tn， （ Tn - 1 + Tn）/ 2，
I Tn - 1 - Tn - 2 I !!T I Tn - 1 - Tn - 2 I >!T 且 I Tn - Tn - 1 I !!T I Tn - 1 - Tn - 2 I >!T 且 I Tn - Tn - 1 I >!T
三、结束语
数据采集所采用的检测技术不同，检测对象不 同，数据的采集频率、信噪比不同，各种数字化滤波 算法各有优缺点，所以我们在实际应用中要根据情 况将其有机的结合起来，为数据处理选择一种最优 的滤波算法，保证数据准确、快速的反应被检测对象 的实际，为生产管理提供有效的数据。
· 54 ·
计量技术 2003 NO 4
一阶滞后滤波算法属于动态滤波算法，它对慢 速随机变化的量的滤波效果较好，其算法公式如下 所示。
T =（1 -!）Ti +!T* 其中 T* 为上次的结果，! 为滤波平滑系数，它 与滤波环节的时间常数和采样周期相关，可以根据 具体情况确定，一般取小于 1 的常数。 7. 移动滤波 中值滤波、均值滤波、加权均值滤波、众数滤波 算法是对 一 个 采 样 序 列 进 行 处 理 得 出 一 个 结 果 数 据，如果样本数据较大时，数据采样时间较长将造成 结果数据的实际采样周期过长，不能满足实时性的 要求。如果我们将算法处理中所应用的数据序列定 义为当前采样点及其以前的一组数据，数据序列是 采样序列中一个可移动截取框内的数据，由于截取 框每次向后移动 1 个数据点，移动截取框第 1 个数 据被丢弃，后序的数据点依次前移 1 个位置，然后增 加 1 个新的数据，即当前时间采样点数据，构成新的 数据序 列。 由 于 新 的 数 据 序 列 与 旧 的 数 据 序 列 相 比，只有一个数据不同，所以在滤波算法中的排序、 取和、求众数的算法可以适当修改以适应这个特点， 使得上次数据处理的中间结果可以在新的处理重复 利用，有效提高运算速度。移动滤波的结果数据的 产生速度与采样速度相同，实时性大大优于普通算 法。 8. 复合滤波 有时为了提高滤波的效果，尽量减少噪声数据 对结果的影响，常将两种或两种以上的滤波算法结 合在一起，如可将限幅滤波或限速滤波与均值滤波 算法结合起来，先用限幅滤波或限速滤波初步剔除 明显的噪声数据，再用均值滤波算法取均值以剔除 不明显的噪声数据。
误差与数据处理
数据处理中的几种常用数字滤波算法
王庆河
王庆山
（济钢集团计量管理处，济南 250101） （济钢集团中厚板厂，济南 250101）
摘 要 随着数字化技术的发展，数字滤波技术成为数字化仪表和计算机在数据采集中的关键性技术，本文 对常用的几种数字滤波算法的原理进行描述，并给出必要的数学模型。
版） 2008(5)
20.马云峰.郑浩峻.程智锋.姚望 高精度非接触式三维轮廓扫描仪设计[期刊论文]-机械设计与制造 2011(7)
21.黄剑 基于PCI数据采集卡的虚拟函数记录系统研究及应用[学位论文]硕士 2004
22.倪锋.佟红霞.李大维 炉前热分析冷却曲线的数字滤波[期刊论文]-铸造设备研究 2006(1)
（ Tmax - Tmin）/ m，第 1 组的区间为［ Tmin，Tmin + L ］， 第 2 组的区间为［ Tmin + L，Tmin + 2 > L ），第 3 组的 区间为［ Tmin + 2 > L，Tmin + 3 > L］，……，第 m 组区 间为［ Tmin +（ m - ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ）> L，Tmax］。 确定完分组 后，对 序 列｛Ti ｝统 计 各 组 区 间 内 数 据的个数，形成统计序列｛Gi ｝\ i = 1———m，查找其最大 的值即众数组序号 I，根据式（6）或式（7）计算众数
关键词 数据采样 噪声 滤波 移动滤波
一、前言
滤波、众数滤波、一阶滞后滤波、移动滤波、复合滤波 等。
在仪表自动化工作中，经常需要对大量的数据
假设我们采用前端仪表采集了一组采样周期为
进行处理，这些数据往往是一个时间序列或空间序 列，这时常会用到数字滤波技术对数据进行预处理。 数字滤波 是 指 利 用 数 学 的 方 法 对 原 始 数 据 进 行 处
的近似值。
T = Tmin +（ I - 1）> L +（ GI - GI - 1）（/ 2 > GI -
GI - 1 - GI + 1），下限公式
（6）
T = Tmin + I > L -（ GI - GI + 1）（/ 2 > GI - GI - 1
- GI + 1），上限公式
（7）
6. 一阶滞后滤波
其差值的绝对值 !T 作为比较依据，如果小于或等
于 !T，则取此次采样值，如果大于 !T，则取前次采
样值，如式（1）所示：
{ Tn，I Tn - Tn - 1 I !!T
T= Tn - 1，I Tn - Tn - 1 I >!T
（2）限速滤波
（1）
在实际应用中我们所用的数据滤波方法很多，
限速滤波是把当前采样值 Tn 与前两次采样值
2008(12)
13.侯达盘.张西良.张世庆 检重机称重信号的数据处理研究[期刊论文]-机械设计与制造 2006(1) 14.朱洪涛.曾愈有 数字化轨道水平测量系统的研究[期刊论文]-铁道建筑 2011(2) 15.余发山.宋珊.郑俊锋 基于DSP的称重控制器设计[期刊论文]-自动化技术与应用 2010(1) 16.向红军.雷彬 基于单片机系统的数字滤波方法的研究[期刊论文]-电测与仪表 2005(9) 17.史步海.孙宗海 混凝沉淀过程机理分析与数据预处理研究[期刊论文]-长春理工大学学报(自然科学版) 2010(1) 18.张靓.高枫.申巧俐 磁悬浮测试系统的数据采集与处理[期刊论文]-实验技术与管理 2010(9) 19.史步海.朱学峰.陈锦威 基于先验知识的混凝沉淀过程神经网络建模[期刊论文]-华南理工大学学报（自然科学
数据处理中的几种常用数字滤波算法
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
王庆河， 王庆山 济钢集团中厚板厂,济南,250101
计量技术 MEASUREMENT TECHNIQUE 2003(4) 36次
本文读者也读过(2条) 1. 王颖.金志军 常用数字滤波算法[期刊论文]-中国计量2012(3) 2. 任克强.刘晖 微机控制系统的数字滤波算法[期刊论文]-现代电子技术2003(3)
数据，影响了最终数据的准确性。
（1）限幅滤波
为了防止噪声对数据结果的影响，除了采用更
限幅滤波是把两次相邻的采集值进行相减，取
加科学的采样技术外，我们还要采用一些必要的技 术手段对原始数据进行整理、统计，数字滤波技术是 最基本的处理方法，它可以剔除数据中的噪声，提高 数据的代表性。
二、几种常用的数据处理方法
{ T*I /2，I 为偶数
T = （ T*（ I - 1）/ 2 + T*（ I + 1）/ 2）/ 2，I 为奇数 （3）
3. 均值滤波
均值滤波是对采样序列｛Ti｝\ i = 0—I 中的数据求 和后，再取其平均值作为结果。如式（4）所示：