作用

消除輸入信號(hào)的“突變”脈沖，如下圖：

中值濾波原理

連續(xù)采樣N次（N取奇數(shù)），把N次采樣值按大小排列，取中間值為本次有效值。

下面以3次中值濾波原理為例說(shuō)明原理：輸入數(shù)據(jù)里面a3點(diǎn)為毛刺，b3點(diǎn)是由a1 a2 a3三個(gè)點(diǎn)排序得出的，由于a3>a2>=a1，所以，b3=a2或者a1，這樣中間的毛刺信號(hào)就沒(méi)了。

圖1 3次采樣中值濾波示例

優(yōu)點(diǎn)

能有效克服因偶然因素引起的波動(dòng)干擾，對(duì)溫度、液位的變化緩慢的被測(cè)參數(shù)有良好的濾波效果。

代碼設(shè)計(jì)

以3次采樣中值濾波器為例，設(shè)計(jì)方案如圖2所示。源碼和仿真測(cè)試代碼鏈接：

緩存用寄存器打拍實(shí)現(xiàn)，比較需要任意兩兩比較，所以比較次數(shù)為C n ^2^次，選擇輸出在比較完成以后，進(jìn)行簡(jiǎn)單排序，確定中間值輸出。其中比較麻煩的是后面兩步，比較次數(shù)和排序隨著中值濾波規(guī)模的變大而變大，是二次增長(zhǎng)。

圖2 中值濾波器方案

代碼詳解

很多小伙伴反應(yīng)嗎，最多到上一步方案設(shè)計(jì)就難以往下走了，不知道代碼怎么設(shè)計(jì)。為了讓大家學(xué)會(huì)怎么設(shè)計(jì)代碼，這里給大家提供代碼含義解釋和設(shè)計(jì)思路解釋。

根據(jù)圖2，首先寫緩存器，din是輸入端口。代碼如下：

比較部分為了簡(jiǎn)便，我們用一個(gè)bit位代表某兩兩比較的結(jié)果，比如com[2]=1就代表din_buf[0]大于din_buf[2]，反之din_buf[0]小于din_buf[2]。這樣用3bit的線就可以保留比較結(jié)果了。wire類型的代表線，assign代表將結(jié)果引到某根線上，所以比較結(jié)果輸出到comp[*]沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何時(shí)鐘，延時(shí)是純粹的組合邏輯延時(shí)。代碼如下：

排序篩選的部分由于只有3個(gè)比較所以直接用枚舉法，全部列出來(lái)處理。注釋部分表示了排序結(jié)果，根據(jù)排序結(jié)果選擇將哪個(gè)緩沖器輸出即可。代碼如下：

仿真測(cè)試

仿真測(cè)試文件和代碼在同一個(gè)文件夾下，歡迎下載。第二行周期波形是輸入波形，帶有一個(gè)正尖峰和一個(gè)負(fù)尖峰，經(jīng)過(guò)中值濾波后如第三行所示，毛刺都沒(méi)了。

**圖3 ** 中值濾波結(jié)果