请问一下各位大虾，这种波形通过什么算法可以获得直流信号

Bunny_Girl · 发表于 2023-12-14 00:21:54

本帖最后由 Bunny_Girl 于 2023-12-14 09:01 编辑

按楼主位的数据，13点的均值滤波加28点的均值滤波，就能滤掉大部分了

客户想要的是完全的直流？？？这是模拟量啊，再怎么滤都会有波形的吧
完全直流就都是一个值？还是阶跃那样的？

如果噪声类型是缓变的，可以定期抽取小部分数据做一下简单的频谱分析，以此来选择最合适的滤波器以及滤波参数
或者是否已知噪声类型？
看楼主位的数据，明显噪声主要在基波上，其次是2次谐波，而且基波是比较纯的，2次谐波就比较泛了（不过中心频率还是能看出是噪声基波的2倍，勉强算是2次谐波吧）
单单从时域上看，就能看到客户想要除去的噪声具有明显的周期性

也许客户需要的是高频滤波+欠采样+插值的效果
就是在滤除了大部分的高频噪声后，降低采样率，再直接插值，这样自然就“直”了
最简单的插值，直接用过采样点的值去插

++++++
再说直白点:
先进行合适的高频滤波，掐掉大部分高频噪声，可以定期进行自适应的滤波参数调整
然后，按N点分段，比如128点，取这128点的均值，直接代替分段内所有128点的值（这样就直啦）
（效果在6楼）

Bunny_Girl · 发表于 2023-12-14 01:51:32

想要的是完全直流还是阶跃的？

Bunny_Girl · 发表于 2023-12-14 09:55:30

本帖最后由 Bunny_Girl 于 2023-12-14 10:23 编辑

了无发表于 2023-12-14 09:49
刮目相看啊，以为层主是混水区的，原来是懂技术的。请教这个软件是什么软件？软件调好的效果，可 ...
(引用自8楼)

代码是昨天晚上自己写的
软件是octave，语法兼容matlab，还可以混合调用c++、c
不过没有matlab集成那么多的，比较小巧，不到100M的，我在Linux上用的，不喜欢臃肿的，我都用cli模式的（无gui，在终端里用）

经典的滤波器还是自带有的，不用自己写的
不过周期性明显的噪声信号，我习惯均值滤波（也就是滑动窗口取均值，很简单，自己写了，点位适合自己用，软件自带的也有，对齐好有点问题）
只用一个的话，对谐波滤除效果会差一些，对其它更高频的杂波效果更差，所以习惯再叠加一个
运算也简单

经典的滤波器也是不能自动生成代码的，没有matlab那些自动工具箱
不过可以自己去翻源码……

Bunny_Girl · 发表于 2023-12-14 10:18:28

了无发表于 2023-12-14 09:49
刮目相看啊，以为层主是混水区的，原来是懂技术的。请教这个软件是什么软件？软件调好的效果，可 ...
(引用自8楼)

现在一个月都未必能碰一次电脑啊
今年这小孩大人轮番生病的
去年则是小朋友各种厌学死活不上幼儿园（今年好多了，都跟班上最帅的男生是好朋友，看到好几次热聊，还是小帅哥主动的，女生好友也好多个了，所以不厌学了）
更小的时候更离不开人了

大前天晚上我自己发高烧，估计是中流感了，前天最高都39.8了，昨天好多了，白天37.5左右，前半夜37.8左右
所以刚好跟孩子隔离开几天，半夜起来喝水，状态还好，开电脑敲了会儿键盘 —— 敲完发现，体温降了0.5😲
早上起来36.9，体温稳定了，就是开始喉咙痒咳嗽了，鼻涕则是流了好几天了

Bunny_Girl · 发表于 2023-12-14 15:11:31

本帖最后由 Bunny_Girl 于 2023-12-14 15:45 编辑

zxq6 发表于 2023-12-14 14:56
硬件上目前把该想的办法已经想完了。
比如：模拟地和数字地分开
采用4层板结构

(引用自30楼)

又当又立的要求……

需要平滑且波动范围有限的滤波
滤波参数需要自适应调整，而调整的过程也得足够平滑……好在允许有延时
免不了需要插值（插值就是造假了，只是看着像真的，跟真实值也有关联）

也就是说，要做的不是滤波，而是插值
只不过插值需要用滤波后原始数据以及N点内的波动幅度作自适应参数
而客户的要求就是波动范围不能超标、延时不能超标，能允许的运算量貌似也很有限

Bunny_Girl · 发表于 2023-12-14 16:02:59

本帖最后由 Bunny_Girl 于 2023-12-14 16:04 编辑

zxq6 发表于 2023-12-14 14:56
硬件上目前把该想的办法已经想完了。
比如：模拟地和数字地分开
采用4层板结构

(引用自30楼)

楼主位的数据均值大约173左右，实际采样到的数据可能会有缓变，比如2秒内从100升到200，这样么？

Bunny_Girl · 发表于 2023-12-14 17:09:21

本帖最后由 Bunny_Girl 于 2023-12-14 17:41 编辑

zxq6 发表于 2023-12-14 14:56
硬件上目前把该想的办法已经想完了。
比如：模拟地和数字地分开
采用4层板结构
(引用自30楼)

类似这样的小波动的么？

刚好波动没超标，没做调整没做插值，只是滤波的结果
有缓变幅度大的么数据么？

其实均值滤波，8点跟128点甚至512点是差不多开销的，因为窗口每滑动一点，都是移除最旧的一点，加入最新的一点，更新变动的都是两个点的值
只不过点数越多，需要的内存量越大（得存得下那么多个点的值），第一个值得老老实实算出来，从第二个点开始就只需要更新新旧两个点的运算量了
还有其它效率高的滤波方式，哪个划算用哪个

250点内局部波动超标的点，局部小范围处理，不计较曲线是否光滑的话直接改，替换成跟周边点近似的不超标的点
如果要求曲线光滑，可以上三次曲线插值

如果波动超标点太多，可以动态调整滤波器，过渡阶段稍加处理

Bunny_Girl · 发表于 2023-12-14 19:22:19

zxq6 发表于 2023-12-14 18:10
这里第二列有缓慢变化的数据，也有阶跃数据。

(引用自34楼)

打开看到有4列数据，第2列第一个数据接在第1列最后一个数据后面么？以此类推？
还是这里面存的是4个信号的数据？

……

Bunny_Girl · 发表于 2023-12-14 19:26:18

本帖最后由 Bunny_Girl 于 2023-12-14 19:58 编辑

zxq6 发表于 2023-12-14 19:24
不是的，每一列数据单独从传感器出来的，在这里跟其他列无关。
(引用自36楼)

就是4个不同时间片段采样的数据吧？

++++++
导入进来看到了，有几处阶跃相当的大啊
除了最后一列，其它列都有相当大的阶跃，最大的差值都有248.22了
这样就无法满足250点内波动幅度0.1以内了，否则就得明显严重失真的
是否这种阶跃其实是客户希望保留的，而不是想要滤除的噪声？
换句话说，其实客户想要保留的是单纯的直线段组成的信号，直线段可以是水平的，可以是斜的，（垂直的不可能，只可能是近似于垂直的斜线段），而其余的成分都是不想要的噪声
采样率是50hz，那么在这份数据中，相邻的有效阶跃的时间差最短的也有10秒左右（约500个采样点），而客户要求250点内（也就是5秒）波动幅度不超过0.1，所以其实是不是有效阶跃的相邻时间间隔至少是1秒以上的（10秒的1/10，5秒的1/5）

Bunny_Girl · 发表于 2023-12-14 20:14:11

本帖最后由 Bunny_Girl 于 2023-12-14 20:42 编辑

zxq6 发表于 2023-12-14 20:03
这个阶跃信号是需要保留的，而且对这个阶跃的陡峭程度有要求，比如上升沿，需要在10个点内达到上升后值的 ...
(引用自38楼)

那就是我上面推测的了
以上面数据为例（不画图了）
红色的，应该是一条小坡度的正值的斜线，中间突然有一段突变成了负值，并且负值部分是水平的
蓝色的，也是一条小坡度的正值的斜线，中间突然……（同上）……
黄色的，也是……（同上）……
紫色那条应该是完全水平的，估计是无信号的状态，理想值应该是0，实际值是相对于信号非常微小的负值（运放之类的？）
以上就是客户想要保留的有效信号成分，其余统统都是噪声不要的，并且阶跃的部分得足够陡峭（比如上升沿，需要在10个点内达到上升后值的99.5%；而理想状态，斜率应该是无穷大的）
没错吧？

终于理解楼主位说的客户只要的“直流”是怎么回事了😲
更像是类似示波器那样的，而不是新版的博朗耳温枪

噪声基本都是硬件噪声…… 所以当然是不要的……
上面这4组的频域看过了，大体上是白噪声和1/f噪声（有点忘了，好像是叫粉红噪声？），不过又混着很微小的类周期噪声（这里很小，几乎忽略不计），很常见的硬件噪声
而楼主位的数据中，周期性的噪声就很强了
这种类周期性的噪声是哪种器件产生的么？频率很低的，只有4hz左右

Bunny_Girl · 发表于 2023-12-14 21:26:29

本帖最后由 Bunny_Girl 于 2023-12-14 21:27 编辑

zxq6 发表于 2023-12-14 20:47
目前不确定是什么东西产生的，换算成电压，噪声只有2-300个uv。因为我们采集的是客户的信号调理版过来的电 ...
(引用自40楼)

无所谓了

我觉得，思路方向就不是滤波了，更不是造假，而是“求真”

首先，检测出“有效阶跃”的位置，进而完成分段工作 —— 分出【阶跃段】和【平稳段】
检测的依据就是信号数据相邻两点的差值，matlab中直接用自带方法diff即可得到

接着，依据每个分段内的真实采样数据以及分段的类型，拟合出理想信号
平稳段，理想的是只有一个斜率的斜线，拟合的参数就是斜率、起点、终点，需要从真实采样数据中近似出来
阶跃段，就是差值极大的两点，加上两边的过渡，连接上相邻的平稳段

然后，把真实采样信号x减去理想信号y，得出差值信号r
再根据客户的要求，对r进行修饰
既要满足客户的要求底线，又得保留足够的真实成分 —— 就好像女生美颜修图，既要好看减少瑕疵，又要看不出来美颜过；既要化妆气色好瑕疵少，又要看不出化妆过
r修饰过得到s

最后，y+s，就是客户想要看到的结果了

Bunny_Girl · 发表于 2023-12-15 00:10:23

本帖最后由 Bunny_Girl 于 2023-12-15 00:20 编辑

zxq6 发表于 2023-12-14 22:45
理论上，有效信号的斜率并不固定。而且在不同的时刻可能不一样。只是样本这个信号特例了。
类似正弦信号 ...
(引用自43楼)

这样啊，原来只是冰山一角

上面你给的数据约3000点，采样率50hz，所以就是约60s
也就是说，在60s的窗口里，每个分段内的信号的斜率都很接近（上面说的平稳段和阶跃段）
然后现在知道了，60s只是冰山一角，在更长的窗口里看就是类正弦的信号了，信号斜率是变化的

上面层的思路依然有用
第一步依然是分段，阶跃段除外的其它信号部分，它们的理想型就可以近似为斜率连续的n段三次曲线的组合（搜一下三次曲线差值就知道了），算是【连续段】
不过不需要去作插值
简单地对【连续段】内的数据做低通滤波即可，然后再根据客户的波动幅度限制要求进行修饰
而【阶跃段】，不作低通滤波，陡峭又干净利落地跟【连续段】过渡连接起来，根据客户的要求修饰好（客户要求足够陡峭）

既然信号缓变的速度比较慢，具体信号什么类型也不确定
那么就可以定期取样分析，判断是哪种类型的曲线（直线也是特殊的曲线）或者线段组（比如三次曲线组+不定时的阶跃），然后套用相应的处理方法
定期取样的周期可以很长的，比如远大于60s（远大于3000点），而且需要分析的数据是大比例欠采样的数据（比如3000点才取1点），所以运算量很小的

Bunny_Girl · 发表于 2023-12-15 09:43:09

ddcour 发表于 2023-12-15 09:03
请教版主: 红线是经过了什么运算得出的?
(引用自45楼)

楼主需要的不是红线这种效果，我没理解对，他也没表达好（上面最新的楼层已经get到了，你看44楼）

只问这个红线的话，很简单，就是在绿线的基础上，按128点分段，每段取平均值，直接把这个平均值赋值给段内每一个点

Bunny_Girl · 发表于 2023-12-15 11:07:49

本帖最后由 Bunny_Girl 于 2023-12-15 11:11 编辑

ZHAOBAO511 发表于 2023-12-15 10:55
这次发烧也很厉害，症状和阳了一样，而且感觉比上次更严重，我很久没咳嗽了，之前就是冷了没注意防护咳 ...
(引用自49楼)

周二晚上开始就退烧了，周三傍晚到睡前一点低烧
昨天周四就体温都正常了，但是开始咳嗽
昨天晚上开始咳得厉害，现在也是咳得厉害
鼻涕倒是从黄鼻涕转为清鼻涕了

6月份我也是高烧退烧后咳了3个星期，挂呼吸内科，医生听诊也没事的
我是5月20号首阳的，520那一天……

去年有一次，也是感冒之后狂咳了一个月……

都是喉咙痒起来咳嗽的
试过两三次喝右美沙芬，都得更要命，狂想咳但是没法咳出来，非常痛苦的，不敢不敢了，不适合我

请问一下各位大虾，这种波形通过什么算法可以获得直流信号

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