求一种中值滤波器的设计方案

作用

消除输入信号的“突变”脉冲，如下图：

中值滤波原理

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。

下面以3次中值滤波原理为例说明原理：输入数据里面a3点为毛刺，b3点是由a1 a2 a3三个点排序得出的，由于a3>a2>=a1，所以，b3=a2或者a1，这样中间的毛刺信号就没了。

图1 3次采样中值滤波示例

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。

代码设计

以3次采样中值滤波器为例，设计方案如图2所示。源码和仿真测试代码链接：

缓存用寄存器打拍实现，比较需要任意两两比较，所以比较次数为C n ^2^次，选择输出在比较完成以后，进行简单排序，确定中间值输出。其中比较麻烦的是后面两步，比较次数和排序随着中值滤波规模的变大而变大，是二次增长。

图2 中值滤波器方案

代码详解

很多小伙伴反应吗，最多到上一步方案设计就难以往下走了，不知道代码怎么设计。为了让大家学会怎么设计代码，这里给大家提供代码含义解释和设计思路解释。

根据图2，首先写缓存器，din是输入端口。代码如下：

比较部分为了简便，我们用一个bit位代表某两两比较的结果，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]。这样用3bit的线就可以保留比较结果了。wire类型的代表线，assign代表将结果引到某根线上，所以比较结果输出到comp[*]没有经过任何时钟，延时是纯粹的组合逻辑延时。代码如下：

排序筛选的部分由于只有3个比较所以直接用枚举法，全部列出来处理。注释部分表示了排序结果，根据排序结果选择将哪个缓冲器输出即可。代码如下：

仿真测试

仿真测试文件和代码在同一个文件夹下，欢迎下载。第二行周期波形是输入波形，带有一个正尖峰和一个负尖峰，经过中值滤波后如第三行所示，毛刺都没了。

**图3 ** 中值滤波结果