Question

情况：我们有一个基于整数的微控制器，我们需要计算加权平均值（例如，权重32，如31-1），并将其存储在数组中。

最终代码将在C。

（只是为了确定，这不是作业:)）

我们考虑将模数除法的结果与结果（平均计算值）的权重一起存储，并将其作为附加数据用于下一轮。

如果我们有浮动，那就是这样的：

avg[i] = ( avg[i-1] * (WEIGHT-1) + measured ) / WEIGHT;

既然我们没有，我在想这个：

pt = (mod == 0) ? WEIGHT-1 : WEIGHT-2;
tmp = avg[i-1] * pt + mod + measured;
avg[i] = tmp / WEIGHT;
mod = tmp % WEIGHT;

但这似乎给了我错误的结果，而且我真的坚持实施。

任何人，有一些想法吗？

修改

非常感谢您的快速反应，尽管我可能没有明确地提出这个问题：我们从之前的平均值和当前样本中得到了所需权重的因子。

Answer 1

如果您使用Google搜索进入此页面，并且正在寻找上述代码的更简单实现，那么您可能会喜欢这个。

此实现提供的配置选项较少，因为它只有1个定义。在您的特定情况下，这可能是一个优点或缺点。

#define COEFFICIENT 32

static int sample_weighted = 0;
int output = 0;

sample_weighted *= COEFFICIENT - 1;
sample_weighted += raw_value * COEFFICIENT;
sample_weighted /= COEFFICIENT;

output = (sample_weighted + (COEFFICIENT/2) - 1) / COEFFICIENT;

与常规加权滤波器的区别在于，sample_weighted值的存储乘以COEFFICIENT。这样就可以使用整数计算而不会出现舍入错误，从而导致计算被“卡住”在错误的值上。检索输出值时，整数值将被舍入并补偿此乘法。

我认为这个实现更具可读性，但确实有使用除法而不是位移的缺点。如果COEFFICIENT是2的幂，大多数编译器都会足够聪明地使用位移。

Answer 2

for (i = 0; i < num_elements; i++)
{
    sum_data += data[i] * weight[i];
    sum_weights += weight[i];
    average[i] = sum_data / sum_weights;
}

显然，sum_data必须是足够大的数据类型;没有办法解决这个问题。

Answer 3

如果你想计算两组整数的加权平均值，你可以递增记录数据进入时每个系列的总和，并增加记录值的计数。

随着数据的进入，您将其添加到该系列的运行总计中。

int weighted_mean( int count_a, int sum_a, int count_b, int sum_b ){
  return = ((count_a * sum_a) + ( count_b * sum_b )) / ( sum_a + sum_b );
}

void recv_data( int a, int b )
{
  global_sum_a += a;
  global_count_a++;

  global_sum_b += b;
  global_count_b++;

  int weighted_mean_so_far = weighted_mean( global_count_a, global_sum_a, global_count_b, global_sub_b );

}

Answer 4

好的，我们通过改变我们需求的价值找到了解决方案。

  #define TOTAL_WEIGHT 128
  #define SAMPLE_WEIGHT 24
  #define SHIFT 8
  #define SHIFT_VAL 256
  #define SHIFT_WEIGHT 7

  static int sample_weighted = 0;
  int output = 0;
  int sample_tmp = 0U;

    sample_tmp = sample_tmp << SHIFT;
    sample_tmp = sample_tmp * SAMPLE_WEIGHT;
    sample_weighted = sample_weighted * ( TOTAL_WEIGHT - SAMPLE_WEIGHT );
    sample_weighted = sample_weighted + sample_tmp;
    sample_weighted = sample_weighted >> SHIFT_WEIGHT;
    output  = (sample_weighted + (SHIFT_VAL/2) -1 ) >> SHIFT;

加权均值与整数

修改

4 个答案: