DigitalFilter.h

//--------------------------------------------------------------------------
// Цифровой фильтр с двумя (опционально) уровнями фильтрации сигнала
// Первый уровень фильтра усредняет несколько значений, переданных через массив
// Второй уровень - математическая реалезация RC фильтра
// После вызова конструктора фильтра, его необходимо еще проинициализировать
// вызвав функцию FirstValue
//--------------------------------------------------------------------------
#ifndef DigitalFilter_H_
#define DigitalFilter_H_
//--------------------------------------------------------------------------
#include <list>
#include <vector>
#include <ostream>
#include "PassiveTimer.h"
//--------------------------------------------------------------------------
class DigitalFilter
{
    public:
        DigitalFilter ( unsigned int bufsize=5, double T=0, double lsq=0.2,
                        int iir_thr=10000, double iir_coeff_prev=0.5,
                        double iir_coeff_new=0.5 );
        ~DigitalFilter ();
        
        // T <=0 - отключить вторую ступень фильтра
        void setSettings( unsigned int bufsize, double T, double lsq,
                          int iir_thr, double iir_coeff_prev, double iir_coeff_new );

        // Усреднение с учётом СКОС
        // На вход подается новое значение
        // возвращается фильтрованное с учётом 
        // предыдущих значений...
        int filter1( int newValue );
        
        // RC-фильтр
        int filterRC( int newVal );
        
        // медианный фильтр
        int median( int newval );
        
        // адаптивный фильтр по схеме наименьших квадратов
        int leastsqr( int newval );

        // рекурсивный фильтр
        int filterIIR( int newval );

        // получить текущее фильтрованное значение
        int current1();
        int currentRC();
        int currentMedian();
        int currentLS();
        int currentIIR();

        // просто добавить очередное значение
        void add( int newValue );

        void init( int val );
        
        // void init( list<int>& data );
    
        inline int size(){ return buf.size(); }

        inline double middle(){ return M; }
        inline double sko(){ return S; }

        friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const DigitalFilter& d);
        friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const DigitalFilter* d);
        
    private:

        // Первая ступень фильтра
        double firstLevel();
        // Вторая ступень фильтра, математическая реализация RC фильтра
        double secondLevel( double val );

        double Ti;      // Постоянная времени для апериодического звена в милисекундах
        double val;     // Текущее значение второй ступени фильтра
        double M;       // Среднее арифметическое
        double S;       // Среднеквадратичное отклонение
        PassiveTimer tmr;
        
        typedef std::list<int> FIFOBuffer;
        FIFOBuffer buf;     
        unsigned int maxsize;
        
        typedef std::vector<int> MedianVector;
        MedianVector mvec;

        typedef std::vector<double> Coeff;
        Coeff w;        // Вектор коэффициентов для filterIIR

        double lsparam; // Параметр для filterIIR
        double ls;      // Последнее значение, возвращённое filterIIR

        int thr;        // Порог для изменений, обрабатываемых рекурсивным фильтром
        int prev;       // Последнее значение, возвращённое рекурсивным фильтром

        // Коэффициенты для рекурсивного фильтра
        double coeff_prev;
        double coeff_new;
};
//--------------------------------------------------------------------------
#endif // DigitalFilter_H_
//--------------------------------------------------------------------------