基于整数算法的平滑算法

Question

以下代码摘自Arduino tutorial on smoothing

int smooth(int data, float filterVal, float smoothedVal) { 

  if (filterVal > 1) {
    filterVal = .99;
  }
  else if (filterVal <= 0) {
    filterVal = 0;
  }

  smoothedVal = (data * (1 - filterVal)) + (smoothedVal  *  filterVal);

  return (int)smoothedVal;
}

从同一篇教程中摘录的以下陈述让我思考：

如果您需要更快的速度或想要避免浮动，这个函数可以很容易地用全整数的数学重写。

事实上，我确实想避免浮点，提高速度，但我想知道:如何将其转换为整数算法？比特敲击解决方案是一个额外的好处;o)

Answer 1

一种简单的技术是将输入值与例如10000相乘，并将结果放入int，在int中进行计算，然后用相同的因子除以，将输出缩小为float。

在你的函数中，你也需要用同样的因素来放大所有的东西。

因子的选择取决于值的可能范围；您希望避免在高端溢出，在低端避免不准确。如果你仔细想想，这个因素决定了你把小数点放在哪里:不动点，而不是浮点数。

这个因素可以是任何因素，它不必是100、1000等等，但是627也很好。

如果您沿着这条路线走下去，您希望将尽可能多的代码转换为int，因为上面描述的转换当然也需要时间。

为了说明我的观点，可以有以下几点：

#define FACTOR 10000  // Example value.
int smooth(int data, int filterVal, int smoothedVal)
{ 
    if (filterVal > FACTOR)
    {
        filterVal = FACTOR - 100;
    }
    else if (filterVal <= 0)
    {
        filterVal = 0;
    }

    smoothedVal = (data * (FACTOR - filterVal)) + (smoothedVal * filterVal);

    return smoothedVal;
}

你可能需要/想检查是否溢出，.

Answer 2

//  ------------------------------------------------------------------
//  SMOOTHING WITH INTEGER VARIABLES  (CSHARP)
//  ------------------------------------------------------------------
Int32 Storage;
Int32 SmoothingINT(Int32 NewValue, Int32 Divisor) 
{
    Int32 AvgValue;
    //  ------------------------- Compute the output averaged value 
    AvgValue = Storage / Divisor;
    //  ------------------------- Add to storage the delta (New - Old)
    Storage += NewValue - AvgValue;
    //  -------------------------
    return AvgValue;
}

或

' -------------------------------------------------------------------
' SMOOTHING WITH INTEGER VARIABLES  (VbNet)
' -------------------------------------------------------------------
Function SmoothingINT(ByVal NewValue As Int32, ByVal Divisor Int32) As Int32
    Dim AvgValue As Int32
    Static Storage As Int32
    ' -------------------------- Compute the output averaged value 
    AvgValue = Storage \ Divisor
    ' -------------------------- Add to storage the delta (New - Old)
    Storage += NewValue - AvgValue
    ' --------------------------
    Return AvgValue 
End Function