游戏知识实验课:短窗口中位滤波怎样处理孤立尖峰——5项中位窗口中的十七次采样(练习15)
界面上的测量值偶尔出现很高的一次尖峰时,短窗口平均值会受到它的数值大小影响。中位数改为取窗口排序后的中间项,表现不同,但也会改变显示对变化的响应。
本篇用一组独立输入把规则展开为可重复核对的记录。先确认单位、编号及边界,再自行尝试推演,然后寻找与下面过程第一次不同的位置。所有结果只在这里写明的规则下成立,不能当作所有游戏的统一实现。
规则与输入
采样值均为整数,窗口长度为三或五。只有收满一个窗口后才输出结果;以后每次保留最近固定个数,同时计算中位数和精确平均值。所有例子只比较记录,不声称一种滤波对所有信号都更好。
窗口5 [58, 54, 47, 43, 58, 60, 45, 134, 46, 54, 41, 51, 42, 44, 53, 53, 41]
逐步推演
采样0为58,最近记录[58],尚未收满,不输出滤波值。
采样1为54,最近记录[58, 54],尚未收满,不输出滤波值。
采样2为47,最近记录[58, 54, 47],尚未收满,不输出滤波值。
采样3为43,最近记录[58, 54, 47, 43],尚未收满,不输出滤波值。
采样4为58,最近记录[58, 54, 47, 43, 58],中位数54,平均值52,两者使用同一个5项窗口。
采样5为60,最近记录[54, 47, 43, 58, 60],中位数54,平均值262/5,两者使用同一个5项窗口。
采样6为45,最近记录[47, 43, 58, 60, 45],中位数47,平均值253/5,两者使用同一个5项窗口。
采样7为134,最近记录[43, 58, 60, 45, 134],中位数58,平均值68,两者使用同一个5项窗口。
采样8为46,最近记录[58, 60, 45, 134, 46],中位数58,平均值343/5,两者使用同一个5项窗口。
采样9为54,最近记录[60, 45, 134, 46, 54],中位数54,平均值339/5,两者使用同一个5项窗口。
采样10为41,最近记录[45, 134, 46, 54, 41],中位数46,平均值64,两者使用同一个5项窗口。
采样11为51,最近记录[134, 46, 54, 41, 51],中位数51,平均值326/5,两者使用同一个5项窗口。
采样12为42,最近记录[46, 54, 41, 51, 42],中位数46,平均值234/5,两者使用同一个5项窗口。
采样13为44,最近记录[54, 41, 51, 42, 44],中位数44,平均值232/5,两者使用同一个5项窗口。
采样14为53,最近记录[41, 51, 42, 44, 53],中位数44,平均值231/5,两者使用同一个5项窗口。
采样15为53,最近记录[51, 42, 44, 53, 53],中位数51,平均值243/5,两者使用同一个5项窗口。
采样16为41,最近记录[42, 44, 53, 53, 41],中位数44,平均值233/5,两者使用同一个5项窗口。
共13个完整窗口,初始4次保留为空状态。
怎样独立检查
独立检查候选中位数两侧的数量:至少一半样本不大于它,也至少一半不小于它。平均值则直接用窗口和除长度;窗口成员必须与当前时刻以前的最近记录一致。
中位滤波能减弱某些孤立异常值的影响,却可能掩盖真实短暂事件。连续多次高值会逐渐占据窗口,结果不能只用单个尖峰的例子推断。起始未收满窗口时输出为空,不能把这个空状态误当作数值零。
练习时先保存原始输入及中间结果,再只改变一个条件观察差异。重点检查空状态、相同数值、恰好到达边界和最后一步。不要为了凑出相同的最终结果而忽略较早出现的偏差,过程和结论都应能由同一套规则解释。