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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18)

2026-10-31

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 [54, 42, 40, 47, 59, 42, 45, 58, 55, 122, 54, 56, 59, 59, 58, 43, 44]

逐步推演

采样0为54,最近记录[54],尚未收满,不输出滤波值。

采样1为42,最近记录[54, 42],尚未收满,不输出滤波值。

采样2为40,最近记录[54, 42, 40],尚未收满,不输出滤波值。

采样3为47,最近记录[54, 42, 40, 47],尚未收满,不输出滤波值。

采样4为59,最近记录[54, 42, 40, 47, 59],中位数47,平均值242/5,两者使用同一个5项窗口。

采样5为42,最近记录[42, 40, 47, 59, 42],中位数42,平均值46,两者使用同一个5项窗口。

采样6为45,最近记录[40, 47, 59, 42, 45],中位数45,平均值233/5,两者使用同一个5项窗口。

采样7为58,最近记录[47, 59, 42, 45, 58],中位数47,平均值251/5,两者使用同一个5项窗口。

采样8为55,最近记录[59, 42, 45, 58, 55],中位数55,平均值259/5,两者使用同一个5项窗口。

采样9为122,最近记录[42, 45, 58, 55, 122],中位数55,平均值322/5,两者使用同一个5项窗口。

采样10为54,最近记录[45, 58, 55, 122, 54],中位数55,平均值334/5,两者使用同一个5项窗口。

采样11为56,最近记录[58, 55, 122, 54, 56],中位数56,平均值69,两者使用同一个5项窗口。

采样12为59,最近记录[55, 122, 54, 56, 59],中位数56,平均值346/5,两者使用同一个5项窗口。

采样13为59,最近记录[122, 54, 56, 59, 59],中位数59,平均值70,两者使用同一个5项窗口。

采样14为58,最近记录[54, 56, 59, 59, 58],中位数58,平均值286/5,两者使用同一个5项窗口。

采样15为43,最近记录[56, 59, 59, 58, 43],中位数58,平均值55,两者使用同一个5项窗口。

采样16为44,最近记录[59, 59, 58, 43, 44],中位数58,平均值263/5,两者使用同一个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。