CN103095249B - 一种中值滤波电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种中值滤波电路及方法，包括：控制处理单元，产生整个中值滤波电路的控制信号，完成对整个中值滤波电路的控制功能；时间戳处理单元，接收输入数据并在所述控制处理单元输出的控制信号下输出为加盖有效时间戳的数据；第一排队处理单元和第二排队处理单元，在所述控制处理单元输出的控制信号下对所述加盖有效时间戳的数据进行中值滤波算法处理，输出中值数据；中值数据输出选择器，在所述控制处理单元输出的控制信号下选择第一排队处理单元或第二排队处理单元的中值数据作为有效中值数据输出。本发明通过时间戳处理单元确定了输出时间，通过两个排队处理单元实现了一维快速中值滤波，算法和控制相对简单，能适应大窗口的中值滤波。

Description

一种中值滤波电路及方法

技术领域

本发明涉及中值滤波领域，尤其涉及一种应用于微弱信号测量的中值滤波电路及方法。

背景技术

在微弱信号测量时，由于受到各种干扰，使得测量结果产生奇异数据，中值滤波能很好的解决这个问题。中值滤波是一种典型的非线性滤波技术，对某一被测参数连续采样n次(一般n取奇数)，然后把n次采样值按大小排列，取中间值为本次采样值(若n为偶数，则排序的两个中间值的平均值为本次采样值)。中位值滤波能有效地克服偶然因素引起的波动或采样器不稳定引起的误码等脉冲干扰。

中值滤波现在多用于两维的图像处理领域，能很好的滤出图像的椒盐噪声(Salt&PepperNoise)，中值的计算在于对滑动窗口内采样值的排序操作。要进行排序，就必须对序列中的采样值做比较和交换，采样值之间的比较次数是影响排序速度的一个重要因素。现有技术中关于两维的中值滤波方法应用快速排队算法来取代传统的基于冒泡排序法的排序串行算法，但仍存在以下缺点：一方面，窗口长度过短，不能适应大窗口的中值滤波；另一方面，对长度为n的中值滤波窗口，需要n+1个串行连接的处理单元，算法和控制复杂，计算量很大，较费时，且输出时间不确定。

因此，急需一种算法和控制相对简单，且输出时间确定的快速中值滤波方法。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种中值滤波电路及方法，应用于微弱信号测量，算法和控制相对简单，速度快，且输出时间确定。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种中值滤波电路，应用于微弱信号测量，包括：

控制处理单元，产生整个中值滤波电路的控制信号，完成对整个中值滤波电路的控制功能；

时间戳处理单元，接收输入数据并在所述控制处理单元输出的控制信号下输出为加盖有效时间戳的数据；

第一排队处理单元和第二排队处理单元，对所述加盖有效时间戳的数据进行中值滤波算法处理，输出中值数据；

中值数据输出选择器，选择所述第一排队处理单元的中值数据或所述第二排队处理单元的中值数据作为有效中值数据输出。

进一步的，在测量一微弱信号之前，所述微弱信号先经一信号调理电路进行调整和模拟滤波，再经一模数转换电路转换后输入所述中值滤波电路。

进一步的，所述微弱信号经模数转换电路转换，产生输入数据信号和输入数据有效信号，所述控制处理单元接收所述输入数据有效信号，所述时间戳处理单元接收所述输入数据信号。

进一步的，所述第一排队处理单元和第二排队处理单元中有相等数目的滑动窗口数据缓存模块，且缓存的数据按照由小到大或由大到小的方式进行存储。

进一步的，所述相等数目为偶数时，所述第一排队处理单元和第二排队处理单元还各包含一个求取中间位置的两个滑动窗口数据缓存模块中的数据的平均值的中值处理模块，所述第一排队处理单元的中值处理模块得到的平均值为所述第一排队处理单元的中值数据，所述第二排队处理单元的中值处理模块得到的平均值为所述第二排队处理单元的中值数据。

进一步的，所述相等数目为奇数时，所述第一排队处理单元中间位置的滑动窗口数据缓存模块中的数据为所述第一排队处理单元的中值数据，所述第二排队处理单元中间位置的滑动窗口数据缓存模块中的数据为所述第二排队处理单元的中值数据。

进一步的，所述第一排队处理单元和第二排队处理单元是算法相同的两个处理单元，均分两步运算：第一步对最新输入数据和缓存数据进行大小比较和交换，输出有效的中值；第二步进行滑动窗口的滑动运算。

进一步的，当所述第一排队处理单元接收最新输入数据时，所述第一排队处理单元的数据缓存模块中的数据由最新输入数据和第二排队处理单元的数据缓存模块中的数据按照大小比较结果进行交换更新；当所述第二排队处理单元接收最新输入数据时，所述第二排队处理单元的数据缓存模块中的数据由最新输入数据和第一排队处理单元的数据缓存模块中的数据按照比较结果进行交换更新。

进一步的，当所述第一排队处理单元接收最新输入数据时，所述第一排队处理单元的数据缓存模块中的数据由最新输入数据和第二排队处理单元的数据缓存模块中的数据按照大小比较结果进行交换更新，包括：

判断所述最新输入数据加入所述第二排队处理单元的数据缓存模块的滑动窗口后，所述第二排队处理单元的数据缓存模块的所有滑动窗口中数据的原有存储序列是否有效；

如果所述原有存储序列有效，就将所述第二排队处理单元的数据缓存模块的前一位置滑动窗口中的数据依次交换更新到第一排队处理单元的数据缓存模块的当前位置的滑动窗口中，所述最新输入数据存到第一排队处理单元的最后一个第二排队处理单元的数据所在的滑动窗口中；

如果原有存储序列无效，通过最新输入数据与第二排队处理单元的滑动窗口数据缓存模块中的数据进行大小比较，将最新输入数据存储到第一排队处理单元的数据缓存模块中合适的滑动窗口，并将第二排队处理单元的数据缓存模块中与所述合适的滑动窗口的位置相同的滑动窗口中的数据顺次交换到第一排队处理单元的数据缓存模块的所述合适的滑动窗口之后滑动窗口中，在第一排队处理单元的数据缓存模块中产生包含最新输入数据的新排队序列，输出新排队序列的中值数据及中值数据有效信号。

进一步的，所述第一排队处理单元和第二排队处理单元还输出中值数据有效信号，所述中值滤波电路还包括中值数据输出有效选择器，接收所述控制处理单元的控制信号及所述第一排队处理单元和第二排队处理单元的中值数据有效信号并输出。

进一步的，所述中值滤波电路由可编程逻辑器件FPGA实现，或者由比较器、计数器和数据存储器搭建实现。

根据本发明的另一面，提供一种应用上述中值滤波电路的中值滤波方法，应用于信号测量，该方法包括如下步骤：

(a)所述中值滤波电路的最新输入数据输入到时间戳处理单元，在控制处理单元的控制下加盖时间戳后输出；

(b)所述控制处理单元选择第一排队处理单元对接收加盖时间戳后输出的所述最新输入数据；

(c)所述第一排队处理单元对最新输入数据和第二排队处理单元滑动窗口内的缓存数据进行大小比较和交换，输出最新输入数据与所述缓存数据的中值数据；

(d)所述第一排队处理单元进行滑动窗口的滑动运算；

(e)所述中值数据输出选择接收器所述中值数据作为有效中值数据输出；

(f)所述中值滤波电路接收下一个输入数据，重复上述步骤，其中所述控制处理单元选择所述第二排队处理单元对接收加盖时间戳后输出的所述下一个输入数据。

与现有技术相比，本发明提供的中值滤波电路及方法，通过时间戳处理单元确定了输出时间，通过所述第一排队处理单元和第二排队处理单元实现了一维快速中值滤波，算法和控制相对简单，能适应大窗口的中值滤波。

附图说明

图1是本发明被测信号的处理单元示意图；

图2是本发明具体实施例的中值滤波电路示意图；

图3是本发明具体实施例的第一排队处理单元排序算法流程图；

图4是本发明具体实施例的排队处理单元滑动窗口的滑动算法流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的中值滤波电路及方法作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明提供一种中值滤波电路，应用于微弱信号测量。

请参考图1，本实施例中，被测信号进入信号调理电路1进行电压放大和初步的模拟滤波后，进入模数转换电路2进行模数转换生成的数字信号，该数字信号为中值滤波电路3的输入。

本实施例中，模数转换电路1可由AD9600、AD7343等多种转换芯片实现，信号调理电路可由信号仪用放大器AD8221BR和运算放大器AD8672ARZ等运放实现。

请参考图2，本发明提供的中值滤波电路包含时间戳处理单元30、控制处理单元31、第一排队处理单元32、第二排队处理单元33、数据输出选择器34、数据输出有效选择器35等功能处理单元。本实施例中，中值滤波电路有两个来自模数转换电路输入信号(输入数据20、输入数据有效21)和两个输出(输出数据36、输出数据有效37)，中值滤波电路可由可编程逻辑器件FPGA实现，也可由比较器、计数器和数据存储器等芯片搭建。控制处理单元31的输入是输入数据有效21的信号，根据相应的控制机制，产生整个中值滤波电路的控制信号，完成对整个中值滤波电路的控制功能。时间戳处理单元30的输入信号是输入数据20和控制处理单元31输出的控制信号，输出是加盖了时间戳的数据；时间戳处理单元30在控制处理单元31输出的控制信号有效时生成的有效时间戳加盖在输入数据20的输入数据上，并将加盖了时间戳的数据输出给第一排队处理单元32和第二排队处理单元33。

第一排队处理单元32和第二排队处理单元33是算法相同的两个处理单元，他们的数据缓存模块中各有n个按照由0到n-1的方式进行命名的滑动窗口，且缓存的数据按照由小到大或由大到小的方式进行存储。当n为奇数时，第一排队处理单元32输出中值数据为数据缓存模块的第(n-1)/2滑动窗口中缓存的数据；第二排队处理单元33输出中值数据为数据缓存模块的第(n-1)/2滑动窗口中缓存的数据；当n为偶数时，所述第一排队处理单元32和第二排队处理单元33还各包含一个求取数据缓存模块的中间位置的两个滑动窗口中缓存数据的平均值的中值处理模块，此时，第一排队处理单元32输出中值数据为其数据缓存模块的n/2滑动窗口中缓存的数据与(n-2)/2滑动窗口中缓存的数据的平均值，第二排队处理单元32输出中值数据为其数据缓存模块的n/2滑动窗口中缓存的数据与(n-2)/2滑动窗口中缓存的数据的平均值。

第一排队处理单元32和第二排队处理单元33采用乒乓机制，它们在控制处理单元31的控制下决定是由第一排队处理单元32还是第二排队处理单元33实现对输入数据20的最新输入数据的中值滤波算法处理，该中值滤波算法处理分两步运算：第一步对最新输入数据和缓存数据进行比较和交换，输出有效的中值，其中，所述第一排队处理单元和第二排队处理单元的中值滤波运算采用乒乓机制时，第一排队处理单元32的数据缓存模块中的数据由最新输入数据和第二排队处理单元33的数据缓存模块中的数据按照比较结果进行交换更新；第二排队处理单元33的数据缓存模块中的数据由最新输入数据和第一排队处理单元32的数据缓存模块中的数据按照比较结果进行交换更新；第二步进行窗口的滑动运算。

中值数据输出选择器34的输入是控制处理单元31输出的控制信号、第一排队处理单元32输出的中值数据和第二排队处理单元33输出的中值数据，输出是有效的中值数据。中值数据输出有效选择器35的输入是控制处理单元31输出的控制信号、第一排队处理单元32输出的中值数据有效信号和第二排队处理单元33输出的中值数据有效信号，输出是中值数据有效信号。

请参考图2，根据本发明的另一面，提供一种应用上述中值滤波电路的中值滤波方法，应用于信号测量，该方法包括如下步骤：

(a)所述中值滤波电路的最新输入数据输入到时间戳处理单元30，在控制处理单元31的控制下加盖时间戳后输出。

(b)所述控制处理单元31选择第一排队处理单元对接收加盖时间戳后输出的所述最新输入数据。

(c)第一排队处理单元32对最新输入数据和第二排队处理单元33滑动窗口内的缓存数据进行比较和交换，输出最新输入数据与所述缓存数据的中值数据。

请参考图3，图3为第一排队处理单元32的排序算法流程图。步骤300中，第一排队处理单元32接收到加盖时间戳后输出的所述最新输入数据，与第二排队处理单元33的数据缓存模块中的数据进行比较，判断最新输入数据加入后，第二排队处理单元33的数据缓存模块的数据的原有存储序列是否有效；步骤301中，如果原有存储序列有效，就将第二排队处理单元33的数据缓存模块的滑动窗口i-1中的数据依次交换更新到第一排队处理单元32的数据缓存模块的滑动窗口i中(i＝0，1，2，...，n-1)，最新输入数据存到第一排队处理单元32的最后一个第二排队处理单元33的数据所在的滑动窗口中；步骤302至步骤304中，如果原有存储序列无效，通过最新输入数据与第二排队处理单元33的数据缓存模块中的数据进行大小比较，将最新输入数据存储到第一排队处理单元的数据缓存模块中合适的滑动窗口i中，并将第二排队处理单元33的数据缓存模块中滑动窗口i之后的数据顺次交换到第一排队处理单元33的数据缓存模块的滑动窗口i之后滑动窗口中，在第一排队处理单元32中产生包含最新输入数据的新排队序列，输出新排队序列的中值数据及中值数据有效信号。当n为奇数时，第一排队处理单元32输出中值数据为数据缓存模块的第(n-1)/2滑动窗口中缓存的数据；当n为偶数时，所述第一排队处理单元32和第二排队处理单元33还各包含一个求取两个中间值平均值的中值处理模块，第一排队处理单元32中输出中值数据为其数据缓存模块的n/2滑动窗口中缓存的数据与(n-2)/2滑动窗口中缓存的数据的平均值。

(d)所述第一排队处理单元32进行滑动窗口的滑动运算。

由于时间戳处理单元为每一个数据加盖了有效时间的时间戳，所以在完成一次中值滤波后要进行超时失效数据剔除，剔除数据后进执行相应的窗口滑动运算，使缓存的数据由当前滑动窗口缓存单元滑动到下一个滑动窗口缓存单元。

请参考图4，在步骤400中，首先判断以第一排队处理单元32的n个滑动窗口缓存单元中的数据是否均有效；若是，第一排队处理单元32执行步骤404中滑动窗口的滑动，将当前滑动窗口缓存单元中的数据依次更新到下一滑动窗口缓存单元中，以便接收下一输入数据；若否，第一排队处理单元32执行步骤401至步骤403，寻找到时间戳失效的数据，并剔除，将前一滑动窗口缓存单元中的数据更新到时间戳失效的数据所在当前滑动窗口缓存单元中，其余数据保留，接着执行步骤404中滑动窗口的滑动，以便接收下一输入数据。

(e)所述中值数据输出选择器34接收所述中值数据作为有效中值数据输出。

本实施例中，中值数据输出选择器34在控制处理单元31的控制下，选择接收第一排队处理单元32输出的中值数据信号，然后将该中值数据作为有效中值数据输出，中值数据输出有效选择器35在控制处理单元31的控制下，选择接收第一排队处理单元32输出的中值数据有效信号并输出。

(f)所述中值滤波电路接收下一个输入数据，重复上述步骤，其中所述控制处理单元31选择所述第二排队处理单元33对接收加盖时间戳后输出的所述下一个输入数据。

所述第二排队处理单元33与所述第一排队处理单元32的算法相同，即在所述第一排队处理单元接收最新输入数据后，所述第二排队处理单元33的数据缓存模块中的数据由最新输入数据和第一排队处理单元32的数据缓存模块中的数据按照大小比较结果进行交换更新，也就是说，所述第二排队处理单元33接收到最新输入数据，先判断所述最新输入数据加入所述第一排队处理单元32的数据缓存模块的滑动窗口后，所述第一排队处理单元32的数据缓存模块的所有滑动窗口中数据的原有存储序列是否有效；

如果所述原有存储序列有效，就将所述第一排队处理单元32的数据缓存模块的前一位置滑动窗口中的数据依次交换更新到第二排队处理单元33的数据缓存模块的当前位置的滑动窗口中，接收到的最新输入数据存到第而排队处理单元33的最后一个第一排队处理单元32的数据所在的滑动窗口中；

如果原有存储序列无效，通过最新输入数据与第一排队处理单元32的滑动窗口数据缓存模块中的数据进行大小比较，将最新输入数据存储到第二排队处理单元33的数据缓存模块中合适的滑动窗口，并将第一排队处理单元32的数据缓存模块中与所述合适的滑动窗口的位置相同的滑动窗口中的数据顺次交换到第二排队处理单元33的数据缓存模块的所述合适的滑动窗口之后滑动窗口中，在第二排队处理单元33的数据缓存模块中产生包含最新输入数据的新排队序列，输出新排队序列的中值数据及中值数据有效信号。

(a)至(f)步骤循环进行，实现了一种基于乒乓机制的中值滤波运算，每次的最新输入数据输入后，第一排队处理单元32和第二排队处理单元33轮流接收，并将最新数据与未接收中值数据的处理单元的缓存数据进行大小比较，根据大小比较结果来将未接收中值数据的处理单元的缓存数据相应的更新到接收中值数据的处理单元的合适滑动窗口中，最终在接收中值数据的处理单元中得到了包含最新输入数据和缓存数据的最新排序序列方式，进而输出有效中值数据。

综上所述，本发明提供的中值滤波电路及方法，通过时间戳处理单元确定了输出时间，通过所述第一排队处理单元和第二排队处理单元实现了一维快速中值滤波，算法和控制相对简单，能适应大窗口的中值滤波。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种中值滤波电路，应用于微弱信号测量，其特征在于，包括：

控制处理单元，产生整个中值滤波电路的控制信号，完成对整个中值滤波电路的控制功能；

时间戳处理单元，接收输入数据并在所述控制处理单元输出的控制信号下输出为加盖有效时间戳的数据；

第一排队处理单元和第二排队处理单元，对所述加盖有效时间戳的数据进行中值滤波算法处理，输出中值数据；

中值数据输出选择器，选择所述第一排队处理单元的中值数据或所述第二排队处理单元的中值数据作为有效中值数据输出；

所述中值滤波算法为：

所述第一排队处理单元和第二排队处理单元的数据缓存模块有相等数目的滑动窗口，且缓存的数据按照由小到大或由大到小的方式进行存储；

所述相等数目为偶数时，所述第一排队处理单元和第二排队处理单元还各包含一个求取数据缓存模块中中间位置的两个滑动窗口的数据的平均值的中值处理模块，所述第一排队处理单元的中值处理模块得到的平均值为所述第一排队处理单元的中值数据，所述第二排队处理单元的中值处理模块得到的平均值为所述第二排队处理单元的中值数据；

所述相等数目为奇数时，所述第一排队处理单元的数据缓存模块的中间位置的滑动窗口的数据为所述第一排队处理单元的中值数据，所述第二排队处理单元的数据缓存模块的中间位置的滑动窗口的数据为所述第二排队处理单元的中值数据；

所述第一排队处理单元和第二排队处理单元的中值滤波运算采用乒乓机制，当所述第一排队处理单元接收最新输入数据时，所述第一排队处理单元的数据缓存模块中的数据由最新输入数据和第二排队处理单元的数据缓存模块中的数据按照大小比较结果进行交换更新，包括；判断所述最新输入数据加入所述第二排队处理单元的数据缓存模块的滑动窗口后，所述第二排队处理单元的数据缓存模块的所有滑动窗口中数据的原有存储序列是否有效；

如果所述原有存储序列有效，就将所述第二排队处理单元的数据缓存模块的前一位置滑动窗口中的数据依次交换更新到第一排队处理单元的数据缓存模块的当前位置的滑动窗口中，所述最新输入数据存到第一排队处理单元的数据缓存模块剩余的最后一个滑动窗口中；

如果原有存储序列无效，通过最新输入数据与第二排队处理单元的滑动窗口数据缓存模块中的数据进行大小比较，将最新输入数据存储到第一排队处理单元的数据缓存模块中合适的滑动窗口，并将第二排队处理单元的数据缓存模块中与所述合适的滑动窗口的位置相同的滑动窗口中的数据顺次交换到第一排队处理单元的数据缓存模块的所述合适的滑动窗口之后滑动窗口中，在第一排队处理单元的数据缓存模块中产生包含最新输入数据的新排队序列，输出新排队序列的中值数据及中值数据有效信号；

当所述第二排队处理单元接收最新输入数据时，所述第二排队处理单元的数据缓存模块中的数据由最新输入数据和第一排队处理单元的数据缓存模块中的数据按照比较结果进行交换更新。

2.如权利要求1所述的中值滤波电路，其特征在于，在测量一微弱信号之前，所述微弱信号先经一信号调理电路进行电压放大和模拟滤波，再经一模数转换电路转换后输入所述中值滤波电路。

3.如权利要求2所述的中值滤波电路，其特征在于，所述微弱信号经模数转换电路转换，产生输入数据信号和输入数据有效信号，所述控制处理单元接收所述输入数据有效信号，所述时间戳处理单元接收所述输入数据信号。

4.如权利要求1所述的中值滤波电路，其特征在于，所述第一排队处理单元和第二排队处理单元还输出中值数据有效信号，所述中值滤波电路还包括中值数据输出有效选择器，接收所述控制处理单元的控制信号及所述第一排队处理单元和第二排队处理单元的中值数据有效信号并输出。

5.如权利要求1所述的中值滤波电路，其特征在于，所述中值滤波电路由可编程逻辑器件FPGA实现，或者由比较器、计数器和数据存储器搭建实现。

6.一种应用权利要求1至5中任一项所述的中值滤波电路的中值滤波方法，其特征在于，包括：

(a)所述中值滤波电路的最新输入数据输入到时间戳处理单元，在控制处理单元的控制下加盖时间戳后输出；

(b)所述控制处理单元选择第一排队处理单元接收加盖时间戳后输出的所述最新输入数据；

(c)所述第一排队处理单元对最新输入数据和第二排队处理单元的数据缓存模块的滑动窗口内的缓存数据进行大小比较和交换，输出最新输入数据与所述缓存数据的中值数据；

(d)所述第一排队处理单元进行滑动窗口的滑动运算；

(e)所述中值数据输出选择器将所述中值数据作为有效中值数据输出；

(f)所述中值滤波电路接收下一个输入数据，重复上述步骤(a)至步骤(e)，其中所述控制处理单元选择所述第二排队处理单元接收加盖时间戳后输出的所述下一个输入数据；

所述第一排队处理单元对最新输入数据和第二排队处理单元的数据缓存模块的滑动窗口内的缓存数据进行大小比较和交换，包括：

所述第一排队处理单元和第二排队处理单元的数据缓存模块有相等数目的滑动窗口，且缓存的数据按照由小到大或由大到小的方式进行存储；

所述相等数目为偶数时，所述第一排队处理单元和第二排队处理单元还各包含一个求取数据缓存模块中中间位置的两个滑动窗口的数据的平均值的中值处理模块，所述第一排队处理单元的中值处理模块得到的平均值为所述第一排队处理单元的中值数据，所述第二排队处理单元的中值处理模块得到的平均值为所述第二排队处理单元的中值数据；

所述相等数目为奇数时，所述第一排队处理单元的数据缓存模块的中间位置的滑动窗口的数据为所述第一排队处理单元的中值数据，所述第二排队处理单元的数据缓存模块的中间位置的滑动窗口的数据为所述第二排队处理单元的中值数据；

所述第一排队处理单元和第二排队处理单元的中值滤波运算采用乒乓机制，当所述第一排队处理单元接收最新输入数据时，所述第一排队处理单元的数据缓存模块中的数据由最新输入数据和第二排队处理单元的数据缓存模块中的数据按照大小比较结果进行交换更新，当所述第二排队处理单元接收最新输入数据时，所述第二排队处理单元的数据缓存模块中的数据由最新输入数据和第一排队处理单元的数据缓存模块中的数据按照比较结果进行交换更新；

所述第一排队处理单元进行滑动窗口的滑动运算，包括；判断所述最新输入数据加入所述第二排队处理单元的数据缓存模块的滑动窗口后，所述第二排队处理单元的数据缓存模块的所有滑动窗口中数据的原有存储序列是否有效；

如果所述原有存储序列有效，就将所述第二排队处理单元的数据缓存模块的前一位置滑动窗口中的数据依次交换更新到第一排队处理单元的数据缓存模块的当前位置的滑动窗口中，所述最新输入数据存到第一排队处理单元的数据缓存模块剩余的最后一个滑动窗口中；

如果原有存储序列无效，通过最新输入数据与第二排队处理单元的滑动窗口数据缓存模块中的数据进行大小比较，将最新输入数据存储到第一排队处理单元的数据缓存模块中合适的滑动窗口，并将第二排队处理单元的数据缓存模块中与所述合适的滑动窗口的位置相同的滑动窗口中的数据顺次交换到第一排队处理单元的数据缓存模块的所述合适的滑动窗口之后滑动窗口中，在第一排队处理单元的数据缓存模块中产生包含最新输入数据的新排队序列，输出新排队序列的中值数据及中值数据有效信号。