数据衰减的一些方法和比较

在计算机视觉实时应用中，有时候需要向云台发送一些数据，比如说角度，使之运动到相应的角度。但是考虑到有时候如果直接发送目标的相对角度，可能角度比较大，从而导致云台运动过于剧烈，此时考虑将发送的数据做一个衰减。

一般直接想到对发送的数据做线性衰减，比如说发送数据yaw：

yaw /= 10;

这样做能达到目的，但是对于所有数据都做了相同的衰减，对于很小的数，也是和很大的数据一样，做了除以10 的衰减。

换一种方式，做分段函数的线性衰减：

if(abs(yaw) > 2)
	yaw /= 10;
else
	yaw /= 5;

这样对于很大的数和很小的数做了不一样的衰减操作，似乎比上一种方法更有效。但是考虑一下分界线周围的情况，对于yaw=2.2，返回的是2.2/10 = 0.22，但是对于yaw=1.8返回的是1.8/5=0.36。一个更大的数返回了一个更小的数，似乎也是不太合理。

再换一种方式，做指数衰减：

yaw = （yaw >= 0） ? log2(abs(yaw) + 1) : -log2(abs(yaw) + 1);

上面两个衰减遇到的问题都解决了。当然可以再调整复杂一点，另外指数衰减的底数也需要根据实际应用做出选择。但是这种方法也有一定的缺点，比如说计算过于耗时，计算机对于log函数的计算消耗的时钟周期远大于做除法消耗的时钟周期。有人做过比较（链接）：

• 0）开根号运算需要时钟周期数为：22；
• 1）加、减、乘、除法运算的时钟周期数为：4；
• 2）log运算的时钟周期数为：92。

一张效果图对比（上图采用log衰减，下图采用分段函数线性衰减，log衰减的抖动明显小，不过幅度稍大（采用log2），见区间【0, 100】）：