在序列中查找零岛

Question

在序列中查找零岛

想象一下你有一个很长的序列。找出序列全部为零的区间(或者更准确地说，序列降到近零值)的最有效的方法是什么？abs(X)<eps):

为了简单起见，让我们假设以下顺序：

sig = [1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0];

我试图获得以下信息：

startIndex   EndIndex    Duration

3            6           4

12           12          1

14           16          3

25           26          2

30           30          1

然后使用这些信息，我们发现持续时间>=的时间间隔为某些指定的值(例如3)，并返回所有这些区间中的值的索引组合：

indices = [3 4 5 6 14 15 16];

最后一部分与前一个问题有关：

MATLAB：从开始/结束索引列表中创建向量化数组

到目前为止，这就是我所拥有的：

sig = [1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0];

len = length(sig);

thresh = 3;

%# align the signal with itself successively shifted by one

%# v will thus contain 1 in the starting locations of the zero interval

v = true(1,len-thresh+1);

for i=1:thresh

    v = v & ( sig(i:len-thresh+i) == 0 );

end

%# extend the 1's till the end of the intervals

for i=1:thresh-1

    v(find(v)+1) = true;

end

%# get the final indices

v = find(v);

我希望对代码进行矢量化/优化，但我对其他解决方案持开放态度。我必须强调，空间和时间效率是非常重要的，因为我正在处理大量的长生物信号。

Answer 1

以下是我将采取的步骤，以矢量化的方式解决您的问题，从给定的向量开始。sig:首先，对向量进行阈值化，得到一个向量。tsig指零和一(信号绝对值降到接近于零的零点，其他地方的零点)：tsig&nbsp;=&nbsp;(abs(sig)&nbsp;>=&nbsp;eps);&nbsp;&nbsp;%#&nbsp;Using&nbsp;eps&nbsp;as&nbsp;the&nbsp;threshold接下来，使用函数查找每个零字符串的起始索引、结束索引和持续时间。差夫和找到，发现:dsig&nbsp;=&nbsp;diff([1&nbsp;tsig&nbsp;1]);startIndex&nbsp;=&nbsp;find(dsig&nbsp;<&nbsp;0);endIndex&nbsp;=&nbsp;find(dsig&nbsp;>&nbsp;0)-1;duration&nbsp;=&nbsp;endIndex-startIndex+1;然后，查找持续时间大于或等于某个值的零字符串(如示例中的3)：stringIndex&nbsp;=&nbsp;(duration&nbsp;>=&nbsp;3);startIndex&nbsp;=&nbsp;startIndex(stringIndex);endIndex&nbsp;=&nbsp;endIndex(stringIndex);最后，使用从我对链接问题的回答中找出的方法若要生成最后一组索引，请执行以下操作：indices&nbsp;=&nbsp;zeros(1,max(endIndex)+1);indices(startIndex)&nbsp;=&nbsp;1;indices(endIndex+1)&nbsp;=&nbsp;indices(endIndex+1)-1;indices&nbsp;=&nbsp;find(cumsum(indices));

Answer 2

您可以通过查找长度为零的字符串，将其作为字符串搜索任务来解决。thresh(STRFIND函数非常快)startIndex&nbsp;=&nbsp;strfind(sig,&nbsp;zeros(1,thresh));请注意，较长的子字符串将在多个位置被标记，但当我们从间隔开始添加中间位置时，最终将连接到一起。startIndex到此为止start+thresh-1.indices&nbsp;=&nbsp;unique(&nbsp;bsxfun(@plus,&nbsp;startIndex',&nbsp;0:thresh-1)&nbsp;)';请注意，您始终可以将最后一步与CUMSUM/Find解决方案从关联问题.

Answer 3

function&nbsp;indice=sigvec(sig,thresh) &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;%extend&nbsp;sig&nbsp;head&nbsp;and&nbsp;tail&nbsp;to&nbsp;avoid&nbsp;0&nbsp;head&nbsp;and&nbsp;0&nbsp;tail &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;exsig=[1,sig,1]; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;%convolution&nbsp;sig&nbsp;with&nbsp;extend&nbsp;sig &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;cvexsig=conv(exsig,ones(1,thresh)); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;tempsig=double(cvexsig==0); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;indice=find(conv(tempsig,ones(1,thresh)))-thresh;