R：如何过滤/平滑二进制信号

Question

我有一个代表时间序列的二进制向量。我想过滤掉像00000001100000000这样的快速开关应该是零，同样11111111111011111应该只是一个。

什么样的过滤器/函数适合该任务？

Answer 1

也许这是一个愚蠢的做法，但rle/inverse.rle似乎是很好的候选人。例如。如果定义了一个快速开关作为周期小于3个等于值：

b1 <- c(rep(0, 7), rep(1, 2), rep(0, 7)) 
b2 <- c(rep(1, 10), 0, rep(1, 4)) 

binaryFilter <- function(x, threshold=3) { 
    r <- rle(x) 
    isBelowThreshold <- r$lengths < threshold 
    r$values[isBelowThreshold] <- abs(1-r$values[isBelowThreshold]) 
    return(inverse.rle(r)) 
} 

binaryFilter(b1) 
# [1] 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 

binaryFilter(b2) 
# [1] 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 

Answer 2

如何使用加权平均值考虑相邻值？在这种情况下，考虑每个值的两个邻居（其两侧都有两个邻居）。当然这可以调整。

> v <- sample(c(0,1),30,replace=TRUE) 

> v 
[1] 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 

# embed(v,5) is a short version for this: 
# cbind(v[1:26],v[2:27],v[3:28],v[4:29],v[5:30]) 

> m <- embed(v,5) 

> c(round(m %*% c(.1,.2,.4,.2,.1))) 
[1] 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 

---

before: 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 
after: . . 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 . . 

，你可以看到，独来独往都不见了。

---

正如sgibb建议，整个绒毛可以归结为：

​​

（但我想上面写出来的版本清楚什么做，这就是为什么我离开它）

Answer 3

另一个类似于从zoo包@sgibb溶液，但使用rollapply溶液。

1. 找到序列（优势值）
2. 辊施加在沿着该系列中的固定窗宽度，并且如果是与窗口存在采取趋势的趋势。

简单的代码:)

filter_bin <- 
function(vec,width =3){ 
    trend <- 
    as.numeric(names(which.max(table(vec)))) 
    rollapply(vec,width,function(x) 
    if(trend %in% x) trend else unique(x)) 
} 

    filter_bin(b2) 
    ## 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
    filter_bin(b1) 
    ## 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0