R：如何過濾/平滑二進制信號

Question

我有一個代表時間序列的二進制向量。我想過濾掉像00000001100000000這樣的快速開關應該是零，同樣11111111111011111應該只是一個。

什麼樣的過濾器/函數適合該任務？

Answer 1

也許這是一個愚蠢的做法，但rle/inverse.rle似乎是很好的候選人。例如。如果定義了一個快速開關作爲週期小於3個等於值：

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

如何使用加權平均值考慮相鄰值？在這種情況下，考慮每個值的兩個鄰居（其兩側都有兩個鄰居）。當然這可以調整。

> 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，獨來獨往都不見了。

---

正如sgibb建議，整個絨毛可以歸結爲：

​​

（但我想上面寫出來的版本清楚什麼做，這就是爲什麼我離開它）

Answer 3

另一個類似於從zoo包@sgibb溶液，但使用rollapply溶液。

1. 找到序列（優勢值）
2. 輥施加在沿着該系列中的固定窗寬度，並且如果是與窗口存在採取趨勢的趨勢。

簡單的代碼:)

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