隔离信号中的 'active' 个部分

Question

我有一个数据集，其中包含来自按下按钮的信号。现在在数据涵盖的整个时间段内，也有噪音。数据本身只是一个向量，其中包含对应于正弦函数线性组合的数字。

我想隔离按下按钮的部分。所以我首先想到对噪音使用一定的阈值。噪音永远不会高于 0.4，因此这将是一个很好的阈值。所以我的计划是创建新的向量，每个向量都包含按下单个按钮的时间段的数据，但我不知道该怎么做。

我想我需要运行超过矢量的代码，检查是否克服了 0.4 的阈值，然后将数据存储到一个新的矢量中，直到至少 x许多条目再次低于阈值。

这个想法行得通吗？我不知道如何开始这项检查，感谢任何帮助。

仅供参考：最后我想使用 fft 提取正弦函数，但不使用 signal processing toolbox.

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我现在创建了（部分）工作代码：

z= [0 0.1 0.4 0.2 0.8 0.3 0.6 0.3 0.3 0.2 0.1 0.2 0.0 0.3 0.4 0.5 0.6 0.3 0.3 0.2 0.1 0.0];
zN = length(z);
y=[;];
m=0;
j=0;
i=1;
while i < zN
    if z(i) >= 0.4
        m=m+1;
        k=0;
        for j = i:zN
            k=k+1;
            y(m,k) = z(j);
            if z(j) <0.4 && z(j+1)<0.4 && z(j+2)<0.4
                i=i+j+3;
                break
            end
        end
    end
i=i+1;    
end

正如所希望的那样，返回一个矩阵 y=[0.4 0.2 0.8 0.3 0.6 0.3; 0.4 0.5 0.6 0.3 0 0]。但是，对我来说，这看起来非常丑陋并且可读性不强。另外，我现在已经手动分配接下来的三个条目应该在 0.4 以下，但我想通过一个变量来管理它，这样我就可以轻松地将逻辑分配给接下来的三十个条目，而不仅仅是三。此外，这创建了正确的向量，但它不会继续运行遍历代码并创建新的向量。

Answer 1

根据我对您陈述的要求的理解，您的循环代码给出了错误的结果，即使对于给定的 z 也是如此。运行给定 z 的代码，我们得到：

y =
   0.40000   0.20000   0.80000   0.30000   0.60000   0.30000
   0.40000   0.50000   0.60000   0.30000   0.00000   0.00000

但是，至少根据我的理解，第一个 "active interval" 应该是：

   0.40000   0.20000   0.80000   0.30000   0.60000   0.30000   0.30000   0.20000

此处满足三个连续值低于阈值的要求，但您的结果并非如此 y。

我不想更正您的 for 循环，并且由于您也要求了一些不同的方法，下面是我的解决方案。如果是 "readable" 或 "ugly"，取决于 reader。我试着评论每一行。此外，您可以检查所有中间结果以进一步了解想法和功能。

z = [0.0 0.1 0.4 0.2 0.8 0.3 0.6 0.3 0.3 0.2 0.1 ...
     0.2 0.0 0.3 0.4 0.5 0.6 0.3 0.3 0.2 0.1 0.0]; 

% Threshold
thr = 0.4;

% Successor threshold
nSucc = 3;

% Find indices, where z >= threshold ("overshoot")
idxOver = find(z >= thr);

% Calculate distances between these overshoots
distOver = diff(idxOver);

% Distances below successor threshold are considered to belong 
% to the same active interval; split active intervals where
% successor threshold is exceeded
idxSplitItv = find(distOver > nSucc);

% Determine starts and ends of the active intervals
idxActiveS = idxOver([1, idxSplitItv+1]);
idxActiveE = idxOver([idxSplitItv, numel(idxOver)]) + nSucc;
nActive = numel(idxActiveS);

% If end of last interval would exceed length of z, ignore
if (idxActiveE(end) > numel(z))
  x = 1:nActive-1;
else
  x = 1:nActive;
end

% Get all active intervals
yy = arrayfun(@(x) z(idxActiveS(x):idxActiveE(x)), x.', 'UniformOutput', false)

对于给定的 z，我们得到：

yy =
{
  [1,1] =
     0.40000   0.20000   0.80000   0.30000   0.60000   0.30000   0.30000   0.20000

  [2,1] =
     0.40000   0.50000   0.60000   0.30000   0.30000   0.20000
}

由于 "active intervals" 可以有不同的长度，我决定使用元胞数组作为输出。注意：arrayfun 只是一些伪装的循环，所以最后一步的循环在这里也可以。

如果我们从 z 中删除最后三个元素，这样就没有有效的第二个 "active interval"（低于阈值的连续值少于三个），我们正确地得到：

yy =
{
  [1,1] =
     0.40000   0.20000   0.80000   0.30000   0.60000   0.30000   0.30000   0.20000
}

另一方面，如果我们设置 nSucc = 10，即我们需要至少十个连续的值低于阈值，我们得到：

yy = {}(0x1)

也就是说，因为在给定的z.

中没有这样的区间

希望对您有所帮助！

免责声明：我用 Octave 5.1.0 测试了代码，但我很确定它应该完全与 MATLAB 兼容。如果没有，请发表评论，我会尽力解决可能出现的问题。

隔离信号中的 'active' 个部分

Isolating 'active' parts in signal

matlab

signals

signal-processing

fft