检测信号相对于本地活动的跳跃

Question

在Matlab中，是否可以在不使用for循环的情况下测量整个信号的信号局部变化？即，我可以实现以下内容：

window_length = <something>
for n = 1:(length_of_signal - window_length/2)
    global_variance(n) = var(my_signal(1:window_length))
end

采用矢量化格式？

Answer 1

如果您有图像处理工具箱，则可以使用STDFILT：

global_std = stdfilt(my_signal(:),ones(window_length,1));

% square to get the variance
global_variance = global_std.^2;

Answer 2

您可以创建一个2D数组，其中每行都移动一个w.r.t.到上面的行，并且行数等于窗口宽度;然后计算方差是微不足道的。这不需要任何工具箱。不确定它是否比for循环快得多：

longSignal = repmat(mySignal(:), [1 window_length+1]);
longSignal = reshape(longSignal(1:((length_of_signal+1)*window_length)), [length_of_signal+1, window_length])';
global_variance = sum(longSignal.*longSignal, 2);
global_variance = global_variance(1:length_of_signal-window_length));

请注意，第二列相对于上一列向下移动了一次 - 这意味着当我们拥有要在行中操作的数据块时，所以我采用了转置。之后，sum运算符将对第一个维度求和，从而为您提供包含所需结果的行向量。但是，有一些数据包装正在进行中，因此我们必须限制“好”值的数量。

我现在没有matlab方便（我在家），所以我无法测试上面的内容 - 但我认为一般的想法应该有用。它是矢量化的 - 我不能保证它很快......

Answer 3

检查Matlab Central的"moving window standard deviation" function。你的代码是：

movingstd(my_signal, window_length, 'forward').^2

还有moving variance代码，但它似乎已被破坏。

我们的想法是使用filter功能。