如何在 m 的窗口中选择序列的 n 个元素？ （MATLAB）

Question

快速 MATLAB 问题。 在“m”的窗口中选择一定数量的元素“n”的最佳/最有效的方法是什么。换句话说，我想选择序列的前 50 个元素，然后是元素 10-60，然后是元素 20-70 等。 现在，我的序列是矢量格式（但这可以很容易地改变）。

编辑： 我正在处理的序列太长，无法存储在 RAM 中。我需要能够创建窗口，然后调用我想要分析/执行另一个命令的窗口。

Answer 1

您是否有足够的 RAM 来在内存中存储 50×nWindow 数组？在这种情况下，您可以一次性生成窗口，然后将处理应用到每一列

%# idxMatrix has 1:50 in first col, 11:60 in second col etc
idxMatrix = bsxfun(@plus,(1:50)',0:10:length(yourVector)-50); %'#

%# reshapedData is a 50-by-numberOfWindows array
reshapedData = yourVector(idxMatrix);

%# now you can do processing on each column, e.g.
maximumOfEachWindow = max(reshapedData,[],1);

Answer 2

为了补充 Kerrek 的答案：如果你想循环执行它，你可以使用类似的东西

n = 50
m = 10;
for i=1:m:length(v)
    w = v(i:i+n);
    % Do something with w
end

Answer 3

你的问题描述有点问题。您说您想要“选择序列的前 50 个元素，然后选择元素 10-60...”；然而，这将转化为选择元素：

• 1-50
• 10-60
• 20-70
• 等。

第一个序列应该是 0-10 以适应模式，这当然在 MATLAB 中没有意义，因为数组使用单索引。为了解决这个问题，下面的算法使用一个名为 startIndex 的变量来指示从哪个元素开始序列采样。

您可以通过构造索引数组以矢量化方式完成此操作。创建一个由每个序列的起始索引组成的向量。为了重用，我将序列的长度、序列开始之间的步长以及最后一个序列的开始作为变量。在您描述的示例中，序列的长度应为 50，步长应为 10，最后一个序列的开始取决于输入数据的大小和您的需求。

>> startIndex = 10;
>> sequenceSize = 5;
>> finalSequenceStart = 20;

创建一些示例数据：

>> sampleData = randi(100, 1, 28)

sampleData =

  Columns 1 through 18

     8    53    10    82    82    73    15    66    52    98    65    81    46    44    83     9    14    18

  Columns 19 through 28

    40    84    81     7    40    53    42    66    63    30

创建序列起始索引的向量：

>> sequenceStart = startIndex:sequenceSize:finalSequenceStart

sequenceStart =

    10    15    20

创建索引数组以索引到数据数组：

>> index = cumsum(ones(sequenceSize, length(sequenceStart)))

index =

     1     1     1
     2     2     2
     3     3     3
     4     4     4
     5     5     5

>> index = index + repmat(sequenceStart, sequenceSize, 1) - 1

index =

    10    15    20
    11    16    21
    12    17    22
    13    18    23
    14    19    24

最后，使用此索引数组来引用数据数组：

>> sampleData(index)

ans =

    98    83    84
    65     9    81
    81    14     7
    46    18    40
    44    40    53

Answer 4

使用 (start : step : end) 索引：v(1:1:50)、v(10:1:60) 等如果step是1，则可以省略它：v(1:50)。

Answer 5

考虑以下矢量化代码：

x = 1:100;                                     %# an example sequence of numbers

nwind = 50;                                    %# window size
noverlap = 40;                                 %# number of overlapping elements
nx = length(x);                                %# length of sequence

ncol = fix((nx-noverlap)/(nwind-noverlap));    %# number of sliding windows
colindex = 1 + (0:(ncol-1))*(nwind-noverlap);  %# starting index of each

%# indices to put sequence into columns with the proper offset
idx = bsxfun(@plus, (1:nwind)', colindex)-1;   %'

%# apply the indices on the sequence
slidingWindows = x(idx)

结果（为简洁而截断）：

slidingWindows =
     1    11    21    31    41    51
     2    12    22    32    42    52
     3    13    23    33    43    53
    ...
    48    58    68    78    88    98
    49    59    69    79    89    99
    50    60    70    80    90   100

事实上，该代码改编自信号处理工具箱中现已弃用的 SPECGRAM 函数（只需编辑 specgram.m 即可查看代码）。

我省略了对序列进行零填充的部分，以防滑动窗口未均匀划分整个序列（例如 x=1:105），但如果您需要该功能，您可以轻松地再次添加它们...