在嘈杂的二进制时间序列中找到连续信号

Question

假设我有一个时间序列，例如：

[1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0 , 1, 1, 1, 1]

我知道信号中有一些噪声。我想尽最大的努力消除噪声，并仍然输出二进制信号。上面的示例将变为：

[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 , 1, 1, 1, 1]

我实现了一种基于规则的幼稚方法，该方法可以迭代这些值，并且需要“交换”信号的最低数量为1或0。

似乎必须有一个更好的方法。谷歌搜索的许多结果都给出了非二进制输出。我可以使用一些scipy功能吗？

Answer 1

有两个类似的功能可以为您提供帮助：scipy.signal.argrelmin和scipy.signal.argrelmax。在离散数组中搜索局部最小值/最大值。您应该将数组和邻居的搜索半径作为order传递。结合使用即可解决您的问题：

>>> a = np.asarray([1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0 , 1, 1, 1, 1], int)

>>> signal.argrelmin(a, order=3)
(array([4], dtype=int32),)

>>> signal.argrelmax(a, order=3)
(array([15], dtype=int32),)

然后，您只需替换这些元素即可。