为 R 中的 signal::filter 函数提供初始值

Question

考虑以下内容（源自signal::filter 帮助页面）：

require(signal)

bf <- butter(5, 0.1) 
t <- seq(0, 1, len = 100)
x <- sin(2*pi*t*2.3) + 0.25*rnorm(length(t)) + 5
y <- filtfilt(bf, x)
z <- filter(bf, x)

plot(t, x, ylim = c(0, max(x)))
lines(t, y, col="red")
lines(t, z, col="blue")
lines(t, stats::filter(x, rep(1/10, 10)), col = "green")
legend("bottomright", legend = c("data", "filtfilt", "filter", "SMA"), 
       pch = 1, col = c("black", "red", "blue", "green"), bty = "n")

可以看出，红色和蓝色（即filter和filtfilt）都起源于(0,0)。但是，我希望它们从给定的初始值开始，例如init = mean(x[1:10])。无论我如何在filter(bf, x) 中提供所述约束，无论是整数还是向量，我要么没有结果，要么length of 'init' must equal length of 'filter'。作为所需输出的比较，提供了一个简单的移动平均线（绿色）。谢谢。

Answer 1

要为蓝线传递 init 值，可以通过更改 2 行代码来实现。

首先：将过滤顺序存储在一个变量中，n

bf <- butter(n<-5, 0.1)

然后创建一个正确大小的init 向量或矩阵

z <- filter(bf, x, init=rep(mean(x[1:10]), n))

至于红线，filtfilt是一个便利函数，实际上并没有使用init，所以如果你需要为红线设置这个，我想你会想要调用filter方法两次自己，就像in the source 所做的那样，并以这种方式传递/处理init 值。例如：

filtfilt2 <- function(filt, a, x, init)  {
    y = filter(filt, a, c(x, numeric(2 * max(length(a), length(filt)))), init=init)
    y = rev(filter(filt, a, rev(y)))[seq_along(x)]
    y
}
y <- filtfilt2(bf$b, bf$a, x, init=rep(mean(x[1:10]), n))