在matlab中查找二进制数组中位模式的位置

Question

我有一个二进制数据数组，其中包含很长的一和零，我想找到它何时变化的索引。

a = [ 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1]

我想搜索[1 0] 和[0 1] 以找到过渡点。如果可能的话，我想避免长循环来找到这些。有任何想法吗？

Answer 1

这样的事情应该可以完成：

b = diff(a);                     % (assuming 'a' is a vector)
oneFromZero = find(b ==  1) + 1; % vector of indices of a '1' preceded by a '0'
zeroFromOne = find(b == -1) + 1; % vector of indices of a '0' preceded by a '1'

根据您的确切需求，您可能希望也可能不希望将 1 添加到结果索引数组中。

Answer 2

我会去的

d = a(1:end-1) - a(2:end);
ind = find(d);

在这里，d 将是 1，您的位字符串中有一个 ... 1 0 ...，它将是 -1，您有一个 ... 0 1 ...。 d 中的所有其他元素将是 0，因为在这些位置，这些位等于它们的邻居。

有了这个，您可以使用find 来获取这两种模式出现的索引。整个过程的复杂度为O(n)，其中n=length(a)，因为它需要两次通过a。

对于a = [ 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1]，上面的代码计算ind = [5 11]。

Answer 3

要搜索零和一的任意模式：

1. 您可以计算 bipolar (±1) 形式的两个序列的convolution (conv)，然后找到最大值。由于卷积翻转了其中一个输入，因此必须翻转才能撤消该操作：

   a = [ 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1];
   pattern = [0 1 1];
   result = find(conv(2*a-1, 2*pattern(end:-1:1)-1, 'valid')==numel(pattern));
   

   在这个例子中

   result =
       11
   

   这意味着[0 1 1]在a中只出现一次，即在索引11处。

2. 一个更简单的方法是使用strfind，利用未记录这个函数可以应用于数值向量的事实：

   result = strfind(a, pattern);