Moving average filter java code

Filtro médio, ou categoria de filtro médio. Processamento de sinais e imagens digitais (DSP e DIP). Abstrato. O artigo é um guia prático para o filtro médio, ou a compreensão e implementação média do filtro. O artigo contém teoria, código-fonte C, instruções de programação e aplicação de amostra. 1. Introdução ao filtro médio, ou filtro médio do filtro médio. Ou o filtro médio é um filtro de janela de classe linear, que suaviza o sinal (imagem). O filtro funciona como de baixa passagem. A idéia básica por trás do filtro é que qualquer elemento do sinal (imagem) tenha uma média em sua vizinhança. Para entender como isso é feito na prática, comecemos com a idéia da janela. 2. Filtrar a janela ou a máscara. Imagine, você deve ler uma carta e o que vê no texto restrito por furo em um gabarito especial como este. Então, o resultado da leitura é som t. Ok, deixe-nos ler a carta de novo, mas com a ajuda de outro estêncil: Agora, o resultado da leitura t é o som 240. Vamos fazer a terceira tentativa: Agora você está lendo a letra t como som 952. O que acontece aqui Para dizer isso Em linguagem matemática, você está fazendo um elemento de operação (leitura) sobre (letra t). E o resultado (som) depende da vizinhança do elemento (letras próximas a t). E esse estêncil, que ajuda a retirar a vizinhança do elemento, é janela Sim, a janela é apenas um estêncil ou padrão, por meio do qual você está selecionando a vizinhança do elemento 0151 um conjunto de elementos em torno do dado 0151 para ajudá-lo a tomar uma decisão. Outro nome para janela de filtro é máscara 0151 máscara é um estêncil, que esconde elementos que não estamos prestando atenção. No nosso exemplo, o elemento em que estamos operando posiciona-se no lado esquerdo da janela, na prática, no entanto, sua posição habitual é o centro da janela. Deixe-nos ver alguns exemplos de janelas. Em uma dimensão. FIG. 4. Janela ou máscara de tamanho 5 em 1D. Em duas dimensões. FIG. 5. Janela ou máscara de tamanho 3x3 em 2D. Em três dimensões. Pense em construir. E agora mdash sobre o quarto nesse edifício. A sala é como janela 3D, que corta algum subespaço de todo o espaço do edifício. Você pode encontrar a janela 3D em volume (voxel) processamento de imagem. 3. Compreendendo o filtro médio Agora, deixe-nos ver, como ldquota uma média entre os elementos vizinhança. A fórmula é simples 0151 resumir elementos e dividir a soma pelo número de elementos. Por exemplo, vamos calcular uma média para o caso, representada na fig. 7. FIG. 7. Tomando uma média. E isso é tudo. Sim, acabamos de filtrar o sinal 1D por meio do filtro Vamos fazer um currículo e anotar instruções passo a passo para o processamento pelo filtro médio. Filtro médio ou algoritmo de filtro médio: Coloque uma janela sobre o elemento Faça uma média de 0151 resumindo elementos e divida a soma pelo número de elementos. Agora, quando temos o algoritmo, é hora de escrever algum código mdash, vamos até a programação. 4. 1D programação de filtro médio Nesta seção desenvolvemos 1D filtro médio com janela de tamanho 5. Deixe-nos ter sinal 1D de comprimento N como entrada. O primeiro passo é a janela colocando 0151, fazemos isso mudando o índice do elemento principal: Preste atenção, que estamos começando com o terceiro elemento e terminando com os últimos, mas dois. O problema é que não podemos começar com o primeiro elemento, porque neste caso, a parte esquerda da janela do filtro está vazia. Vamos discutir a seguir, como resolver esse problema. O segundo passo é tomar a média, ok: agora, digamos o algoritmo como função: O elemento de tipo pode ser definido como: 5. Bordas de tratamento Para todos os filtros de janela, há algum problema. Isso é um tratamento de borda. Se você colocar a janela sobre o primeiro (último) elemento, a parte esquerda (direita) da janela estará vazia. Para preencher a lacuna, o sinal deve ser estendido. Para o filtro médio, há uma boa idéia para estender o sinal ou a imagem simetricamente, assim: então, antes de passar o sinal para a nossa função de filtro média, o sinal deve ser estendido. Deixe-nos escrever o invólucro, o que faz todos os preparativos. Como você pode ver, nosso código leva em consideração alguns problemas práticos. Antes de tudo, verificamos os nossos parâmetros de entrada. O sinal 0151 não deve ser NULL e o comprimento do sinal deve ser positivo: o segundo passo 0151 verificamos o caso N1. Este caso é especial, porque para construir a extensão precisamos de pelo menos dois elementos. Para o sinal de 1 elemento, o resultado é o próprio sinal. Além disso, preste atenção, nosso filtro médio funciona no local, se o resultado do parâmetro de saída for NULL. Agora, alocemos a memória para a extensão do sinal. E verifique a alocação de memória. Eu essencialmente tenho uma série de valores como este: a matriz acima é simplificada demais, estou coletando 1 valor por milissegundo no meu código real e preciso processar a saída em um algoritmo que escrevi para encontrar o pico mais próximo antes de um ponto no tempo. Minha lógica falha porque no meu exemplo acima, 0.36 é o pico real, mas meu algoritmo olhava para trás e veria o último número 0.25 como o pico, pois há uma diminuição para 0,24 antes dele. O objetivo é levar esses valores e aplicar um algoritmo para eles, que os suavizará um pouco para que eu tenha mais valores lineares. (Ie: Id como os meus resultados serem curvy, não jaggedy) Eu fui dito para aplicar um filtro exponencial de média móvel aos meus valores. Como posso fazer isso. É muito difícil para mim ler equações matemáticas, eu ligo muito melhor com o código. Como faço para processar valores na minha matriz, aplicando um cálculo exponencial da média móvel para os fazer sair 8 de fevereiro 12 às 20:27 Para calcular uma média móvel exponencial. Você precisa manter algum estado ao redor e você precisa de um parâmetro de ajuste. Isso exige uma pequena classe (supondo que você esteja usando o Java 5 ou posterior): Instantiate com o parâmetro de decaimento que você deseja (pode ter uma afinação deve estar entre 0 e 1) e depois use a média () para filtrar. Ao ler uma página sobre alguma recorrência matemática, tudo o que você realmente precisa saber ao transformá-lo em código é que os matemáticos gostam de escrever índices em matrizes e seqüências com subíndices. (Contudo, algumas outras notações, o que não ajuda.) No entanto, o EMA é bastante simples, pois você só precisa se lembrar de um valor antigo, não é necessário nenhum arrays de estados complicados. Respondeu 8 de fevereiro às 20:42 TKKocheran: praticamente. Não é bom quando as coisas podem ser simples (Se começar com uma nova seqüência, obtenha uma nova média). Observe que os primeiros termos na seqüência média saltarão em torno de um bit devido a efeitos de limites, mas você obtém aqueles com outras médias móveis também. No entanto, uma boa vantagem é que você pode envolver a lógica média móvel na média e experimentar sem perturbar demais o seu programa. Ndash Donal Fellows 9 de fevereiro às 0:06 Estou tendo dificuldade em entender suas perguntas, mas vou tentar responder de qualquer maneira. 1) Se o seu algoritmo encontrou 0,25 em vez de 0,36, então está errado. É errado porque assume um aumento ou diminuição monotônico (que sempre está subindo ou sempre está descendo). A menos que você tenha TODOS OS seus dados, seus pontos de dados --- como você os apresenta --- são não-lineares. Se você realmente quer encontrar o valor máximo entre dois pontos no tempo, então corte sua matriz de tmin para tmax e encontre o máximo desse subarray. 2) Agora, o conceito de médias móveis é muito simples: imagine que eu tenho a seguinte lista: 1.4, 1.5, 1.4, 1.5, 1.5. Eu posso suavizá-lo tomando a média de dois números: 1.45, 1.45, 1.45, 1.5. Observe que o primeiro número é a média de 1,5 e 1,4 (segundo e primeiro número), a segunda (nova lista) é a média de 1,4 e 1,5 (terceira e segunda lista antiga) a terceira (nova lista) a média de 1,5 e 1,4 (Quarto e terceiro), e assim por diante. Eu poderia ter feito período três ou quatro, ou n. Observe como os dados são muito mais suaves. Uma boa maneira de ver as médias móveis no trabalho é ir para o Google Finance, selecionar um estoque (tente Tesla Motors bastante volátil (TSLA)) e clique em técnicas na parte inferior do gráfico. Selecione a média móvel com um período determinado e uma média móvel exponencial para comparar suas diferenças. A média móvel exponencial é apenas uma outra elaboração deste, mas considera os dados anteriores menos do que os novos dados, é uma maneira de polarizar o alisamento na parte de trás. Leia a entrada da Wikipedia. Então, isso é mais um comentário do que uma resposta, mas a pequena caixa de comentários foi apenas pequena. Boa sorte. Se você estiver tendo problemas com a matemática, você poderia ir com uma média móvel simples em vez de exponencial. Então, a saída que você obtém seria os últimos x termos divididos por x. Pseudocódigo não testado: note que você precisará lidar com as partes de início e fim dos dados, pois claramente você não pode usar os 5 últimos termos quando estiver no seu segundo ponto de dados. Além disso, existem formas mais eficientes de calcular essa média móvel (soma sumária - a mais nova), mas é para obter o conceito do que está acontecendo. Respondeu 8 de fevereiro às 20:41 Sua resposta 2017 Stack Exchange, Inc