時系列データから条件​抽出し、カウントや累​積和を出す方法

以下のような時系列データから、2列目の前後Indexを比較し、条件によってTrue,False判定し、

その値に応じてカウントアップをさせたいのですが、なにか良い方法はありませんでしょうか？

イメージは以下のようなデータ1,2列のデータがあり、3~5列のようなデータを付与したいです。

①　Index前後によって比較する方法(上記2列目のRoomTempデータから、3列目のような列を作成する方法)

For loopやcircshiftなどを使って、配列をずらし、条件比較し算出する方法は浮かぶのですが、なにかもっと良い別の手法があればご教授いただきたく。

②　他の列の条件によってカウントアップする方法（上記３や４列目のデータから、４や５列目のカウントアップや累積和を作成する方法）

他列の条件により、累積和を出す方法でできると思うのですが、条件により累積和をリセットする方法がわかりません。

カウント自体は条件によって異なるので、常にIndex数が同じとは限らないので、ForLoopで特定数で回すこともできません。

上記①②について、何か良い方法が無いかアドバイスいただきたく、よろしくお願いいたします。

Answer 1

[Atsushi Ueno]

①　Index前後によって比較する方法：データ内容から「局所的ピークを検出」していると判断しました

局所的最大値 - MATLAB findpeaks - MathWorks 日本：3列目のピーク判定にはfindpeaks関数が最も適します。

局所的最大値を検出 - MATLAB islocalmax - MathWorks 日本：3列目のピーク判定にはislocalmax/min関数も適します。

参考：Find Peaks in an FFT without Signal Processing Toolbox - MATLAB Answers - MATLAB Central (mathworks.com)

②　他の列の条件によってカウントアップする方法

連長圧縮 - Wikipedia：4列目のカウントアップは連長圧縮の応用です。専用のMATLAB関数は無いと思いますが関連記事は多数あります。工夫してfor文を無くす事も可能ですがトリッキーなので、普通にfor文でリセットするのが無難だと思います。同様の問題がCodyにもあります。Make a run-length companion vector - MATLAB Cody - MATLAB Central (mathworks.com)

累積和 - MATLAB cumsum - MathWorks 日本：5列目の累積和にはcumsum関数が適しています。

Timestamps = repelem(datetime(2021,7,17,0:8,1,3),2)';
Timestamps(2:2:end).Minute = Timestamps(2:2:end).Minute + 30; % 1列目の時刻
RoomTemp = [25.9467 26.0536 26.191 26.3284 26.0325 26.5575 26.6185 26.6287...
   26.153 26.6287 26.6385 26.712 26.835 26.315 26.5982 26.7203 26.7814 26.9]'; % 2列目の室温データ
Var5 = islocalmin(RoomTemp) + 0; % 3列目のピーク判定(0加算はLogical→double値変換の為)
Var3 = 0; % 4列目のカウントアップ(ここから)
for k = ~Var5' % ピーク判定の反転値(ピーク時に0⇒カウントリセット)
    Var3 = [Var3; k*Var3(end)+1];
end
Var3 = Var3(2:end); % 4列目のカウントアップ(ここまで)最後に先頭に付けた0を除く
Var4 = cumsum(Var5);% 5列目の累積和
myTable = table(Timestamps, RoomTemp, Var5, Var3, Var4)

myTable = 18×5 table
         Timestamps         RoomTemp    Var5    Var3    Var4
    ____________________    ________    ____    ____    ____

    17-Jul-2021 00:01:03     25.947      0       1       0  
    17-Jul-2021 00:31:03     26.054      0       2       0  
    17-Jul-2021 01:01:03     26.191      0       3       0  
    17-Jul-2021 01:31:03     26.328      0       4       0  
    17-Jul-2021 02:01:03     26.032      1       1       1  
    17-Jul-2021 02:31:03     26.558      0       2       1  
    17-Jul-2021 03:01:03     26.619      0       3       1  
    17-Jul-2021 03:31:03     26.629      0       4       1  
    17-Jul-2021 04:01:03     26.153      1       1       2  
    17-Jul-2021 04:31:03     26.629      0       2       2  
    17-Jul-2021 05:01:03     26.639      0       3       2  
    17-Jul-2021 05:31:03     26.712      0       4       2  
    17-Jul-2021 06:01:03     26.835      0       5       2  
    17-Jul-2021 06:31:03     26.315      1       1       3  
    17-Jul-2021 07:01:03     26.598      0       2       3  
    17-Jul-2021 07:31:03      26.72      0       3       3  

[Takafumi Amano]

回答ありがとうございました.

連長圧縮というのは初めて知り，たいへん勉強になりました.

ありがとうございました.

Answer 2

[Hernia Baby]

まずは下準備

clc,clear;
TT = readtimetable('Sample.xlsx');

①Index前後によって比較する方法

diff関数を使います

idx = diff(TT.RoomTemp)<0;
idx = [0; idx];             %最初の行は0
TT.Var5 = double(idx);

②他の列の条件によってカウントアップする方法

純粋にwhileとifで条件分けします。

その１：カウントアップ

Var3 = zeros(length(idx),1);

idx1 = idx;
idx1(1) = 1;

cnt = 1;
num = 0;
while cnt <= length(Var3)
    if idx1(cnt) == 1;
        num = 1;
    else
        num = num + 1;
    end
    
    Var3(cnt) = num;
    cnt = cnt +1;
end
TT.Var3 = Var3;

その２：1がきたら1を足す

Var4 = zeros(length(idx),1);
cnt = 1;
num = 0;
while cnt <= length(Var3)
    if idx(cnt) == 1
        num = num +1;
    end
    Var4(cnt) = num;
    cnt = cnt +1;
end

TT.Var4 = Var4;

確認してみましょう

head(TT)

ans = 8×4 timetable
         Timestamps         RoomTemp    Var5    Var3    Var4
    ____________________    ________    ____    ____    ____

    17-Jul-2021 00:01:03     25.947      0       1       0  
    17-Jul-2021 00:31:03     26.054      0       2       0  
    17-Jul-2021 01:01:03     26.191      0       3       0  
    17-Jul-2021 01:31:03     26.328      0       4       0  
    17-Jul-2021 02:01:03     26.032      1       1       1  
    17-Jul-2021 02:31:03     26.558      0       2       1  
    17-Jul-2021 03:01:03     26.619      0       3       1  
    17-Jul-2021 03:31:03     26.629      0       4       1  

[Takafumi Amano]

回答ありがとうございました.

diff関数をすっかり忘れていました.

ありがとうございました.