在Igor Pro中計(jì)算數(shù)據(jù)的移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)差(Moving Standard Deviation)可以通過以下方法實(shí)現(xiàn)。移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)差能有效分析數(shù)據(jù)的局部波動(dòng)性,常用于噪聲評(píng)估或趨勢分析。
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方法1:使用Smooth命令 + 自定義公式
Igor沒有直接的移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)差函數(shù),但可通過組合Smooth和循環(huán)計(jì)算實(shí)現(xiàn):
// 假設(shè)輸入波形為wave0,窗口寬度為windowSize(奇數(shù))
Wave wave0 = $"wave0"
Variable windowSize = 5 // 自定義窗口大小(如5點(diǎn))
Variable i, halfWin = floor(windowSize/2)
Make/O/N=(numpnts(wave0)) movingStdDev = NaN
for(i = halfWin; i < numpnts(wave0) - halfWin; i++)
WaveStats/Q/R=[i-halfWin, i+halfWin] wave0
movingStdDev[i] = V_sdev // V_sdev是WaveStats計(jì)算的局部標(biāo)準(zhǔn)差
endfor
方法2:利用MatrixOp快速計(jì)算(Igor 8+)
適用于較新版本,效率更高:
// 生成一個(gè)窗口矩陣并逐段計(jì)算
Function MovingStdDev(waveIn, windowSize)
Wave waveIn
Variable windowSize
Variable numPoints = numpnts(waveIn)
Make/O/N=(numPoints) stdDevOut = NaN
MatrixOp/O tempMatrix = waveIn^2 // 平方值矩陣
Smooth/B=(windowSize) windowSize, tempMatrix // 移動(dòng)平均平方值
Smooth windowSize, waveIn // 移動(dòng)平均原始值
stdDevOut = sqrt(tempMatrix[p] - (waveIn[p])^2) // 標(biāo)準(zhǔn)差公式: sqrt(?x2? - ?x?2)
return stdDevOut
End
方法3:使用SlidingWindow插件
安裝插件:
通過Igor的Procedure Window菜單 → Add Procedure → 加載SlidingWindow.ipf(需從WaveMetrics官網(wǎng)或論壇下載)。
直接調(diào)用函數(shù):
SlidingWindow wave0, 5, "STDEV" // 對(duì)wave0計(jì)算5點(diǎn)移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)差
結(jié)果會(huì)自動(dòng)生成新波形wave0_STDEV。
注意事項(xiàng)
窗口大?。盒铻槠鏀?shù)以確保對(duì)稱性。
邊界處理:
邊界點(diǎn)(如開頭/結(jié)尾的(windowSize-1)/2個(gè)點(diǎn))無法計(jì)算,通常設(shè)為NaN。
使用/E=1選項(xiàng)(如WaveStats/Q/E=1)可擴(kuò)展邊界。
性能優(yōu)化:
對(duì)于長波形,方法2(MatrixOp)比循環(huán)更快。
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