NaN-Werte in einer Matrix durch gültige Nachbarwerte ersetz

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Jonas_Student

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Verfasst am: 06.10.2014, 18:45 Titel: NaN-Werte in einer Matrix durch gültige Nachbarwerte ersetz

Hallo,

zunächst vielen Dank für dieses Forum. Ich habe mich in den letzten Wochen angefangen in Matlab einzuarbeiten und das fällt dank der vielen Beiträge hier sehr viel leichter !

Zum Problem:
Ich habe eine Matrix mit 5x5 Werten vorliegen. Teilweise sind NaN-Werte aufgrund von Messfehlern eingetragen.

[code]
A_start=[nan nan nan 4 5; nan nan 3 4 5; nan 2 3 4 5; 1 2 3 4 5; 1 2 nan 4 nan]
[/code]

Die vorliegenden NaN-Werte sollen jetzt ersetzt werden. Dazu soll der Mittelwert aus den gültigen Nachbarwerten (Süd,Nord,Ost,West,Nordost,Südost,Südwest,Nordwest) berechnet werden.

Für [code]A(2,2)[/code] würde sich ein Mittelwert von (3+3+2)/3=2.67 ergeben.

Weite sollen mindesten 3 gültige Nachbarwerte vorliegen um einen NaN-Wert zu ersetzen.

Mein Ansatz den ich habe funktioniert soweit, ist aber leider sehr aufwendig und unschön. Meine Frage ist, wie könnte ich beispielsweise auf die for-Schleifen verzichten.

Vielen Dank
Jonas

[code]
clc;
close all;
clear all;

A = [nan nan nan 4 5; nan nan 3 4 5; nan 2 3 4 5; 1 2 3 4 5; 1 2 nan 4 nan];
A_alt=A;
b=isnan(A);
c=sum(sum(b));
[z,s]=size(A);

while c~=0
for i =1:z
for k=1:s
% Feld E
if k>1 && k<s && i>1 && i<z && b(i,k)==1
f=zeros(3,3);
f=A(i-1:i+1,k-1:k+1);
% Feld A
elseif k==1 && i==1 && b(i,k)==1
f=zeros(2,2);
f=A(i:i+1,k:k+1);
% Feld B
elseif k==1 && i>1 && i<z && b(i,k)==1
f=zeros(3,2);
f=A(i-1:i+1,k:k+1);
% Feld C
elseif k==1 && i==z && b(i,k)==1
f=zeros(2,2);
f=A(i-1:i,k:k+1);
% Feld D
elseif i==1 && k>1 && k<s && b(i,k)==1
f=zeros(2,3);
f=A(i:i+1,k-1:k+1);
% Feld F
elseif i==z && k>1 && k<s && b(i,k)==1
f=zeros(2,3);
f=A(i-1:i,k-1:k+1);
% Feld G
elseif k==s && i==1 && b(i,k)==1
f=zeros(2,2);
f=A(i:i+1,k-1:k);
% Feld H
elseif k==s && i>1 && i<z && b(i,k)==1
f=zeros(3,2);
f=A(i-1:i+1,k-1:k);
% Feld I
elseif k==s && i == z && b(i,k)==1
f=zeros(2,2);
f=A(i-1:i,k-1:k);
end
h=sum(nansum(f));
g=sum(sum(isfinite(f))) ;
if b(i,k)==1 && g>2
A(i,k)= h/g;
else
A(i,k)= A(i,k);
end

end
end
b=isnan(A);
c=sum(sum(b));

end[/code]

Gast


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Verfasst am: 06.10.2014, 23:10 Titel:

Moin

ganz auf die for-Schleife konnte ich nicht verzichten (aber ich bin mir sicher, dass das möglich ist), jedenfalls habe ich eine etwas elegantere Lösung gefunden:

Code:

% Beispielmatrix
A=[ nan nan nan 4 5; ...
nan nan 3 4 5; ...
nan 2 3 4 5; ...
1 2 3 4 5; ...
1 2 nan 4 nan ];

% NaN-Indizes
idx = find(isnan(A));

% Matrixdimensionen (Anzahl der Reihen und Elemente)
nRow = size(A,1);
nEl = numel(A);

% Abstand der Nachbarindizes
mNeighbors = [-nRow-1 -1 nRow-1; ...
-nRow 0 nRow; ...
-nRow+1 +1 nRow+1 ];

for ii = 1:length(idx)
curIdx = idx(ii);

if mod(curIdx-1, nRow) == 0
% falls der aktuelle Index keine nördlichen Nachbarn hat
curIdx = curIdx + mNeighbors(2:3,:);
elseif mod(curIdx, nRow) == 0
% falls der aktuelle Index keine südlichen Nachbarn hat
curIdx = curIdx + mNeighbors(1:2,:);
else
% sonst
curIdx = curIdx + mNeighbors;
end

% Indizes außerhalb der Matrix entfernen
curIdx(curIdx>nEl) = [];
curIdx(curIdx<1) = [];

% interessante Werte aus Matrix holen
curVal = A(curIdx);

% NaNs raus
curVal = curVal(~isnan(curVal));

if numel(curVal) >= 3
% falls 3 oder mehr gültige Nachbarn, Mittelwert berechnen
A(idx(ii)) = mean(curVal);
end
end

Funktion ohne Link?

Ich vermute, auf die for-Schleife könnte man mittels

Code:

bsxfun()

Funktion ohne Link?

verzichten.

Viel Spass noch

Gast


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Verfasst am: 06.10.2014, 23:20 Titel:

Ich habe übersehen, dass du da noch eine while-Schleife drumherum laufen lässt, die solange läuft, bis die Matrix komplett aufgefüllt ist.
Die fehlt bei meinem Code.

Jonas_Student

Gast


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Verfasst am: 07.10.2014, 00:15 Titel:

Hi,

vielen Dank für deine Antwort. Immerhin konntest du das ganze um eine for-Schleife reduzieren . Smile

Die aktuelle Version sieht nun wie folgt aus. Ein Kommilitone hat mir hierbei geholfen. Allerdings sind die Schleifen noch immer drin. Wink

Ich probier weiter.

Code:

close all; clear all; clc;

A_start = [nan nan nan 4 5; nan nan 3 4 5; nan 2 3 4 5; 1 2 3 4 5; 1 2 nan 4 nan];
A_neu =A_start;
Umkreis = 1;
%A_neu = zeros(size(A_neu));
c=1;
while c~=0
for i = 1:size(A_neu,1)
for j = 1:size(A_neu,2)
Umkreis_Werte = A_neu(max((i-Umkreis), 1):min((i+Umkreis), end), max((j-Umkreis),1):min((j+Umkreis),end));
if isnan(A_neu(i,j)) && length(find(~isnan(Umkreis_Werte))) >= 3;
A_neu(i,j) = mean(Umkreis_Werte(~isnan(Umkreis_Werte)));
else
A_neu(i,j) = A_neu(i,j);
end
end
end
c=sum(sum(isnan(A_neu)));
end

Funktion ohne Link?

Herzliche Grüße
Jonas


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