给出matlab中排列熵的完整代码
时间: 2024-11-11 21:14:24 浏览: 24
在MATLAB中,排列熵(Permutation Entropy)是一种复杂性度量,通常用于时间序列数据分析,特别是信号分类、状态检测等领域。以下是一个简单的排列熵计算的示例代码:
```matlab
function pe = permutation_entropy(time_series, embedding_dim, tau, r)
% 参数说明:
% time_series: 输入的时间序列数据
% embedding_dim: 用于嵌入的维度
% tau: 时间步长(相邻样本之间的距离)
% r: 置信水平,通常选择0.632(默认)
if nargin < 4, r = 0.632; end % 如果未指定置信水平,默认使用经验置信区间的中间值
% 数据预处理:平滑和延迟
time_series_smoothed = smoothdata(time_series, 'movmean', tau);
time_series_delayed = time_series_smoothed(τ:end);
% 根据embedding_dim创建嵌入向量
embeddings = zeros(embedding_dim, floor(length(time_series_delayed) / tau), 1);
for i = 1:size(embeddings, 2)
embeddings(:, i, :) = reshape(time_series_delayed(i*tau:(i+1)*tau-1), [], 1);
end
% 计算排列
unique_vectors = unique(embeddings, 'rows');
n_unique_vectors = size(unique_vectors, 1);
% 初始化排列计数
permutations_count = zeros(1, n_unique_vectors);
% 按照最常见的排列顺序填充计数
[~, counts] = histcounts(sortrows(embeddings), n_unique_vectors);
permutations_count(counts > 0) = cumsum(counts(counts > 0));
% 排列熵计算
pe = -sum((permutations_count ./ sum(permutations_count)) .* log2(permutations_count ./ sum(permutations_count)));
% 使用置信区间
pe_CI = cramervonmises(confidence_interval(pe, r), n_unique_vectors - 1); % Cramér-von Mises test
% 返回排列熵及置信区间
pe = pe;
pe CI = pe_CI;
% 结果显示
disp(['Permutation Entropy: ', num2str(pe)]);
disp(['95% Confidence Interval: ', num2str(pe CI)]);
end
% 调用函数,例如:
time_series = randn(1000); % 生成随机时间序列
permutation_entropy(time_series, 3, 10, 0.95);
```
这个函数首先对输入的时间序列进行平滑和延迟处理,然后按照指定的嵌入维数构建嵌入向量,并计算这些向量的排列。排列熵通过比较每个排列出现的次数来确定其复杂性。最后,它还会计算置信区间,提供关于排列熵可靠性的信息。
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