对包含奇数大小数组的结构中的每个元素求和 [MATLAB]

Question

我花了一些时间研究这个，但很可能错过了一些简单的东西。我有中级 Matlab 知识。

我有一个从实验中保存的数据结构；

1x30 struct array with fields:
pixelStats: [118.6892 3.1370e+003 -0.1418 2.1195 -25.9308 259.3778]
  pixelLPStats: [5x2 double]
  autoCorrReal: [9x9x5 double]
   autoCorrMag: [4-D double]
      magMeans: [18x1 double]
 cousinMagCorr: [4x4x5 double]
 parentMagCorr: [4x4x4 double]
cousinRealCorr: [8x8x5 double]
parentRealCorr: [8x8x4 double]
   varianceHPR: 21.5116

每个子字段（“数组”？术语可能不正确，抱歉）的大小不同。我需要对 30 个条目（试验）进行平均，以便保留上述形状，但每个字段中每个单元格的值是 30 个试验的平均值。我还需要方差（我正在尝试计算 Z 分数以查看其他试验是否与该人群显着不同）。

首先，我尝试在 for 循环中执行此操作，在其中获取字段名，然后为每个字段插入并尝试为 30 次试验中的每个元素添加值，尽管此策略不适用于字段具有不同大小的维度（例如，我需要根据当前字段的维度创建不同大小的循环）。

然后我尝试将数据结构转换为单元格数组，它可以工作；

cell_in = struct2cell(s_params_in)

cell_in = 10x1x30  607440  cell 

...然后我尝试了一些我在搜索中发现的使用 cellfun 的东西，但老实说，我并不完全确定它是如何工作的。我必须添加 UniformOutput 来处理大小不等的字段。

cellfun( @(cell_in) sum(cell_in(:)), cell_in,'UniformOutput',false)

这对所有 30 次试验的每个“字段”（第一个维度）中的所有值求和，并在其中的元素之间折叠。例如

ans(:,:,30) = 

[3.4911e+003]
[    10.9414]
[2.0854e+009]
[2.6877e+007]
[1.3612e+004]
[2.3328e+006]
[8.4917e+004]
[7.3826e+008]
[8.2038e+003]
[    22.4030]

我尝试使用我如何调用 cell_in(:) 部分，但无法得到我正在寻找的结果，即一个数组在维度上求和以进行试验，同时保留其他维度。

我也尝试将其转换为矩阵，然后我可以使用类似

sum([data(:)])

并尝试重塑以恢复原始尺寸，尽管这似乎也很困难，我可能必须按字段进行操作并手动输入尺寸。由于尺寸不一致， cell2mat 无论如何都不起作用。

所以现在我知识有限，正在寻求帮助，有人可以解决这个问题吗？

干杯， 亚历克斯

Answer 1

有效的代码。

clear;clc

% create an example struct array
field1 = 'f1';  value1 = rand(1,10);
field2 = 'f2';  value2 = {rand(3,4,2), rand(3,4,2)};
field3 = 'f3';  value3 = {pi, pi.^2};
field4 = 'f4';  value4 = {magic(3), magic(3).^2};
S = struct(field1,value1,field2,value2,field3,value3,field4,value4);
clearvars field* value*

N = length(S);
T = struct();
U = T;

% enumerate over all fields (all should be numbers)
FN = fieldnames(S);
for ii=1:length(FN)
    fn = FN{ii};
    ss = {S.(fn)};
%     convert cell array of N-dim matrices into one (N+1)-dim matrix
    ssdim = ndims(ss{1});
    TT = cell2mat( reshape(ss, [ones(1,ssdim),N]) );
%     here you can do what you want
    T.(fn) = mean(TT,ndims(TT));
    U.(fn) = var(TT,0,ndims(TT));
end
clearvars ii ssdim ss fn TT

for ii=1:length(FN)
    disp(FN{ii})
    disp(T.(FN{ii}))
    disp(U.(FN{ii}))
end
clearvars ii N

代码 cmets 中介绍了基本步骤。 TT 是一种特定类型的实验数据的 30 次试验。假设您在字段 pixelLPStats 的迭代中。每个试验都有一个按此名称分配的矩阵，它是一个 5x2 双精度数组。因此，TT 将是一个 5x2x30 数组。你可以用它做你想做的事。然后让循环将您带到下一个字段。

---

我想这一次我得到了正确的答案？

>> ( S(1).f2 + S(2).f2 )/2 == T.f2

ans(:,:,1) =

     1     1     1     1
     1     1     1     1
     1     1     1     1


ans(:,:,2) =

     1     1     1     1
     1     1     1     1
     1     1     1     1

>> 

---

另一种将 N 维矩阵元胞数组转换为 (N+1) 维矩阵的方法 - How to average over a cell-array of arrays?

Answer 2

@伊冯

感谢您的回复，代码看起来很棒，我已经花时间浏览它。我将把它存档，因为它有一些我不知道的快捷方式。不幸的是，它似乎并没有解决我的问题，可能是由于我缺乏经验并且无法操纵您的慷慨捐助以使其对我有用。除了卑躬屈膝，我的结果如下

pixelStats: [1x6x30 double]
  pixelLPStats: [1x2x30 double]
  autoCorrReal: [1x9x150 double]
   autoCorrMag: [4-D double]
      magMeans: [1x1x30 double]
 cousinMagCorr: [1x4x150 double]
 parentMagCorr: [1x4x120 double]
cousinRealCorr: [1x8x150 double]
parentRealCorr: [1x8x120 double]
   varianceHPR: [1x1x30 double]

首先，当我逐步运行代码时，均值/方差部分似乎不起作用，它只是使用 mxmx30 数组而不是每个元素均值的 mxnx1 数组填充该字段。还涉及到上述输出的尺寸。请注意，代表 30 次试验的维度已添加到每个字段中，有些似乎已将 30 乘以最后一个维度。例如，比较这些字段，顶部是原始的，底部是来自您的输出：

cousinMagCorr: [4x4x5 double]

对比

cousinMagCorr: [1x4x150 double]

注意最终尺寸乘以 30？我在尝试遍历字段并将单元格转换为矩阵时遇到了这个问题；他们适用于 2d，但不是更高的配置，这就像您的输出一样，其中最后一个维度乘以 n 次试验。

我可能不清楚；我希望得到类似于结构中第一个条目的内容，其中每个字段中的所有值都对应于 30 次试验中该值的平均值。我对每个单独的值感兴趣，而不是在一个字段中跨维度折叠。

再次感谢， 亚历克斯