scipy.curve_fit - Как вы получаете Curve_fit для производства / выбора наилучшей оценки параметра? - PullRequest
Новая
       80

scipy.curve_fit - Как вы получаете Curve_fit для производства / выбора наилучшей оценки параметра?

0 голосов
/ 02 июля 2018

Я пытаюсь приспособить функцию сглаживания кривой к ряду моих наборов данных, но на самом деле мне нужно вручную ввести параметр предположения для соответствующей лямбды, тэты, сигмы и переменных и т. Д. Для каждого из таких наборов, или иначе обеспечит относительно плохую посадку.

Это приводит к двум вопросам: 1) Есть ли способ запрограммировать оценки или получить команду curve_fit, чтобы найти лучший параметр догадки для работы?

2) Если это невозможно, как я могу заставить команду curve_fit работать с заданным фиксированным набором параметров угадывания для разных данных и обеспечить, чтобы он по-прежнему давал наилучший возможный результат / подбор для всех?

Чтобы дать лучший пример / контекст для вопросов, лямбда-значение 0,25 для обоих наборов данных дает следующие соответствия: -

rawDataList at 0.25

rawDataList_2 at 0.25

Но набор 1 работает лучше с лямбда-значением 0,75 (изменено вручную). Очевидно, что это лучше подходит, но, поскольку параметр предположения был установлен на 0,25, это «лучшее соответствие» не было найдено.

rawDataList at 0.75

Ниже приведены мои примеры кодов: - 

import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.optimize import curve_fit
import numpy as np

rawDataList = [0.76,0.77,0.81,0.84,0.83,0.85,0.77,0.66,0.64,0.72,0.69,0.59,0.74,0.65,0.76,
 0.76,0.88,0.75,0.53,0.72,0.53,0.74,0.72,0.62,0.73,0.77,0.74,0.54,0.58,0.70,0.83,0.67,0.84,0.62]

rawDataList_2 = [0.74,0.77,0.75,0.66,0.6,0.63,0.76,0.73,0.56,0.68,0.74,0.56,0.76,0.70,0.72,
 0.83,0.76,0.69,0.64,0.68,0.71,0.71,0.61,0.78,0.65,0.61,0.72]

def GaussianSmooth(x, c1, c3, Lambda, theta, sigma):
    x0 = 0.
    return c1 + c3 * np.cos((2*np.pi*(x/Lambda)) - theta) * np.exp(-(x - x0)**2 / (2 * sigma**2))

## For Binned Data of rawDataList
x = np.arange(len(rawDataList))
x = x*0.06 #Convert x-axis to seconds.
y = np.array(rawDataList)    

popt,pcov = curve_fit(GaussianSmooth, x, y, p0=[np.mean(rawDataList),np.max(rawDataList) - np.mean(rawDataList),0.75,0.0,1.5], bounds=((0., 0., 0. ,0., 0.), (1.0, 1.0, 10.0, 10.0, 10.0)), method='trf',maxfev=10000)
plt.xlabel('Time (s)')
plt.ylabel('Performance from 0-100%')
plt.title('Fit for Performance')

plt.plot(x, y, 'b+:', color='blue', label='data')
plt.plot(x, GaussianSmooth(x, *popt), 'r-', color='red', label='fit')
plt.legend()
plt.show()

## For Binned Data of rawDataList_2
x = np.arange(len(rawDataList_2))
x = x*0.06 #Convert x-axis to seconds.
y = np.array(rawDataList_2)

popt,pcov = curve_fit(GaussianSmooth, x, y, p0=[np.mean(rawDataList_2),np.max(rawDataList_2) - np.mean(rawDataList_2),0.25,0.0,1.5], bounds=((0., 0., 0. ,0., 0.), (1.0, 1.0, 10.0, 10.0, 10.0)), method='trf',maxfev=10000)
plt.xlabel('Time (s)')
plt.ylabel('Performance from 0-100%')
plt.title('Fit for Performance')

plt.plot(x, y, 'b+:', color='red', label='data')
plt.plot(x, GaussianSmooth(x, *popt), 'r-', color='blue', label='fit')
plt.legend()
plt.show()

РЕДАКТИРОВАНИЕ ПОЧТЫ ОТВЕТА НА КОММЕНТАРИЙ 1: 

def generate_Initial_Parameters():    
    global parameterBounds2

    parameterBounds = []
    parameterBounds.append([np.mean(rawDataList) - 0.05, np.mean(rawDataList) + 0.05]) # parameter bounds for c1; 0.05 arbitrary just to give it a small window to form proper lower and upper bound
    parameterBounds.append([np.max(rawDataList) - np.mean(rawDataList) - 0.05, np.max(rawDataList) - np.mean(rawDataList) + 0.05]) # parameter bounds c3
    parameterBounds.append([0.125, 10.0]) # parameter bounds for Lambda; Nyquist limit, can't detect more than 8Hz in current data set. So 1/8 = 0.125. 1/0.1 = 10.
    parameterBounds.append([0.0, 2*np.pi]) # parameter bounds for theta; Phase offset in radians.
    parameterBounds.append([0.0, 3.0]) # parameter bounds for sigma

    parameterBounds2 = ((parameterBounds[0][0], parameterBounds[1][0], parameterBounds[2][0],
                             parameterBounds[3][0], parameterBounds[4][0]), (parameterBounds[0][1],
                            parameterBounds[1][1], parameterBounds[2][1], parameterBounds[3][1],
                            parameterBounds[4][1]))
    # "seed" the numpy random number generator for repeatable results
    result = differential_evolution(sumOfSquaredError, parameterBounds, seed=3)
    return result.x

popt,pcov = curve_fit(GaussianSmooth, x, y, initialParameters, bounds=parameterBounds2, maxfev=10000)
...