Python SciPy signal.savgol_filter用法及代碼示例

本文簡要介紹 python 語言中 scipy.signal.savgol_filter 的用法。

用法:

scipy.signal.savgol_filter(x, window_length, polyorder, deriv=0, delta=1.0, axis=-1, mode='interp', cval=0.0)#

將 Savitzky-Golay 過濾器應用於數組。

這是一個一維濾波器。如果 x 的維度大於 1，則 axis 確定應用過濾器的軸。

參數 ：：

x： array_like

要過濾的數據。如果x不是單精度或雙精度浮點數組，它將被轉換為類型numpy.float64過濾前。

window_length： int

濾波器窗口的長度(即係數的數量)。如果mode為‘interp’，window_length必須小於或等於x的大小。

polyorder： int

用於擬合樣本的多項式的階數。多階必須小於window_length。

deriv： 整數，可選

要計算的導數的階數。這必須是一個非負整數。默認為0，表示不區分過濾數據。

delta： 浮點數，可選

將應用過濾器的樣本的間距。這僅在 deriv > 0 時使用。默認值為 1.0。

axis： 整數，可選

沿其應用過濾器的數組 x 的軸。默認值為 -1。

mode： str，可選

必須是‘mirror’, ‘constant’, ‘nearest’, ‘wrap’或‘interp’。這決定了應用濾波器的填充信號的擴展類型。當模式為‘constant’時，填充值由cval給定。有關 ‘mirror’, ‘constant’, ‘wrap’ 和 ‘nearest’ 的更多詳細信息，請參閱注釋。當選擇‘interp’模式(默認)時，不使用擴展名。相反，度多階多項式適合邊的最後 window_length 值，並且該多項式用於評估最後 window_length //2 個輸出值。

cval： 標量，可選

如果模式為‘constant’，則要填充超過輸入邊的值。默認值為 0.0。

返回 ：：

y： ndarray，形狀與x

過濾後的數據。

注意：

模式選項的詳細信息：

‘mirror’:

Repeats the values at the edges in reverse order. The value closest to the edge is not included.

‘nearest’:

The extension contains the nearest input value.

‘constant’:

The extension contains the value given by the cval argument.

‘wrap’:

The extension contains the values from the other end of the array.

例如，如果輸入為 [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]，window_length 為 7，則以下顯示了各種模式選項的擴展數據(假設 cval 為 0)：

mode       |   Ext   |         Input          |   Ext
-----------+---------+------------------------+---------
'mirror'   | 4  3  2 | 1  2  3  4  5  6  7  8 | 7  6  5
'nearest'  | 1  1  1 | 1  2  3  4  5  6  7  8 | 8  8  8
'constant' | 0  0  0 | 1  2  3  4  5  6  7  8 | 0  0  0
'wrap'     | 6  7  8 | 1  2  3  4  5  6  7  8 | 1  2  3

例子：

>>> import numpy as np
>>> from scipy.signal import savgol_filter
>>> np.set_printoptions(precision=2)  # For compact display.
>>> x = np.array([2, 2, 5, 2, 1, 0, 1, 4, 9])

使用窗口長度為 5 和 2 次多項式的過濾器。對所有其他參數使用默認值。

>>> savgol_filter(x, 5, 2)
array([1.66, 3.17, 3.54, 2.86, 0.66, 0.17, 1.  , 4.  , 9.  ])

請注意，x 中的最後五個值是拋物線的樣本，因此當 mode='interp'(默認值)與 polyorder=2 一起使用時，最後三個值保持不變。比較一下，例如，模式='最近'：

>>> savgol_filter(x, 5, 2, mode='nearest')
array([1.74, 3.03, 3.54, 2.86, 0.66, 0.17, 1.  , 4.6 , 7.97])