SciPy 教程 之 SciPy 插值 2

简介: SciPy插值教程:介绍插值的概念及其在数值分析中的应用,特别是在处理数据缺失和数据平滑时的作用。通过scipy.interpolate模块,使用UnivariateSpline()函数进行一维插值,示例代码展示了如何对非线性点进行单变量样条插值。

SciPy 教程 之 SciPy 插值 2

SciPy 插值

什么是插值?

在数学的数值分析领域中,插值(英语:interpolation)是一种通过已知的、离散的数据点,在范围内推求新数据点的过程或方法。

简单来说插值是一种在给定的点之间生成点的方法。

例如:对于两个点 1 和 2,我们可以插值并找到点 1.33 和 1.66。

插值有很多用途,在机器学习中我们经常处理数据缺失的数据,插值通常可用于替换这些值。

这种填充值的方法称为插补。

除了插补,插值经常用于我们需要平滑数据集中离散点的地方。

如何在 SciPy 中实现插值?

SciPy 提供了 scipy.interpolate 模块来处理插值。

单变量插值

在一维插值中,点是针对单个曲线拟合的,而在样条插值中,点是针对使用多项式分段定义的函数拟合的。

单变量插值使用 UnivariateSpline() 函数,该函数接受 xs 和 ys 并生成一个可调用函数,该函数可以用新的 xs 调用。

分段函数,就是对于自变量 x 的不同的取值范围,有着不同的解析式的函数。

为非线性点找到 2.1、2.2...2.9 的单变量样条插值:

实例

from scipy.interpolate import UnivariateSpline
import numpy as np

xs = np.arange(10)
ys = xs**2 + np.sin(xs) + 1

interp_func = UnivariateSpline(xs, ys)

newarr = interp_func(np.arange(2.1, 3, 0.1))

print(newarr)

输出结果为:

[5.62826474 6.03987348 6.47131994 6.92265019 7.3939103 7.88514634
8.39640439 8.92773053 9.47917082]

目录
相关文章
|
2月前
|
存储 Python
SciPy 教程 之 SciPy 稀疏矩阵 3
SciPy 稀疏矩阵教程介绍了稀疏矩阵的概念及其在科学计算中的应用。SciPy 的 `scipy.sparse` 模块提供了处理稀疏矩阵的功能,主要包括 CSC(压缩稀疏列)和 CSR(压缩稀疏行)两种格式。通过示例展示了如何使用 CSR 矩阵的方法,如查看非零元素和删除零元素。
47 5
|
2月前
|
存储 Python
SciPy 教程 之 SciPy 稀疏矩阵 4
SciPy 教程之 SciPy 稀疏矩阵 4:介绍稀疏矩阵的概念、类型及其在科学计算中的应用。SciPy 的 `scipy.sparse` 模块提供了处理稀疏矩阵的工具,重点讲解了 CSC 和 CSR 两种格式,并通过示例演示了如何创建和操作 CSR 矩阵。
47 3
|
2月前
|
机器学习/深度学习 Python
SciPy 教程 之 SciPy 插值 2
SciPy插值教程:介绍插值概念及其在数值分析中的应用,特别是在处理数据缺失时的插补和平滑数据集。SciPy的`scipy.interpolate`模块提供了强大的插值功能,如一维插值和样条插值。通过`UnivariateSpline()`函数,可以轻松实现单变量插值,示例代码展示了如何对非线性点进行插值计算。
32 3
|
2月前
|
机器学习/深度学习 Python
SciPy 教程 之 SciPy 插值 1
SciPy 插值教程介绍了插值的基本概念及其在数值分析中的应用。插值是在已知数据点间生成新点的方法,常用于填补数据缺失和数据平滑。SciPy 的 `scipy.interpolate` 模块提供了多种插值方法,其中 `interp1d()` 用于一维数据插值。通过示例展示了如何使用 `interp1d()` 进行插值计算。
43 1
|
2月前
|
机器学习/深度学习 数据处理 Python
SciPy 教程 之 SciPy 空间数据 4
本教程介绍了SciPy的空间数据处理功能,主要通过scipy.spatial模块实现。内容涵盖空间数据的基本概念、距离矩阵的定义及其在生物信息学中的应用,以及如何计算欧几里得距离。示例代码展示了如何使用SciPy计算两点间的欧几里得距离。
40 5
|
2月前
|
机器学习/深度学习 Python
SciPy 教程 之 SciPy 空间数据 6
本教程介绍了SciPy处理空间数据的方法,包括使用scipy.spatial模块进行点位置判断、最近点计算等内容。还详细讲解了距离矩阵的概念及其应用,如在生物信息学中表示蛋白质结构等。最后,通过实例演示了如何计算两点间的余弦距离。
34 3
|
2月前
|
存储 Python
SciPy 教程 之 SciPy 稀疏矩阵 2
SciPy教程之SciPy稀疏矩阵2:介绍稀疏矩阵的概念、应用场景及scipy.sparse模块的使用。重点讲解CSC和CSR两种稀疏矩阵类型及其常用方法,如data属性和count_nonzero()方法。
55 4
|
2月前
|
Python
SciPy 教程 之 SciPy 图结构 7
《SciPy 教程 之 SciPy 图结构 7》介绍了 SciPy 中处理图结构的方法。图是由节点和边组成的集合,用于表示对象及其之间的关系。scipy.sparse.csgraph 模块提供了多种图处理功能,如 `breadth_first_order()` 方法可按广度优先顺序遍历图。示例代码展示了如何使用该方法从给定的邻接矩阵中获取广度优先遍历的顺序。
35 2
|
2月前
|
算法 Python
SciPy 教程 之 SciPy 图结构 5
SciPy 图结构教程,介绍图的基本概念和SciPy中处理图结构的模块scipy.sparse.csgraph。重点讲解贝尔曼-福特算法,用于求解任意两点间最短路径,支持有向图和负权边。通过示例演示如何使用bellman_ford()方法计算最短路径。
33 3
|
2月前
|
存储 Python
SciPy 教程 之 SciPy 空间数据 3
SciPy 教程之 SciPy 空间数据 3:介绍如何使用 scipy.spatial 模块处理空间数据,包括 K-D 树的构建与查询方法。通过示例演示了如何查找给定点的最邻近点及其距离。
34 3