Mit der Funktion scipy.interpolate.splrep

Question

Ich versuche, einen kubischen Spline zu einer gegebenen Menge von Punkten anzupassen. Meine Punkte sind nicht bestellt. Ich kann die Punkte nicht sortieren oder neu anordnen, da ich diese Informationen brauche.

Da aber die Funktion scipy.interpolate.splrep nur auf nicht-duplizierten und monoton steigenden Punkten arbeitet, habe ich eine Funktion definiert, die die x-Koordinaten einem monoton zunehmenden Raum zuordnet.

Meine alte Punkte sind:

xpoints=[4913.0, 4912.0, 4914.0, 4913.0, 4913.0, 4913.0, 4914.0, 4915.0, 4918.0, 4921.0, 4925.0, 4932.0, 4938.0, 4945.0, 4950.0, 4954.0, 4955.0, 4957.0, 4956.0, 4953.0, 4949.0, 4943.0, 4933.0, 4921.0, 4911.0, 4898.0, 4886.0, 4874.0, 4865.0, 4858.0, 4853.0, 4849.0, 4848.0, 4849.0, 4851.0, 4858.0, 4864.0, 4869.0, 4877.0, 4884.0, 4893.0, 4903.0, 4913.0, 4923.0, 4935.0, 4947.0, 4959.0, 4970.0, 4981.0, 4991.0, 5000.0, 5005.0, 5010.0, 5015.0, 5019.0, 5020.0, 5021.0, 5023.0, 5025.0, 5027.0, 5027.0, 5028.0, 5028.0, 5030.0, 5031.0, 5033.0, 5035.0, 5037.0, 5040.0, 5043.0] 

ypoints=[10557.0, 10563.0, 10567.0, 10571.0, 10575.0, 10577.0, 10578.0, 10581.0, 10582.0, 10582.0, 10582.0, 10581.0, 10578.0, 10576.0, 10572.0, 10567.0, 10560.0, 10550.0, 10541.0, 10531.0, 10520.0, 10511.0, 10503.0, 10496.0, 10490.0, 10487.0, 10488.0, 10488.0, 10490.0, 10495.0, 10504.0, 10513.0, 10523.0, 10533.0, 10542.0, 10550.0, 10556.0, 10559.0, 10560.0, 10559.0, 10555.0, 10550.0, 10543.0, 10533.0, 10522.0, 10514.0, 10505.0, 10496.0, 10490.0, 10486.0, 10482.0, 10481.0, 10482.0, 10486.0, 10491.0, 10497.0, 10506.0, 10516.0, 10524.0, 10534.0, 10544.0, 10552.0, 10558.0, 10564.0, 10569.0, 10573.0, 10576.0, 10578.0, 10581.0, 10582.0] 

Plots:

Der Code für die Abbildungsfunktion und Interpolation ist:

xnew=[] 
ynew=ypoints 

for c3,i in enumerate(xpoints): 
     if np.isfinite(np.log(i*pow(2,c3))): 
        xnew.append(np.log(i*pow(2,c3))) 
     else: 
        if c==0: 
         xnew.append(np.random.random_sample()) 
        else: 
         xnew.append(xnew[c3-1]+np.random.random_sample()) 
xnew=np.asarray(xnew) 
ynew=np.asarray(ynew) 
constant1=10.0 
nknots=len(xnew)/constant1 
idx_knots = (np.arange(1,len(xnew)-1,(len(xnew)-2)/np.double(nknots))).astype('int') 
knots = [xnew[i] for i in idx_knots] 
knots = np.asarray(knots) 
int_range=np.linspace(min(xnew),max(xnew),len(xnew)) 
tck = interpolate.splrep(xnew,ynew,k=3,task=-1,t=knots) 
y1= interpolate.splev(int_range,tck,der=0) 

Der Code einen Fehler in der Funktion wirft interpolate.splrep() für einige Punkte wie oben.

Der Fehler ist: File "/home/neeraj/Desktop/koustav/res/BOS5/fit_spline3.py", Zeile 58, in save_spline_f TCK = interpolate.splrep (Xneu, Yneu, k = 3, task = -1, t = Knoten) Datei "/usr/lib/python2.7/dist-packages/scipy/interpolate/fitpack.py", Zeile 465, in splrep erhöhen _iermess ier (_iermess [ier] [0]) ValueError: Fehler bei den Eingabedaten

Aber für andere Punkte funktioniert es gut. Zum Beispiel für die folgende Menge von Punkten.

xpoints=[1629.0, 1629.0, 1629.0, 1629.0, 1629.0, 1629.0, 1629.0, 1629.0, 1629.0, 1629.0, 1629.0, 1629.0, 1629.0, 1629.0, 1629.0, 1629.0, 1630.0, 1630.0, 1630.0, 1631.0, 1631.0, 1631.0, 1631.0, 1630.0, 1629.0, 1629.0, 1629.0, 1628.0, 1627.0, 1627.0, 1625.0, 1624.0, 1624.0, 1623.0, 1620.0, 1618.0, 1617.0, 1616.0, 1615.0, 1614.0, 1614.0, 1612.0, 1612.0, 1612.0, 1611.0, 1610.0, 1609.0, 1608.0, 1607.0, 1607.0, 1603.0, 1602.0, 1602.0, 1601.0, 1601.0, 1600.0, 1599.0, 1598.0] 

ypoints=[10570.0, 10572.0, 10572.0, 10573.0, 10572.0, 10572.0, 10571.0, 10570.0, 10569.0, 10565.0, 10564.0, 10563.0, 10562.0, 10560.0, 10558.0, 10556.0, 10554.0, 10551.0, 10548.0, 10547.0, 10544.0, 10542.0, 10541.0, 10538.0, 10534.0, 10532.0, 10531.0, 10528.0, 10525.0, 10522.0, 10519.0, 10517.0, 10516.0, 10512.0, 10509.0, 10509.0, 10507.0, 10504.0, 10502.0, 10500.0, 10501.0, 10499.0, 10498.0, 10496.0, 10491.0, 10492.0, 10488.0, 10488.0, 10488.0, 10486.0, 10486.0, 10485.0, 10485.0, 10486.0, 10483.0, 10483.0, 10482.0, 10480.0] 

Plots: Kann jemand vorschlagen, was passiert, ?? Vielen Dank im Voraus ......

Answer 1

Ich glaube, dass der Zweck der Funktion, die Sie verwenden, splrep(), ist die y Koordinate als Funktion der x Koordinate passen: y = f (x).

Damit splrep() wie erwartet funktioniert, muss Ihre Funktion einwertig sein. Das heißt, Sie müssen in der Lage sein, an jeder Stelle eine vertikale Linie zu zeichnen und die Kurve genau einmal zu schneiden.

Stattdessen vielleicht mögen Sie x und y getrennt einen dritten Parameter t, die monoton zunimmt passen.

x = f (t)
y = g (t)

Es gibt zwei einfache Möglichkeiten für t. Der erste ist nur der Index des Punktes (0 für den ersten Punkt, 1 für den zweiten Punkt usw.). Die zweite Wahl ist etwas schwieriger, die akkumulierte geradlinige Distanz, die von Punkt zu Punkt zurückgelegt wird. Dann würden Sie slrep() getrennt für die Koordinaten x und y Koordinaten aufrufen.

t = [0] 
for i in range(1, len(x)): 
    t[i] = t[i-1]+np.hypot(x[i]-x[i-1], y[i]-y[i-1]) 

Vielleicht möchten Sie stattdessen einen Bezier-Spline?

Answer 2

Eigentlich müssen Sie selbst keine neue Funktion definieren. Es ist wie diese Trajektorie Interpolation sehr viel: scipy: Interpolierende Trajektorie (scipy: Interpolating trajectory)

Und die Antwort ist gut für mich, hoffe, es kann Ihnen helfen.

from scipy import interpolate as itp 
mytck,myu=itp.splprep([xpoints,ypoints]) 
xnew,ynew= itp.splev(np.linspace(0,1,1000),mytck) 
plot(xnew,ynew)