numpy：如何在不同的时间步长内插两个数组？

abithluo 于 2023-08-05 发布在其他

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我正在寻找一种方法来在两个numpy数组之间进行简单的线性插值，这两个数组表示时间上的起点和终点。
这两个数组具有相同的长度：

fst = np.random.random_integers(5, size=(10.))
>>> array([4, 4, 1, 3, 1, 4, 3, 2, 5, 2])
snd = np.random.random_integers(5, size=(10.))
>>> array([1, 1, 3, 4, 1, 5, 5, 5, 4, 3])

字符串
在我的起点和终点之间有3个时间步长。如何在fst和snd之间插值？以fst和snd的第一个条目为例，我希望能够检索每个时间步长的值，如下所示：

np.interp(1, [1,5], [4,1])    
np.interp(2, [1,5], [4,1])
...
# that is
np.interp([1,2,3,4,5], [1,5], [4,1])
>>> array([ 4.  ,  3.25,  2.5 ,  1.75,  1.  ])

型
但不仅仅是第一个条目，而是整个数组。
显然，这不会做到这一点：

np.interp(1, [1,5], [fst,snd])

型
我知道我在一个循环中到达那里，例如。

[np.interp(2, [1,5], [item,snd[idx]]) for idx,item in enumerate(fst)]
>>> [3.25, 3.25, 1.5, 3.25, 1.0, 4.25, 3.5, 2.75, 4.75, 2.25]

型
但我相信当你在numpy数组上做一些根本性的错误。

numpy

来源：https://stackoverflow.com/questions/36398847/numpy-how-interpolate-between-two-arrays-for-various-timesteps

2条答案

按热度按时间

wnvonmuf1#

scipy.interpolate.interp1d中的工具可以很容易地完成这一点，如果你将你的样本形成一个2D矩阵。在你的例子中，你可以构造一个2xN数组，并构造一个插值函数，它向下运算列：

from scipy.interpolate import interp1d
fst = np.array([4, 4, 1, 3, 1, 4, 3, 2, 5, 2])
snd = np.array([1, 1, 3, 4, 1, 5, 5, 5, 4, 3])
linfit = interp1d([1,5], np.vstack([fst, snd]), axis=0)

字符串
然后可以在任何感兴趣的时间生成插值向量。例如linfit(2)产生：

array([ 3.25,  3.25,  1.5 ,  3.25,  1.  ,  4.25,  3.5 ,  2.75,  4.75,  2.25])

型
或者，您可以使用时间值向量调用linfit()，例如：linfit([1,2,3])给出：

array([[ 4.  ,  4.  ,  1.  ,  3.  ,  1.  ,  4.  ,  3.  ,  2.  ,  5.  ,  2.  ],
       [ 3.25,  3.25,  1.5 ,  3.25,  1.  ,  4.25,  3.5 ,  2.75,  4.75,           2.25],
       [ 2.5 ,  2.5 ,  2.  ,  3.5 ,  1.  ,  4.5 ,  4.  ,  3.5 ,  4.5 , 2.5 ]])

型
如果你只做线性插值，你也可以做类似的事情：

((5-t)/(5-1)) * fst + ((t-1)/(5-1)) * snd

型
以在任何时间t直接计算内插向量。

赞(0）回复(0）举报 2023-08-05

camsedfj2#

这种方法类似，但使用更简单的符号：

#Suppose you have some start and end points
start_vector = numpy.array([4, 4, 1, 3, 1, 4, 3, 2, 5, 2])
end_vector = numpy.array([-40, 40, -10, -30, 10, 40, 30, -8, 50, 20])

#To get a vector that's located in-between:
intermediate_vector = start_vector + (end_vector - start_vector) * fraction

字符串
fraction是一个介于0和1之间的数字，它决定了你在起点和终点之间的距离（0表示你在start_vector，1表示你在end_vector，0.5表示你在这两个向量之间的中点，等等）。

赞(0）回复(0）举报 2023-08-05

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