产生随机波函数

Question

我需要在 matplotlib 中生成一条随机曲线。

例如，我的 x 值是从 1 到 1000。我不想生成分散的随机 y 值，我需要一条平滑的曲线。就像某种非常扭曲的正弦曲线，具有不同的幅度和波长。

是否已经存在可以让我轻松做到这一点的东西？

Answer 1

试试这个代码：

import matplotlib.pyplot as pl
import numpy as np

x = np.linspace(1, 10)

def f(x):
    return np.sin(x) + np.random.normal(scale=0.1, size=len(x))

pl.plot(x, f(x))

它会给你一个带有一些噪音的正弦波：

编辑：

您正在寻找某种random walk。这个函数会为你做到这一点：

def f(x):
    y = 0
    result = []
    for _ in x:
        result.append(y)
        y += np.random.normal(scale=1)
    return np.array(result)

这是它的外观示例（使用x = np.linspace(0, 1000, 1000)）：

但它不再是x 的函数，因此可能应该重构代码以使用n 步骤生成随机游走。我会把它留给你:)

编辑 2：

如果您想要更平滑的曲线，可以应用运行均值 (stolen from this question)：

def runningMean(x, N):
    return np.convolve(x, np.ones((N,))/N)[(N-1):]

pl.plot(x, runningMean(f(x), 10))

您使用的窗口越大（N 参数），结果越平滑。

例子：