樣條插值python

『壹』 怎麼使用python中Pandas庫Resample，實現重采樣，完成線性插值

#python中的pandas庫主要有DataFrame和Series類(面向對象的的語言更願意叫類) DataFrame也就是
#數據框(主要是借鑒R裡面的data.frame)，Series也就是序列 ，pandas底層是c寫的 性能很棒，有大神
#做過測試 處理億級別的數據沒問題，起性能可以跟同等配置的sas媲美
#DataFrame索引 df.loc是標簽選取操作，df.iloc是位置切片操作
print(df[['row_names','Rape']])
df['行標簽']
df.loc[行標簽,列標簽]
print(df.loc[0:2,['Rape','Murder']])
df.iloc[行位置,列位置]
df.iloc[1,1]#選取第二行，第二列的值，返回的為單個值
df.iloc[0,2],:]#選取第一行及第三行的數據
df.iloc[0:2,:]#選取第一行到第三行（不包含）的數據
df.iloc[:,1]#選取所有記錄的第一列的值，返回的為一個Series
df.iloc[1,:]#選取第一行數據，返回的為一個Series
print(df.ix[1,1]) # 更廣義的切片方式是使用.ix，它自動根據你給到的索引類型判斷是使用位置還是標簽進行切片
print(df.ix[0:2])
#DataFrame根據條件選取子集 類似於sas裡面if、where ,R裡面的subset之類的函數
df[df.Murder>13]
df[(df.Murder>10)&(df.Rape>30)]
df[df.sex==u'男']
#重命名 相當於sas裡面的rename R軟體中reshape包的中的rename
df.rename(columns={'A':'A_rename'})
df.rename(index={1:'other'})
#刪除列 相當於sas中的drop R軟體中的test['col']<-null
df.drop(['a','b'],axis=1) or del df[['a','b']]
#排序 相當於sas裡面的sort R軟體裡面的df[order(x),]
df.sort(columns='C') #行排序 y軸上
df.sort(axis=1) #各個列之間位置排序 x軸上
#數據描述 相當於sas中proc menas R軟體裡面的summary
df.describe()
#生成新的一列 跟R裡面有點類似
df['new_columns']=df['columns']
df.insert(1,'new_columns',df['B']) #效率最高
df.join(Series(df['columns'],name='new_columns'))
#列上面的追加 相當於sas中的append R裡面cbind()
df.append(df1,ignore_index=True)
pd.concat([df,df1],ignore_index=True)
#最經典的join 跟sas和R裡面的merge類似 跟sql裡面的各種join對照
merge()
#刪除重行 跟sas裡面nokey R裡面的which(!plicated(df[])類似
df.drop_plicated()
#獲取最大值 最小值的位置 有點類似矩陣裡面的方法
df.idxmin(axis=0 ) df.idxmax(axis=1) 0和1有什麼不同 自己摸索去
#讀取外部數據跟sas的proc import R裡面的read.csv等類似
read_excel() read_csv() read_hdf5() 等
與之相反的是df.to_excel() df.to_ecv()
#缺失值處理 個人覺得pandas中缺失值處理比sas和R方便多了
df.fillna(9999) #用9999填充
#鏈接資料庫 不多說 pandas裡面主要用 MySQLdb
import MySQLdb
conn=MySQLdb.connect(host="localhost",user="root",passwd="",db="mysql",use_unicode=True,charset="utf8")
read_sql() #很經典
#寫數據進資料庫
df.to_sql('hbase_visit',con, flavor="mysql", if_exists='replace', index=False)
#groupby 跟sas裡面的中的by R軟體中dplyr包中的group_by sql裡面的group by功能是一樣的 這里不多說
#求啞變數
miper=pd.get_mmies(df['key'])
df['key'].join(mpier)
#透視表 和交叉表 跟sas裡面的proc freq步類似 R裡面的aggrate和cast函數類似
pd.pivot_table()
pd.crosstab()
#聚合函數經常跟group by一起組合用
df.groupby('sex').agg({'height':['mean','sum'],'weight':['count','min']})

#數據查詢過濾

test.query("0.2
將STK_ID中的值過濾出來
stk_list = ['600809','600141','600329']中的全部記錄過濾出來，命令是：rpt[rpt['STK_ID'].isin(stk_list)].
將dataframe中，某列進行清洗的命令
刪除換行符：misc['proct_desc'] = misc['proct_desc'].str.replace('\n', '')
刪除字元串前後空格：df["Make"] = df["Make"].map(str.strip)
如果用模糊匹配的話，命令是：
rpt[rpt['STK_ID'].str.contains(r'^600[0-9]{3}$')]

對dataframe中元素，進行類型轉換

df['2nd'] = df['2nd'].str.replace(',','').astype(int) df['CTR'] = df['CTR'].str.replace('%','').astype(np.float64)

#時間變換 主要依賴於datemie 和time兩個包
http://www.2cto.com/kf/201401/276088.html
#其他的一些技巧
df2[df2['A'].map(lambda x:x.startswith('61'))] #篩選出以61開頭的數據
df2["Author"].str.replace("<.+>", "").head() #replace("<.+>", "")表示將字元串中以」<」開頭;以」>」結束的任意子串替換為空字元串
commits = df2["Name"].head(15)
print commits.unique(), len(commits.unique()) #獲的NAME的不同個數，類似於sql裡面count(distinct name)
#pandas中最核心 最經典的函數apply map applymap

『貳』 python怎樣對矩陣進行插值

首先需要創建數組才能對其進行其它操作。
我們可以通過給array函數傳遞Python的序列對象創建數組，如果傳遞的是多層嵌套的序列，將創建多維數組(下例中的變數c):
>>> a = np.array([1, 2, 3, 4])
>>> b = np.array((5, 6, 7, 8))
>>> c = np.array([[1, 2, 3, 4],[4, 5, 6, 7], [7, 8, 9, 10]])
>>> b
array([5, 6, 7, 8])
>>> c
array([[1, 2, 3, 4],
[4, 5, 6, 7],
[7, 8, 9, 10]])
>>> c.dtype
dtype('int32')

數組的大小可以通過其shape屬性獲得：
>>> a.shape
(4,)
>>> c.shape

『叄』 csaps()函數對應python什麼函數

return 值：只能返回一次，只要執行return函數就終止
返回值：沒有類型限制，也沒有個數限制
沒有return：None
返回一個值
返回多個值：元組

『肆』 自己寫的拉格朗日插值法python，但是有錯誤，幫忙修改！

您好，一般地，若已知y=f(x)在互不相同 n+1 個點x0,x1,x2...,xn處的函數值y0,y1,y2...,yn( 即該函數過(x0,y0)(x1,y1)(x2,y2)...(xn,yn)這n個點），則可以考慮構造一個過這n+1 個點的、次數不超過n的多項式y=Pn(x),使其滿足：
Pn(xk)=yk, k=0,1,2,...,n （*）
要估計任一點ξ，ξ≠xi,i=0,1,2,...,n,則可以用Pn（ξ）的值作為准確值f(ξ)的近似值，此方法叫做「插值法」。
稱式（*）為插值條件（准則），含xi(i=0,1,...,n)的最小區間[a,b](a=min{x0,x1,...,xn},b=max{x0,x1,...,xn})
定理
滿足插值條件的、次數不超過n的多項式是存在而且是唯一的。

『伍』 如何通過python實現三次樣條插值

spline函數可以實現三次樣條插值 x = 0:10; y = sin(x); xx = 0:.25:10; yy = spline(x,y,xx); plot(x,y,'o',xx,yy) 另外fnplt csapi這兩個函數也是三次樣條插值函數，具體你可以help一下！

『陸』 在Python程序中的插值誤差問題，怎麼解決

代碼如下所示：import numpy as npfrom matplotlib import pyplot as pltfrom scipy.interpolate import interp1dx=np.linspace(0,10*np.pi,num=20)y=np.sin(x)f1=interp1d(x,y,kind='linear')#線性插值f2=interp1d(x,y,kind='cubic')#三次樣條插值x_pred=np.linspace(0,10*np.pi,num=1000)y1=f1(x_pred)y2=f2(x_pred)plt.figure()plt.plot(x_pred,y1,'r',label='linear')plt.plot(x,f1(x),'b--','origin')plt.legend()plt.show()plt.figure()plt.plot(x_pred,y2,'b--',label='cubic')plt.legend()plt.show()

『柒』 常用的十大python圖像處理工具

原文標題：10 Python image manipulation tools.
作者 | Parul Pandey
翻譯 | 安其羅喬爾、JimmyHua
今天，在我們的世界裡充滿了數據，圖像成為構成這些數據的重要組成部分。但無論是用於何種用途，這些圖像都需要進行處理。圖像處理就是分析和處理數字圖像的過程，主要旨在提高其質量或從中提取一些信息，然後可以將其用於某種用途。
圖像處理中的常見任務包括顯示圖像，基本操作如裁剪、翻轉、旋轉等，圖像分割，分類和特徵提取，圖像恢復和圖像識別。Python成為這種圖像處理任務是一個恰當選擇，這是因為它作為一種科學編程語言正在日益普及，並且在其生態系統中免費提供許多最先進的圖像處理工具供大家使用。
讓我們看一下可以用於圖像處理任務中的常用 Python 庫有哪些吧。

1.scikit-image
scikit-image是一個開源的Python包，適用於numpy數組。它實現了用於研究，教育和工業應用的演算法和實用工具。即使是那些剛接觸Python生態系統的人，它也是一個相當簡單直接的庫。此代碼是由活躍的志願者社區編寫的，具有高質量和同行評審的性質。
資源
文檔里記錄了豐富的例子和實際用例，閱讀下面的文檔：
http://scikit-image.org/docs/stable/user_guide.html
用法
該包作為skimage導入，大多數功能都在子模塊中找的到。下面列舉一些skimage的例子：
圖像過濾

使用match_template函數進行模板匹配

你可以通過此處查看圖庫找到更多示例。
2. Numpy
Numpy是Python編程的核心庫之一，並為數組提供支持。圖像本質上是包含數據點像素的標准Numpy數組。因此，我們可以通過使用基本的NumPy操作，例如切片、掩膜和花式索引，來修改圖像的像素值。可以使用skimage載入圖像並使用matplotlib顯示圖像。
資源
Numpy的官方文檔頁面提供了完整的資源和文檔列表：
http://www.numpy.org/
用法
使用Numpy來掩膜圖像.

3.Scipy
scipy是Python的另一個類似Numpy的核心科學模塊，可用於基本的圖像操作和處理任務。特別是子模塊scipy.ndimage，提供了在n維NumPy數組上操作的函數。該包目前包括線性和非線性濾波，二值形態學，B樣條插值和對象測量等功能函數。
資源
有關scipy.ndimage包提供的完整功能列表，請參閱下面的鏈接：
https://docs.scipy.org/doc/scipy/reference/tutorial/ndimage.html#correlation-and-convolution
用法
使用SciPy通過高斯濾波器進行模糊：

4. PIL/ Pillow
PIL( Python圖像庫 )是Python編程語言的一個免費庫，它支持打開、操作和保存許多不同的文件格式的圖像。然而， 隨著2009年的最後一次發布，它的開發停滯不前。但幸運的是還有有Pillow，一個PIL積極開發的且更容易安裝的分支，它能運行在所有主要的操作系統，並支持Python3。這個庫包含了基本的圖像處理功能，包括點運算、使用一組內置卷積核的濾波和色彩空間的轉換。
資源
文檔中有安裝說明，以及涵蓋庫的每個模塊的示例：
https://pillow.readthedocs.io/en/3.1.x/index.html
用法
在 Pillow 中使用 ImageFilter 增強圖像：

5. OpenCV-Python
OpenCV( 開源計算機視覺庫 )是計算機視覺應用中應用最廣泛的庫之一 。OpenCV-Python 是OpenCV的python版API。OpenCV-Python的優點不只有高效，這源於它的內部組成是用C/C++編寫的，而且它還容易編寫和部署（因為前端是用Python包裝的）。這使得它成為執行計算密集型計算機視覺程序的一個很好的選擇。
資源
OpenCV-Python-Guide指南可以讓你使用OpenCV-Python更容易：
https://github.com/abidrahmank/OpenCV2-Python-Tutorials
用法
下面是一個例子，展示了OpenCV-Python使用金字塔方法創建一個名為「Orapple」的新水果圖像融合的功能。

6. SimpleCV
SimpleCV 也是一個用於構建計算機視覺應用程序的開源框架。有了它，你就可以訪問幾個高性能的計算機視覺庫，如OpenCV，而且不需要先學習了解位深度、文件格式、顏色空間等。
它的學習曲線大大小於OpenCV，正如它們的口號所說「計算機視覺變得簡單」。一些支持SimpleCV的觀點有：
即使是初學者也可以編寫簡單的機器視覺測試攝像機、視頻文件、圖像和視頻流都是可互操作的資源
官方文檔非常容易理解，而且有大量的例子和使用案例去學習：
https://simplecv.readthedocs.io/en/latest/
用法

7. Mahotas
Mahotas 是另一個計算機視覺和圖像處理的Python庫。它包括了傳統的圖像處理功能例如濾波和形態學操作以及更現代的計算機視覺功能用於特徵計算，包括興趣點檢測和局部描述符。該介面是Python語言，適合於快速開發，但是演算法是用C語言實現的，並根據速度進行了調優。Mahotas庫速度快，代碼簡潔，甚至具有最小的依賴性。通過原文閱讀它們的官方論文以獲得更多的了解。
資源
文檔包括安裝指導，例子，以及一些教程，可以更好的幫助你開始使用mahotas。
https://mahotas.readthedocs.io/en/latest/install.html
用法
Mahotas庫依賴於使用簡單的代碼來完成任務。關於『Finding Wally』的問題，Mahotas做的很好並且代碼量很少。下面是源碼：
https://mahotas.readthedocs.io/en/latest/wally.html

8. SimpleITK
ITK 或者 Insight Segmentation and Registration Toolkit是一個開源的跨平台系統，為開發人員提供了一套廣泛的圖像分析軟體工具 。其中, SimpleITK是建立在ITK之上的簡化層，旨在促進其在快速原型設計、教育、解釋語言中的應用。SimpleITK 是一個圖像分析工具包，包含大量支持一般過濾操作、圖像分割和匹配的組件。SimpleITK本身是用C++寫的，但是對於包括Python以內的大部分編程語言都是可用的。
資源
大量的Jupyter Notebooks 表明了SimpleITK在教育和研究領域已經被使用。Notebook展示了用Python和R編程語言使用SimpleITK來進行互動式圖像分析。
http://insightsoftwareconsortium.github.io/SimpleITK-Notebooks/
用法
下面的動畫是用SimpleITK和Python創建的剛性CT/MR匹配過程的可視化 。點擊此處可查看源碼！

9. pgmagick
pgmagick是GraphicsMagick庫的一個基於python的包裝。 GraphicsMagick圖像處理系統有時被稱為圖像處理的瑞士軍刀。它提供了一個具有強大且高效的工具和庫集合，支持以88種主要格式(包括重要格式，如DPX、GIF、JPEG、JPEG-2000、PNG、PDF、PNM和TIFF)讀取、寫入和操作圖像。
資源
有一個專門用於PgMagick的Github庫 ，其中包含安裝和需求說明。還有關於這個的一個詳細的用戶指導：
https://github.com/hhatto/pgmagick
用法
使用pgmagick可以進行的圖像處理活動很少，比如：
圖像縮放

邊緣提取

10. Pycairo
Pycairo是圖像處理庫cairo的一組Python捆綁。Cairo是一個用於繪制矢量圖形的2D圖形庫。矢量圖形很有趣，因為它們在調整大小或轉換時不會失去清晰度 。Pycairo是cairo的一組綁定，可用於從Python調用cairo命令。
資源
Pycairo的GitHub庫是一個很好的資源，有關於安裝和使用的詳細說明。還有一個入門指南，其中有一個關於Pycairo的簡短教程。
庫：https://github.com/pygobject/pycairo指南：https://pycairo.readthedocs.io/en/latest/tutorial.html用法
使用Pycairo繪制線條、基本形狀和徑向梯度：

總結
有一些有用且免費的Python圖像處理庫可以使用，有的是眾所周知的，有的可能對你來說是新的，試著多去了解它們。

『捌』 第1章 為什麼將Python用於金融

python是一門高級的編程語言，廣泛應用在各種領域之中，同時也是人工智慧領域首選的語言。
為什麼將python用於金融？因為Python的語法很容易實現金融演算法和數學計算，可以將數學語句轉化成python代碼，沒有任何語言能像Python這樣適用於數學。

『玖』 有沒有在python簡單的方法來推斷數據點的未來

這一切都太容易推斷產生的垃圾;試試這個。
許多不同的推斷當然是可能的;
產生垃圾，非垃圾，很多都是不明確的。

""" extrapolate y,m,d data with scipy UnivariateSpline """
import numpy as np
from scipy.interpolate import UnivariateSpline
# pydoc scipy.interpolate.UnivariateSpline -- fitpack, unclear
from datetime import date
from pylab import * # ipython -pylab
__version__ = "denis 23oct"

def daynumber( y,m,d ):
""" 2005,1,1 -> 0 2006,1,1 -> 365 ... """
return date( y,m,d ).toordinal() - date( 2005,1,1 ).toordinal()
days, values = np.array([
(daynumber(2005,1,1), 1.2 ),
(daynumber(2005,4,1), 1.8 ),
(daynumber(2005,9,1), 5.3 ),
(daynumber(2005,10,1), 5.3 )
]).T
dayswanted = np.array([ daynumber( year, month, 1 )
for year in range( 2005, 2006+1 )
for month in range( 1, 12+1 )])
np.set_printoptions( 1 ) # .1f
print "days:", days
print "values:", values
print "dayswanted:", dayswanted
title( "extrapolation with scipy.interpolate.UnivariateSpline" )
plot( days, values, "o" )
for k in (1,2,3): # line parabola cubicspline
extrapolator = UnivariateSpline( days, values, k=k )
y = extrapolator( dayswanted )
label = "k=%d" % k
print label, y
plot( dayswanted, y, label=label ) # pylab
legend( loc="lower left" )
grid(True)
savefig( "extrapolate-UnivariateSpline.png", dpi=50 )
show()

補充：一個SciPy的票說，
「在FITPACK類的行為
scipy.interpolate遠遠高於文檔會導致人們相信「-
恕我直言真正的其他軟體文檔了。
2.
該數學模型的方式去在這種情況下。舉例來說，如果你只有三個數據點，可以完全沒有跡象顯示有關趨勢將如何展開（可以是任何兩個拋物線。）
獲取統計課程和嘗試的演算法。嘗試教科書。
3.
做外推的一個簡單方法是插值多項式或樣條曲線：有很多常式這scipy.interpolate，並有相當容易（只給（X CodeGo.net，Y）點，你會得到一個函數[一個可調用的，恰恰] ）。
現在，當作為被指出在這個線程，你不能指望外推是（尤其是當你遠離你的數據點），如果你沒有一個模型為您的數據。不過，我鼓勵你從scipy.interpolate多項式或樣條曲線插值來玩玩看結果是否你得到適合你。
4.
你必須swpecify指函數，您需要外推。
比你返回，找出函數。並推斷這在將來。
例如：
翻譯日期為X值的優先天為x=0有關問題的價值建議立即進行刪除是aproximatly
（0,1.2），（400,1.8），（900,5.3）
現在，你決定，他點在於類型的函數
A +B * X +C * X ^ 2
使用至少squers，找到一個，b和c

（我將提供完整的源代碼，但後來，beacuase我沒有這個）