python 冪數擬合及擬合度計算

2021-10-01 06:06:06 字數 1369 閱讀 3375

有時候對資料的分析處理,需要進行曲線擬合,python提供了豐富的工具,其中scipy中的curve_fit可以用來進行冪數擬合或者指數擬合等各種型別的擬合。

先定義好要擬合的函式形式target_func,然後呼叫函式popt, pcov = curve_fit(target_func, xdata, ydata)可以返回target_func中的引數,引數儲存在popt陣列中。

擬合度r²

衡量的是擬合函式整體的擬合度,r²最大值為1,越接近於1,說明函式的擬合度越好,公式表達為r²=1-ssres/sstot。ssres為殘差平方和,sstot為去掉均值後的平方和。

計算過程如下:

如下**給定了一組x,y資料,使用函式y = a * x^b來擬合這組資料,並計算擬合度r²。最後列印出了擬合函式的引數a、b,及擬合度r²

from scipy.optimize import curve_fit

import numpy as np

xdata = [0.1738, 0.0325, 0.0135, 0.0058, 0.0028]

ydata = [11.313, 15.953, 21.599, 33.212, 54.098]

### define the fit functions, y = a * x^b ###

def target_func(x, a, b):

return a*(x**b)

### curve fit ###

popt, pcov = curve_fit(target_func, xdata, ydata)

### calculate r square ###

calc_ydata = [target_func(i, popt[0], popt[1]) for i in xdata]

res_ydata = np.array(ydata) - np.array(calc_ydata)

ss_res = np.sum(res_ydata**2)

ss_tot = np.sum((ydata - np.mean(ydata))**2)

r_squared = 1 - (ss_res / ss_tot)

### output results ###

print "a = %f b = %f r2 = %f"%(popt[0], popt[1], r_squared)

print ydata, calc_ydata

輸出結果為:a = 2.761469  b = -0.499174   r2 = 0.965864, 即 y = 2.76 * x^(-0.499),擬合度高達96.6%。

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