python:savgol_filter的简单使用
引入
在做数字信号处理时,有时采集到的信号有较大的噪声,比如下图。因此想要尽量将信号平滑化,而且信号的形状保持不变。
savgol_filter简介
什么是savgol_filter
- Savitzky-Golay滤波器最初由Savitzky和Golay于1964年提出。广泛地运用于数据流平滑除噪,是一种在时域内基于局域多项式最小二乘法拟合的滤波方法。这种滤波器最大的特点在于在滤除噪声的同时可以确保信号的形状、宽度不变。
- 它对信号的操作是在时域内对window_length内的数据进行多项式拟合。而从频域上看,这种拟合实际就是通过了低频数据,而滤掉了高频数据。
- 这种滤波其实是一种移动窗口的加权平均算法,但是其加权系数不是简单的常数窗口,而是通过在滑动窗口内对给定高阶多项式的最小二乘拟合得出。
怎么使用
简单使用:
scipy.signal.savgol_filter(x, window_length, polyorder)
- x为要滤波的信号
- window_length即窗口长度
取值为奇数且不能超过len(x)。它越大,则平滑效果越明显;越小,则更贴近原始曲线。 - polyorder为多项式拟合的阶数。
它越小,则平滑效果越明显;越大,则更贴近原始曲线。
完整接口:官方文档
实例
对上面的数据用savgol_filter进行滤波,从而平滑化。结果如下。其中w指window_length,k指polyorder
- w=41,k=2的平滑效果最明显。即window_length越大,polyorder越小,则平滑效果越强
- w=21,k=4最接近原曲线。即window_length越小,polyorder越大,则结果越接近原始曲线。
参考
链接1
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