c++ - 添加高斯噪声

Question

我有一个 .arff 文件，其中包含一个 float 列表。我需要为每个数字添加高斯噪声，在 MATLAB 中为:

m = m+k*randn(size(m)

其中 m 是列表中的数字之一，k 是标准偏差，其值为 0.1。什么是 C++ 等同于 randn()？

能举个例子吗？

Answer 1

使用std::normal_distribution使用适当的生成器(std::default_random_engine 通常可以工作)。参见 http://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/random有关 C++ 标准库的所有随机数生成工具的详细信息。

( live example )

#include <iostream>
#include <iterator>
#include <random>

int main() {
    // Example data
    std::vector<double> data = {1., 2., 3., 4., 5., 6.};

    // Define random generator with Gaussian distribution
    const double mean = 0.0;
    const double stddev = 0.1;
    std::default_random_engine generator;
    std::normal_distribution<double> dist(mean, stddev);

    // Add Gaussian noise
    for (auto& x : data) {
        x = x + dist(generator);
    }

    // Output the result, for demonstration purposes
    std::copy(begin(data), end(data), std::ostream_iterator<double>(std::cout, " "));
    std::cout << "\n";

    return 0;
}

输出:

0.987803 1.89132 3.06843 3.89248 5.00333 6.07448 

---

进一步的考虑

对于体面的统计属性，您可能希望选择 std::mersenne_twister_engine生成器(或者，为方便起见，std::mt19937 预定义版本)，并使用 std::random_device 为它播种:

std::mt19937 generator(std::random_device{}()); 

[注意:从 std::random_device 播种是一个很好的实践；如果您使用当前时间作为种子，您最终可能会在多个生成器中得到相同的种子值(例如，在很短的时间内初始化多个生成器时)。 std::random_device 将从系统获取熵(如果可用)。]

为了避免每次都将生成器传递给分发，您可以这样做:

auto dist = std::bind(std::normal_distribution<double>{mean, stddev},
                      std::mt19937(std::random_device{}()));

然后您可以按如下方式使用它:

double val = dist();

(Live example with these modifications)