python - scipy 的 curve_fit 函数的维度问题

Question

我对 python 中的曲线拟合以及一般的 python 不熟悉。目前，我正在尝试使用 scipy 的 curve_fit 模块来拟合 4 个光谱峰。

简而言之，我在一个包含两列的文本文件中有数据。所以我的第一步是将数据导入两个数组，一个包含 xdata，另一个包含 y 数据。然后我尝试定义我要拟合的函数(四个 voigt 峰)。最后，当我尝试运行整个程序时，出现以下错误:

raise TypeError('Improper input: N=%s must not exceed M=%s' % (n, m)) TypeError: Improper input: N=11 must not exceed M=1

据我所知 curve_fit help页面，这个错误表明我必须至少有与拟合参数一样多的数据点，这是有道理的。问题是我的数据集中有 250 个点...

这是我的代码

import numpy as n
import pyspec as p
from scipy.optimize import curve_fit

file = open('fileName', "r") #open the file
data = n.loadtxt(file) #load the file into an array
freq = n.array(data[:, 0] - n.median(data[:, 0])) #center data on zero. 
counts = n.array(data[:, 1])
error = n.array(data[:, 1]**0.5) #get the error on the counts. Standard poisson error. 

# Define a single voigt profile
def voigt(xdata, amp, cent, FWHM, ep) :
   x = xdata
   C = cent
   F = FWHM
   A = amp
   E = ep
   vmodel = A * ((1 - E)*n.exp(-2.77259 * (n.square(x - C))/n.square(F)) + E / (1 + (4 * n.square(x - C)/F**2)))
   return[vmodel]

   #Define the four peak function

def voigt4(xdata, amp1, amp2, amp3, amp4, pos1, pos2, pos3, pos4, FWHM, ep, Bg):
   voigtp1 = voigt(xdata, amp1, pos1, FWHM, ep)
   voigtp2 = voigt(xdata, amp2, pos2, FWHM, ep)
   voigtp3 = voigt(xdata, amp3, pos3, FWHM, ep)
   voigtp4 = voigt(xdata, amp4, pos3, FWHM, ep)

   voigt4 = (voigtp1 + voigtp2 + voigtp3 + voigtp4 + Bg) # include a background term
    return[voigt4]

   # give an initial guess. The *_in params are initial guesses made by the user. 
   guess =   n.array([amp1_in, amp2_in, amp3_in, amp4_in, pos1_in, pos2_in, pos3_in, pos4_in, 500, 0.5, bkgr_in])

   fit = curve_fit(voigt4, freq, counts, guess) # try to fit

我不知道为什么会出现这个错误。

Answer 1

如评论中所述，您应该删除函数 voigt 和 voigt4 中返回语句中的括号。括号的问题是您将要返回的数组放在列表中，从而减少了返回对象的维度。考虑以下示例:

import numpy as np
ar = np.array([1, 2, 3, 4])

然后是命令

len(ar)

会返回 4 和

a[0]

按预期返回 1。如果你现在做

b = [ar] 

就像你在返回声明中所做的那样

b

会是

[array([1, 2, 3, 4])]

和

b[0]

不再是单个值，而是整个原始数组:

array([1, 2, 3, 4])

这意味着你收到了类似的错误

---------------------------------------------------------------------------
IndexError                                Traceback (most recent call last)
<ipython-input-269-33e961e0e4ea> in <module>()
----> 1 b[1]

IndexError: list index out of range

如果您尝试访问 b[1]。

因此，当您将多维对象缩减为一维对象时，您收到有关维度的错误消息也就不足为奇了。