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我正在尝试在泊松分布的直方图上拟合一条曲线,如下所示
我修改了拟合函数,使其类似于泊松分布,其中参数 t 作为变量。但 curve_fit 函数无法绘制,我不知道为什么。
def histo(bsize):
N = bsize
#binwidth
bw = (dt.max()-dt.min())/(N-1.)
bin1 = dt.min()+ bw*np.arange(N)
#define the array to hold the occurrence count
bincount= np.array([])
for bin in bin1:
count = np.where((dt>=bin)&(dt<bin+bw))[0].size
bincount = np.append(bincount,count)
#bin center
binc = bin1+0.5*bw
plt.figure()
plt.plot(binc,bincount,drawstyle= 'steps-mid')
plt.xlabel("Interval[ticks]")
plt.ylabel("Frequency")
histo(30)
plt.xlim(0,.5e8)
plt.ylim(0,25000)
import numpy as np
from scipy.optimize import curve_fit
delta_t = 1.42e7
def func(x, t):
return t * np.exp(- delta_t/t)
popt, pcov = curve_fit(func, np.arange(0,.5e8),histo(30))
plt.plot(popt)
最佳答案
您的代码的问题是您不知道curve_fit
的返回值是什么。它是拟合函数的参数及其协方差矩阵 - 不能直接绘制。
一般来说,你可以更轻松地获得一切:
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.optimize import curve_fit
from scipy.special import factorial
from scipy.stats import poisson
# get poisson deviated random numbers
data = np.random.poisson(2, 1000)
# the bins should be of integer width, because poisson is an integer distribution
bins = np.arange(11) - 0.5
entries, bin_edges, patches = plt.hist(data, bins=bins, density=True, label='Data')
# calculate bin centers
bin_centers = 0.5 * (bin_edges[1:] + bin_edges[:-1])
def fit_function(k, lamb):
'''poisson function, parameter lamb is the fit parameter'''
return poisson.pmf(k, lamb)
# fit with curve_fit
parameters, cov_matrix = curve_fit(fit_function, bin_centers, entries)
# plot poisson-deviation with fitted parameter
x_plot = np.arange(0, 15)
plt.plot(
x_plot,
fit_function(x_plot, *parameters),
marker='o', linestyle='',
label='Fit result',
)
plt.legend()
plt.show()
更好的可能性是根本不使用直方图而是执行最大似然拟合。
但是通过仔细检查,这也是不必要的,因为泊松分布参数的最大似然估计量是算术平均值。
但是,如果您有其他更复杂的 PDF,则可以使用此示例:
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.optimize import minimize
from scipy.special import factorial
from scipy import stats
def poisson(k, lamb):
"""poisson pdf, parameter lamb is the fit parameter"""
return (lamb**k/factorial(k)) * np.exp(-lamb)
def negative_log_likelihood(params, data):
"""
The negative log-Likelihood-Function
"""
lnl = - np.sum(np.log(poisson(data, params[0])))
return lnl
def negative_log_likelihood(params, data):
''' better alternative using scipy '''
return -stats.poisson.logpmf(data, params[0]).sum()
# get poisson deviated random numbers
data = np.random.poisson(2, 1000)
# minimize the negative log-Likelihood
result = minimize(negative_log_likelihood, # function to minimize
x0=np.ones(1), # start value
args=(data,), # additional arguments for function
method='Powell', # minimization method, see docs
)
# result is a scipy optimize result object, the fit parameters
# are stored in result.x
print(result)
# plot poisson-distribution with fitted parameter
x_plot = np.arange(0, 15)
plt.plot(
x_plot,
stats.poisson.pmf(x_plot, result.x),
marker='o', linestyle='',
label='Fit result',
)
plt.legend()
plt.show()
关于numpy - 拟合泊松直方图,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/25828184/
我是一名优秀的程序员,十分优秀!