Wie berechnet man mit NumPy einen laufenden Mittelwert (gleitender Durchschnitt) in Python?

Laufender Mittelwert in Python mit NumPy

Die Berechnung des laufenden Mittelwerts, auch bekannt als gleitender Durchschnitt, eines 1D-Arrays ist eine häufige Aufgabe in der Datenanalyse. NumPy bietet ein leistungsstarkes Tool namens np.convolve zum Durchführen von Faltungsoperationen, einschließlich des laufenden Mittelwerts.

Definition und Implementierung:

Der laufende Mittelwert beinhaltet das Verschieben eines Fensters entlang der Eingabearray und Berechnen des Mittelwerts der Werte innerhalb des Fensters bei jedem Schritt. In NumPy wird dies wie folgt erreicht:

import numpy as np

array = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
window_size = 3

result = np.convolve(array, np.ones(window_size) / window_size, mode='valid')

Erklärung:

• np.ones(window_size) erstellt ein Array von Einsen mit der Größe gleich die Fenstergröße.
• np.ones(window_size) / window_size normalisiert das Array durch Teilen jedes Element durch die Fenstergröße, was zu einem Kernel zur Berechnung des arithmetischen Mittels führt.
• np.convolve nimmt den Kernel und faltet ihn mit dem Eingabearray und führt eine gleitende Mittelwertberechnung durch.
• Modus ='valid' gibt an, dass nur der Teil des Arrays zurückgegeben werden soll, der vollständig vom Fenster abgedeckt werden kann, was zu einem Ergebnis der Größe len(array) - window_size führt 1.

Kantenbehandlung:

Das Modusargument in np.convolve steuert, wie die Kanten des Arrays während der Faltung behandelt werden. Die verfügbaren Modi sind „full“, „same“ und „valid“:

• „full“ umfasst sowohl die Originallänge als auch angehängte Nullen.
• „same“ hängt Nullen an Die Ausgabeform ist dieselbe wie die Eingabeform.
• 'gültig' umfasst nur den Teil des Arrays, der vollständig von der abgedeckt werden kann Fenster.

Der Modus „Gültig“ wird normalerweise für den laufenden Mittelwert verwendet, da er ein Ergebnis liefert, das die Fensterabschnitte am Anfang und Ende des Arrays nicht enthält.

Beispiel:

Im obigen Beispiel lautet das Ergebnis:

[4.  5.  6.  7.  8.  9.]

Dies stellt dar der laufende Mittelwert des Eingabearrays mit einer Fenstergröße von 3.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonWie berechnet man mit NumPy einen laufenden Mittelwert (gleitender Durchschnitt) in Python?. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!