
我有一个简单的对数曲线,如上所述。Matlab中有没有一些函数可以用分段的直线来拟合这条曲线,并显示这些直线段的起点和终点?我已经检查了matlab中的曲线拟合工具箱。他们似乎是通过一条直线或一些函数来进行曲线拟合。我不想只用一条线来拟合曲线。
如果没有直接函数,任何实现相同目标的替代方案都可以。我的目标是通过分段直线来拟合曲线,并获得这些分段的端点位置。
发布于 2012-09-24 06:30:00
首先,你的问题不叫曲线拟合。曲线拟合是当你有数据的时候,在某种意义上,你找到了描述它的最佳函数。另一方面,您希望创建函数的分段线性近似。
我建议采取以下策略:
下面是一个这样做的代码示例。您可以看到,红线(插值)非常接近原始函数,尽管有少量的部分。这是由自适应截面大小引起的。

function fitLogLog()
x = 2:1000;
y = log(log(x));
%# Find section sizes, by using an inverse of the approximation of the derivative
numOfSections = 20;
indexes = round(linspace(1,numel(y),numOfSections));
derivativeApprox = diff(y(indexes));
inverseDerivative = 1./derivativeApprox;
weightOfSection = inverseDerivative/sum(inverseDerivative);
totalRange = max(x(:))-min(x(:));
sectionSize = weightOfSection.* totalRange;
%# The relevant nodes
xNodes = x(1) + [ 0 cumsum(sectionSize)];
yNodes = log(log(xNodes));
figure;plot(x,y);
hold on;
plot (xNodes,yNodes,'r');
scatter (xNodes,yNodes,'r');
legend('log(log(x))','adaptive linear interpolation');
end发布于 2012-09-24 07:33:33
Andrey的自适应解决方案提供了更精确的整体拟合。但是,如果您想要的是固定长度的片段,那么这里有一些东西应该是有效的,使用一个方法也可以返回所有拟合值的完整集合。如果需要速度,可以矢量化。
Nsamp = 1000; %number of data samples on x-axis
x = [1:Nsamp]; %this is your x-axis
Nlines = 5; %number of lines to fit
fx = exp(-10*x/Nsamp); %generate something like your current data, f(x)
gx = NaN(size(fx)); %this will hold your fitted lines, g(x)
joins = round(linspace(1, Nsamp, Nlines+1)); %define equally spaced breaks along the x-axis
dx = diff(x(joins)); %x-change
df = diff(fx(joins)); %f(x)-change
m = df./dx; %gradient for each section
for i = 1:Nlines
x1 = joins(i); %start point
x2 = joins(i+1); %end point
gx(x1:x2) = fx(x1) + m(i)*(0:dx(i)); %compute line segment
end
subplot(2,1,1)
h(1,:) = plot(x, fx, 'b', x, gx, 'k', joins, gx(joins), 'ro');
title('Normal Plot')
subplot(2,1,2)
h(2,:) = loglog(x, fx, 'b', x, gx, 'k', joins, gx(joins), 'ro');
title('Log Log Plot')
for ip = 1:2
subplot(2,1,ip)
set(h(ip,:), 'LineWidth', 2)
legend('Data', 'Piecewise Linear', 'Location', 'NorthEastOutside')
legend boxoff
end

发布于 2014-01-22 08:01:13
这不是这个问题的确切答案,但由于我是基于搜索到达这里的,所以我想回答相关的问题,即如何创建(而不是拟合)分段线性函数,该函数旨在表示散点图中区间数据的平均值(或中值,或其他一些函数)。
首先,使用回归的一个相关但更复杂的替代方案是Multivariate adaptive regression splines,它显然具有some MATLAB code listed on the wikipedia page。
这里的解决方案是只计算重叠区间的平均值来获得点
function [x, y] = intervalAggregate(Xdata, Ydata, aggFun, intStep, intOverlap)
% intOverlap in [0, 1); 0 for no overlap of intervals, etc.
% intStep this is the size of the interval being aggregated.
minX = min(Xdata);
maxX = max(Xdata);
minY = min(Ydata);
maxY = max(Ydata);
intInc = intOverlap*intStep; %How far we advance each iteraction.
if intOverlap <= 0
intInc = intStep;
end
nInt = ceil((maxX-minX)/intInc); %Number of aggregations
parfor i = 1:nInt
xStart = minX + (i-1)*intInc;
xEnd = xStart + intStep;
intervalIndices = find((Xdata >= xStart) & (Xdata <= xEnd));
x(i) = aggFun(Xdata(intervalIndices));
y(i) = aggFun(Ydata(intervalIndices));
end例如,为了计算一些成对的X和Y数据的平均值,我手边有长度为0.1的间隔,它们彼此之间有大约1/3的重叠(参见散点图像):

均值x,y= intervalAggregate(Xdat,Ydat,@
,0.1,0.333)
X=
第1至8列
0.0552 0.0868 0.1170 0.1475 0.1844 0.2173 0.2498 0.2834第9至15列
0.3182 0.3561 0.3875 0.4178 0.4494 0.4671 0.4822Y=
第1至8列
0.9992 0.9983 0.9971 0.9955 0.9927 0.9905 0.9876 0.9846第9至15列
0.9803 0.9750 0.9707 0.9653 0.9598 0.9560 0.9537我们看到,随着x的增加,y趋于略微减小。从那里,很容易绘制线段和/或执行一些其他类型的平滑。
(请注意,我并没有试图向量化这个解决方案;如果对Xdata进行排序,则可以假定有一个速度快得多的版本。)
https://stackoverflow.com/questions/12556491
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