片対数グラフのスプライン補間
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片対数グラフでスプライン補間がうまくいかない
例として、ある実験のデータを片対数でプロットしてみる。
data
import numpy as np
np.array([[ 1.00e+03, 2.01e+01],
[ 1.00e+04, 2.00e+01],
[ 2.00e+04, 1.97e+01],
[ 3.00e+04, 1.90e+01],
[ 4.30e+04, 1.76e+01],
[ 6.00e+04, 1.55e+01],
[ 1.00e+05, 1.17e+01],
[ 3.00e+05, 1.80e+00],
[ 1.00e+06, -1.12e+01]])
#グラフの設定
plt.xscale('log')
plt.xlabel("Frequency[Hz]")
plt.ylabel("Gain[dB]")
plt.grid(True)
#散布図をプロット
plt.scatter(x, y, marker="x",s=50)
#スプライン補間した関数をプロット
from scipy import interpolate
f = interpolate.interp1d(x, y, kind='quadratic')
xnew = np.logspace(3, 6, num=90)
plt.plot(xnew,f(xnew))
▼出力されるグラフ
10^5~10^6あたりの補完がおかしい。
これは横軸をlogでとっているにもかかわらず、スプライン補間を元の軸のまま行っていることが原因である。
正しいスプライン補間をする方法
logをとってからスプライン補間した関数を求めれば良い。
以下に具体的なコードを示す。
# ~ 省略 ~
#スプライン補間した関数をプロット
from scipy import interpolate
f = interpolate.interp1d(np.log10(x), y, kind='quadratic') #logをとってスプライン補間
xnew = np.logspace(3, 6, num=90)
plt.plot(xnew,f(np.log10(xnew))) #plotするときもlogをとってから渡す
実際に試したい人向けコード
jupyter notebookを使っている人向け。
# coding: utf-8
# In[1]:
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
#プロットするデータ。
data = np.array([[ 1.00e+03, 2.01e+01],
[ 1.00e+04, 2.00e+01],
[ 2.00e+04, 1.97e+01],
[ 3.00e+04, 1.90e+01],
[ 4.30e+04, 1.76e+01],
[ 6.00e+04, 1.55e+01],
[ 1.00e+05, 1.17e+01],
[ 3.00e+05, 1.80e+00],
[ 1.00e+06, -1.12e+01]])
#logのグラフを扱うような人はグラフはグレースケールだろう
plt.style.use('grayscale')
plt.rcParams["axes.facecolor"] = (1,1,1,0)
plt.rcParams["figure.facecolor"] = (1,1,1,0)
# In[2]:
x = data[:,0]
y = data[:,1]
plt.xscale('log')
plt.xlabel("Frequency[Hz]")
plt.ylabel("Gain[dB]")
plt.grid(True)
plt.scatter(x, y, marker="x",s=50)
from scipy import interpolate
f = interpolate.interp1d(x, y, kind='quadratic')
xnew = np.logspace(3, 6, num=90)
plt.plot(xnew,f(xnew))
# In[3]:
x = data[:,0]
y = data[:,1]
plt.xscale('log')
plt.xlabel("Frequency[Hz]")
plt.ylabel("Gain[dB]")
plt.grid(True)
plt.scatter(x, y, marker="x",s=50)
from scipy import interpolate
f = interpolate.interp1d(np.log10(x), y, kind='quadratic')
xnew = np.logspace(3, 6, num=90)
plt.plot(xnew,f(np.log10(xnew)))
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この問題について(片対数グラフのスプライン補間), 我々は、より多くの情報をここで見つけました https://qiita.com/YukiKajihara/items/6f35afddad28d0cb54fb著者帰属:元の著者の情報は、元のURLに含まれています。著作権は原作者に属する。
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