Python应用：python求极值点（波峰波谷）

作者:TechFlow更新于： 2020-02-19 15:10:14

　　Python是一种解释型脚本语言，可以应用于以下领域：

　　web和Internet开发

　　科学计算和统计

　　人工智能

　　教育

　　桌面界面开发

　　软件开发

　　后端开发

　　网络爬虫

　　python求极值点主要用到scipy库。

　　1.首先可先选择一个函数或者拟合一个函数，这里选择拟合数据：np.polyfit

　　importpandasaspd

　　importmatplotlib.pyplotasplt

　　importnumpyasnp

　　fromscipyimportsignal#滤波等

　　xxx=np.arange(0,1000)

　　yyy=np.sin(xxx*np.pi/180)

　　z1=np.polyfit(xxx,yyy,7)#用7次多项式拟合

　　p1=np.poly1d(z1)#多项式系数

　　print(p1)#在屏幕上打印拟合多项式

　　yvals=p1(xxx)

　　plt.plot(xxx,yyy,'*',label='originalvalues')

　　plt.plot(xxx,yvals,'r',label='polyfitvalues')

　　plt.xlabel('xaxis')

　　plt.ylabel('yaxis')

　　plt.legend(loc=4)

　　plt.title('polyfitting')

　　plt.show()

　　得到的图形是：

　　2.求波峰值，也就是极大值，得到：signal.find_peaks

　　#极值

　　num_peak_3=signal.find_peaks(yvals,distance=10)#distance表极大值点的距离至少大于等于10个水平单位

　　print(num_peak_3[0])

　　print('thenumberofpeaksis'+str(len(num_peak_3[0])))

　　plt.plot(xxx,yyy,'*',label='originalvalues')

　　plt.plot(xxx,yvals,'r',label='polyfitvalues')

　　plt.xlabel('xaxis')

　　plt.ylabel('yaxis')

　　plt.legend(loc=4)

　　plt.title('polyfitting')

　　foriiinrange(len(num_peak_3[0])):

　　plt.plot(num_peak_3[0][ii],yvals[num_peak_3[0][ii]],'*',markersize=10)

　　plt.show()

　　3.在可导的情形下，可以求导来求极值点，同时得到极大值和极小值点：np.polyder

　　yyyd=np.polyder(p1,1)#1表示一阶导

　　print(yyyd)

　　此时：yyyd.r即可就得导数为0的点，可以与上述的极大值点对应比较

　　4.直接函数分别求极大值和极小值：signal.argrelextrema函数

　　print(yvals[signal.argrelextrema(yvals,np.greater)])#极大值的y轴,yvals为要求极值的序列

　　print(signal.argrelextrema(yvals,np.greater))#极大值的x轴

　　peak_ind=signal.argrelextrema(yvals,np.greater)[0]#极大值点，改为np.less即可得到极小值点

　　plt.plot(xxx,yyy,'*',label='originalvalues')

　　plt.plot(xxx,yvals,'r',label='polyfitvalues')

　　plt.xlabel('xaxis')

　　plt.ylabel('yaxis')

　　plt.legend(loc=4)

　　plt.title('polyfitting')

　　plt.plot(signal.argrelextrema(yvals,np.greater)[0],yvals[signal.argrelextrema(yvals,np.greater)],'o',markersize=10)#极大值点

　　plt.plot(signal.argrelextrema(yvals,np.less)[0],yvals[signal.argrelextrema(yvals,np.less)],'+',markersize=10)#极小值点

　　plt.show()

　　##-----end------

　　Python是一种跨平台的计算机程序设计语言。是一种面向对象的动态类型语言，最初被设计用于编写自动化脚本(shell)，随着版本的不断更新和语言新功能的添加，越多被用于独立的、大型项目的开发。