Estou tentando fazer o grafico da figura, mas apenas a linha vermelha que é uma parabola multilpla. Faz parte de uma rede neural que eu tenho pronta, mas nao consigo gerar a funcao que gera essa parabola. É mais uma ajuda matematica.
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VOcê já tem o código inicial - criando a série de números e chamando a função de plot? Fica mais fácl te ajudar, em vez de ter que criar o programa todo - e é o mais norma também - pedir ajuda sobre elementos pontuais de um programa, em vez de "como faz isso?" - deixando todo o trabalho para quem quiser te ajudar.– jsbueno17/09/2018 às 20:52
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@jsbueno Está certo. Vou postar o código todo e a parte que não sei– mleas17/09/2018 às 21:01
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a parte que está faltando é mais ou menos o que tem no "hello world" do matplotlb - então não incomodou tanto nesse caso - mas tenha em mente para as próximas questões.– jsbueno17/09/2018 às 22:04
2 Respostas
Para construir parábolas eu gosto de utilizar função exponencial, basicamente sua parábola é uma função gaussiana, pq eu gosto de função exponencial (exp)
? simplesmente pq eu consigo controlar onde a parábola será centrada além de controlar a largura da janela... para demonstrar eu criei um vetor (dados)
de tamanho 1200
, em algumas posições adicionei "picos"
dados = np.zeros(1200)
dados[70] = 0.9
dados[290] = 0.9
dados[505] = 0.9
dados[720] = 0.9
dados[1000] = 0.9
Todo o resto do vetor é composto de zeros, plot do vetor dados
:
Então agora eu quero inserir uma parábola em cada um desses picos...
criei um vetor auxiliar para me ajudar a encontrar o valor exponencial relativo da parábola:
x= np.linspace(0, 1, len(dados))
o Vetor é espaçado por 1
e possui o mesmo tamanho do vetor de entrada, agora vem a parte legal da brincadeira, criar a parábola nas posições dos picos do plot acima:
np.exp(-np.power(x - pos, float(2.)) / (2 * np.power(lenKernel, float(2.))))
A função acima calcula uma Função gaussiana(parábola):
x=vetor auxiliar
lenKernel=largura da janela
pos=posição onde a parábola será centrada
Agora você pode somar essa função para cada pico necessário, a saída do meu código produz o seguinte plot:
Código completo:
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
dados = np.zeros(1200)
dados[70] = 0.9
dados[290] = 0.9
dados[505] = 0.9
dados[720] = 0.9
dados[1000] = 0.9
lenKernel =0.020
y=0;
x= np.linspace(0, 1, len(dados))
for i in [(70), (290), (505), (720), (1000)]:
pos=i/float(len(dados))
y=np.exp(-np.power(x - pos, float(2.)) / (2 * np.power(lenKernel, float(2.)))) + y
plt.plot(dados)
plt.plot(y)
plt.show()
Gráficos no matplotlib requerem séries numéricas já preenchidas em um array do NumPy -
Então, você pode escrever uma função que só se preocupa com a parte matemática mesmo, tomando um 'x' por entrada, e gerando um 'y' que funcione nos intervalos desejados, e aí é fácil preencher a série numérica com o numpy usando sua função.
Então, pensando na função - você quer que a intervalos periódicos sejam criadas "parabolas de ponta cabeça" com uma abertura estreita, e que abaixo de um certo limiar para os valores da parábola, o valor da função seja constante.
Interessante aí é que a função então não vai receber só "x" e te dar um "y"- ela tem valores de configuração - uma forma de fazer isso é uma função dentro de outra - a de fora recebe os parâmetros de "limiar", "intervalo" e "abertura" - e a de dentro é uma função que só recebe uma ordenada "x" e retorna "y". Isso não seria "necessário" - dá pra fazer com uma função só normal que receba x e mais os outro três parâmetros - mas aí , tem que colocar alguma logica extra na hora de gerar os valores de "y" - já que as formas de fazer isso com numpy normalmente assumem só um parâmetro.
então vamos ter algo da forma:
def parametrizar(periodo=100, limite=0, abertura=20):
def f_x(x):
# código que usa os 3 parâmetros acima para realmente calcular y
...
return resultado
return f_x
Agora, quanto a função em si - primeiro o mais fácil de resolver parece ser o "período" - basta pegar o resto da divisão de x pelo período desejado - mas percebo que além disso será legal ter um deslocamento também - então se o primeiro pico deseado for em "50" com um período de 200, normalizamos esses valores - de forma que o centro da parábola seja em "50" e tomamos o resto da divisão por "200" - fazendo passo a passo:
def parametrizar(deslocamento=50, periodo=100, deslocamento_y=1, limite=0.0, abertura=6):
limite = float(limite)
def f_x(x):
# repete valores de x períodicamente:
x1 = x % periodo
# deixa que a abcissa seja '0' onde desejamos o pico
x2 = x1 - deslocamento
# escala o valor "x" antes de elevar ao quadrado de forma
# que os valores para "abertura" sejam mais razoaveis:
x3 = x2 / periodo
# calcula a parábola em si:
y = - abertura * (x3 * x3) + deslocamento_y
# limita os valores baixos ao patamar desejado:
if y < limite:
y = limite
return y
return f_x
E isso funciona. Agora basta criar um array com os números y, e usar np.vectorize para aplicar a função - e os parâmetros pdem ser modificados até que o plot final seja apropriado para o que você precisa:
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
x = np.arange(0, 500,0.1, dtype=np.float64)
fx = parametrizar(abertura=30, limite=0.5)
y = np.vectorize(fx)(x)
plt.plot(x, y); plt.show()