Python圖像處理之直線和曲線的擬合與繪製【curve_fit()應用】

這篇文章主要介紹了Python圖像處理之直線和曲線的擬合與繪製,結合實例形式分析了Python曲線擬合相關函數curve_fit()的使用技巧,需要的朋友可以參考下

本文實例講述了Python圖像處理之直線和曲線的擬合與繪製。分享給大家供大家參考，具體如下：

在數據處理和繪圖中，我們通常會遇到直線或曲線的擬合問題，python中scipy模塊的子模塊optimize中提供了一個專門用於曲線擬合的函數curve_fit()。

下面通過示例來說明一下如何使用curve_fit()進行直線和曲線的擬合與繪製。

代碼如下：

# -*- coding:utf-8 -*-
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy import optimize
#直線方程函數
def f_1(x, A, B):
  return A*x + B
#二次曲線方程
def f_2(x, A, B, C):
  return A*x*x + B*x + C
#三次曲線方程
def f_3(x, A, B, C, D):
  return A*x*x*x + B*x*x + C*x + D
def plot_test():
  plt.figure()
  #擬合點
  x0 = [1, 2, 3, 4, 5]
  y0 = [1, 3, 8, 18, 36]
  #繪製散點
  plt.scatter(x0[:], y0[:], 25, "red")
  #直線擬合與繪製
  A1, B1 = optimize.curve_fit(f_1, x0, y0)[0]
  x1 = np.arange(0, 6, 0.01)
  y1 = A1*x1 + B1
  plt.plot(x1, y1, "blue")
  #二次曲線擬合與繪製
  A2, B2, C2 = optimize.curve_fit(f_2, x0, y0)[0]
  x2 = np.arange(0, 6, 0.01)
  y2 = A2*x2*x2 + B2*x2 + C2
  plt.plot(x2, y2, "green")
  #三次曲線擬合與繪製
  A3, B3, C3, D3= optimize.curve_fit(f_3, x0, y0)[0]
  x3 = np.arange(0, 6, 0.01)
  y3 = A3*x3*x3*x3 + B3*x3*x3 + C3*x3 + D3
  plt.plot(x3, y3, "purple")
  plt.title("www.jb51.net test")
  plt.xlabel('x')
  plt.ylabel('y')
  plt.show()
  return
plot_test()

擬合和繪製解果如下：

當然，curve_fit()函數不僅可以用於直線、二次曲線、三次曲線的擬合和繪製，仿照代碼中的形式，可以適用於任意形式的曲線的擬合和繪製，只要定義好合適的曲線方程即可。

如高斯曲線擬合，曲線函數形式如下：

def f_gauss(x, A, B, C, sigma):
  return A*np.exp(-(x-B)**2/(2*sigma**2)) + C

PS：這裏再爲大家推薦兩款相似的在線工具供大家參考：

在線多項式曲線及曲線函數擬合工具：
http://tools.jb51.net/jisuanqi/create_fun

在線繪製多項式/函數曲線圖形工具：
http://tools.jb51.net/jisuanqi/fun_draw

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希望本文所述對大家Python程序設計有所幫助。