Dopasowanie krzywej w Scipy z danymi i parametrami 3d
Pracuję nad dopasowaniem funkcji dystrybucji 3d w scipy. Mam tablicę numpy z licznikami w skrzyniach x- i y-bins i staram się dopasować ją do dość skomplikowanej funkcji dystrybucji trójwymiarowej. Dane pasują do 26 (!) Parametrów, które opisują kształt dwóch składowych populacji.
Nauczyłem się tutaj, że muszę przekazać moje współrzędne x i y jako „argumenty”, kiedy nazywam najmniejszy. Kod prezentowany przez unutbu działa tak, jak napisano dla mnie, ale gdy próbuję zastosować go do mojego konkretnego przypadku, otrzymuję błąd „TypeError: leastsq () ma wiele wartości argumentu słowa kluczowego„ args ””
Oto mój kod (przepraszam za długość):
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import scipy.optimize as spopt
from textwrap import wrap
import collections
cl = 0.5
ch = 3.5
rl = -23.5
rh = -18.5
mbins = 10
cbins = 10
def hist_data(mixed_data, mbins, cbins):
import numpy as np
H, xedges, yedges = np.histogram2d(mixed_data[:,1], mixed_data[:,2], bins = (mbins, cbins), weights = mixed_data[:,3])
x, y = 0.5 * (xedges[:-1] + xedges[1:]), 0.5 * (yedges[:-1] + yedges[1:])
return H.T, x, y
def gauss(x, s, mu, a):
import numpy as np
return a * np.exp(-((x - mu)**2. / (2. * s**2.)))
def tanhlin(x, p0, p1, q0, q1, q2):
import numpy as np
return p0 + p1 * (x + 20.) + q0 * np.tanh((x - q1)/q2)
def func3d(p, x, y):
import numpy as np
from sys import exit
rsp0, rsp1, rsq0, rsq1, rsq2, rmp0, rmp1, rmq0, rmq1, rmq2, rs, rm, ra, bsp0, bsp1, bsq0, bsq1, bsq2, bmp0, bmp1, bmq0, bmq1, bmq2, bs, bm, ba = p
x, y = np.meshgrid(coords[0], coords[1])
rs = tanhlin(x, rsp0, rsp1, rsq0, rsq1, rsq2)
rm = tanhlin(x, rmp0, rmp1, rmq0, rmq1, rmq2)
ra = schechter(x, rap, raa, ram) # unused
bs = tanhlin(x, bsp0, bsp1, bsq0, bsq1, bsq2)
bm = tanhlin(x, bmp0, bmp1, bmq0, bmq1, bmq2)
ba = schechter(x, bap, baa, bam) # unused
red_dist = ra / (rs * np.sqrt(2 * np.pi)) * gauss(y, rs, rm, ra)
blue_dist = ba / (bs * np.sqrt(2 * np.pi)) * gauss(y, bs, bm, ba)
result = red_dist + blue_dist
return result
def residual(p, coords, data):
import numpy as np
model = func3d(p, coords)
res = (model.flatten() - data.flatten())
# can put parameter restrictions in here
return res
def poiss_err(data):
import numpy as np
return np.where(np.sqrt(H) > 0., np.sqrt(H), 2.)
# =====
H, x, y = hist_data(mixed_data, mbins, cbins)
data = H
coords = x, y
# x and y will be the projected coordinates of the data H onto the plane z = 0
# x has bins of width 0.5, with centers at -23.25, -22.75, ... , -19.25, -18.75
# y has bins of width 0.3, with centers at 0.65, 0.95, ... , 3.05, 3.35
Param = collections.namedtuple('Param', 'rsp0 rsp1 rsq0 rsq1 rsq2 rmp0 rmp1 rmq0 rmq1 rmq2 rs rm ra bsp0 bsp1 bsq0 bsq1 bsq2 bmp0 bmp1 bmq0 bmq1 bmq2 bs bm ba')
p_guess = Param(rsp0 = 0.152, rsp1 = 0.008, rsq0 = 0.044, rsq1 = -19.91, rsq2 = 0.94, rmp0 = 2.279, rmp1 = -0.037, rmq0 = -0.108, rmq1 = -19.81, rmq2 = 0.96, rs = 1., rm = -20.5, ra = 10000., bsp0 = 0.298, bsp1 = 0.014, bsq0 = -0.067, bsq1 = -19.90, bsq2 = 0.58, bmp0 = 1.790, bmp1 = -0.053, bmq0 = -0.363, bmq1 = -20.75, bmq2 = 1.12, bs = 1., bm = -20., ba = 2000.)
opt, cov, infodict, mesg, ier = spopt.leastsq(residual, p_guess, poiss_err(H), args = coords, maxfev = 100000, full_output = True)
Oto moje dane, tylko przy mniejszej liczbie pojemników:
[[ 1.00000000e+01 1.10000000e+01 2.10000000e+01 1.90000000e+01
1.70000000e+01 2.10000000e+01 2.40000000e+01 1.90000000e+01
2.80000000e+01 1.90000000e+01]
[ 1.40000000e+01 4.50000000e+01 6.00000000e+01 6.80000000e+01
1.34000000e+02 1.97000000e+02 2.23000000e+02 2.90000000e+02
3.23000000e+02 3.03000000e+02]
[ 3.00000000e+01 1.17000000e+02 3.78000000e+02 9.74000000e+02
1.71900000e+03 2.27700000e+03 2.39000000e+03 2.25500000e+03
1.85600000e+03 1.31000000e+03]
[ 1.52000000e+02 9.32000000e+02 2.89000000e+03 5.23800000e+03
6.66200000e+03 6.19100000e+03 4.54900000e+03 3.14600000e+03
2.09000000e+03 1.33800000e+03]
[ 5.39000000e+02 2.58100000e+03 6.51300000e+03 8.89900000e+03
8.52900000e+03 6.22900000e+03 3.55000000e+03 2.14300000e+03
1.19000000e+03 6.92000000e+02]
[ 1.49600000e+03 4.49200000e+03 8.77200000e+03 1.07610000e+04
9.76700000e+03 7.04900000e+03 4.23200000e+03 2.47200000e+03
1.41500000e+03 7.02000000e+02]
[ 2.31800000e+03 7.01500000e+03 1.28870000e+04 1.50840000e+04
1.35590000e+04 8.55600000e+03 4.15600000e+03 1.77100000e+03
6.57000000e+02 2.55000000e+02]
[ 1.57500000e+03 3.79300000e+03 5.20900000e+03 4.77800000e+03
3.26600000e+03 1.44700000e+03 5.31000000e+02 1.85000000e+02
9.30000000e+01 4.90000000e+01]
[ 7.01000000e+02 1.21600000e+03 1.17600000e+03 7.93000000e+02
4.79000000e+02 2.02000000e+02 8.80000000e+01 3.90000000e+01
2.30000000e+01 1.90000000e+01]
[ 2.93000000e+02 3.93000000e+02 2.90000000e+02 1.97000000e+02
1.18000000e+02 6.40000000e+01 4.10000000e+01 1.20000000e+01
1.10000000e+01 4.00000000e+00]]
Dziękuję bardzo!