Python Scipy曲线拟合全局参数

我试图用python中的Scipy curve_fit拟合银河系模型的两个全局参数。我有一个自变量数组和一个因变量数组。数据集的前1/4需要根据两个全局参数和两个局部参数适合于一个函数，下1/4需要根据两个全局参数和两个局部变量适合于另一个函数，等等

无论如何，我可以编写一个函数，在整个数组中使用正确的索引和全局参数调用适当的函数

到目前为止，我得到的是：

   def galaxy_func_inner(time,a,b,c,d):
     telescope_inner = lt.station(rot_angle=c,pol_angle=d)
     power = telescope_inner.calculate_gpowervslstarray(time)[0]
     return a*np.array(power)+b

   def galaxy_func_outer(time,a,b,c,d):
     telescope_outer = lt.station(rot_angle=c,pol_angle=d)
     power = telescope_outer.calculate_gpowervslstarray(time)[0]
     return a*np.array(power)+b

   def galaxy_func_global(time,R,P,a,b,c,d,e,f,g,h):
        for t_index in range(len(time)):
           if t_index in range(0,50):
                   return galaxy_func_outer(t_index,a,b,R,P)
           elif t_index in range(50,100):
                   return galaxy_func_outer(t_index,c,d,R,P)
           elif t_index in range(100,150):
                   return galaxy_func_inner(t_index,e,f,R,P)
           elif t_index in range(150,200):
                   return galaxy_func_inner(t_index,g,h,R,P)

问题是，这只适用于第一次但适用于整个时间阵列，并且单个点仅适用于相应的模型点而不适用于整个阵列。关于如何重新表述这一点，有什么帮助吗？我试图将其重新表述为：

 def galaxy_func_global(xdata,R,P,a,b,c,d,e,f,g,h):
     return galaxy_func_outer(xdata[0:50],a,b,R,P),galaxy_func_outer(xdata[50:100],c,d,R,P),galaxy_func_inner(xdata[100:150],e,f,R,P),galaxy_func_inner(xdata[150:200],g,h,R,P)

但我得到了一个错误：

File "galaxy_calibration.py", line 117, in <module>
    popt,pcov = curve_fit(galaxy_func_global,xdata,ydata)
File "/Library/Python/2.7/site-packages/scipy-0.14.0.dev_7cefb25-py2.7-macosx-10.9-intel.egg/scipy/optimize/minpack.py", line 555, in curve_fit
    res = leastsq(func, p0, args=args, full_output=1, **kw)
File "/Library/Python/2.7/site-packages/scipy-0.14.0.dev_7cefb25-py2.7-macosx-10.9-intel.egg/scipy/optimize/minpack.py", line 369, in leastsq
    shape, dtype = _check_func('leastsq', 'func', func, x0, args, n)
File "/Library/Python/2.7/site-packages/scipy-0.14.0.dev_7cefb25-py2.7-macosx-10.9-intel.egg/scipy/optimize/minpack.py", line 20, in _check_func
    res = atleast_1d(thefunc(*((x0[:numinputs],) + args)))
File "/Library/Python/2.7/site-packages/scipy-0.14.0.dev_7cefb25-py2.7-macosx-10.9-intel.egg/scipy/optimize/minpack.py", line 445, in _general_function
    return function(xdata, *params) - ydata
ValueError: operands could not be broadcast together with shapes (4,) (191,) 

文件“galaxy_calibration.py”，第117行，在
popt，pcov=曲线拟合（银河函数全局、扩展数据、ydata）
文件“/Library/Python/2.7/site packages/scipy-0.14.0.dev_7cefb25-py2.7-macosx-10.9-intel.egg/scipy/optimize/minpack.py”，第555行，曲线拟合
res=leastsq（func，p0，args=args，满输出=1，**kw）
文件“/Library/Python/2.7/site packages/scipy-0.14.0.dev_7cefb25-py2.7-macosx-10.9-intel.egg/scipy/optimize/minpack.py”，第369行，在leastsq中
shape，dtype=\u check\u func（'leastsq'，'func'，func，x0，args，n）
文件“/Library/Python/2.7/site packages/scipy-0.14.0.dev_7cefb25-py2.7-macosx-10.9-intel.egg/scipy/optimize/minpack.py”，第20行，在检查功能中
res=至少1d（thefunc（*（x0[：numput]，）+args）））
文件“/Library/Python/2.7/site packages/scipy-0.14.0.dev_7cefb25-py2.7-macosx-10.9-intel.egg/scipy/optimize/minpack.py”，第445行，通用函数
返回函数（扩展数据，*参数）-ydata
ValueError:操作数无法与形状（4，）（191，）一起广播

---

任何帮助都将不胜感激。

如果您希望将输入数据分为4个批次（基于

时间点的索引），并根据批次处理数据，然后以单个数组返回结果，则可以执行以下操作：

def galaxy_func_global(time,R,P,a,b,c,d,e,f,g,h):
    return np.concatenate([galaxy_func_outer(time[0:50],a,b,R,P),
                          galaxy_func_outer(time[50:100],c,d,R,P),
                          galaxy_func_inner(time[100:150],e,f,R,P),
                          galaxy_func_inner(time[150:200],g,h,R,P)])

这将在
time
数组中分割出感兴趣的每个片段，然后为每个片段调用相应的函数。在我看来，这些函数返回的是简单的
np.array
s，可以将其串联起来，得到一个数组作为结果

（我刚刚意识到我可以说“您尝试的几乎是完美的，但是您需要将结果数组连接到单个数组中”：


请注意，至少有两种方法可以解决标注问题

首先，您应该确保两个函数（
galaxy…inner/outer（）
）的返回值都是1d numpy数组。否则，您将在全局返回值方面遇到问题

其次，出于显而易见的原因，每个拟合方法都希望函数的返回值与输入变量的大小（形状）相同。因此，如果
time
的长度不正好是200个元素，那么您当前的代码也可能会遇到问题，因为即使
time
更长，您的输出也会被截断为200个元素。至少你应该把

galaxy_func_inner(time[150:],g,h,R,P)

在上一次函数调用中捕获所有剩余的
时间点
，但如果要正确执行，请调用

def galaxy_func_global(time,R,P,a,b,c,d,e,f,g,h):
    inds=np.floor(np.linspace(0,len(time)-1,5))
    return np.concatenate([galaxy_func_outer(time[0:inds[1]],a,b,R,P),
                      galaxy_func_outer(time[inds[1]:inds[2]],c,d,R,P),
                      galaxy_func_inner(time[inds[2]:inds[3]],e,f,R,P),
                      galaxy_func_inner(time[inds[3]:],g,h,R,P)])

还请注意，您的原始错误正式属于此类错误：

File "/Library/Python/2.7/site-packages/scipy-0.14.0.dev_7cefb25-py2.7-macosx-10.9-intel.egg/scipy/optimize/minpack.py", line 445, in _general_function
    return function(xdata, *params) - ydata
ValueError: operands could not be broadcast together with shapes (4,) (191,) 

这说明python无法从
函数（扩展数据，*params）
（即拟合模型）中减去
ydata
，因为一个长度为4，而另一个长度为191。这是因为如果函数调用
返回a、b、c、d
，那么它将返回一个元组
（a、b、c、d）
，因此返回值的长度将为4。更有趣的是，您的
ydata
长度为191，这可能意味着您仍然会遇到错误。
欢迎使用堆栈溢出！如果你提供一个答案，你可能会得到一个更快的答案。有些事情我不清楚，例如：
galaxy\u func\u inner/outer
是否期望一个时间，或者一个整数索引作为第一个参数？变量的命名建议使用前者，但当您在
global
函数中调用这些函数时，您会给它们
t\u index
而不是t。感谢您的帮助。np.concatenate不是只接受两个参数，而不是您所写的四个参数吗？另外，关于长度为191的ydata，我的数据集被截断为[0:49]、[49:98]、[98:144]、[144:191]。但问题似乎是，它试图用这些子元素之一的扩展数据（这是我们想要的）：def galaxy_func_global（扩展数据，R，P，a，b，c，d，e，f，g，h）：返回np.array（（galaxy_func_outer）（扩展数据[0:49]外星系（扩展数据[49:98]，c，d，R，P），内星系（扩展数据[98:144]，e，f，R，P），内星系（扩展数据[144:191]，g，h，R，P））@Emma518，1。在一个测试用例上自己尝试
concatenate
：
np.concatenate（[1,3]，[2,5]，[3,4]，[6,7]）
。2.对不起，我不明白你在说什么。你试过我的建议了吗？我试过了，但我得到的错误是我的第一条评论：TypeError:function最多接受2个参数（给定4个）@Emma518是的，很抱歉！您必须将
串联
的所有参数放入一个列表中。。。你说得对，我的坏：）我编辑了我的答案，现在应该可以了。下次从错误开始，我不会假设你错了；）