Python 如何平滑抖动图中的噪声矢量场

我有一个数据集，我想画成一个箭筒图。该集合包含以椭圆表示的恒星参数（中心、长轴长度、短轴长度、长轴方向（角度）），我想用箭图绘制一个向量场。数据（轴长度和轴承）有噪音，我需要平滑它。虽然平滑效果很好的轴长度，我坚持与角度平滑。这里的问题是，任何椭圆在视觉上（出于我的目的）都相当于旋转180度的椭圆，椭圆的角度分布在0到180之间。此范围的大部分平滑效果良好，但角点接近0和接近180的情况除外。虽然角度接近0和接近180的两个椭圆在视觉上看起来很相似，但它们的“平均”角度为90度，这显然是错误的。请参见平滑中断的非平滑数据示例（代表这些星星的白色星星和绿色箭头）。为了清楚起见，我不需要箭头的方向，在我的最后一个情节中，我隐藏了箭头。我只需要它的角度/方位，179.9和0.1两个角度的平均值需要是180或0，但不是90。 你知道如何解决这个问题吗

有两种选择：

首先，可以将角度转换为int，并将其扩展到该int的完整范围，然后利用溢出。例如：

np.astype((ang-180.)/360.*65536, 'uint16')

如果你的平滑函数很简单，没有比较运算符，在我看来这是一个讨厌的黑客，那么这可能会起作用

第二，任意旋转角度，多次平滑，选择最佳答案

我会平滑原稿，然后旋转120，平滑那个，旋转240，平滑那个。然后取消旋转，然后仅保持一致的角度。当然，这会带来3倍以上的性能冲击

编辑：

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第三个选项：平滑向量分量。

谢谢Paul，第一个选项被取消了，因为平滑是通过局部回归完成的，不起作用。我认为第二种方法可以奏效，如果我把角度旋转三次，大约15度，再把它们转回来，取中间值。不过，这种方法并不十分优雅。我也在考虑第三种方法。但问题是类似的，向量（0.999,0）和（-0.999,0）虽然方向相同（出于我的目的），但平均值为（0,0）。如果您想要优雅，您可能需要修改平滑算法。这里有一些关于如何比较循环数的讨论：如果numpy有一个“循环”的数据类型并重写

\uuuuu add\uuuuu

，

\uu sub\uuu

等，那就好了。。。始终给出所需的角度结果。一定是因为什么原因没做。。我已经多次遇到角度的问题，并且总是必须

var[var>180]-=180

我的解决方法。我会对数据进行三角化，并使用波前传播来选择“最佳”的180模表示。如果你可以共享一个数据集，我将尝试发布一个答案。