Python numpy.correlate()函数

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当两个序列具有更高的相似性时,在时间序列分析和信号处理中, cross-correlation, 又称为互相关,是一个非常有用的工具。

在Python中,numpy.correlate()函数是一个用于计算离散时间序列的交叉相关函数的函数。函数的两个参数是x和y,其中y是与x进行交叉相关的序列。返回的结果是一个一维数组,其中包含x和y交叉相关的所有值,具体取决于它的模式。

numpy.correlate(a, v, mode=’valid’, old_behavior=False)

a参数:代表输入的第一个序列,即要计算其与另一个序列v的交叉相关性的序列。

v参数:代表输入的第二个序列,即要计算与第一个序列a的交叉相关性的序列。

mode参数:在计算交叉相关函数时,模式指定计算模式,可为“full”,“valid”或“same”。

full模式:返回的数组长度为 a和v长度相加后减一。它可以看做是进行完整的卷积,包括原数组的零值再消失的位置。

valid模式:该模式仅返回有效的相关性值,可以理解为返回不包含零值的部分,其长度为a和v长度的差值的加一。

same模式:返回的数组的长度是max(a,v)的长度。其响应具有与输入长度相同的中心位置。

代码示例:

a = [1, 2, 3]
v = [0, 1, 0.5]

res = numpy.correlate(a, v, mode = ‘full’)
print(res)

输出结果:[0.5 2. 3.5 3. 0. ]

该例中,我们计算了序列a和序列v之间的交叉相关性,结果以full模式输出了一个包含所有相关值的数组。

代码示例:

a = [1, 2, 1, -1, 1, -1]
v = [1, -1, 1, -1]

res = numpy.correlate(a, v, mode = ‘valid’)
print(res)

输出结果:[0 0 0 0]

该例中,我们计算了序列a和序列v之间的交叉相关性,结果以valid模式输出了一个仅包含有效相关值的数组,由于a和v的长度不同,因此输出为长度为4的数组。

总的来说,numpy.correlate()函数是用于计算两个序列之间交叉相关性的高效工具,可以定义不同的模式来优化你的计算。在使用该函数的时候,我们需要考虑模式的选择,以及最终结果的解释,这些需要根据具体应用场景来决定。