移动平均数或运行平均数

Question

Python是否有一个SciPy函数或NumPy函数或模块来计算给定特定窗口的一维数组的运行平均值？

Answer 1

更新：已经提出了更有效的解决方案，scipy中的uniform_filter1d可能是“标准”第三方库中最好的，也有一些更新或专门的库可用。

您可以使用np.convolve:

np.convolve(x, np.ones(N)/N, mode='valid')

运行平均数是卷积数学运算的一个例子。对于运行的平均值，您可以沿着输入滑动一个窗口，并计算窗口内容的平均值。对于离散的一维信号，卷积是同样的事情，除了计算任意线性组合而不是平均值，即每个元素乘以相应的系数，然后将结果相加。这些系数，窗口中的每个位置一个，有时被称为卷积核。N个值的算术平均值是(x_1+x_2+...+x_N)/N，因此对应的内核是(1/N,1/N,...，1/N)，这正是我们使用np.ones(N)/N得到的结果。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
modes = ['full', 'same', 'valid']
for m in modes:
    plt.plot(np.convolve(np.ones(200), np.ones(50)/50, mode=m));
plt.axis([-10, 251, -.1, 1.1]);
plt.legend(modes, loc='lower center');
plt.show()