كيفية سلاسة الرسم البياني في ماتلاب: الأساليب والتعليمات

يتم استخدام حزمة ماتلاب الرياضية على نطاق واسع لتحليل البيانات والرسوم البيانية. ومع ذلك ، فإن الرسوم البيانية التي تم الحصول عليها من نتائج الحسابات غالبا ما يكون لها تقلبات واضحة يمكن أن تتداخل مع التحليل البصري للبيانات.

تجانس الرسم البياني هو عملية القضاء على التقلبات أو الضوضاء في الرسم البياني مع الحفاظ على الاتجاه الأساسي للبيانات. للقيام بذلك ، هناك العديد من الطرق والتعليمات في ماتلاب التي تسمح لك بسلاسة الرسم البياني من أجل الحصول على صورة أوضح للظاهرة قيد الدراسة.

واحدة من أكثر الطرق شيوعا لتنعيم الرسم البياني هي المتوسط المتحرك. وهو يتألف من استبدال كل قيمة من الرسم البياني بمتوسط قيمة النقاط المجاورة لها. في ماتلاب ، يمكنك استخدام وظيفة سلسة لهذا الغرض. يسمح لك بضبط عرض نافذة المتوسط المتحرك وتحديد نوع النافذة لحساب المتوسط. ستكون نتيجة تطبيق المتوسط المتحرك على الرسم البياني رسما بيانيا جديدا للقيم الملساء ، حيث سيتم تقليل التقلبات وستبقى الصورة الرئيسية.

1. تجانس الرسوم البيانية في ماتلاب: أفضل الممارسات والتعليمات المفيدة
2. طريقة التنعيم الأسي
3. تطبيق طريقة التنعيم الأسي
4. مثال على الكود لتطبيق طريقة التنعيم الأسي
5. إيجابيات وسلبيات طريقة التنعيم الأسي
6. مرشح خطي لتنعيم الرسوم البيانية في ماتلاب
7. استخدام نافذة منزلقة لتسهيل الرسوم البيانية
8. تطبيق تجانس الشريحة لتحقيق نتائج أكثر دقة
9. سؤال وجواب
10. ما هي الطرق التي يمكن استخدامها في ماتلاب لتسهيل الرسوم البيانية?
11. ما هي الوظيفة التي يجب استخدامها لتنعيم الرسم البياني في الحالة أحادية البعد?
12. كيفية تسهيل الرسم البياني في حالة ثنائية الأبعاد في ماتلاب?

تجانس الرسوم البيانية في ماتلاب: أفضل الطرق والتعليمات المفيدة

الرسوم البيانية هي جزء مهم من تحليل البيانات في ماتلاب. ومع ذلك ، في بعض الأحيان يمكن أن تكون صاخبة أو تحتوي على قيم متطرفة ، مما يجعل من الصعب إدراكها وتحليلها بصريا. في مثل هذه الحالات ، يمكن أن تساعد الرسوم البيانية المنسقة في تحسين جودة عرض البيانات والكشف عن الأنماط المخفية.

تجانس الرسوم البيانية في ماتلاب لا يمكن أن يؤديها باستخدام أساليب مختلفة:

• باستخدام المتوسط المتحرك
• تطبيق تقريب متعدد الحدود
• باستخدام الاستيفاء شريحة
• تطبيق الانحدار المحلي

كل طريقة من هذه الطرق لها مزاياها وقيودها ، لذا فإن اختيار طريقة معينة يعتمد على خصائص البيانات ومجموعة المهام.

لإجراء تجانس الرسم البياني في ماتلاب ، يمكنك استخدام الإرشادات التالية:

1. قم بتحميل أو إنشاء البيانات التي تحتاج إلى سلاسة.
2. حدد طريقة التنعيم المراد استخدامها.
3. قم بتطبيق طريقة التنعيم المحددة على البيانات.
4. تصور ومقارنة الرسوم البيانية ممهدة مع تلك الأصلية.
5. قم بتقييم جودة التنعيم وتطبيق طرق إضافية إذا لزم الأمر.

عند تجانس الرسوم البيانية في ماتلاب ، فمن الضروري أن تأخذ في الاعتبار خصائص البيانات واختيار طريقة تجانس الأنسب. يجب أيضا توخي الحذر عند اختيار معلمات التنعيم ، مثل عرض نافذة المتوسط المتحرك أو درجة كثير الحدود في تقريب متعدد الحدود ، لتجنب فقدان معلومات مهمة.

يمكن أن يساعد استخدام تجانس الرسم البياني في ماتلاب في تحسين تفسير البيانات والحصول على استنتاجات أكثر دقة. يمكن أن يكون مفيدا بشكل خاص عند تحليل السلاسل الزمنية أو البيانات التجريبية أو أي بيانات تحتوي على تقلبات عشوائية أو قيم متطرفة.

طريقة التنعيم الأسي

طريقة التجانس الأسي هي إحدى طرق تجانس الرسوم البيانية في ماتلاب. يتم استخدامه لإزالة الضوضاء والقضاء على التغييرات المفاجئة في البيانات. وتسمى هذه الطريقة أيضا طريقة المتوسط المتحرك.

تعتمد الطريقة على المتوسط الأسي للقيم. يتم حساب متوسط كل قيمة بيانات جديدة بالقيم السابقة باستخدام عوامل الترجيح. يتم تحديد هذه المعاملات من قبل المستخدم بناء على المستوى المطلوب من التنعيم.

تطبيق طريقة التنعيم الأسي

1. تهيئة القيمة الأولى من البيانات ممهدة مع قيمة العنصر الأول من البيانات المصدر.
2. حدد عامل ترجيح ألفا (0 < ألفا < 1). كلما انخفضت قيمة ألفا ، زاد تأثير القيم السابقة على النتيجة.
3. لكل عنصر بيانات لاحق ، قم بتطبيق الصيغة:

القيمة السلسة = ألفا * القيمة الحالية +(1-ألفا) * القيمة السلسة السابقة

يجب تطبيق هذه الصيغة بالتتابع لكل عنصر بيانات. يتيح لك ذلك الحصول على منحنى سلس يعكس الاتجاه العام لتغييرات البيانات وإزالة الضوضاء والقفزات المفاجئة.

مثال على الكود لتطبيق طريقة التنعيم الأسي

يوضح الرمز أدناه تطبيق طريقة التنعيم الأسي باستخدام دالة سموثداتا المدمجة في ماتلاب:

٪ خلق

صفيف البيانات= [5, 7, 9, 6, 12, 8, 10, 13, 11, 14];

٪ تطبيق التنعيم الأسي

البيانات السلسة = البيانات السلسة (البيانات ، 'الأسي');

٪ الناتج النتيجة

من ديسب (ملساء_البيانات);

نتيجة لتنفيذ هذا الرمز ، سيتم الحصول على مصفوفة بيانات سلسة. يمكنك ضبط معلمات طريقة التنعيم الأسي عن طريق تغيير قيمة ألفا في دالة البيانات الملساء.

إيجابيات وسلبيات طريقة التنعيم الأسي

إيجابي:

• سهلة الاستخدام والفهم.
• يسمح لك بسلاسة البيانات دون فقدان المعلومات حول الاتجاه العام.

سلبيات:

• إنه غير مناسب للبيانات ذات الموسمية أو الاتجاهات.
• يجب اختيار قيمة ألفا بشكل صحيح لتحقيق المستوى الأمثل للتنعيم.

طريقة تجانس الأسي هي واحدة من الخيارات لتجانس الرسوم البيانية في ماتلاب. إنه مفيد لإزالة الضوضاء وتنعيم البيانات دون فقدان الاتجاه العام. ومع ذلك ، يجب أن تأخذ في الاعتبار حدودها واختيار المعلمات الصحيحة لكل مهمة محددة.

مرشح خطي لتنعيم الرسوم البيانية في ماتلاب

يمكن أن تحتوي الرسوم البيانية التي تم الحصول عليها في ماتلاب في بعض الأحيان على ضوضاء وتقلبات غير مرغوب فيها ، مما يجعل من الصعب تصور البيانات وتحليلها. تتمثل إحدى طرق تنعيم الرسم البياني وإزالة الضوضاء غير الضرورية في استخدام مرشح خطي.

المرشح الخطي هو كائن رياضي يعدل الإشارة عن طريق تطبيق بعض عمليات الالتواء. في سياق الرسوم البيانية ، يتم استخدام مرشح خطي لتنعيم الإشارة عن طريق حساب متوسط القيم الموجودة بالقرب من كل نقطة على الرسم البياني.

هناك العديد من الوظائف في ماتلاب لتطبيق مرشح خطي على الرسوم البيانية. الأكثر شعبية منهم هم:

• البيانات السلسة هي وظيفة تسمح لك بتنعيم البيانات باستخدام طرق تجانس مختلفة ، مثل المتوسط المتحرك ، والتنعيم الأسي ، وغيرها. بناء الجملة: البيانات الملساء = البيانات الملساء (البيانات);
• السلس هو وظيفة لتنعيم الرسوم البيانية باستخدام المتوسط المتحرك. بناء الجملة: البيانات الملساء = السلس (البيانات ، حجم النافذة);

مثال على استخدام الوظيفة السلسة:

البيانات = [1, 3, 5, 7, 9]; % بيانات المصدر

حجم النافذة = 3 ؛ ٪ حجم النافذة للتنعيم

البيانات الملساء = السلس (البيانات ، حجم النافذة) ؛ ٪ بيانات التنعيم

قطعة أرض (البيانات ، ' ب -' ، 'عرض الخط' ، 1.5) ؛ ٪ الرسم البياني المصدر

انتظر;

قطعة أرض (بيانات ملساء ، 'ص -' ، 'عرض الخط' ، 1.5) ؛ ٪ ملساء

الرسم البياني أسطورة ('بيانات المصدر' ، 'البيانات ممهدة');

زلابيل ('الوقت');

يلابيل ('القيمة');

العنوان ('تمهيد الرسم البياني باستخدام مرشح خطي');

نتيجة لتنفيذ هذا الرمز ، سيتم إنشاء رسم بياني لبيانات المصدر ورسم بياني للبيانات الملساء باستخدام مرشح خطي. يتم تعيين حجم النافذة للتنعيم بواسطة متغير حجم النافذة. كلما زادت قيمة حجم النافذة ، زاد تجانس الرسم البياني.

بالإضافة إلى المرشحات الخطية ، يمكن ماتلاب أيضا استخدام أساليب أخرى لتنعيم الرسوم البيانية ، مثل الاستيفاء ، تقريب والانحدار. يعتمد اختيار الطريقة على المهمة المحددة والدقة المطلوبة.

استخدام نافذة منزلقة لتسهيل الرسوم البيانية

واحدة من طرق تجانس الرسوم البيانية في ماتلاب هو استخدام نافذة منزلقة. تتيح لك هذه الطريقة تقليل تأثير الضوضاء والقيم المتطرفة على الرسم البياني ، وجعلها أكثر سلاسة وإقناعا. سيغطي هذا القسم كيفية استخدام نافذة منزلقة لتسهيل الرسوم البيانية في ماتلاب.

1. ابدأ بإنشاء متجه بيانات يمثل الرسم البياني الخاص بك. على سبيل المثال ، يمكنك إنشاء متجه " س " بقيم موزعة بالتساوي من 0 إلى 10 ، ومتجه "ص" لقيم جيبية من 0 إلى 2*بي:

س = لين سبيس (0 ، 10 ، 100);

ذ = الخطيئة (س);

2. ثم ، باستخدام وظيفة "البيانات السلسة" ، قم بتطبيق نافذة منزلقة على المتجه" ص". يمكنك تحديد حجم النافذة كوسيطة للدالة (على سبيل المثال ، " سموثداتا(ذ ، 'موفمين' ، 5) " سيتم تطبيق المتوسط المتحرك إلى نافذة من حجم 5):

ص_على نحو سلس = البيانات السلسة (ص ، 'موفمين' ، حجم النافذة);

هنا" ص_على نحو سلس "سيحتوي على القيم الملساء للمتجه" ص "باستخدام نافذة منزلقة بحجم "حجم النافذة".

3. أخيرا ، قم ببناء رسم بياني سلس باستخدام وظيفة" الرسم". حدد المتجه " س "والمتجه السلس" ص_على نحو سلس " كوسيطات للدالة:

مؤامرة (س ، ص_على نحو سلس);

الآن لديك رسم بياني سلس تم إنشاؤه باستخدام نافذة منزلقة.

4. بالإضافة إلى ذلك ، يمكنك تغيير حجم النافذة المنزلقة للحصول على رسم بياني أكثر أو أقل سلاسة. جرب قيم "حجم النافذة" المختلفة لتحقيق التأثير المطلوب.

5. وبالإضافة إلى ذلك ، ماتلاب لديها وظائف أخرى لتنعيم الرسوم البيانية ، مثل "السلس" ، "سموثداتا" و "سغولايفيلت". راجع الوثائق الخاصة بهذه الوظائف للتعرف على ميزاتها وأفضل طريقة لاستخدامها في حالتك المحددة.

هذا كل شيء! الآن أنت تعرف كيفية استخدام نافذة منزلقة لتسهيل الرسوم البيانية في ماتلاب. يمكن أن تكون هذه الطريقة مفيدة جدا عند تحليل البيانات وتقديم الرسوم البيانية بطريقة أكثر ملاءمة ومفهومة.

تطبيق تجانس الشريحة لتحقيق نتائج أكثر دقة

يعد تجانس الرسم البياني مهمة مهمة في تصور البيانات وتحليلها. يسمح لك بالتخلص من الضوضاء والانبعاثات ، وكذلك تحسين إدراك وتفسير النتائج.

واحدة من الطرق الفعالة لتنعيم الرسم البياني هو استخدام المفاتيح. الشريحة عبارة عن منحنى سلس يتكون من أجزاء من كثيرات الحدود منخفضة الدرجة التي تتصل عند العقد.

مزايا استخدام المفاتيح لتنعيم الرسم البياني:

• إنها تسمح لك بتحقيق مظهر أكثر سلاسة وطبيعية للرسم البياني;
• وهم قادرون على التكيف مع البيانات الأولية وتأخذ في الاعتبار خصوصيات توزيعها;
• فهي مقاومة للانبعاثات والضوضاء في البيانات;
• إنها تسمح لك بتقريب الرسم البياني بدقة عالية;
• فهي مرنة ويمكن استخدامها لأنواع مختلفة من البيانات.

لتطبيق تجانس سبلين في ماتلاب ، يمكنك استخدام وظيفة" كسابس". وهي مصممة لبناء المنحنيات التي تلبي متطلبات تجانس معين.

مثال على استخدام وظيفة "كسابس" :

س = لين سبيس (0 ، 10 ، 100);

ص = الخطيئة (س) + راند(الحجم (س)) * 0.5;

ص = كسابس (س ، ص);

يس = بفال(ص ، س);

مؤامرة (س ، ص ، 'س' ، س ، يس،' -');

أسطورة ('بيانات المصدر' ، 'البيانات ممهدة');

في هذا المثال ، ونحن توليد بيانات عشوائية ، على نحو سلس باستخدام وظيفة "كسابس" ، وإخراج البيانات الأصلية وسلس على الرسم البياني. يمكن تعديل المعلمة" كسابس " لتحقيق الدرجة المطلوبة من تمهيد.

يتيح لك استخدام تجانس الشريحة تحسين التمثيل المرئي للبيانات والحصول على نتائج أكثر دقة في تحليل المعلومات. تستخدم هذه الطريقة في مجالات مختلفة مثل الفيزياء والاقتصاد والبيولوجيا والطب وما إلى ذلك.

سؤال وجواب

ما هي الطرق التي يمكن استخدامها في ماتلاب لتسهيل الرسوم البيانية?

ماتلاب لديه عدة طرق لتنعيم الرسوم البيانية. على سبيل المثال ، يمكنك استخدام وظيفة البيانات السلسة لتسهيل البيانات في الحالة أحادية البعد ، أو الوظيفة السلسة لتسهيل البيانات في الحالة ثنائية الأبعاد. يمكنك أيضا استخدام المتوسط المتحرك أو طرق التنعيم الأسي.

ما هي الوظيفة التي يجب استخدامها لتنعيم الرسم البياني في الحالة أحادية البعد?

لتسهيل الرسم البياني في حالة أحادية البعد ، يمكنك استخدام وظيفة سموث داتا. يسمح لك بتخفيف البيانات عن طريق إزالة الضوضاء والقيم المتطرفة ، مع الحفاظ على الاتجاهات الرئيسية. على سبيل المثال ، يمكنك استخدام التنعيم باستخدام المتوسط المتحرك أو طريقة الوسيط المتحرك.

كيفية تسهيل الرسم البياني في حالة ثنائية الأبعاد في ماتلاب?

لتسهيل الرسم البياني في حالة ثنائية الأبعاد ، يمكنك استخدام وظيفة السلس في ماتلاب. يسمح لك بتنعيم البيانات باستخدام طرق مثل المتوسط المتحرك أو تجانس النواة. في الوقت نفسه ، يمكنك ضبط معلمات التنعيم ، مثل عرض النافذة لطريقة المتوسط المتحرك أو عرض النواة للتنعيم باستخدام النواة.