2024.3.27 移動平均【numpy, pandas】

Numpyを用いる方法

畳み込みを行うためのconvolveメソッドを用いて移動平均を計算する。

code:ma01.py

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

t = np.linspace(0, 10)

data = np.sin(t) + np.random.rand(len(t))

n = 5 # 移動平均の幅

ma = np.convolve(data, np.ones(n) / n, mode='valid')

plt.plot(data, label='data')

plt.plot(ma, label='moving average')

plt.grid()

plt.show()

結果

https://scrapbox.io/files/660382b7050bd200241a0e90.png

Pandasを用いる方法

SeriesとDataFrameに格納された時系列データはrollingメソッドを利用することで移動平均を求めることができる。

code:ma02.py

import numpy as np

import pandas as pd

import matplotlib.pyplot as plt

t = np.linspace(0, 10, 100)

data1 = np.sin(t) + np.random.rand(len(t))*0.3

data2 = np.sin(2*t+1) + np.random.rand(len(t))*0.2

data3 = np.sin(3*t+2) + np.random.rand(len(t))*0.1

df1 = pd.DataFrame(data)

df1.plot()

df2 = df1.rolling(5).mean()

df2.plot()

plt.grid()

plt.show()

rollingメソッドを適用すると、Rolling型のインスタンスが返される。これにmeanやsumなどの統計処理行うメソッドを呼び出すと、結果が格納されたDataFrameが返される。

処理前

https://scrapbox.io/files/6603c391a6639500233b4d2f.png

結果

https://scrapbox.io/files/6603c39871994e0025b233bc.png