python matlibplot绘制矩阵_matplotlib.pyplot.matshow 矩阵可视化实例

时间: 2023-10-25 07:34:08 浏览: 53
好的,下面是一个使用 matplotlib.pyplot.matshow 函数绘制矩阵的示例代码: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # 定义一个 5x5 的随机矩阵 matrix = np.random.rand(5, 5) # 使用 matshow 函数绘制矩阵图像 plt.matshow(matrix) # 添加颜色条 plt.colorbar() # 显示图像 plt.show() ``` 这个示例代码中,首先使用 numpy 库生成一个 5x5 的随机矩阵,然后使用 matshow 函数将其可视化成图像。最后,添加了一个颜色条并显示图像。 你可以根据自己的需要对矩阵进行修改,并调整图像的样式和布局。
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#https://pysource.com/2021/10/29/kalman-filter-predict-the-trajectory-of-an-object/ import cv2 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt class KalmanFilter: #实例属性 kf = cv2.KalmanFilter(4, 2) #其值为4,因为状态转移矩阵transitionMatrix有4个维度 #需要观测的维度为2 kf.measurementMatrix = np.array([[1, 0, 0, 0], [0, 1, 0, 0]], np.float32) #创建测量矩阵 kf.transitionMatrix = np.array([[1, 0, 1, 0], [0, 1, 0, 1], [0, 0, 0.7, 0], [0, 0, 0, 0.7]], np.float32) #创建状态转移矩阵 # 创建一个0-99的一维矩阵 z = [i for i in range(100)] z_watch = np.mat(z) # 创建一个方差为1的高斯噪声,精确到小数点后两位 noise = np.round(np.random.normal(0, 1, 100), 2) noise_mat = np.mat(noise) # 将z的观测值和噪声相加 z_mat = z_watch + noise_mat # 定义x的初始状态,即位置和速度 x_mat = np.mat([[0, ], [0, ]]) y_mat = np.mat([[0, ], [0, ]]) def predict(self, coordX, coordY): #实例方法,自己实现一个predict ''' This function estimates the position of the object''' measured = np.array([[np.float32(coordX)], [np.float32(coordY)]]) self.kf.correct(measured) #结合观测值更新状态值,correct为卡尔曼滤波器自带函数 predicted = self.kf.predict() #调用卡尔曼滤波器自带的预测函数 x, y = int(predicted[0]), int(predicted[1]) #得到预测后的坐标值 # 绘制结果 plt.plot(measured[0], 'k+', label='Measured_x') plt.plot(x, 'b-', label='Kalman Filter_x') #plt.plot(real_state, 'g-', label='Real state') plt.legend(loc='upper left') plt.title('Kalman Filter Results') plt.xlabel('Time (s)') plt.ylabel('Position (m)') plt.show() return x, y predict(self,x_mat,y_mat)优化这段python代码,随机生成x和y并实现对x和y的输入值的预测,并画出图像,实现可视化

# 导入必要的库 import cv2 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt class KalmanFilter: def __init__(self): # 创建卡尔曼滤波器 self.kf = cv2.KalmanFilter(4, 2) # 创建测量矩阵 self.kf.measurementMatrix = np.array([[1, 0, 0, 0], [0, 1, 0, 0]], np.float32) # 创建状态转移矩阵 self.kf.transitionMatrix = np.array([[1, 0, 1, 0], [0, 1, 0, 1], [0, 0, 0.7, 0], [0, 0, 0, 0.7]], np.float32) # 创建过程噪声协方差矩阵 self.kf.processNoiseCov = np.array([[1, 0, 0, 0], [0, 1, 0, 0], [0, 0, 0.5, 0], [0, 0, 0, 0.5]], np.float32) # 定义x的初始状态,即位置和速度 self.x = np.array([[0], [0], [0], [0]], np.float32) def predict(self, coordX, coordY): # 将输入值转换为测量值 measured = np.array([[np.float32(coordX)], [np.float32(coordY)]]) # 预测下一时刻的状态值 self.x = self.kf.predict() # 结合观测值更新状态值 self.x = self.kf.correct(measured) # 得到预测后的坐标值 x, y = int(self.x[0]), int(self.x[1]) return x, y # 创建KalmanFilter实例 kf = KalmanFilter() # 随机生成x和y x = np.array([i for i in range(1, 101)]) y = np.array([i for i in range(1, 101)]) # 添加随机噪声 x = x + np.random.normal(0, 10, 100) y = y + np.random.normal(0, 10, 100) # 预测输入值的位置 predicted_x = [] predicted_y = [] for i in range(100): px, py = kf.predict(x[i], y[i]) predicted_x.append(px) predicted_y.append(py) # 绘制结果 plt.plot(x, y, 'k+', label='Measured') plt.plot(predicted_x, predicted_y, 'b-', label='Kalman Filter') plt.legend(loc='upper left') plt.title('Kalman Filter Results') plt.xlabel('X') plt.ylabel('Y') plt.show()

基于pytorch实现自定义图像数据集分类并绘制混淆矩阵、可视化散点图、损失曲线准确率曲线等代码实现

好的,以下是一个基于PyTorch实现自定义图像数据集分类并绘制混淆矩阵、可视化散点图、损失曲线准确率曲线等的代码实现。请注意,这是一个基本的代码框架,您可能需要根据您的具体需求进行修改和完善。 ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim import torchvision import torchvision.transforms as transforms from torch.utils.data import DataLoader from sklearn.metrics import confusion_matrix from sklearn.manifold import TSNE import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np # 定义超参数 num_epochs = 10 batch_size = 32 learning_rate = 0.001 # 定义数据预处理 transform_train = transforms.Compose([ transforms.RandomCrop(32, padding=4), transforms.RandomHorizontalFlip(), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize((0.5, 0.5, 0.5), (0.5, 0.5, 0.5)) ]) transform_test = transforms.Compose([ transforms.ToTensor(), transforms.Normalize((0.5, 0.5, 0.5), (0.5, 0.5, 0.5)) ]) # 加载数据集 train_dataset = torchvision.datasets.CIFAR10(root='./data', train=True, download=True, transform=transform_train) train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True) test_dataset = torchvision.datasets.CIFAR10(root='./data', train=False, download=True, transform=transform_test) test_loader = DataLoader(test_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=False) # 定义模型 class Net(nn.Module): def __init__(self): super(Net, self).__init__() self.conv1 = nn.Conv2d(3, 32, 3, padding=1) self.conv2 = nn.Conv2d(32, 64, 3, padding=1) self.pool = nn.MaxPool2d(2, 2) self.fc1 = nn.Linear(64 * 8 * 8, 512) self.fc2 = nn.Linear(512, 10) def forward(self, x): x = self.pool(nn.functional.relu(self.conv1(x))) x = self.pool(nn.functional.relu(self.conv2(x))) x = x.view(-1, 64 * 8 * 8) x = nn.functional.relu(self.fc1(x)) x = self.fc2(x) return x # 实例化模型和优化器 model = Net() criterion = nn.CrossEntropyLoss() optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=learning_rate, momentum=0.9) # 训练模型 train_loss = [] train_acc = [] for epoch in range(num_epochs): running_loss = 0.0 running_corrects = 0 for i, (inputs, labels) in enumerate(train_loader): optimizer.zero_grad() outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, labels) loss.backward() optimizer.step() _, preds = torch.max(outputs, 1) running_loss += loss.item() * inputs.size(0) running_corrects += torch.sum(preds == labels.data) epoch_loss = running_loss / len(train_dataset) epoch_acc = running_corrects.double() / len(train_dataset) train_loss.append(epoch_loss) train_acc.append(epoch_acc) print('Epoch [{}/{}], Loss: {:.4f}, Accuracy: {:.4f}'.format(epoch+1, num_epochs, epoch_loss, epoch_acc)) # 测试模型并绘制混淆矩阵 model.eval() y_true = [] y_pred = [] with torch.no_grad(): for inputs, labels in test_loader: outputs = model(inputs) _, preds = torch.max(outputs, 1) y_true += labels.numpy().tolist() y_pred += preds.numpy().tolist() confusion = confusion_matrix(y_true, y_pred) plt.imshow(confusion, cmap='binary') plt.show() # 可视化散点图 model.eval() features = [] labels = [] with torch.no_grad(): for i, (inputs, labels_batch) in enumerate(test_loader): outputs = model(inputs) features_batch = outputs.numpy() features.append(features_batch) labels.append(labels_batch.numpy()) features = np.concatenate(features, axis=0) labels = np.concatenate(labels, axis=0) tsne = TSNE(n_components=2, random_state=0) embeddings = tsne.fit_transform(features) fig, ax = plt.subplots() scatter = ax.scatter(embeddings[:,0], embeddings[:,1], c=labels) legend = ax.legend(*scatter.legend_elements(), loc="upper right", title="Classes") ax.add_artist(legend) plt.show() # 绘制损失曲线和准确率曲线 fig, ax = plt.subplots() ax.plot(train_loss, label='train loss') ax.plot(train_acc, label='train accuracy') ax.set_xlabel('Epoch') ax.legend() plt.show() ``` 希望这可以帮助您实现自定义图像数据集分类并绘制混淆矩阵、可视化散点图、损失曲线准确率曲线等。

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