python中的噪聲是什么意思

白噪聲是時間序列預(yù)測中的一個重要概念。如果一個時間序列是白噪聲，它是一個隨機(jī)數(shù)序列，不能預(yù)測。如果預(yù)測誤差不是白噪聲，它暗示了預(yù)測模型仍有改進(jìn)空間。

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什么是白噪聲時間序列？

時間序列可能是白噪聲。時間序列如果變量是獨(dú)立的且恒等分布的均值為0，那么它是白噪聲。這意味著所有變量具有相同的方差 (sigma^2)，并且每個值與該系列中的所有其他值具有零相關(guān)。

如果序列中的變量被高斯分布繪制，則該系列稱為高斯白噪聲。

為什么這么重要？

白噪聲是時間序列分析和預(yù)測中的一個重要的概念。

重要的兩個主要原因?yàn)椋?/p>

1.可預(yù)測性：如果你的時間序列是白噪聲，那么根據(jù)定義它是隨機(jī)的。你無法對它合理的建模并進(jìn)行預(yù)測。

2.模型診斷：時間序列上一系列誤差的預(yù)測模型最好是白噪聲。

模型診斷是時間序列預(yù)測的重要領(lǐng)域。

時間序列數(shù)據(jù)在潛在的因素產(chǎn)生的信號上被預(yù)測，它包含一些白噪聲成分。

例如：

y(t)= signal(t)+ noise(t)

通過時間序列預(yù)測模型進(jìn)行預(yù)測，可以對其進(jìn)行收集和分析。在理想情況下，預(yù)測誤差應(yīng)該是白噪聲。

當(dāng)預(yù)測誤差為白噪聲時，意味著時間序列中的所有信號已全部被模型利用進(jìn)行預(yù)測。剩下的就是無法建模的隨機(jī)波動。

模型預(yù)測的信號不是白噪聲則表明可以進(jìn)一步對預(yù)測模型改進(jìn)。

你的時間序列白噪音嗎?

你的時間序列如果符合下面條件則不是白噪聲:

你的序列均值為零嗎?

方差隨時間變化嗎?

值與延遲值相關(guān)嗎?

你可以用一些工具來檢查你的時間序列是否為白噪音:

創(chuàng)建一個折線圖。檢查總體特征，如變化的平均值，方差或延遲變量之間的明顯關(guān)系。

計算匯總統(tǒng)計。對照序列中有意義的連續(xù)塊的均值和方差，檢查整個序列的均值和方差(如年、月、日)。

創(chuàng)建一個自相關(guān)的圖。檢查延遲變量之間的總體相關(guān)性。

白噪聲時間序列的例子

在本節(jié)中,我們將使用Python創(chuàng)建一個高斯白噪聲序列并做一些檢查。它有助于在實(shí)踐中創(chuàng)建和評估白噪聲時間序列。它將提供參考框架和示例圖并且使用和比較自己的時間序列項目的統(tǒng)計測試，以檢查它們是否為白噪聲

首先，我們可以使用隨機(jī)模塊的gauss()函數(shù)創(chuàng)建一個1,000個隨機(jī)高斯變量的列表。

我們將從高斯分布提取變量：平均值(mu)0.0和標(biāo)準(zhǔn)偏差(sigma)1.0。

一旦創(chuàng)建,為方便起見，我們可以在Pandas序列中打包這個列表。

from randomimport gaussfrom randomimport seedfrom pandasimport Seriesfrom pandas.tools.plottingimport autocorrelation_plot

# seed random number generatorseed(1)# create white noise series

series= [gauss(0.0,1.0)for iin range(1000)]series= Series(series)

接下來，我們可以計算和打印一些匯總統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包含序列的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。

# summary statsprint(series.describe())

鑒于我們在繪制隨機(jī)數(shù)時定義了平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，所以應(yīng)該不會有意外。

count ? 1000.000000mean ? ? ?-0.013222std ? ? ? ?1.003685min ? ? ? ?-2.96121425% ? ? ? ?-0.68419250% ? ? ? ?-0.01093475% ? ? ? ? 0.703915max ? ? ? ? 2.737260

我們可以看到平均值接近0.0，標(biāo)準(zhǔn)偏差接近1.0。考慮到樣本較小預(yù)測會有些誤差。

如果我們有更多的數(shù)據(jù)，將序列分成兩半計算和比較每一半的匯總統(tǒng)計可能會更有趣。我們認(rèn)為每個子系列的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差都會相似。

現(xiàn)在我們可以創(chuàng)建一些序列的線條圖。

# line plot

series.plot()pyplot.show()

我們可以看到，這個序列似乎是隨機(jī)的。

我們還可以創(chuàng)建直方圖，并確認(rèn)分布是高斯分布。

# histogram plot

series.hist()pyplot.show()

事實(shí)上，直方圖顯示了典型的鐘形曲線。

最后，我們可以創(chuàng)建一個自相關(guān)圖并檢查延遲變量的所有自相關(guān)。

# autocorrelationautocorrelation_plot(series)pyplot.show()

自相關(guān)圖沒有顯示任何顯著的自相關(guān)特征。在峰值時可信度達(dá)在95％和99％，但這只是統(tǒng)計的偶然情況。

為了完整性，下面提供了完整的代碼清單。

from randomimport gaussfrom randomimport seedfrom pandasimport Seriesfrom pandas.tools.plottingimport autocorrelation_plotfrom matplotlibimport pyplot

# seed random number generatorseed(1)# create white noise series

series= [gauss(0.0,1.0)for iin range(1000)]series= Series(series)# summary statsprint(series.describe())# line plot

series.plot()pyplot.show()# histogram plot

series.hist()pyplot.show()# autocorrelationautocorrelation_plot(series)pyplot.show()

原文：網(wǎng)頁鏈接

random函數(shù)怎么用？

在python語言中，random函數(shù)生成隨機(jī)數(shù)，根據(jù)不同的方法生成不同范圍的隨機(jī)數(shù)。那么random函數(shù)具體怎么使用，操作方法如下。

1、首先在打開的軟件中，random.random()：返回一個隨機(jī)數(shù)，范圍是0到1之間。

2、random.uniform()：在指定范圍內(nèi)，生成隨機(jī)數(shù)，一個是下限，另一個是上限。

3、random.randint()：生成指定范圍內(nèi)的整數(shù)，開始數(shù)和結(jié)束數(shù)。

4、最后使用?random.randrange()：在指定范圍內(nèi)，按指定基數(shù)遞增的集合中獲得一個隨機(jī)數(shù)，這樣就完成了。

randint在python中的意思

python中的randint用來生成隨機(jī)數(shù)，在使用randint之前，需要調(diào)用random庫。其表達(dá)是為random.randint(x,y)，參數(shù)x和y代表生成隨機(jī)數(shù)的區(qū)間范圍。

random() 函數(shù)命名來源于英文單詞random（隨機(jī)）。randint是random + integer拼接簡寫而成，代表隨機(jī)一個整數(shù)。

Python標(biāo)準(zhǔn)庫中的random函數(shù)，可以生成隨機(jī)浮點(diǎn)數(shù)、整數(shù)、字符串，甚至幫助你隨機(jī)選擇列表序列中的一個元素，打亂一組數(shù)據(jù)等。

函數(shù)randint的使用

1、OUT = RANDINT

產(chǎn)生一個“ 0 ”或“ 1 ”等概率。

2、OUT = RANDINT(M)

生成的M 矩陣的隨機(jī)二進(jìn)制數(shù)字，“ 0 ”和“ 1 ”出現(xiàn)的概率均等。

3、OUT = RANDINT(M,N)

生成的（M,N) 矩陣的隨機(jī)二進(jìn)制數(shù)字,“ 0 ”和“ 1 ”出現(xiàn)的概率均等。

4、OUT = RANDINT(M,N,RANGE)

生成的(M,N) 矩陣的隨機(jī)二進(jìn)制數(shù)字，RANGE范圍可以是標(biāo)量或向量。

標(biāo)量：為正的話，取值為[0,RANGE-1] ，為負(fù)的話，取值為 [RANGE+1, 0]。

向量：取值為[RANGE(1), RANGE(2)]。

5、OUT = RANDINT(M,N,RANGE,STATE)

resets the state of RAND to STATE。