Введение

Подгонка аппроксимирующей функции к данным – это тип статистического метода для обработки данных.

В статистике и обработке изображений сглаживание набора данных заключается в создании аппроксимирующей функции, которая стремится выявить важные закономерности в данных, отфильтровывая при этом шум или другие структуры мелкого масштаба/быстропротекающие явления. При сглаживании значения точек данных сигнала модифицируются таким образом, что отдельные точки, превышающие соседние (вероятно, из-за шума), уменьшаются, а точки, ниже соседних, увеличиваются, что приводит к более гладкому сигналу. Сглаживание может использоваться двумя важными способами, способствующими анализу данных: (1) извлечение большей информации из данных, при условии обоснованности предположения о сглаживании, и (2) обеспечение анализа, который является одновременно гибким и устойчивым. Для сглаживания используется множество различных алгоритмов. Сглаживание отличается от связанной и частично пересекающейся концепции подгонки кривой следующим образом:

подгонка кривой часто предполагает использование явной функциональной формы для результата, в то время как непосредственным результатом сглаживания являются "сглаженные" значения, без дальнейшего использования функциональной формы, если таковая существует;
цель сглаживания – дать общее представление о относительно медленных изменениях значений, не уделяя особого внимания точному соответствию данным, в то время как подгонка кривой направлена на достижение максимально возможного соответствия. Методы сглаживания часто имеют связанный параметр настройки, который используется для контроля степени сглаживания. Подгонка кривой будет корректировать любое количество параметров функции для достижения "наилучшего" соответствия.

Линейные гладколинейные

В случае, когда сглаженные значения могут быть представлены как линейное преобразование наблюдаемых значений, операция сглаживания называется линейным сглаживанием; матрица, представляющая это преобразование, известна как матрица сглаживания или матрица подстановки. Операция применения такого матричного преобразования называется свёрткой. Следовательно, матрица также называется матрицей свёртки или ядром свёртки. В случае простых рядов точек данных (а не многомерного изображения) ядро свёртки является одномерным вектором.