Как построить гладкую кривую по избыточному количеству точек?
Скользящая медиана по нужному количеству точек спасет.
P.S. Если нужно строго сохранить интеграл под кривой, то скользящее среднее.
Кроме интерполяции можно попробовать брать среднее на промежутке графика, который охватывает один пиксель, строить по локальным/глобальным минимумам (ключевым точкам графика).