matplotlib.pyplot.csd

matplotlib.pyplot.csd(x, y, NFFT=None, Fs=None, Fc=None, detrend=None, window=None, noverlap=None, pad_to=None, sides=None, scale_by_freq=None, return_line=None, *, data=None, **kwargs)[source]

Построение функции кросс-спектральной плотности.

Кросс-спектральная плотность \(P_{xy}\) методом усреднённой периодограммы Велча. Векторы x и y разбиваются на сегменты длиной NFFT. Каждый сегмент обрабатывается функцией detrend и окончивается функцией window. noverlap задаёт длину перекрытия между сегментами. Произведение прямых преобразований Фурье x и y усредняется по каждому сегменту для вычисления \(P_{xy}\) с масштабированием, учитывающим потери мощности из-за окон.

Если len(x) < NFFT или len(y) < NFFT, они будут дополнены нулями до NFFT.

Параметры:

x, yОдномерные массивы или последовательности

Массивы или последовательности, содержащие данные.

Fsfloat, по умолчанию: 2

Частота дискретизации (образцов в единицу времени). Используется для расчета частот Фурье, freqs, в циклах в единицу времени.

windowвызываемая функция или массив, по умолчанию: window_hanning

Функция или вектор длиной NFFT. Для создания векторов окон см. window_hanning, window_none, numpy.blackman, numpy.hamming, numpy.bartlett, scipy.signal, scipy.signal.get_window и т. д. Если в качестве аргумента передана функция, она должна принять сегмент данных и вернуть оконченную версию сегмента.

sides{'default', 'onesided', 'twosided'}, необязательно

Какие стороны спектра вернуть. 'default' - односторонняя для вещественных данных и двухсторонняя для комплексных данных. 'onesided' принудительно возвращает односторонний спектр, а 'twosided' - двухсторонний.

pad_toint, необязательно

Количество точек, до которых дополняются нулями сегмент данных при выполнении FFT. Это может отличаться от NFFT, которое задаёт количество точек данных, используемых. Хотя это не увеличивает фактическое разрешение спектра (минимальное расстояние между разрешаемыми пиками), это может дать больше точек на графике, что позволит получить больше деталей. Соответствует параметру n в вызове fft. По умолчанию None, что устанавливает pad_to равным NFFT.

NFFTint, по умолчанию: 256

Количество точек данных, используемых в каждом блоке для FFT. Степень 2 наиболее эффективна. Это не следует использовать для получения нулевого дополнения, иначе масштабирование результата будет неверным; используйте pad_to для этого.

detrend{'none', 'mean', 'linear'} или вызываемая функция, по умолчанию: 'none'

Функция, применяемая к каждому сегменту перед выполнением FFT, предназначенная для удаления среднего значения или линейной тенденции. В отличие от MATLAB, где параметр detrend является вектором, в Matplotlib это функция. Модуль mlab определяет detrend_none, detrend_mean и detrend_linear, но вы также можете использовать пользовательскую функцию. Вы также можете использовать строку для выбора одной из функций: 'none' вызывает detrend_none. 'mean' вызывает detrend_mean. 'linear' вызывает detrend_linear.

scale_by_freqbool, по умолчанию: True

Определяет, следует ли масштабировать полученные значения плотности с учётом частоты масштабирования, что даёт плотность в единицах 1/Гц. Это позволяет для интегрирования по возвращённым значениям частоты. По умолчанию True для совместимости с MATLAB.

noverlapint, по умолчанию: 0 (нет перекрытия)

Количество перекрывающихся точек между сегментами.

Fcint, по умолчанию: 0

Центральная частота x, которая смещает границы значений x на графике, чтобы отразить диапазон частот, используемый при приобретении сигнала, а затем его фильтрации и сжатии до базовой полосы.

return_linebool, по умолчанию: False

Включает ли объект линии, нарисованный в возвращаемых значениях.

Возвращаемые значения:

PxyОдномерный массив

Значения для кросс-спектра \(P_{xy}\) до масштабирования (комплексные значения).

freqsОдномерный массив

Частоты, соответствующие элементам в Pxy.

lineLine2D

Линия, созданная этой функцией. Возвращается только если return_line равно True.

Другие параметры:

dataиндексируемый объект, необязательно

Если задано, следующие параметры также принимают строку s, которая интерпретируется как data[s] (если это не вызывает исключение):

x, y

**kwargs

Ключевые аргументы управляют свойствами Line2D:

Свойство	Описание
agg_filter	функция фильтра, которая принимает (m, n, 3) массив с плавающей точкой и значение dpi, и возвращает (m, n, 3) массив и два смещения от нижнего левого угла изображения
alpha	скаляр или None
animated	bool
antialiased или aa	bool
clip_box	BboxBase или None
clip_on	bool
clip_path	Объект Patch или (объект Path, Transform) или None
color или c	цвет
dash_capstyle	CapStyle или {'butt', 'projecting', 'round'}
dash_joinstyle	JoinStyle или {'miter', 'round', 'bevel'}
dashes	последовательность чисел с плавающей точкой (чернила включения/выключения в пунктах) или (None, None)
data	(2, N) массив или два одномерных массива
drawstyle или ds	{'default', 'steps', 'steps-pre', 'steps-mid', 'steps-post'}, по умолчанию: 'default'
figure	Figure
fillstyle	{'full', 'left', 'right', 'bottom', 'top', 'none'}
gapcolor	цвет или None
gid	строка
in_layout	bool
label	объект
linestyle или ls	{'-', '--', '-.', ':', '', (смещение, последовательность включение/выключение), ...}
linewidth или lw	вещественное число
marker	строка стиля маркера, Path или MarkerStyle
markeredgecolor или mec	цвет
markeredgewidth или mew	вещественное число
markerfacecolor или mfc	цвет
markerfacecoloralt или mfcalt	цвет
markersize или ms	вещественное число
markevery	None или целое число или (целое число, целое число) или срез или список [целое число] или вещественное число или (вещественное число, вещественное число) или список [булево]
mouseover	bool
path_effects	список AbstractPathEffect
picker	вещественное число или вызываемый объект [[Художник, Событие], кортеж[bool, dict]]
pickradius	вещественное число
rasterized	bool
sketch_params	(масштаб: число с плавающей точкой, длина: число с плавающей точкой, случайность: число с плавающей точкой)
snap	bool или None
solid_capstyle	CapStyle или {'butt', 'projecting', 'round'}
solid_joinstyle	JoinStyle или {'miter', 'round', 'bevel'}

transform	неизвестно
url	строка
visible	логическое значение
xdata	одномерный массив
ydata	одномерный массив
zorder	число с плавающей точкой

См. также

psd

эквивалентно настройке y = x.

Примечания

Примечание

Это оболочка pyplot для axes.Axes.csd.

Для построения графиков мощность выводится как \(10 \log_{10}(P_{xy})\) в децибелах, хотя сам \(P_{xy}\) возвращается.

Ссылки

Bendat & Piersol -- Random Data: Analysis and Measurement Procedures, John Wiley & Sons (1986)