matplotlib.pyplot.specgram

matplotlib.pyplot.specgram(x, NFFT=None, Fs=None, Fc=None, detrend=None, window=None, noverlap=None, cmap=None, xextent=None, pad_to=None, sides=None, scale_by_freq=None, mode=None, scale=None, vmin=None, vmax=None, *, data=None, **kwargs)[source]

Построение спектрограммы.

Вычисление и построение спектрограммы данных в x. Данные разбиваются на сегменты длиной NFFT, и вычисляется спектр каждого сегмента. Функция окна window применяется к каждому сегменту, а количество перекрытия каждого сегмента задается параметром noverlap. Спектрограмма строится в виде цветовой карты (используя imshow).

Параметры:

xОдномерный массив или последовательность

Массив или последовательность, содержащая данные.

Fsчисло с плавающей точкой, по умолчанию: 2

Частота дискретизации (образцов в единицу времени). Она используется для вычисления частот Фурье, freqs, в циклах за единицу времени.

windowвызываемый объект или массив, по умолчанию: window_hanning

Функция или вектор длины NFFT. Для создания векторов окна см. window_hanning, window_none, numpy.blackman, numpy.hamming, numpy.bartlett, scipy.signal, scipy.signal.get_window и т. д. Если в качестве аргумента передается функция, она должна принимать сегмент данных и возвращать оконную версию сегмента.

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

Какие стороны спектра возвращать. 'default' — односторонняя для вещественных данных и двусторонняя для комплексных данных. 'onesided' принудительно возвращает односторонний спектр, а 'twosided' — двусторонний.

pad_toцелое число, необязательно

Количество точек, до которых дополняется сегмент данных при выполнении БПФ. Это может отличаться от NFFT, который определяет количество точек данных. Хотя это не увеличивает фактическое разрешение спектра (минимальное расстояние между разрешимыми пиками), это может дать больше точек на графике, что позволит получить больше деталей. Это соответствует параметру n в вызове fft. По умолчанию значение None, которое устанавливает pad_to равным NFFT.

NFFTцелое число, по умолчанию: 256

Количество точек данных, используемых в каждом блоке для БПФ. Мощность 2 наиболее эффективна. Это НЕ следует использовать для получения нулевого заполнения, иначе масштабирование результата будет неправильным; для этого используйте pad_to.

detrend{'none', 'mean', 'linear'} или вызываемый объект, по умолчанию: 'none'

Функция, применяемая к каждому сегменту перед БПФ, предназначенная для удаления среднего или линейной тенденции. В отличие от MATLAB, где параметр detrend — это вектор, 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

Указывает, должны ли возвращаемые значения плотности масштабироваться по частоте, что дает плотность в единицах 1/Гц. Это позволяет интегрировать возвращаемые значения частоты. По умолчанию True для совместимости с MATLAB.

mode{'default', 'psd', 'magnitude', 'angle', 'phase'}

Какой вид спектра использовать. По умолчанию 'psd', который возвращает плотность спектральной мощности. 'magnitude' возвращает спектр амплитуды. 'angle' возвращает спектр фазы без развёртывания. 'phase' возвращает спектр фазы с развёртыванием.

noverlapцелое число, по умолчанию: 128

Количество перекрывающихся точек между блоками.

scale{'default', 'linear', 'dB'}

Масштабирование значений в spec. 'linear' — без масштабирования. 'dB' возвращает значения в шкале дБ. Когда mode равен 'psd', это мощность дБ (10 * log10). В противном случае это амплитуда дБ (20 * log10). 'default' — 'dB', если mode равен 'psd' или 'magnitude', и 'linear' в противном случае. Должно быть 'linear', если mode равен 'angle' или 'phase'.

Fcцелое число, по умолчанию: 0

Центральная частота x, которая смещает x-диапазоны графика, чтобы отразить частотный диапазон, используемый при получении сигнала, а затем его фильтрации и понижении частоты до базовой полосы.

cmapColormap, по умолчанию: rcParams["image.cmap"] (по умолчанию: 'viridis')

xextentNone или (xmin, xmax)

Диапазон изображения по оси x. По умолчанию xmin устанавливается в левую границу первого бина (колонка spectrum), а xmax — в правую границу последнего бина. Обратите внимание, что для noverlap>0 ширина бинов меньше, чем у сегментов.

dataиндексируемый объект, необязательно

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

x

**kwargs

Дополнительные ключевые аргументы передаются в imshow, что создает изображение specgram. Аргумент origin не поддерживается.

Возвращаемые значения:

spectrumдвумерный массив

Столбцы — это периодограммы последовательных сегментов.

freqsодномерный массив

Частоты, соответствующие строкам в spectrum.

tодномерный массив

Время, соответствующее серединам сегментов (т. е. столбцам в spectrum).

imAxesImage

Изображение, созданное imshow, содержащее спектрограмму.

См. также

psd

Отличается по умолчанию перекрытием; возвращает среднее значение периодограмм сегментов; не возвращает время; и генерирует линейный график вместо цветовой карты.

magnitude_spectrum

Один спектр, аналогичный одному сегменту, когда mode равен 'magnitude'. Строит линию вместо цветовой карты.

angle_spectrum

Один спектр, аналогичный одному сегменту, когда mode равен 'angle'. Строит линию вместо цветовой карты.

phase_spectrum

Один спектр, аналогичный одному сегменту, когда mode равен 'phase'. Строит линию вместо цветовой карты.

Замечания

Примечание

Это обёртка pyplot для axes.Axes.specgram.

Параметры detrend и scale_by_freq применяются только в том случае, когда mode установлен в 'psd'.

Примеры использования matplotlib.pyplot.specgram

Спектрограмма

Спектрограмма