matplotlib.axes.Axes.psd

Axes.psd(x, 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 плотности спектральной мощности.

Вызов функции:

psd(x, NFFT=256, Fs=2, Fc=0, detrend=mlab.detrend_none,
    window=mlab.window_hanning, noverlap=0, pad_to=None,
    sides='default', scale_by_freq=None, return_line=None, **kwargs)

Плотность спектральной мощности методом усреднения периодограммы Вельча. Вектор x делится на сегменты длиной NFFT. Каждый сегмент обрабатывается функцией detrend и окнуется функцией window. noverlap задаёт длину перекрытия между сегментами. каждого сегмента усредняются для вычисления , с масштабированием для коррекции потерь мощности из-за окон.

Если len(x) < NFFT, данные будут дополнены нулями до NFFT.

Параметры:

Параметры:	`x : 1-D array or sequence` Массив или последовательность, содержащая данные `Fs : scalar` Частота дискретизации (образцы в единицу времени). Она используется для расчёта частот Фурье, freqs, в циклах за единицу времени. Значение по умолчанию — 2. `window : callable or ndarray` 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. Значение по умолчанию — `window_hanning()`. Если в качестве аргумента передана функция, она должна принимать сегмент данных в качестве аргумента и возвращать оконную версию сегмента. `sides : {'default', 'onesided', 'twosided'}` Определяет, какие стороны спектра возвращать. Значение по умолчанию обеспечивает стандартное поведение, которое возвращает односторонний спектр для вещественных данных и двусторонний для комплексных. 'onesided' принудительно возвращает односторонний спектр, 'twosided' — двусторонний. `pad_to : int` Количество точек, до которого дополняется сегмент данных нулями при выполнении преобразования Фурье. Это может отличаться от NFFT, которое задаёт количество точек данных, используемых. Хотя это не увеличивает фактическое разрешение спектра (минимальное расстояние между разрешимыми пиками), это может дать больше точек на графике, что позволит получить больше деталей. Соответствует параметру n в вызове fft(). Значение по умолчанию — None, которое устанавливает pad_to равным NFFT `NFFT : int` Количество точек данных, используемых в каждом блоке для преобразования Фурье. Степень 2 наиболее эффективна. Значение по умолчанию — 256. Не следует использовать для получения нулевого заполнения, так как масштабирование результата будет неправильным. Используйте pad_to для этого вместо. `detrend : {'default', 'constant', 'mean', 'linear', 'none'} or callable` Функция, применяемая к каждому сегменту перед преобразованием Фурье, предназначенная для удаления среднего значения или линейной тенденции. В отличие от MATLAB, где параметр detrend является вектором, в matplotlib он является функцией. 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. 'default', 'constant' и 'mean' вызывают `detrend_mean()`. 'linear' вызывает `detrend_linear()`. 'none' вызывает `detrend_none()`. `scale_by_freq : bool, optional` Указывает, нужно ли масштабировать возвращаемые значения плотности на частоту масштабирования, что даёт плотность в единицах Hz^-1. Это позволяет интегрировать по возвращённым частотным значениям. Значение по умолчанию — True для совместимости с MATLAB. `noverlap : int` Количество перекрывающихся точек между сегментами. Значение по умолчанию — 0 (нет перекрытия). `Fc : int` Центральная частота x (по умолчанию 0), которая смещает пределы оси x графика, чтобы отразить диапазон частот, используемый при получении сигнала, а затем его фильтрации и сэмплирования до базовой полосы. `return_line : bool` Включать ли линию объекта, нарисованную в возвращаемых значениях. Значение по умолчанию — False.
Возвращаемые значения:	`Pxx : 1-D array` Значения для спектральной мощности `P_{xx}` до масштабирования (вещественные). `freqs : 1-D array` Частоты, соответствующие элементам в Pxx. `line : a Line2D instance` Линия, созданная этой функцией. Возвращается только если return_line равно True.

x : 1-D array or sequence: Массив или последовательность, содержащая данные
Fs : scalar: Частота дискретизации (образцы в единицу времени). Она используется для расчёта частот Фурье, freqs, в циклах за единицу времени. Значение по умолчанию — 2.
window : callable or ndarray: 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. Значение по умолчанию — window_hanning(). Если в качестве аргумента передана функция, она должна принимать сегмент данных в качестве аргумента и возвращать оконную версию сегмента.
sides : {'default', 'onesided', 'twosided'}: Определяет, какие стороны спектра возвращать. Значение по умолчанию обеспечивает стандартное поведение, которое возвращает односторонний спектр для вещественных данных и двусторонний для комплексных. 'onesided' принудительно возвращает односторонний спектр, 'twosided' — двусторонний.
pad_to : int: Количество точек, до которого дополняется сегмент данных нулями при выполнении преобразования Фурье. Это может отличаться от NFFT, которое задаёт количество точек данных, используемых. Хотя это не увеличивает фактическое разрешение спектра (минимальное расстояние между разрешимыми пиками), это может дать больше точек на графике, что позволит получить больше деталей. Соответствует параметру n в вызове fft(). Значение по умолчанию — None, которое устанавливает pad_to равным NFFT
NFFT : int: Количество точек данных, используемых в каждом блоке для преобразования Фурье. Степень 2 наиболее эффективна. Значение по умолчанию — 256. Не следует использовать для получения нулевого заполнения, так как масштабирование результата будет неправильным. Используйте pad_to для этого вместо.
detrend : {'default', 'constant', 'mean', 'linear', 'none'} or callable: Функция, применяемая к каждому сегменту перед преобразованием Фурье, предназначенная для удаления среднего значения или линейной тенденции. В отличие от MATLAB, где параметр detrend является вектором, в matplotlib он является функцией. 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. 'default', 'constant' и 'mean' вызывают detrend_mean(). 'linear' вызывает detrend_linear(). 'none' вызывает detrend_none().
scale_by_freq : bool, optional: Указывает, нужно ли масштабировать возвращаемые значения плотности на частоту масштабирования, что даёт плотность в единицах Hz^-1. Это позволяет интегрировать по возвращённым частотным значениям. Значение по умолчанию — True для совместимости с MATLAB.
noverlap : int: Количество перекрывающихся точек между сегментами. Значение по умолчанию — 0 (нет перекрытия).
Fc : int: Центральная частота x (по умолчанию 0), которая смещает пределы оси x графика, чтобы отразить диапазон частот, используемый при получении сигнала, а затем его фильтрации и сэмплирования до базовой полосы.
return_line : bool: Включать ли линию объекта, нарисованную в возвращаемых значениях. Значение по умолчанию — False.

Возвращаемые значения:

Pxx : 1-D array: Значения для спектральной мощности P_{xx} до масштабирования (вещественные).
freqs : 1-D array: Частоты, соответствующие элементам в Pxx.
line : a Line2D instance: Линия, созданная этой функцией. Возвращается только если return_line равно True.

Другие параметры:

**kwargs :

Ключевые аргументы управляют свойствами Line2D:

Свойство	Описание
`agg_filter`	функция фильтра, которая принимает массив float (m, n, 3) и значение dpi, и возвращает массив (m, n, 3)
`alpha`	число с плавающей точкой
`animated`	логическое значение
`antialiased`	логическое значение
`clip_box`	`Bbox`
`clip_on`	логическое значение
`clip_path`	[(`Path`, `Transform`) \| `Patch` \| None]
`color`	цвет
`contains`	вызываемый объект
`dash_capstyle`	{'butt', 'round', 'projecting'}
`dash_joinstyle`	{'miter', 'round', 'bevel'}
`dashes`	последовательность чисел с плавающей точкой (вкл/выкл чернила в точках) или (None, None)
`drawstyle`	{'default', 'steps', 'steps-pre', 'steps-mid', 'steps-post'}
`figure`	`Figure`
`fillstyle`	{'full', 'left', 'right', 'bottom', 'top', 'none'}
`gid`	строка
`in_layout`	логическое значение
`label`	объект
`linestyle`	{'-', '--', '-.', ':', '', (смещение, последовательность вкл/выкл), ...}
`linewidth`	число с плавающей точкой
`marker`	неизвестно
`markeredgecolor`	цвет
`markeredgewidth`	число с плавающей точкой
`markerfacecolor`	цвет
`markerfacecoloralt`	цвет
`markersize`	число с плавающей точкой
`markevery`	неизвестно
`path_effects`	`AbstractPathEffect`
`picker`	число с плавающей точкой или вызываемый объект[[Художник, Событие], Кортеж[логическое значение, словарь]]
`pickradius`	число с плавающей точкой
`rasterized`	логическое значение или None
`sketch_params`	(масштаб: число с плавающей точкой, длина: число с плавающей точкой, случайность: число с плавающей точкой)
`snap`	логическое значение или None
`solid_capstyle`	{'butt', 'round', 'projecting'}
`solid_joinstyle`	{'miter', 'round', 'bevel'}
`transform`	matplotlib.transforms.Transform
`url`	строка
`visible`	логическое значение
`xdata`	одномерный массив
`ydata`	одномерный массив
`zorder`	число с плавающей точкой

См. также

specgram(): specgram() отличается по значению перекрытия по умолчанию; не возвращает среднее значение периодограмм сегмента; возвращает время сегментов; и строит цветовой карту вместо линии.
magnitude_spectrum(): magnitude_spectrum() строит спектр величин.
csd(): csd() строит спектральную плотность между двумя сигналами.

Примечания

Для построения графиков мощность отображается как в децибелах, хотя Pxx возвращается само по себе.

Ссылки

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

Примечание

Помимо вышеописанных аргументов, эта функция может принимать ключевой аргумент data. Если такой аргумент data задан, следующие аргументы заменяются на data[<arg>]:

Все аргументы с такими именами: 'x'.

Объекты, передаваемые как data, должны поддерживать доступ к элементам (data[<arg>]) и проверку на вхождение (<arg> in data).