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.

Плотность спектральной мощности \(P_{xx}\) методом усреднённого периодограммы Уэлча. Вектор x делится на сегменты длиной NFFT. Каждый сегмент обрабатывается функцией detrend и оконной функцией window. noverlap задаёт длину перекрытия между сегментами. \(|\mathrm{fft}(i)|^2\) каждого сегмента \(i\) усредняются для вычисления \(P_{xx}\) с учётом потери мощности из-за применения окна.

Если длина (len(x)) меньше NFFT, данные дополняются нулями до NFFT.

Параметры:

xОдномерный массив или последовательность Массив или последовательность, содержащая данные. Fsвещественное число, по умолчанию: 2 Частота дискретизации (образцов в единицу времени). Используется для расчёта частот Фурье, freqs, в циклах за единицу времени. windowвызываемый объект или одномерный 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 передаётся функция, она должна принимать сегмент данных и возвращать обработанный сегмент. sides{'default', 'onesided', 'twosided'}, optional Какие стороны спектра вернуть. 'default' — односторонняя для вещественных данных и двухсторонняя для комплексных. 'onesided' — односторонняя, 'twosided' — двухсторонняя. pad_toint, optional Количество точек, до которых дополняются нулями сегменты данных при выполнении FFT. Может отличаться от NFFT, которое определяет количество точек данных, используемых. Не следует использовать для нулевого заполнения, т.к. это повлияет на масштабирование результата; используйте pad_to для этого вместо. NFFTint, по умолчанию: 256 Количество точек данных, используемых в каждом блоке для FFT. Мощность 2 наиболее эффективна. Не следует использовать для нулевого заполнения, или масштабирование результата будет неверным; используйте pad_to для этого вместо. detrend{'none', 'mean', 'linear'} или вызываемый объект, по умолчанию: 'none' Функция, применяемая к каждому сегменту перед fft-преобразованием, предназначенная для удаления среднего значения или линейной тенденции. В отличие от MATLAB, где параметр detrend — 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 Масштабировать ли полученные значения плотности с учётом частоты, что даёт плотность в единицах Hz^-1. Это позволяет интегрировать по возвращённым частотам. По умолчанию True для совместимости с MATLAB. noverlapint, по умолчанию: 0 (без перекрытия) Количество перекрывающихся точек между сегментами. Fcint, по умолчанию: 0 Центральная частота x, которая смещает диапазон по оси x графика, чтобы отразить используемый диапазон частот при получении сигнала, а затем его фильтрации и дискретизации до базовой полосы. return_linebool, по умолчанию: False Включать ли объект линии, нарисованной этой функцией, в возвращаемые значения.

Возвращает:

PxxОдномерный массив Значения спектральной мощности \(P_{xx}\) до масштабирования (вещественные). freqsОдномерный массив Частоты, соответствующие элементам в Pxx. lineLine2D Линия, созданная этой функцией. Возвращается только если return_line равно True.

Другие параметры:

**kwargs Параметры ключевого слова управляют свойствами Line2D: Свойство Описание agg_filter функция фильтра, которая принимает массив с плавающей точкой (m, n, 3) и значение dpi, и возвращает массив (m, n, 3) alpha скаляр или None animated bool antialiased или aa bool clip_box Bbox clip_on bool clip_path Объект Patch или (Path, Transform) или None color или c цвет contains неизвестно dash_capstyle CapStyle или {'butt', 'projecting', 'round'} dash_joinstyle JoinStyle или {'miter', 'round', 'bevel'} dashes последовательность чисел с плавающей точкой (чернила включено/выключено в точках) или (None, None) data массив (2, N) 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'} gid строка in_layout bool label объект linestyle или ls {'-', '--', '-.', ':', '', (смещение, последовательность включения-выключения), ...} linewidth или lw число с плавающей точкой marker строка стиля маркера, Path или MarkerStyle markeredgecolor или mec цвет markeredgewidth или mew число с плавающей точкой markerfacecolor или mfc цвет markerfacecoloralt или mfcalt цвет markersize или ms число с плавающей точкой markevery None или int или (int, int) или slice или список[int] или число с плавающей точкой или (число с плавающей точкой, число с плавающей точкой) или список[bool] path_effects AbstractPathEffect picker число с плавающей точкой или вызываемая функция [[Artist, Event], кортеж[bool, dict]] pickradius число с плавающей точкой 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 matplotlib.transforms.Transform url строка visible bool xdata одномерный массив ydata одномерный массив zorder число с плавающей точкой

См. также

specgram

Отличается по умолчанию перекрытием; не возвращает среднее значение периодограмм сегмента; возвращает временные метки сегментов; и отображает цветовые карты вместо линий.

magnitude_spectrum

Выводит спектр по величине.

csd

Выводит спектральную плотность между двумя сигналами.

Примечания

Для построения графиков мощность отображается как \(10\log_{10}(P_{xx})\) для децибел, хотя само Pxx возвращается.

Ссылки

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

Примечание

В дополнение к вышеописанным аргументам, эта функция может принимать ключевой аргумент data. Если такой аргумент data задан, следующие аргументы также могут быть строками s, которые интерпретируются как data[s] (если это не вызывает исключения): x.

Объекты, переданные как data, должны поддерживать доступ к элементам (data[s]) и проверку на вхождение (s in data).

Примеры использования matplotlib.axes.Axes.psd

Демонстрация PSD