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]

Постройте спектrogram.

Вычислите и постройте спектrogram данных в x. Данные разбиваются на сегменты длиной NFFT, и вычисляется спектр каждого сегмента. К каждому сегменту применяется функция окна window, а количество перекрытия каждого сегмента задаётся параметром noverlap. Спектrogram отображается как цветовая карта (с помощью imshow).

Параметры

xОдномерный массив или последовательность

Массив или последовательность, содержащая данные.

Fsвещественное число, по умолчанию: 2

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

windowвызываемая функция или массив, по умолчанию: window_hanning

Функция или вектор длиной 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 в качестве аргумента и возвращать обработанный сегмент.

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

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

pad_toцелое число, необязательно

Количество точек, до которых дополняется сегмент данных при выполнении FFT. Это может отличаться от NFFT, которое определяет 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. Это соответствует параметру n в вызове fft(). По умолчанию значение None, что устанавливает pad_to равным NFFT.

NFFTцелое число, по умолчанию: 256

Количество точек данных, используемых в каждом блоке для FFT. Мощность 2 наиболее эффективна. Это НЕ должно использоваться для получения нулевого заполнения, или масштабирование результата будет неправильным; для этого используйте pad_to.

detrend{'none', 'mean', 'linear'} или вызываемая функция, 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 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: 'none' вызывает detrend_none. 'mean' вызывает detrend_mean. 'linear' вызывает detrend_linear.

scale_by_freqbool, по умолчанию: True

Является ли возвращаемое значение плотности масштабируемым по частоте, что дает плотность в единицах Гц^-1. Это позволяет интегрировать возвращаемые значения частоты. По умолчанию True для совместимости с MATLAB.

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

Какой тип спектра использовать. По умолчанию 'psd', который возвращает плотность спектральной мощности. 'magnitude' возвращает спектр по величине. 'angle' возвращает спектр фаз без распаковки. 'phase' возвращает спектр фаз с распаковкой.

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 dB. Когда mode равен 'psd', это dB мощности (10 * log10). В противном случае это dB амплитуды (20 * log10). 'default' — 'dB', если mode равен 'psd' или 'magnitude' и 'linear' в противном случае. Это должно быть 'linear', если mode равен 'angle' или 'phase'.

Fcцелое число, по умолчанию: 0

Центральная частота x, которая смещает границы x графика, чтобы отразить диапазон частот, используемых при получении сигнала, а затем фильтрации и понижении до базовой полосы.

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

xextentNone или (xmin, xmax)

Границы изображения по оси x. По умолчанию xmin устанавливается в левую границу первого бина (столбец 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 создаёт изображение specgram. Ключевой аргумент origin не поддерживается.

Возвращает

spectrumдвумерный массив

Столбцы — 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 спектrogram.

См. также

psd

Отличается по умолчанию перекрытием; возвращает среднее значение периодограмм сегмента; не возвращает времена; 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.

Примечания

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