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 взаимной спектральной плотности.

Взаимная спектральная плотность \(P_{xy}\) методом усреднённой периодограммы Уэлча. Вектора x и y делятся на сегменты длиной NFFT. Каждый сегмент обрабатывается функцией detrend и окончивается функцией window. noverlap задаёт длину перекрытия между сегментами. Произведение прямых преобразований Фурье для x и y усредняется по каждому сегменту для вычисления \(P_{xy}\) с масштабированием для компенсации потерь 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.

Fsчисло, по умолчанию: 2

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

windowвызываемая функция или одномерный массив, по умолчанию: window_hanning

Функция или вектор длиной NFFT. Для создания векторов окон смотрите 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 принимать сегмент данных и возвращать оконченную версию сегмента.

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

Какие стороны спектра вернуть. '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 которого дополняются нулями сегмент данных при выполнении преобразования Фурье. 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 равно None, что устанавливает pad_to равным NFFT

NFFTцелое число, по умолчанию: 256

Количество точек данных, используемых в каждом блоке для преобразования Фурье. Степень двойки наиболее эффективна. Это не должно использоваться для нулевого дополнения, или масштабирование результата будет неверным; для этого используйте pad_to.

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

Функция, применяемая к каждому сегменту перед преобразованием Фурье, предназначенная для удаления среднего 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 можете использовать и 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_freqбулево значение, по умолчанию: True

Является ли необходимо масштабировать значения плотности по масштабирующей частоте, что даёт плотность в единицах 1/Гц. Это позволяет интегрировать по возвращаемым значениям частоты. По умолчанию True для совместимости с MATLAB.

noverlapцелое число, по умолчанию: 0 (без перекрытия)

Количество перекрывающихся точек между сегментами.

Fcцелое число, по умолчанию: 0

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

return_lineбулево значение, по умолчанию: False

Включать ли объект линии, нарисованной в возвращаемых значениях.

Возвращаемые значения:

Pxyодномерный массив

Значения взаимного спектра \(P_{xy}\) до масштабирования (комплексного значения).

freqsодномерный массив

Частоты, соответствующие элементам в Pxy.

lineLine2D

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

Другие параметры:

dataиндексируемый объект, необязательно

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

x, y

**kwargs

Ключевые параметры управляют свойствами Line2D:

Свойство	Описание
agg_filter	функция фильтра, которая принимает (m, n, 3) массив чисел с плавающей точкой и значение dpi, и возвращает (m, n, 3) массив и два смещения от левого нижнего угла изображения
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
dash_capstyle	CapStyle или {'butt', 'projecting', 'round'}
dash_joinstyle	JoinStyle или {'miter', 'round', 'bevel'}
dashes	последовательность чисел с плавающей точкой (включённый/выключенный чернил в точках) 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 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 целое число или (целое число, целое число) или срез или список целых чисел или число с плавающей точкой или (число с плавающей точкой, число с плавающей точкой) или список логических значений
mouseover	bool
path_effects	AbstractPathEffect
picker	число с плавающей точкой или вызываемая функция [[Artist, Event], кортеж[bool, словарь]]
pickradius	неизвестно
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	bool
xdata	одномерный массив

ydata	Одномерный массив
zorder	вещественное число

См. также

psd

эквивалентно настройке y = x.

Примечания

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

Ссылки

Бендат и Пирсол — Случайные данные: методы анализа и измерений, издательство John Wiley & Sons (1986)