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. К каждому сегменту применяется функция оконной обработки window, а количество перекрытия каждого сегмента задаётся параметром noverlap. Спектрограмма отображается как цветовая карта (используя imshow).

Параметры:

xОдномерный массив или последовательность

Массив или последовательность, содержащие данные.

Fsfloat, по умолчанию: 2

Частота дискретизации (образцы 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 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 в качестве аргумента 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_toint, необязательно

Количество точек, до которого дополняется сегмент данных при выполнении БПФ. 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. Это соответствует параметру n в вызове fft. По умолчанию None, что устанавливает pad_to равным NFFT.

NFFTint, по умолчанию: 256

Количество точек данных, используемых в каждом блоке для БПФ. Степень двойки наиболее эффективна. Это НЕ должно использоваться для получения нулевого заполнения, иначе масштабирование результата будет неверным; для этого используйте pad_to.

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

Функция, применяемая к каждому сегменту перед выполнением БПФ, 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

Нужно ли масштабировать полученные значения плотности с учётом масштабирующей частоты, что даёт плотность в единицах 1/Гц. Это позволяет интегрировать по возвращённым частотным значениям. По умолчанию True для совместимости с MATLAB.

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

Какой тип спектра использовать. По умолчанию 'psd', который берёт плотность спектральной мощности. 'magnitude' возвращает спектр по величине. 'angle' возвращает фазовый спектр без развёртывания. 'phase' возвращает фазовый спектр с развёртыванием.

noverlapint, 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. При mode 'psd' это дБ мощности (10 * log10). В противном случае это дБ амплитуды (20 * log10). 'default' — 'dB' если mode 'psd' или 'magnitude' и 'linear' в противном случае. Должно быть 'linear', если mode 'angle' или 'phase'.

Fcint, по умолчанию: 0

Центральная частота x, которая смещает границы оси x графика, чтобы отразить используемый диапазон частот при получении сигнала, а затем фильтрации и сэмплировании 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 левой границе первого бина (колонка spectrum), а xmax — в правой границе 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.

Возвращаемые значения:

spectrum2D массив

Столбцы — периодограммы последовательных сегментов.

freqs1D массив

Частоты, соответствующие строкам в spectrum.

t1D массив

Времена, соответствующие 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 времена; и генерирует график линии вместо цветовой карты.

magnitude_spectrum

Один спектр, подобно одному сегменту, когда mode 'magnitude'. Отображает линию вместо цветовой карты.

angle_spectrum

Один спектр, подобно одному сегменту, когда mode 'angle'. Отображает линию вместо цветовой карты.

phase_spectrum

Один спектр, подобно одному сегменту, когда mode 'phase'. Отображает линию вместо цветовой карты.

Примечания

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