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 кросс-спектральной плотности.

Кросс-спектральная плотность \(P_{xy}\) методом усреднённого периодограммы Уэлча. Векторы x и y разбиваются на сегменты длиной NFFT. Каждый сегмент сглаживается 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 корректировки 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). Используется для вычисления частот Фурье, freqs, в циклах на 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 в качестве аргумента и возвращать оконченную 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, 'twosided' — принудительно возвращает двусторонний.

pad_toцелое число, необязательно

Количество точек, до которых дополняется сегмент данных при выполнении БПФ. Может отличаться от NFFT, которое задаёт количество точек данных, используемых. Не следует использовать для получения нулевого заполнения, или масштабирование результата будет некорректным; используйте pad_to для этого вместо этого. По умолчанию None, что задаёт pad_to равным NFFT

NFFTцелое число, по умолчанию: 256

Количество точек данных, используемых в каждом блоке для БПФ. Степень двойки наиболее эффективна. Не следует использовать для получения нулевого заполнения, или масштабирование результата будет некорректным; используйте pad_to для этого вместо этого.

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

Функция, применяемая к каждому сегменту перед БПФ, предназначенная для удаления среднего или линейного тренда. В отличие от MATLAB, где параметр detrend — вектор, в Matplotlib он — функция. Модуль mlab определяет detrend_none, detrend_mean и detrend_linear, но вы можете использовать и пользовательскую функцию. Также можно 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

Указывает, следует ли масштабировать возвращаемые значения плотности на масштабирующую частоту, 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 x-диапазон графика, чтобы отразить используемый диапазон частот при получении сигнала, затем его фильтрации и сэмплировании до базовой полосы.

return_linebool, по умолчанию: False

Указывает, следует ли включать объект линии, нарисованной в возвращаемых значениях.

Возвращаемые значения:

PxyОдномерный массив

Значения для кросс-спектра \(P_{xy}\) до масштабирования (комплексные).

freqsОдномерный массив

Частоты, соответствующие элементам в Pxy.

lineLine2D

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

Другие параметры:

dataиндексируемый объект, необязательно

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

x, y

**kwargs

Ключевые аргументы 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)