在 NumPy 中创建 2D 汉宁、汉明、布莱克曼、高斯窗口答案

【问题标题】：Create 2D hanning, hamming, blackman, gaussian window in NumPy在 NumPy 中创建 2D 汉宁、汉明、布莱克曼、高斯窗口
【发布时间】：2021-01-28 15:26:29
【问题描述】：

我有兴趣在 NumPy 中创建 2D 汉宁、汉明、布莱克曼等窗口。我知道 NumPy 中存在现成的函数，用于它的一维版本，例如 np.blackman(51)、np.hamming(51)、np.kaiser(51)、np.hanning(51) 等。

如何创建它们的 2D 版本？我不确定以下解决方案是否正确。

window1d = np.blackman(51)
window2d = np.sqrt(np.outer(window1d,window1d))

---编辑

担心的是np.sqrt 只期望正值，而np.outer(window1d,window1d) 肯定会有一些负值。一种解决方案是放弃np.sqrt

有什么建议可以将这些一维函数扩展到二维吗？

【问题讨论】：

标签： numpy signal-processing fft dft

【解决方案1】：

我觉得这很合理。如果您想验证您正在做的事情是否明智，您可以尝试绘制出您正在创建的内容。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt


x = np.linspace(0, 1.5, 51)
y = np.linspace(0, 1.5, 51)

window1d = np.abs(np.blackman(51))
window2d = np.sqrt(np.outer(window1d,window1d))

X, Y = np.meshgrid(x, y)
Z = window2d

fig = plt.figure()
ax = plt.axes(projection='3d')
ax.contour3D(X, Y, Z, 50, cmap='viridis')
ax.set_xlabel('x')
ax.set_ylabel('y')
ax.set_zlabel('z');

plt.show()

这给出了 -

这看起来像一维绘图的二维泛化，看起来像 -

但是，我在最初创建 1d 版本时必须使用 window1d = np.abs(np.blackman(51))，因为否则，您最终会在最终的 2D 数组中得到小的负值，而您无法使用 sqrt。

免责声明：我不熟悉这些功能或它们通常的用例。但这些地块的形状似乎是有道理的。如果这些函数的用例在某个地方对实际值很重要，那么它可能会被关闭。

【讨论】：

谢谢，但取绝对值可能会改变它们的频谱。
再说一次，不是信号处理方面的专家，但如果你用它来平滑，我认为按原样使用它应该可以工作。因为该函数似乎从零开始，并且弹出的唯一负值非常小（大约为 10^-17），而且它似乎也只是一个值。你确定不能忽略它吗？
我同意你的观点，负值非常非常小，因此我认为可以忽略它们，尽管我的意图不是平滑。