用 matplotlib 谱图绘图？答案

【问题标题】：Plotting with matplotlib specgram?用 matplotlib 谱图绘图？
【发布时间】：2016-03-11 04:19:13
【问题描述】：

我正在尝试使用 matplotlib 绘制信号和信号的频谱图，但是...我仅获得信号的第一个值（样本）的频谱图（例如 30000 中的 60...）。

这是一个很长的文件，这就是为什么我只想绘制前 30000 个样本。

这里是代码：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import pandas as pd

Data=pd.read_csv('MySignal.txt', 
    skiprows=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19], 
    header=0)
print(Data.head())
DataI=Data['Sig'].tolist()
print(len(Data.index))
DataI=DataI[0:30000]

NFFT = 200     # the length of the windowing segments
Fs = 500  # the sampling rate

# plot signal and spectrogram

t=range(len(DataI))
ax1 = plt.subplot(211)
plt.plot(t, DataI)
plt.subplot(212, sharex=ax1)
Pxx, freqs, bins, im = plt.specgram(DataI, NFFT=NFFT, 
                        Fs=Fs,noverlap=100, cmap=plt.cm.gist_heat)
plt.show()

我不太了解 plt.specgram 是如何工作的，所以我不明白问题出在哪里......

非常感谢！

【问题讨论】：

如果你给出一个可执行的例子会有所帮助，例如有一些合成数据。只是一些简单的东西，比如 upchirp 或一些不同频率的正弦波。这也是解决问题的最佳方式，因为您将（可能采样不足的）数据与分析分开。
很可能存在采样率问题，因为您将时间生成为 [0,1,2,3...]，这可能是几秒钟，但您使用的采样率为 500。所以尝试将 t 除以 1000 左右。
非常感谢您的帮助，但我无法测试它...现在出现 MemoryError（似乎停止第 7 行，“header 0”）...我不明白为什么。 ..

标签： python matplotlib plot spectrogram

【解决方案1】：

这是一个快速而肮脏的合成示例，三个音调相隔一个八度，效果很好。请阅读采样定理以了解频谱图的概念。实际上，最好先通过玩 FFT 来学习如何绘制频谱（频谱图的垂直切片）。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import pandas as pd

time1 = np.arange(0,5,0.0001)
time = np.arange(0,15,0.0001)
data1=np.sin(2*np.pi*300*time1)
data2=np.sin(2*np.pi*600*time1)
data3=np.sin(2*np.pi*900*time1)
data=np.append(data1,data2 )
data=np.append(data,data3)
print len(time)
print len(data)

NFFT = 200     # the length of the windowing segments
Fs = 500  # the sampling rate

# plot signal and spectrogram

ax1 = plt.subplot(211)
plt.plot(time,data)   # for this one has to either undersample or zoom in 
plt.xlim([0,15])
plt.subplot(212 )  # don't share the axis
Pxx, freqs, bins, im = plt.specgram(data, NFFT=NFFT,   Fs=Fs,noverlap=100, cmap=plt.cm.gist_heat)
plt.show()

顶部的 x 轴以秒为单位。为了清楚起见，我在 5 秒时放大了 300 Hz 到 600 Hz 的过渡。底部轴不是秒，这就是为什么我拿出轴的共享。这可以修复（细节）。

【讨论】：

非常感谢您的帮助，