scipy.signal.spectrogram和scipy.signal.stft有什么区别？

Question

功能

spicy.signal.spectrogramhttps://docs.scipy.org/doc/scipy/reference/generated/scipy.signal.spectrogram.html

和

spicy.signal.stfthttps://docs.scipy.org/doc/scipy/reference/generated/scipy.signal.stft.html

似乎做了一件非常相似的事。

这两种功能有什么区别？

Answer 1

Tl；博士:如果我用SciPy文档给出的输出来写它：Sxx = Zxx ** 2

解释：谱图和短时傅里叶变换是两个不同的对象，但它们实际上是紧密相连的。

短时傅里叶变换(STFT)是一种与傅里叶相关的变换，用于确定信号局部截面随时间变化时的正弦频率和相位内容。在实际应用中，计算STFT的过程是将较长的时间信号划分为等长的较短的段，然后对每个较短的段分别计算傅里叶变换。这揭示了每个较短段的傅里叶谱。然后，人们通常把变化的光谱绘制成时间的函数。维基百科

另一方面，

谱图是一种随时间变化的信号频率谱的直观表示。维基百科

光谱图基本上是在小窗口中切断你的信号，并显示一系列的颜色，显示这个或那个特定频率的强度。和STFT完全一样。事实上，它使用的是STFT。

现在，对于差分，根据定义，光谱图是信号s(t)的短时傅里叶变换的平方数量级：

spectrogram(t, w) = |STFT(t, w)|^2

scipy.signal.stft页面底部显示的示例显示：

>>> plt.pcolormesh(t, f, np.abs(Zxx), vmin=0, vmax=amp)

它起作用了，你可以看到一个色标。但是它是线性的，因为abs操作。

在现实中，要获得真正的谱图，我们应该写：

>>> plt.pcolormesh(t, f, Zxx ** 2, vmin=0, vmax=amp)