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

Question

功能
spicy.signal.spectrogram：https : //docs.scipy.org/doc/scipy/reference/generated/scipy.signal.spectrogram.html
和
spicy.signal.stft：https : //docs.scipy.org/doc/scipy/reference/generated/scipy。 signal.stft.html
似乎做了一个非常相似的事情。

这两个函数有什么区别？

Answer 1

Tl; dr：如果我用 SciPy 文档给出的输出写它：Sxx = Zxx ** 2

说明：频谱图和短时傅立叶变换是两个不同的对象，但它们却非常接近。

短时傅里叶变换 (STFT) 是一种傅里叶相关变换，用于确定信号局部部分的正弦频率和相位内容，因为它随时间变化。在实践中，计算 STFT 的过程是将较长时间的信号分成相等长度的较短段，然后在每个较短的段上分别计算傅立叶变换。这揭示了每个较短段的傅立叶频谱。然后通常将变化的光谱绘制为时间的函数。维基百科

另一方面，

频谱图是信号频率随时间变化的频谱的直观表示。维基百科

频谱图基本上在小窗口中切割您的信号，并显示一系列颜色，显示该特定频率的强度。与 STFT 完全一样。事实上，它正在使用 STFT。

现在，对于差异，根据定义，频谱图是信号的短时傅立叶变换 (STFT) 的平方幅度s(t)：

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)

它正在工作，您可以看到色标。但由于abs操作，它是线性的。

实际上，要获得真正的频谱图，应该这样写：

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