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使用python进行傅里叶FFT-频谱分析详细教程

二、使用scipy包实现快速傅里叶变换 本节不会说明FFT底层实现,只介绍scipyfft函数接口以及使用一些细节。...1、产生原始信号——原始信号是三个正弦波叠加 import numpy as np from scipy.fftpack import fft,ifft import matplotlib.pyplot...2、快速傅里叶变换 其实scipy和numpy一样,实现FFT非常简单,仅仅是一句话而已,函数接口如下: from scipy.fftpack import fft,ifft from numpy import...那这个直接变换后结果是不是就是我需要,当然是需要,在FFT,得到结果是复数, (3)FFT得到复数模(即绝对值)就是对应振幅谱”,复数所对应角度,就是所对应“相位谱”,现在可以画图了...,得到振幅图”, 第一个峰值(频率位置)模是A1N倍,N为采样点,本例为N=1400,此例没有,因为信号没有常数项A1 第二个峰值(频率位置)模是A2N/2倍,N为采样点, 第三个峰值

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opencv(4.5.3)-python(二十七)--傅里叶变换

翻译及二次校对:cvtutorials.com 目标 在本节,我们将学习: • 使用OpenCV找到图像傅里叶变换 • 利用NumpyFFT函数 • 傅立叶变换一些应用 • 我们将看到以下函数...你可以把同样想法延伸到图像上。在图像,哪里振幅变化剧烈?在边缘点,或噪音。所以我们可以说,边缘和噪音是图像高频内容。如果振幅没有太大变化,那就是低频成分。...(一些链接被添加到附加资源,它用例子直观地解释了频率变换)。 现在我们来看看如何找到傅里叶变换。 Numpy傅里叶变换 首先我们将看到如何使用Numpy找到傅立叶变换。...这就是我们在图像梯度一章中看到情况。这也表明大部分图像数据存在于频谱低频区域。总之我们已经看到了如何在Numpy中找到DFT、IDFT等。现在让我们看看如何在OpenCV实现。...你还可以看到OpenCV函数比Numpy函数快3倍左右。这也可以用于反FFT测试,而这也是留给你一个练习。 为什么Laplacian是一个高通滤波器? 在一个论坛上也有一个类似的问题。

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python生成任意频率正弦波方式

合成波形实例 使用Python numpy模块带FFT函数合成矩形波和方波,增加对离散傅里叶变换理解。...导入模块 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt 分别是产生一个周期方波和三角波程序 # 产生size点取样三角波,其周期为1 def...,采样点数取为2n次幂是为了便于FFT计算 fft_size = 256 # 计算三角波和其FFT x, y = triangle_wave(fft_size) fy = np.fft.fft(y...) / fft_size 下面对计算频谱进行可视化,频率对应强度使用工程上常用分贝dp来表示 # 绘制三角波FFT前20项振幅,由于不含下标为偶数值均为0, 因此取 # log之后无穷小,...下面用正弦和余弦函数合成信号 # 取FFT计算结果freqs前n项进行合成,返回合成结果,计算loops个周期波形 def fft_combine(freqs, n, loops=1): length

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Numpy Ndarray

numpy概述 Numerical Python,数值Python,补充了Python语言所欠缺数值计算能力。 Numpy是其它数据分析及机器学习库底层库。...2005年,Numeric+Numarray->Numpy。 2006年,Numpy脱离Scipy成为独立项目。 numpy核心:多维数组 代码简洁:减少Python代码循环。...)) # 内存ndarray对象 元数据(metadata) 存储对目标数组描述信息,如:ndim、shape、dtype、data等。...数组对象特点 Numpy数组是同质数组,即所有元素数据类型必须相同 Numpy数组下标从0开始,最后一个元素下标为数组长度减1,同python列表。...数组对象创建 np.array(任何可被解释为Numpy数组逻辑结构) import numpy as np a = np.array([1, 2, 3, 4, 5, 6]) print(a) #

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FFT(快速傅里叶变换)示例

#FFT变换是针对一组数值进行运算,这组数长度N必须是2整数次幂,例如64, 128, 256等等; 数值可以是实数也可以是复数,通常我们时域信号都是实数,因此下面都以实数为例。...我们可以把这一组实数想像成对某个连续信号按照一定取样周期进行取样而得来,如果对这组N个实数值进行FFT变换,将得到一个有N个复数数组,我们称此复数数组为频域信号,此复数数组符合如下规律: #其结果数组有以下特点...: #下标为0和N/2两个复数虚数部分为0, #下标为i和N-i两个复数共轭,也就是其虚数部分数值相同、符号相反 #首先下标为0实数表示了时域信号直流成分多少 #下标为i复数a+b*j表示时域信号周期为...N/i个取样值正弦波和余弦波成分多少, #其中a表示cos波形成分,b表示sin波形成分 import numpy as np import matplotlib import matplotlib.pyplot...(y)# 振幅 bias = (yf[0] / N).real #直流分量,虚部为0 if bias<1e-15: bias = 0 yf_scaled = 2* np.abs(yf) / N yf_scaled

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NumPy 数组过滤、NumPy 随机数、NumPy ufuncs】

python之Numpy学习 NumPy 数组过滤 从现有数组取出一些元素并从中创建新数组称为过滤(filtering)。 在 NumPy ,我们使用布尔索引列表来过滤数组。...布尔索引列表是与数组索引相对应布尔值列表。 如果索引处值为 True,则该元素包含在过滤后数组;如果索引处值为 False,则该元素将从过滤后数组中排除。...] print(filter_arr) print(newarr) NumPy 随机数 什么是随机数?...实例 生成一个 0 到 100 之间随机浮点数: from numpy import random x = random.rand() print(x) 生成随机数组 在 NumPy ,我们可以使用上例两种方法来创建随机数组...实例 生成由数组参数(3、5、7 和 9)值组成二维数组: from numpy import random x = random.choice([3, 5, 7, 9], size=(3,

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干货 | 使用FFT变换自动去除图像严重网纹

最近买了一本《机器视觉算法与应用第二版》书,书中再次提到该方法:使用傅里叶变换进行滤波处理真正好处是可以通过使用定制滤波器来消除图像某些特定频率,例如这些特定频率可能代表着图像重复出现纹理。...在网络上很多PS教程,也有提到使用FFT来进行去网纹操作,其中最为广泛是使用PS小插件FOURIER TRANSFORM,使用过程为:打开图像--进行FFT RGB操作,然后定位到红色通道,选取通道除了最中心处之外白点区域...这个插件有个特性,他要求输入必须是3通道或者4通道图,但是用他处理完成后图虽然表面上看还是3通道还是4通道,但是他已经失去了彩色信息了,我们注意到他在进行FFT RGB操作后,RGB三个通道,R...我们看上面的FFT频谱图,这种显示基本上都是对直接进行FFT变换后浮点数据进行对数变换后,在线性映射到0到255范围内,有进行了log操作,数据压缩了很多,导致频谱图对比度不是很强,也不利于我们分隔出那些亮点...,因为在频谱中心点,这一点二值后肯定是白色,在反色后就是白色,就以这一点为种子点,向四周进行区域生长,这样就可以把中心处黑色反色过来,而其他地方黑色保持不变。

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基于python快速傅里叶变换FFT

基于python快速傅里叶变换FFT(二) 本文在上一篇博客基础上进一步探究正弦函数及其FFT变换。...知识点   FFT变换,其实就是快速离散傅里叶变换,傅立叶变换是数字信号处理领域一种很重要算法。要知道傅立叶变换算法意义,首先要了解傅立叶原理意义。...而根据该原理创立傅立叶变换算法利用直接测量到原始信号,以累加方式来计算该信号不同正弦波信号频率、振幅和相位。   和傅立叶变换算法对应是反傅立叶变换算法。...假设FFT之后某点n用复数a+bi表示,那么这个复数模就是An=sqrt(a*a+b*b)(某点处幅度值An = A*(N/2)) 代码实现 包安装步骤见上一篇博客。...具体代码如下: import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np import seaborn Fs = 150.0; # sampling

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基于Python频谱分析(一)

import numpy as np#导入一个数据处理模块 import pylab as pl#导入一个绘图模块,matplotlib下模块 sampling_rate = 8000#采样频率为8000Hz...xs = x[:fft_size]# 从波形数据取样fft_size个点进行运算 xf = np.fft.rfft(xs)/fft_size# 利用np.fft.rfft()进行FFT计算,rfft(...#于是可以通过下面的np.linspace计算出返回值每个下标对应真正频率: freqs = np.linspace(0, sampling_rate/2, fft_size/2+1) # np.linspace...如果你放大其频谱两个峰值部分的话,可以看到其值分别为: >>>xfp[10] -6.0205999132796251 >>>xfp[15] -9.6432746655328714e-16 即156.25Hz...成分为-6dB, 而234.375Hz成分为0dB,与波形计算公式各个分量能量(振幅值/2)符合。

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OpenCV系列之傅里叶变换 | 三十

作者:磐怼怼 转自:深度学习与计算机视觉 未经允许不得二次转载 目标 在本节,我们将学习 使用OpenCV查找图像傅立叶变换 利用Numpy可用FFT函数 傅立叶变换某些应用程序 我们将看到以下函数...您可以将相同想法扩展到图像。图像振幅在哪里急剧变化?在边缘点或噪声。因此,可以说边缘和噪声是图像高频内容。如果幅度没有太大变化,则它是低频分量。...Numpy傅里叶变换 首先,我们将看到如何使用Numpy查找傅立叶变换。Numpy具有FFT软件包来执行此操作。np.fft.fft2()为我们提供了频率转换,它将是一个复杂数组。...因此,如果您担心代码性能,可以在找到DFT之前将数组大小修改为任何最佳大小(通过填充零)。对于OpenCV,您必须手动填充零。但是对于Numpy,您指定FFT计算新大小,它将自动为您填充零。...从图像,您可以看到每种内核阻止频率区域以及它允许经过区域。

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信号分析与处理1「建议收藏」

Nyquist频率之前振幅 xlabel(‘频率/Hz’);ylabel(‘振幅’); title(‘Ndata=136 Nfft=512’);grid on; 结论: (1)当数据个数和FFT采用数据个数均为...(2)由于在时间域内信号加零,致使振幅谱中出现很多其他成分,这是加零造成。其振幅由于加了多个零而明显减小。 (3)FFT程序将数据截断,这时分辨率较高。...(4)也是在数据末尾补零,但由于含有信号数据个数足够多,FFT振幅谱也基本不受影响。...可见,采样数据过少,运用FFT变换不能分辨出其中频率成分。添加零后可增加频谱数据个数,谱密度增高了,但仍不能分辨其中频率成分,即谱分辨率没有提高。...实现过程: 在Matalb,求解xcorr过程事实上是利用Fourier变换卷积定理进行,即R(u)=ifft(fft(f)×fft(g)),其中×表示乘法,注:此公式仅表示形式计算

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numpy文件读写

在实际开发,我们需要从文件读取数据,并进行处理。...在numpy,提供了一系列函数从文件读取内容并生成矩阵,常用函数有以下两个 1. loadtxt loadtxt适合处理数据量较小文件,基本用法如下 >>> import numpy as np...默认采用空白作为分隔符,将文件内容读取进来,并生成矩阵,要求每行内容数目必须一致,也就是说不能有缺失值。由于numpy矩阵中都是同一类型元素,所以函数会自动将文件内容转换为同一类型。...除了经典文件读取外,numpy还支持将矩阵用二进制文件进行存储,支持npy和npz两种格式,用法如下 # save函数将单个矩阵存储到后缀为npy二进制文件 >>> np.save('out.npy...以上就是numpy文件读写基本用法,numpy作为科学计算底层核心包,有很多包对其进行了封装,提供了更易于使用借口,最出名比如pandas,通过pandas来进行文件读写,会更加简便,在后续文章再进行详细介绍

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Pythonnumpy模块

目录 前言 为什么引入numpy模块 第一章 numpy模块介绍 第二章 ndarray类 附录 ---- 前言 为什么引入numpy模块 列表类占用内存数倍于数据本身占用内存...numpy模块创建列表(实际上是一个ndarray对象)所有元素将会是同一种变量类型元素,所以即使创建了一个规模非常大矩阵,也只会对变量类型声明一次,大大节约内存空间。 2. 内置函数。...numpy也提供了许多科学计算函数和常数供用户使用。...在Matlab也有与之相对应索引方式,最明显差异有三个:一是numpy矩阵对象索引使用是[],而Matlab使用是();二是在逐个索引方面,numpy矩阵对象索引通过负整数对矩阵进行倒序索引...---- 附录 Part1:视图 视图是Python语法一个基础规则,它不仅仅适用于numpy模块,还适用于数值对象,列表对象,字典对象。

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