Python SciPy windows.hann用法及代码示例

本文简要介绍 python 语言中 scipy.signal.windows.hann 的用法。

用法:

scipy.signal.windows.hann(M, sym=True)#

返回一个 Hann 窗口。

Hann 窗口是通过使用升余弦或sine-squared 形成的锥形，其末端接触零。

参数 ：：

M： int

输出窗口中的点数。如果为零，则返回空数组。当它为负数时会抛出异常。

sym： 布尔型，可选

当为 True(默认)时，生成一个对称窗口，用于滤波器设计。当为 False 时，生成一个周期窗口，用于频谱分析。

返回 ：：

w： ndarray

最大值归一化为 1 的窗口(如果 M 为偶数且 sym 为 True，则不会出现值 1)。

注意：

Hann 窗定义为

\[w(n) = 0.5 - 0.5 \cos\left(\frac{2\pi{n}}{M-1}\right) \qquad 0 \leq n \leq M-1\]

这扇窗户以奥地利气象学家朱利叶斯·冯·汉恩的名字命名。它也被称为余弦钟。它有时被错误地称为“Hanning” 窗口，因为在原始论文中使用“hann” 作为动词并且与非常相似的汉明窗口混淆。

大多数对 Hann 窗的引用来自信号处理文献，在该文献中，它被用作平滑值的许多窗函数之一。它也称为变迹(表示“removing the foot”，即在采样信号的开始和结束处平滑不连续性)或锥形函数。

参考：

[1]

Blackman, R.B. 和 Tukey, J.W.，(1958) 功率谱的测量，Dover Publications，纽约。

[2]

E.R. Kanasewich，“地球物理学中的时间序列分析”，阿尔伯塔大学出版社，1975 年，第 106-108 页。

[3]

维基百科，“Window function”，https://en.wikipedia.org/wiki/Window_function

[4]

W.H.出版社，B.P. Flannery、S.A. Teukolsky 和 W.T. Vetterling，“Numerical Recipes”，剑桥大学出版社，1986 年，第 425 页。

例子：

绘制窗口及其频率响应：

>>> import numpy as np
>>> from scipy import signal
>>> from scipy.fft import fft, fftshift
>>> import matplotlib.pyplot as plt

>>> window = signal.windows.hann(51)
>>> plt.plot(window)
>>> plt.title("Hann window")
>>> plt.ylabel("Amplitude")
>>> plt.xlabel("Sample")

>>> plt.figure()
>>> A = fft(window, 2048) / (len(window)/2.0)
>>> freq = np.linspace(-0.5, 0.5, len(A))
>>> response = np.abs(fftshift(A / abs(A).max()))
>>> response = 20 * np.log10(np.maximum(response, 1e-10))
>>> plt.plot(freq, response)
>>> plt.axis([-0.5, 0.5, -120, 0])
>>> plt.title("Frequency response of the Hann window")
>>> plt.ylabel("Normalized magnitude [dB]")
>>> plt.xlabel("Normalized frequency [cycles per sample]")