numpy.bartlett#

numpy.bartlett(M)[source]#

返回巴特利特(Bartlett)窗。

巴特利特(Bartlett)窗与三角窗非常相似,只是其端点为零。它常用于信号处理中对信号进行锥化,而不会在频域中产生过多纹波。

参数:
Mint

输出窗口中的点数。如果为零或更少,则返回一个空数组。

返回:
outarray

三角窗,其最大值归一化为一(仅当样本数为奇数时才出现值一),且第一个和最后一个样本值为零。

另请参阅

blackman, hamming, hanning, kaiser

注意

巴特利特(Bartlett)窗的定义如下:

\[w(n) = \frac{2}{M-1} \left( \frac{M-1}{2} - \left|n - \frac{M-1}{2}\right| \right)\]

关于巴特利特(Bartlett)窗的大多数引用来自信号处理文献,其中它被用作平滑值的众多窗函数之一。请注意,与此窗进行卷积会产生线性插值。它也被称为“去足”(意味着“去除脚部”,即平滑采样信号开头和结尾的不连续性)或锥化函数。巴特利特窗的傅里叶变换是两个 sinc 函数的乘积。请注意 Kanasewich [2] 中的精彩讨论。

参考文献

[1]

M.S. Bartlett, “Periodogram Analysis and Continuous Spectra”, Biometrika 37, 1-16, 1950.

[2]

E.R. Kanasewich, “Time Sequence Analysis in Geophysics”, The University of Alberta Press, 1975, pp. 109-110.

[3]

A.V. Oppenheim and R.W. Schafer, “Discrete-Time Signal Processing”, Prentice-Hall, 1999, pp. 468-471.

[4]

维基百科,“窗函数”,https://en.wikipedia.org/wiki/Window_function

[5]

W.H. Press, B.P. Flannery, S.A. Teukolsky, and W.T. Vetterling, “Numerical Recipes”, Cambridge University Press, 1986, page 429.

示例

>>> import numpy as np
>>> import matplotlib.pyplot as plt
>>> np.bartlett(12)
array([ 0.        ,  0.18181818,  0.36363636,  0.54545455,  0.72727273, # may vary
        0.90909091,  0.90909091,  0.72727273,  0.54545455,  0.36363636,
        0.18181818,  0.        ])

绘制窗口及其频率响应(需要 SciPy 和 matplotlib)。

import matplotlib.pyplot as plt
from numpy.fft import fft, fftshift
window = np.bartlett(51)
plt.plot(window)
plt.title("Bartlett window")
plt.ylabel("Amplitude")
plt.xlabel("Sample")
plt.show()
../../_images/numpy-bartlett-1_00_00.png
plt.figure()
A = fft(window, 2048) / 25.5
mag = np.abs(fftshift(A))
freq = np.linspace(-0.5, 0.5, len(A))
with np.errstate(divide='ignore', invalid='ignore'):
    response = 20 * np.log10(mag)
response = np.clip(response, -100, 100)
plt.plot(freq, response)
plt.title("Frequency response of Bartlett window")
plt.ylabel("Magnitude [dB]")
plt.xlabel("Normalized frequency [cycles per sample]")
plt.axis('tight')
plt.show()
../../_images/numpy-bartlett-1_01_00.png