Python numpyでFFTを実行する.周波数軸はどうしたら4
前の記事ではnumpy.fft.fftfreqをプロットの時の範囲指定に使うことしか考えていなかったが,フィルタなどもできる.
numpy.fft.fftfreqによって生成した周波数軸とnumpy.whereを使うと周波数でフィルタリングが行える.
例えば,
Fzf = np.fft.fft(z);
Fz2f = np.where(np.abs(freq2) > 12, 0, Fzf)
などとすれば,周波数成分を取り除くことができる(0で埋めることができる).
np.fft.ifftで時間領域の信号に戻せば0で埋めた成分は消えている.
import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # 例の信号を作成 t = np.linspace(0.001, 4, 1000); z = 0.1 + 0.2 * np.sin(t * 10 * 2 * np.pi) + 0.2 * np.sin(t * 33 * 2 * np.pi); # サンプリング周波数 fsmp = 1 / (t[1] - t[0]); # 解析時間 t_len = t.max() - t.min(); Fzf = np.fft.fft(z); # Fzfはfftした結果 Fz = Fzf / z.shape[0] * 2; # 折り返すのでパワーが2分の1になっている. Fz[0] = Fz[0] / 2; # 平均成分は折り返さない. Fz_abs = np.abs(Fz); freq2 = np.fft.fftfreq(len(t), d=1.0/fsmp);# 周波数軸の生成 # abs(freq2)が12以上の成分をカット Fz2f = np.where(np.abs(freq2) > 12, 0, Fzf) # filter z_filtered = np.fft.ifft(Fz2f); Fz2 = Fz2f / z.shape[0] * 2; Fz2[0] = Fz2[0] / 2; Fz2_abs = np.abs(Fz2); plt.figure(1) # 比較FFTプロット plt.subplot(211); plotrange = np.where(freq2 >= 0) plt.plot(freq2[plotrange], Fz_abs[plotrange]); plt.plot(freq2[plotrange], Fz2_abs[plotrange]); # 比較波形プロット plt.subplot(212); plt.plot(t, z); plt.plot(t, z_filtered); plt.savefig("valuestar.work.177.png") plt.show();
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