Noise

検出器および環境ノイズモデル用のユーティリティ。ASDヘルパーと時間領域の合成機能を含みます。 gwexpy.noise モジュールは以下の2つのサブモジュールに分かれています：

gwexpy.noise.asd: 振幅スペクトル密度 (FrequencySeries) を返す関数
gwexpy.noise.wave: 時系列波形 (TimeSeries) を返す関数

gwexpy.noise.asd

振幅スペクトル密度を生成する関数。すべての関数は FrequencySeries を返します。

検出器ノイズモデル

関数	説明
`from_pygwinc(ifo, *, quantity='strain', fmin=10, fmax=8192, df=1.0)`	pyGWINC 検出器ノイズモデル (aLIGO, AdV など) から ASD を生成
`from_obspy(model, *, quantity='displacement', fmin=0.01, fmax=100)`	ObsPy 地震ノイズモデル (NLNM, NHNM) から ASD を生成

カラードノイズ ASD

関数	説明
`power_law(exponent, amplitude=1.0, f_ref=1.0, frequencies=...)`	べき乗則 ASD (f^-exponent) を生成
`white_noise(amplitude=1.0, frequencies=...)`	ホワイトノイズ ASD (フラットスペクトル)
`pink_noise(amplitude=1.0, frequencies=...)`	ピンクノイズ ASD (1/f^0.5)
`red_noise(amplitude=1.0, frequencies=...)`	レッド/ブラウニアンノイズ ASD (1/f)

地磁気ノイズモデル

関数	説明
`schumann_resonance(harmonics=8, frequencies=...)`	シューマン共振モデル (~7.83 Hz とその高調波)
`geomagnetic_background(frequencies=...)`	背景地磁気ノイズモデル

スペクトル線形状

関数	説明
`lorentzian_line(center, width, amplitude=1.0, frequencies=...)`	ローレンツ線形状
`gaussian_line(center, sigma, amplitude=1.0, frequencies=...)`	ガウス線形状
`voigt_line(center, sigma, gamma, amplitude=1.0, frequencies=...)`	フォークトプロファイル (ガウスとローレンツの畳み込み)

gwexpy.noise.wave

時系列波形を生成する関数。すべての関数は TimeSeries を返します。

ノイズジェネレータ

関数	説明
`gaussian(duration, sample_rate, std=1.0, mean=0.0, ...)`	ガウス (正規) ホワイトノイズ
`uniform(duration, sample_rate, low=-1.0, high=1.0, ...)`	一様ホワイトノイズ
`colored(duration, sample_rate, exponent, amplitude=1.0, ...)`	べき乗則カラードノイズ
`white_noise(duration, sample_rate, amplitude=1.0, ...)`	ホワイトノイズ (exponent=0)
`pink_noise(duration, sample_rate, amplitude=1.0, ...)`	ピンクノイズ (1/f^0.5 スペクトル)
`red_noise(duration, sample_rate, amplitude=1.0, ...)`	レッド/ブラウニアンノイズ (1/f スペクトル)
`from_asd(asd, duration, sample_rate, ...)`	ASD からカラードノイズを生成

周期波形

関数	説明
`sine(duration, sample_rate, frequency, ...)`	サイン波
`square(duration, sample_rate, frequency, duty=0.5, ...)`	矩形波
`sawtooth(duration, sample_rate, frequency, width=1.0, ...)`	のこぎり波
`triangle(duration, sample_rate, frequency, ...)`	三角波
`chirp(duration, sample_rate, f0, f1, method='linear', ...)`	周波数掃引コサイン (チャープ)

過渡信号

関数	説明
`step(duration, sample_rate, t_step=0.0, amplitude=1.0, ...)`	ステップ (ヘビサイド) 関数
`impulse(duration, sample_rate, t_impulse=0.0, amplitude=1.0, ...)`	インパルス信号
`exponential(duration, sample_rate, tau, decay=True, ...)`	指数関数 (減衰/成長)

使用例

from gwexpy.noise.wave import sine, gaussian, chirp, from_asd
from gwexpy.noise.asd import from_pygwinc, schumann_resonance

# サイン波
wave = sine(duration=1.0, sample_rate=1024, frequency=10.0)

# ガウスノイズ
noise = gaussian(duration=1.0, sample_rate=1024, std=0.1)

# チャープ (周波数掃引サイン波)
sweep = chirp(duration=1.0, sample_rate=1024, f0=10, f1=100)

# pyGWINC からの検出器歪み ASD
asd = from_pygwinc('aLIGO', quantity='strain', fmin=4.0, fmax=1024.0, df=0.01)
noise = from_asd(asd, duration=128, sample_rate=2048, t0=0)

# シューマン共振モデル
sch_asd = schumann_resonance(harmonics=5)