SpectrogramMatrix

安定性: 安定

主な用途

SpectrogramMatrix は多チャンネル spectrogram を整列させて、行列として解析・要約するためのコンテナです。

代表的なシグネチャ

SpectrogramMatrix(data, times=None, frequencies=None, ...)
SpectrogramMatrix.to_dict()

最小例

from gwexpy.spectrogram import SpectrogramMatrix
import numpy as np

mat = SpectrogramMatrix(np.ones((2, 8, 16)), times=np.arange(8), frequencies=np.arange(16))
out = mat.to_dict()

関連理論

関連チュートリアル

API リファレンス

詳細な生成済み API はこのページの下部に続きます。

継承元: PhaseMethodsMixin, SpectrogramMatrixCoreMixin, SpectrogramMatrixAnalysisMixin, SeriesMatrix

スペクトログラム（時間-周波数マップ）用の評価行列。

このクラスはスペクトログラムのコレクションを表し、以下の構造をサポートします：

  • 3D: (Batch, Time, Frequency)

  • 4D: (Row, Col, Time, Frequency)

SeriesMatrix を継承し、強力なインデックス参照、メタデータ管理、解析機能（スライス、補間、統計）を提供します。

物理コンテキスト

SpectrogramMatrix は、複数の時間周波数マップが同じビニング条件を共有し、その相互関係まで含めて解析したい場合に使います。検出器配列、パラメータ掃引、before/after 比較、チャネル横断サマリーなどが典型です。

  • 行列統計が意味を持つのは、時間軸・周波数軸が整列している場合です

  • 単に多くの図を保存するためではなく、マップ間構造を比較するためのコンテナです

よくある誤読

  1. 変換条件の違う spectrogram の束をそのまま比較可能だとみなす

  2. スケールや正規化が違う入力に対する行列サマリーを物理平均だと解釈する

  3. 行・列の構造を、自動的に空間配置や幾何学と同一視する

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主要プロパティ

プロパティ

説明

dt

時間間隔

t0

開始時刻

times

時間配列

df

周波数間隔

f0

開始周波数

frequencies

周波数配列

channel_names

要素名のフラットなリスト

位相計算

メソッド

説明

phase()

位相を計算

angle()

phase() のエイリアス

degree()

位相を度で計算

radian()

位相をラジアンで計算

線形代数

メソッド

説明

det()

各サンプル点での行列式

inv()

各サンプル点での逆行列

trace()

対角要素の和

schur()

シュア補行列

diagonal()

対角要素の抽出

統計

メソッド

説明

mean() / std() / max() / min() / median() / rms()

統計量計算

可視化

メソッド

説明

plot()

gwexpy.plot.Plot を使用してプロット

plot_summary()

スペクトログラムとパーセンタイルサマリーを並べてプロット

変換・相互運用

メソッド

説明

to_pandas()

pandas DataFrame に変換

to_dict() / to_list()

SpectrogramDict / SpectrogramList に変換

to_torch() / to_tensorflow() / to_jax() / to_cupy()

ML フレームワークへ変換

入出力

メソッド

説明

read()

ファイルから行列を読み込む

write()

行列をファイルに書き込む

to_hdf5() / to_zarr()

HDF5/Zarr 形式で保存

データ操作

メソッド

説明

crop()

指定範囲でクロップ

append() / prepend()

サンプル軸に沿って別の行列を追加

interpolate()

新しいサンプル軸に補間

pad()

サンプル軸に沿ってパディング