Question

使用STFT（短时傅里叶变换）后，输出是表示3d图的矩阵，好像(A[X, Y] = M) A是输出矩阵，X是时间，Y是频率，第三维M是像素颜色强度所示的幅度，如下图所示：

Spectrogram 2

如何使用C＃中的图片中的渐变颜色绘制输出矩阵A？
是否有一个包含C＃频谱图控件的库？

更新：
在对给定算法进行一些修改后，我可以绘制光谱图，我没有改变调色板，除了第一种颜色变为黑色，但我不知道它为什么会褪色！

这个代表声音

Bye Bye

Bye Bye Spectrogram

这是pure sine wave中的一个，所以它的频率几乎都是一样的

Pure sine wave Spectrogram

输出被接受它表示输入信号的频率如预期的那样，但我认为有一种方法可以使光谱图像示例中的那样进行说明，你能看一下我的代码并建议修改吗？ / p>

这是事件处理程序：

private void SpectrogramButton_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Complex[][] SpectrogramData = Fourier_Transform.STFT(/*signal:*/ samples,  /*windowSize:*/ 512, /*hopSize:*/ 512);
    SpectrogramBox.Image = Spectrogram.DrawSpectrogram(SpectrogramData, /*Interpolation Factor:*/ 1000, /*Height:*/ 256);
}

这是我修改后的绘图功能：

public static Bitmap DrawSpectrogram(Complex[][] Data, int InterpolationFactor, int Height)
{
    // target size:
    Size sz = new Size(Data.GetLength(0), Height);
    Bitmap bmp = new Bitmap(sz.Width, sz.Height);

    // the data array:
    //double[,] data = new double[222, 222];

    // step sizes:
    float stepX = 1f * sz.Width / Data.GetLength(0);
    float stepY = 1f * sz.Height / Data[0].GetLength(0);

    // create a few stop colors:
    List<Color> baseColors = new List<Color>();  // create a color list
    baseColors.Add(Color.Black);
    baseColors.Add(Color.LightSkyBlue);
    baseColors.Add(Color.LightGreen);
    baseColors.Add(Color.Yellow);
    baseColors.Add(Color.Orange);
    baseColors.Add(Color.Red);


    // and the interpolate a larger number of grdient colors:
    List<Color> colors = interpolateColors(baseColors, InterpolationFactor);

    // a few boring test data
    //Random rnd = new Random(1);
    //for (int x = 0; x < data.GetLength(0); x++)
    //    for (int y = 0; y < data.GetLength(1); y++)
    //    {
    //        //data[x, y] = rnd.Next((int)(300 + Math.Sin(x * y / 999) * 200)) +
    //        //                rnd.Next(x + y + 111);
    //        data[x, y] = 0;
    //    }

    // now draw the data:
    float Max = Complex.Max(Data);
    using (Graphics G = Graphics.FromImage(bmp))
        for (int x = 0; x < Data.GetLength(0); x++)
            for (int y = 0; y < Data[0].GetLength(0); y++)
            {
                int Val = (int)Math.Ceiling((Data[x][y].Magnitude / Max) * (InterpolationFactor - 1));
                using (SolidBrush brush = new SolidBrush(colors[(int)Val]))
                    G.FillRectangle(brush, x * stepX, (Data[0].GetLength(0) - y) * stepY, stepX, stepY);
            }

    // and display the result
    return bmp;
}

我真的不理解你在答案中谈论的log事情，对不起我的小知识。

的更新
这是将log10添加到幅度（忽略负值）后的输出：

This one of "Bye bye" from before:

A Shotgun Blast:

A Music Box:

我认为这个输出是可以接受的，它与我在开始时带来的例子有所不同，但我认为它更好。

Answer 1

不，我知道没有开箱即用的控制。当然，你可以购买外面的图书馆，但是嘘，你不能就这些图书询问他们......

从理论上讲，你可以使用，或者我想我应该说滥用一个Chart控件。但由于DataPoints是相当昂贵的对象，或者至少比它们看起来更贵，所以这似乎不可取。

相反，您只需将图表绘制成Bitmap自己。

第一步是决定颜色的渐变。有关此示例，请参阅interpolateColors function here！
然后，您只需使用floats对步骤和像素大小对数据进行双循环，并在那里执行Graphics.FillRectangle。

以下是使用GDI+创建Bitmap和Winforms PictureBox进行展示的简单示例。它不会向图形添加任何轴并完全填充它。

它首先创建一些样本数据和一种1000颜色的渐变。然后它绘制成Bitmap并显示结果：

private void button6_Click(object sender, EventArgs e)
{
    // target size:
    Size sz = pictureBox1.ClientSize;
    Bitmap bmp = new Bitmap(sz.Width, sz.Height);

    // the data array:
    double[,] data = new double[222, 222];

    // step sizes:
    float stepX = 1f * sz.Width / data.GetLength(0);
    float stepY = 1f * sz.Height / data.GetLength(1);

    // create a few stop colors:
    List<Color> baseColors = new List<Color>();  // create a color list
    baseColors.Add(Color.RoyalBlue);
    baseColors.Add(Color.LightSkyBlue);
    baseColors.Add(Color.LightGreen);
    baseColors.Add(Color.Yellow);
    baseColors.Add(Color.Orange);
    baseColors.Add(Color.Red);
    // and the interpolate a larger number of grdient colors:
    List<Color> colors = interpolateColors(baseColors, 1000);

    // a few boring test data
    Random rnd = new Random(1);
    for (int x = 0; x < data.GetLength(0); x++)
    for (int y = 0; y < data.GetLength(1); y++)
    {
        data[x, y] = rnd.Next( (int) (300 + Math.Sin(x * y / 999) * 200 )) +
                        rnd.Next(  x +  y + 111);
    }

    // now draw the data:
    using (Graphics G = Graphics.FromImage(bmp))
    for (int x = 0; x < data.GetLength(0); x++)
        for (int y = 0; y < data.GetLength(1); y++)
        {
            using (SolidBrush brush = new SolidBrush(colors[(int)data[x, y]]))
                G.FillRectangle(brush, x * stepX, y * stepY, stepX, stepY);
        }

    // and display the result
    pictureBox1.Image = bmp;
}

以下是链接中的功能：

List<Color> interpolateColors(List<Color> stopColors, int count)
{
    SortedDictionary<float, Color> gradient = new SortedDictionary<float, Color>();
    for (int i = 0; i < stopColors.Count; i++)
        gradient.Add(1f * i / (stopColors.Count - 1), stopColors[i]);
    List<Color> ColorList = new List<Color>();

    using (Bitmap bmp = new Bitmap(count, 1))
    using (Graphics G = Graphics.FromImage(bmp))
    {
        Rectangle bmpCRect = new Rectangle(Point.Empty, bmp.Size);
        LinearGradientBrush br = new LinearGradientBrush
                                (bmpCRect, Color.Empty, Color.Empty, 0, false);
        ColorBlend cb = new ColorBlend();
        cb.Positions = new float[gradient.Count];
        for (int i = 0; i < gradient.Count; i++)
            cb.Positions[i] = gradient.ElementAt(i).Key;
        cb.Colors = gradient.Values.ToArray();
        br.InterpolationColors = cb;
        G.FillRectangle(br, bmpCRect);
        for (int i = 0; i < count; i++) ColorList.Add(bmp.GetPixel(i, 0));
        br.Dispose();
    }
    return ColorList;
}

您可能希望使用标签等绘制轴。您可以使用Graphics.DrawString或TextRenderer.DrawText来执行此操作。只需在绘图区域周围留出足够的空间！

我使用转换为int的数据值作为颜色表的直接指针。

根据您的数据，您需要缩小它们甚至使用日志转换。第一个图像显示对数比例从100到20k，第二个看起来线性从0到100。

如果您向我们展示您的数据结构，我们可以为您提供进一步的提示，以便如何调整代码以便使用它。

Answer 2

您可以根据其他答案创建位图。使用颜色查找表将FFT对数幅度转换为用于每个像素或小矩形的颜色也很常见。

使用渐变颜色绘制矩阵＆＃34; Spectrogram＆＃34;

2 个答案: