从功率谱生成热图，Matlab

Question

我有一个非常大的局部场电位（原始电压）数据集，我已对其进行预处理以消除噪声和异常值。我安排了数据，以便每行代表30秒的样本。我已经生成了如下的功率谱：

Fs = 1024
LFP = 1075x30720 double
pxx = 1075x4097 double

for k = 1:1075;
    pxx(kk,:) = pwelch(LFP(k,:));
end

目标：生成热图，以便pxx的每一行都是生成的热图上的一列，所以我应该在x轴上有1075个分档，并且我希望将Y轴限制为0到120之间的频率赫兹。我尝试过使用imagesc但遇到困难，谢谢。

Answer 1

要绘制结果，您需要做一些事情：

1. 选择与频率高达120Hz相对应的列;
2. 转置pxx以使pxx的行显示为生成图像的列;
如果您希望最高频率显示在flipud的顶部，
3. 使用imagesc翻转数据;
4. 可选择转换为对数分贝刻度;
5. 使用imagesc或pcolor;
绘图
6. 选择要使用caxis显示的动态值范围，以便在色彩映射中获得相当大的值;
7. 为热图样式选择colormap(hot)等色彩映射。

这可以通过以下方式完成：

% 1) Compute maximum frequency index
Fmax = 120; % Hz
M = 1 + round(Fmax/(0.5*Fs/(size(pxx,2)-1)));
%    select displayed section 
pxx_select  = pxx(:,1:M);

% 2) transpose matrix
pxx_reshape = transpose(pxx_select);

% 3) flip data upside down for imagesc
pxx_reshape = flipud(pxx_reshape);

% 4) convert to decibel scale
pxx_dB      = 10*log10(pxx_reshape);

% 5) generate plot
figure(1);
imagesc(pxx_dB);

% 6) choose dynamic range
% assign e.g. 80dB below peak power to the first value in the colormap
%             and the peak power to the last value in the colormap
caxis([max(max(pxx_dB))-80 max(max(pxx_dB))]);

% 7) select colormap
colormap(hot);

或者，如果您想控制显示的轴：

% 1) Compute maximum frequency index
Fmax = 120; % Hz
M = 1 + round(Fmax/(0.5*Fs/(size(pxx,2)-1)));
%    select displayed section 
pxx_select  = pxx(:,1:M);

% 2) transpose matrix
pxx_reshape = transpose(pxx_select);

% 3) flipud not needed with pcolor, instead set t & f axis: 
t = (size(LPF,2)/Fs)*[0:size(LPF,1)];
f = [0:M]*Fmax/(M-1);

% 4) convert to decibel scale
pxx_dB      = 10*log10(pxx_reshape);

% 5) generate plot
figure(2);
% Note: extend by one row & column since pcolor does not show the last row/col
P2 = [pxx_dB pxx_dB(:,end); pxx_dB(end,:) pxx_dB(end,end)];
pcolor(t,f,P2); shading flat;

% 6) choose dynamic range
% assign e.g. 80dB below peak power to the first value in the colormap
%             and the peak power to the last value in the colormap
caxis([max(max(pxx_dB))-80 max(max(pxx_dB))]);

% 7) select colormap
colormap(hot);

xlabel("time (s)");
ylabel("frequency (Hz)");

如图所示，您将获得类似于

的图表



用于生成一个简单的缓慢变频音：

T = size(LPF,1)-1;
phi = 0;
n = [0:size(LPF,2)-1];
for k=1:size(LPF,1)
  f = 0.5*(fmin+fmax) + 0.5*(fmax-fmin)*sin(2*pi*k/T);
  LPF(k,:) = sin(2*pi*f*n/Fs + phi);
  phi = mod(phi + 2*pi*f*size(LPF,2)/Fs, 2*pi);
end