pythonでエンベロープ曲線を計算する

はじめに

pythonでエンベロープ曲線を描きたくなったので、備忘録として。

エンベロープ曲線とは

信号包絡線（エンベロープ）は、信号の上部だけに接するような曲線で、ピーク検出に使います。
イメージとRコード例は下記が参考になります。

pythonコード

pythonでやるには、scipy.signal.hilbertの結果の絶対値を取るだけでできます。

import numpy as np
from scipy import signal
import matplotlib.pyplot as plt

#適当な波形を作成
dt = 0.01
t = np.arange(0, 1, dt)
x = np.cos(2*np.pi * 50 * t)
x *= (1 + 0.7 * np.sin(2*np.pi * 3 * t))

#エンベロープ曲線を作成
x_env = np.abs(signal.hilbert(x))

#作図
plt.plot(t, x, label="x")
plt.plot(t, x_env, label="envelope")
plt.legend()
plt.show()

上コードの実行結果が下の図です。

いい感じ！簡単ですが以上です。

実行環境

• Mac OS 11.6.3
• VS Code 1.64.2
• Python 3.9.7
• Numpy 1.20.1
• Scipy 1.6.1
• Matplotlib 3.3.4

参考文献

• 信号包絡線の計算、Rの試行錯誤
• scipy.signal.hilbert