程序設計七：極坐標轉換

一：需求分析

? 在數學中，極坐標系是一個二維坐標系統。該坐標系統中的點由一個夾角和一段相對中心點——極點（相當于我們較為熟知的直角坐標系中的原點）的距離來表示。極坐標系的應用領域十分廣泛，包括數學、物理、工程、航海以及機器人領域。在兩點間的關系用夾角和距離很容易表示時，極坐標系便顯得尤為有用；而在平面直角坐標系中，這樣的關系就只能使用三角函數來表示。對于很多類型的曲線，極坐標方程是最簡單的表達形式，甚至對于某些曲線來說，只有極坐標方程能夠表示。

wavtxtifft -i fft.txt -o polor.txt

二：參考知識

1.本地.txt信息

fft_BAC009S0003W0121.txt BAC009S0003W0121.wav語音進行FFT變換后的取值

2.坐標轉換后

fft_polar.txt 是fft_BAC009S0003W0121.txt復數轉換為極坐標輸出（半徑 角度）

三：python代碼

求取半徑

$$r=\sqrt{y^2+x^2}$$

r = np.sqrt(complex_real ** 2 + complex_imag ** 2)

求取角度
$$\tan \theta =\frac{y}{x}$$

angle = np.arctan(complex_imag / complex_real ) # 默認產生的是弧度 angle = angle * (180 / np.pi) # 弧度轉換為角度

完整代碼

holiday07.py import numpy as np import sys import getopt ''' 將復數形式的FFT數據轉換為極坐標形式 ''' def main(argv):try:opts, args = getopt.getopt(argv, "-h-i:-o:", ["help", "input=", "output="])except getopt.GetoptError:print('將讀取到的FFT數據，轉換為極坐標形式')print('python holiday07.py -i fft_BAC009S0003W0121.txt -o fft_polar.txt')sys.exit(2)# 處理 返回值options是以元組為元素的列表。for opt, arg in opts:if opt in ("-h", "--help"):print("音頻數據轉換到極坐標")print('將讀取到的FFT數據，轉換為極坐標形式')print('python holiday07.py -i fft_BAC009S0003W0121.txt -o fft_polar.txt')sys.exit()elif opt in ("-i", "--input"):input = argelif opt in ("-o", "--output"):output = arg# fft_BAC009S0003W0121.txtcomplex_array = np.loadtxt(input, dtype=np.complex)length = len(complex_array) # 求Nfile = open(output, 'w')for index in range(length):complex_real = np.real(complex_array[index])complex_imag = np.imag(complex_array[index])r = np.sqrt(complex_real ** 2 + complex_imag ** 2)angle = np.arctan(complex_imag / complex_real ) # 默認產生的是弧度angle = angle * (180 / np.pi) # 弧度轉換為角度# angle = np.arctan(complex_imag / complex_real )s = '(' + str(r) + ' ' + str(angle) + ')' + '\n'file.write(s)file.close()if __name__ == "__main__":# sys.argv[1:]為要處理的參數列表，sys.argv[0]為腳本名，所以用sys.argv[1:]過濾掉腳本名。main(sys.argv[1:])#python holiday07.py -i fft_BAC009S0003W0121.txt -o fft_polar.txt

四：實現結果

1.請求幫助

python holiday07.py -h 音頻數據轉換到極坐標 將讀取到的FFT數據，轉換為極坐標形式 python holiday07.py -i fft_BAC009S0003W0121.txt -o fft_polar.txt

2.極坐標轉換

• -i 輸入FFT數據
• -o 極坐標數據

python holiday07.py -i fft_BAC009S0003W0121.txt -o fft_polar.txt

五：結果顯示及分析

1.結果顯示

fft_polar.txt 是fft_BAC009S0003W0121.txt復數轉換為極坐標輸出（半徑 角度）

2.結果比對

根據公式可以反算出原始數據，以其中第二行數據(384.47795984237615 -46.14453170047742)為例
$$x=\rho \cos \theta$$

$$y=\rho \sin \theta$$

x=384.47795984237615 *cos(-46.14453170047742)=266.38231

y=384.47795984237615*sin(-46.14453170047742)=-277.2431

原始數據為：

與50位技術專家面對面20年技術見證，附贈技術全景圖

總結

以上是生活随笔為你收集整理的音频处理七:(极坐标转换)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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