python - Python/Matplotlib/Pyside Fast Timetrace スクロール

Question

視覚的に検査する必要がある大きなタイムトレースがあるため、高速スクロールツールが必要です。

最速の Maplotlib/Pyside スクロールを実現するにはどうすればよいですか?

ご存知のとおり、MPL の図に PySide スクロールバーを追加し、set_xlim()メソッドでプロットの x 範囲を更新しました。特に、最終的なアプリケーションでは、異なるサブプロットに少なくとも 8 つの時間トレースがあり、すべて一緒にスクロールする必要があるため、これは十分に高速ではありません。あらすじを添付。

改善の余地はありますか？

ここに、比較的低いスクロールを示すデモコードを添付します。長いですが、ほぼすべて定型コードです。興味深い点 (改善が必要) はxpos_changed()、プロットの xlimits が変更される方法にあります。

編集:以下では、によって提案されたいくつかのマイクロ最適化を組み込みましtcaswellたが、更新速度は向上しません。

from PySide import QtGui, QtCore
import pylab as plt
import numpy as np

N_SAMPLES = 1e6

def test_plot():
    time = np.arange(N_SAMPLES)*1e-3
    sample = np.random.randn(N_SAMPLES)
    plt.plot(time, sample, label="Gaussian noise")
    plt.title("1000s Timetrace \n (use the slider to scroll and the spin-box to set the width)")
    plt.xlabel('Time (s)')
    plt.legend(fancybox=True)
    q = ScrollingToolQT(plt.gcf(), scroll_step=10)
    return q   # WARNING: it's important to return this object otherwise
               # python will delete the reference and the GUI will not respond!


class ScrollingToolQT(object):
    def __init__(self, fig, scroll_step=10):
        # Setup data range variables for scrolling
        self.fig = fig
        self.scroll_step = scroll_step
        self.xmin, self.xmax = fig.axes[0].get_xlim()
        self.width = 1 # axis units
        self.pos = 0   # axis units
        self.scale = 1e3 # conversion betweeen scrolling units and axis units

        # Save some MPL shortcuts
        self.ax = self.fig.axes[0]
        self.draw = self.fig.canvas.draw
        #self.draw_idle = self.fig.canvas.draw_idle

        # Retrive the QMainWindow used by current figure and add a toolbar
        # to host the new widgets
        QMainWin = fig.canvas.parent()
        toolbar = QtGui.QToolBar(QMainWin)
        QMainWin.addToolBar(QtCore.Qt.BottomToolBarArea, toolbar)

        # Create the slider and spinbox for x-axis scrolling in toolbar
        self.set_slider(toolbar)
        self.set_spinbox(toolbar)

        # Set the initial xlimits coherently with values in slider and spinbox
        self.ax.set_xlim(self.pos,self.pos+self.width)
        self.draw()

    def set_slider(self, parent):
        self.slider = QtGui.QSlider(QtCore.Qt.Horizontal, parent=parent)
        self.slider.setTickPosition(QtGui.QSlider.TicksAbove)
        self.slider.setTickInterval((self.xmax-self.xmin)/10.*self.scale)
        self.slider.setMinimum(self.xmin*self.scale)
        self.slider.setMaximum((self.xmax-self.width)*self.scale)
        self.slider.setSingleStep(self.width*self.scale/4.)
        self.slider.setPageStep(self.scroll_step*self.width*self.scale)
        self.slider.setValue(self.pos*self.scale) # set the initial position
        self.slider.valueChanged.connect(self.xpos_changed)
        parent.addWidget(self.slider) 

    def set_spinbox(self, parent):
        self.spinb = QtGui.QDoubleSpinBox(parent=parent)
        self.spinb.setDecimals(3)
        self.spinb.setRange(0.001,3600.)
        self.spinb.setSuffix(" s")
        self.spinb.setValue(self.width)   # set the initial width
        self.spinb.valueChanged.connect(self.xwidth_changed)
        parent.addWidget(self.spinb)

    def xpos_changed(self, pos):
        #pprint("Position (in scroll units) %f\n" %pos)
        pos /= self.scale
        self.ax.set_xlim(pos, pos+self.width)
        self.draw()

    def xwidth_changed(self, width):
        #pprint("Width (axis units) %f\n" % step)
        if width <= 0: return
        self.width = width
        self.slider.setSingleStep(self.width*self.scale/5.)
        self.slider.setPageStep(self.scroll_step*self.width*self.scale)
        old_xlim = self.ax.get_xlim()
        self.xpos_changed(old_xlim[0]*self.scale)


if __name__ == "__main__":
    q = test_plot()
    plt.show()

score 3 · Accepted Answer

コメントで要求されているように、2 つの大きなトレースを (マウスで) 一緒にスクロールする pyqtgraph のデモを次に示します。

python -m pyqtgraph.examplespyqtgraph プロジェクトのドキュメントは完全ではありませんが、正しい方向を示す良い例がいくつかあります。crosshair.py の例は、特に興味深いかもしれません。

pyqtgraph を使用する場合は、このデモの最後の行でスライダーウィジェットを setXRange メソッドに接続します。

from pyqtgraph.Qt import QtGui, QtCore
import pyqtgraph as pg
import numpy as np
app = QtGui.QApplication([])
win = pg.GraphicsWindow()

x = np.arange(1e5)
y1 = np.random.randn(x.size)
y2 = np.random.randn(x.size)
p1 = win.addPlot(x=x, y=y1, name='linkToMe')
p1.setMouseEnabled(x=True, y=False)
win.nextRow()
p2 = win.addPlot(x=x, y=y2)
p2.setXLink('linkToMe')
p1.setXRange(2000,3000)

ここに画像の説明を入力

score 2 · Accepted Answer

これは少し速く/より反応が良いようです：

from PySide import QtGui, QtCore
import pylab as plt
import numpy as np

N_SAMPLES = 1e6

def test_plot():
    time = np.arange(N_SAMPLES)*1e-3
    sample = np.random.randn(N_SAMPLES)
    plt.plot(time, sample, label="Gaussian noise")
    plt.legend(fancybox=True)
    plt.title("Use the slider to scroll and the spin-box to set the width")
    q = ScrollingToolQT(plt.gcf())
    return q   # WARNING: it's important to return this object otherwise
               # python will delete the reference and the GUI will not respond!


class ScrollingToolQT(object):
    def __init__(self, fig):
        # Setup data range variables for scrolling
        self.fig = fig
        self.xmin, self.xmax = fig.axes[0].get_xlim()
        self.step = 1 # axis units

        self.scale = 1e3 # conversion betweeen scrolling units and axis units

        # Retrive the QMainWindow used by current figure and add a toolbar
        # to host the new widgets
        QMainWin = fig.canvas.parent()
        toolbar = QtGui.QToolBar(QMainWin)
        QMainWin.addToolBar(QtCore.Qt.BottomToolBarArea, toolbar)

        # Create the slider and spinbox for x-axis scrolling in toolbar
        self.set_slider(toolbar)
        self.set_spinbox(toolbar)

        # Set the initial xlimits coherently with values in slider and spinbox
        self.set_xlim = self.fig.axes[0].set_xlim
        self.draw_idle = self.fig.canvas.draw_idle
        self.ax = self.fig.axes[0]
        self.set_xlim(0, self.step)
        self.fig.canvas.draw()

    def set_slider(self, parent):
        # Slider only support integer ranges so use ms as base unit
        smin, smax = self.xmin*self.scale, self.xmax*self.scale

        self.slider = QtGui.QSlider(QtCore.Qt.Horizontal, parent=parent)
        self.slider.setTickPosition(QtGui.QSlider.TicksAbove)
        self.slider.setTickInterval((smax-smin)/10.)
        self.slider.setMinimum(smin)
        self.slider.setMaximum(smax-self.step*self.scale)
        self.slider.setSingleStep(self.step*self.scale/5.)
        self.slider.setPageStep(self.step*self.scale)
        self.slider.setValue(0)  # set the initial position
        self.slider.valueChanged.connect(self.xpos_changed)
        parent.addWidget(self.slider)

    def set_spinbox(self, parent):
        self.spinb = QtGui.QDoubleSpinBox(parent=parent)
        self.spinb.setDecimals(3)
        self.spinb.setRange(0.001, 3600.)
        self.spinb.setSuffix(" s")
        self.spinb.setValue(self.step)   # set the initial width
        self.spinb.valueChanged.connect(self.xwidth_changed)
        parent.addWidget(self.spinb)

    def xpos_changed(self, pos):
        #pprint("Position (in scroll units) %f\n" %pos)
        #        self.pos = pos/self.scale
        pos /= self.scale
        self.set_xlim(pos, pos + self.step)
        self.draw_idle()

    def xwidth_changed(self, xwidth):
        #pprint("Width (axis units) %f\n" % step)
        if xwidth <= 0: return
        self.step = xwidth
        self.slider.setSingleStep(self.step*self.scale/5.)
        self.slider.setPageStep(self.step*self.scale)
        old_xlim = self.ax.get_xlim()
        self.xpos_changed(old_xlim[0] * self.scale)
#        self.set_xlim(self.pos,self.pos+self.step)
 #       self.fig.canvas.draw()

if __name__ == "__main__":
    q = test_plot()
    plt.show()

python - Python/Matplotlib/Pyside Fast Timetrace スクロール

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