Python Matplotlib 从以 mW 为单位的数据创建箱线图，以 dBm 为单位绘制

Question

我有一组数据，其中包含以 mW 为单位的 RSSI 值和设备标签。请参阅下面的示例数据。

我的目标是创建一个按设备标签分组的平均 RSSI 箱线图，但我希望它以对数 dBm 刻度而不是线性 mW 刻度打印。

我有一个转换函数：

def toDeciBellMilliWatt(RSSI):
    """Returns RSSI value in dBm, assuming input is mW"""
    return 10*math.log10(RSSI)

并且此调用可以创建 boxplots（请注意，我关注这些是因为方框和胡须显示分位数，我不关注绘图）我需要：

data.boxplot(column='RSSI', by='label')

但我希望 y 轴以 dBm 为单位。在对箱线图的调用计算完所有分位数后，有没有办法直接实现这一点？不知道从哪里开始

示例数据：

data = pd.DataFrame(columns=['label', 'RSSI'],
                    data=[['A', 1.99e-7],
                          ['B', 1.25e-9],
                          ['A', 1.99e-5],
                          ['A', 3.16e-7],
                          ['B', 3.16e-5],
                          ['A', 1.99e-7],
                          ['B', 3.91e-9],
                          ['A', 1.99e-5],
                          ['A', 3.14e-7],
                          ['B', 3.16e-5]])

编辑以避免混淆：转换为 dBm 的 mW 值的平均值不等于 dBm 值的平均值。这在纸上很容易证明，这是因为 dBm 是对数刻度，而 mW 不是。

当使用以 mW 为单位的箱线图计算统计值时，我们得到信号的 "correct" 功率平均值。现在，我缺少以 dBm 显示它的部分，以便技术人员能够理解它。

我可以自己计算所有值，然后根据我的计算组装箱线图。我所追求的是将Matplotlib创建的整个箱线图的y轴的度量单位转换为对数刻度的解决方案。

Answer 1

一种方法是先通过 pandas 绘制箱线图，然后将 y 轴设置为对数并更改刻度的格式。您可以删除小刻度线，因为它们会与新的刻度线标签混淆。

import math
import pandas as pd
from matplotlib import pyplot as plt

def toDeciBellMilliWatt(RSSI):
    """Returns RSSI value in dBm, assuming input is mW"""
    return 10 * math.log10(RSSI)

def format_dBm(value, tick_number):
    return '–' + str(round(-toDeciBellMilliWatt(value)))

data = pd.DataFrame(columns=['label', 'RSSI'],
                    data=[['A', 1.99e-7],
                          ['B', 1.25e-9],
                          ['A', 1.99e-5],
                          ['A', 3.16e-7],
                          ['B', 3.16e-5],
                          ['A', 1.99e-7],
                          ['B', 3.91e-9],
                          ['A', 1.99e-5],
                          ['A', 3.14e-7],
                          ['B', 3.16e-5]])
fig, axes = plt.subplots(ncols=2, figsize=(10, 4))
for ax in axes:
    data.boxplot(column='RSSI', by='label', ax=ax)
plt.subplots_adjust(wspace=0.25)
plt.yscale('log')
plt.minorticks_off()
axes[1].yaxis.set_major_formatter(plt.FuncFormatter(format_dBm))
plt.ylabel('RSSI (in dBm)')
plt.show()

左边是原始箱线图，中间是 dBm 的 y 刻度标签，右边是对数刻度的版本。由于该对数刻度，箱线图改变了其视觉方面。

Python Matplotlib 从以 mW 为单位的数据创建箱线图，以 dBm 为单位绘制

Python Matplotlib create boxplot from data in mW, plot in dBm

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