14 数据分析
简介
Origin包含了满足您所有数据分析需求的强大工具，包括曲线拟合，统计，峰值分析和信号处理。 Origin的大多数分析工具都可以利用预先保存的设置集合 -- 一种称为对话框主题 -- 来使得重复分析变得轻而易举。 此外，一个操作的输出可以成为另一个操作的输入，从而允许您设置一系列操作，无论何时，导入一个数据序列使得原数据更改时，结果都会更新。
下面的章节包括 (1) 选定和预处理您准备用作分析的数据. (2) Origin和OriginPro提供的分析工具. 您可以通过浏览本用户指南中的如何处理重复性任务章节来进一步了解分析模板, 对话框主题等批量分析功能
 | Apps是一种类似于插件的工具，扩展了Origin的画图和数据分析功能。许多数据分析相关的工具可以从OriginLab的File Exchange页面免费下载使用。更多的App信息，可以参考Origin的用户指南的Apps for Origin章节。 |
数据输入
Origin的分析工具可以对工作簿、矩阵或者图形窗口的数据进行操作. 默认情况下分析工具是作用于选定的数据（注意，对于矩阵，“选定数据”将是矩阵表或矩阵对象，具体取决于分析工具）。处理工作表或图形数据时，您也可以选定部分数据(工作簿上部分的行或者列, 或者图上的部分区域)来进行分析, 数据的选定可以在打开分析对话框之前或之后。大多数Origin的分析工具X-Function都有一个带有范围选择控件的输入分支，您可以使用它来交互式地选择数据（下面将详细说明）。
在工作簿中选定数据
当您选定工作簿上的数据后，打开一个X-Function对话框 - 几乎所有从分析 和统计菜单上'打开的对话框都是这种- 您会发现你选定的数据会自动出现在对话框中输入项中. 大部分用户都觉得先从工作簿中选定数据再打开对话框, 是对指定数据进行分析的最简便的方法.
如果您没有预选定任何数据就打开X-Function对话框, 那您打开对话框后需要做的第一件事是在输入 项中指定数据:
- 点击输入旁边的交互式按钮, 对话框会收起来
- 在工作簿上选择数据, 然后点选对话框右边的
按钮, 在输入选项内会看到所选定的数据
注意:您不一定需要选定整列, 您也可以选定您工作簿上的一小部分, 那么分析工具将会对您数据的这一部分进行分析. 此外, 如果您的分析工具能应用于多个数据, 您也可以选定多个数据,例如多个Y列或者多个Y列的部分数据. 如果那个分析工具只支持一个数据, 即使您选定多个数据, 该分析工具也只会认一个数据列.
注意：
- 输入分支有一个层级结构。如果分析支持多个数据，你可以添加多个数据段到输入，然后他们会被标记为范围1，范围2等等，每一个范围都会有对应的X，Y，误差和行控制。
- 将鼠标移到任意一个层级，提示信息会出现，告诉你这个层级的数据是从哪里来的（比如，源工作薄，工作表和数据列）。
- 每个范围的行控制让你通过使用行号或者实际X值去指定范围。如果你想要应用一样的行范围到输入下面所有的数据段，请点击节点右侧的箭头按钮，选择将行范围应用到全部。
- 根据你所在的输入层级，范围选择按钮有不同的限制。比如，如果你点击Y旁边的范围选择项，虽然你可以选择工作表中的多个咧，只有第一列会被接受。
- 点击范围层级的箭头按钮，更多的可选项项会显示，包括可以快速添加到数据选择的单个工作表数据列。
- 根据你所在的层级不同，点击箭头按钮所出现的菜单中可选项也会有变化，比如你点击输入数据旁边的箭头按钮，你会看到选择列...的菜单项，用于打开数据集浏览器来选择多个数据列（支持选择不同工作表的数据列）
- 使用列出数据集下拉菜单去过滤你想要挑选数据的工作表。上面板列表可以通过点击任一列标题去排列数据集，以便于选择，比如，选择所有具有相同长名称或者注释的数据列。
- 然后，点击添加按钮去将你选择的数据列添加到下面板的被选数据集列表。
- 如需编辑任意数据集的范围，点击被选数据集右边的范围按钮去编辑起始和结束值。
在图形中选择数据
当一个图形窗口处于激活状态，你选择了任意分析菜单下的工具，打开的分析对话框，默认的会将图形中选中的数据（段）作为你的输入数据（注意，分析对话框包含了一个输入数据节点，在该节点下，你可以使用交互式数据集选择按钮去添加更多数据集，或者改变一个数据的范围等等。）。
数据列表和被激活绘图
被激活绘图显示在数据列表中（在数据菜单底部），旁边有一个选择标志。如果激活图层包含有绘图组，默认绘图组中的第一个绘图是激活的绘图（注意下图每个绘图旁边的"g1"，这表明了g1绘图组的所有绘图）。在数据菜单底下，点选其它的绘图就会激活点选的那个绘图。然后，你打开一个分析的对话框，这个点选的绘图会设为输入数据。
然而，大多数情况下，你可以忽略数据列表，而是在图形窗口或使用对象管理器直接选择绘图数据。
- 如果你的绘图属于绘图组，按下SHIFT键，然后点任一绘图来选中整个绘图组。或者，在对象管理器里点绘图组图标。这两种方法都会把绘图组里的所有绘图设为输入数据。
- 如果要选择单一绘图，无论是独立的单一绘图还是绘图组中的一个绘图，只要点一次这个绘图即可。或者，在对象管理器里点取这个绘图。这两种方法都会把这个单一的绘图设为输入数据。
| 你可以指明激活数据集，通过放置一个一个红色的的矩形框在绘图的图例项周围。想要打开这种功能，
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利用分析对话框的"行"控件来定义X的刻度范围
在大部分的分析对话框中，输入分支下有个叫行的控件，可以用来调整数据的范围。打开一个分析对话框：
- 点击输入分支展开它。
- 改变行的下拉框值，按行或按 X，然后输入从和到的值。注意：每个范围 N都有自己的行控件。
利用轴刻度迷你工具栏来定义X的刻度范围
在开打分析对话框之前...
- 点击一条轴，然后在显现的迷你工具栏上点周轴刻度按钮，从而打开轴刻度对话框。
- 根据需要调整X刻度范围。
- 现在打开分析对话框（比如线性拟合），然后点击输入数据右侧的箭头按钮，从上下文菜单中选择使用X刻度范围：
可见，在图形上自定义的X轴的刻度范围已经被应用作为分析对话框的输入数据的范围（行 = 按 X）。
利用区域数据选择器图形化地选择数据
你可以在图形上使用区域数据选择器选择一个数据段：
- 当图形窗口处于激活状态，在工具工具栏上点击并按住区域数据选择器
，然后选择当前图形上的选择或者所有图形上的选择。 - 画一个矩形或者任意形状对象去选择绘图的一个区域。按空格键去切换矩形
和任意形状
模式。
当你做了选择，数据标记会出现在图形上，去标记你所选的区域。你可以在图形上选择（多个）数据，然后使用分析工具（比如，线性拟合），但是注意有一些分析对话框不支持多个数据的输入。比如，平滑对话框（分析：信号处理：平滑）只会平滑处理处于激活状态的数据集或者被选中的那个绘图。
| 当使用数据标记时，迷你工具栏提供了控制X刻度范围的按钮。点击数据标记，然后就可以在显现的迷你工具栏上点击设定显示范围或重置为全范围。 |
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教程：对部分X范围进行线性回归
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编辑一个数据标记
去编辑一个数据标记：
- 去修改一个数据范围，右击一个数据标记，选择编辑或者双击数据标记。红色数据标记会变为黑色并且两端出现箭头，同时鼠标变成十字星状。拖动开始或者结束标记到一个新的位置，或者使用以下任意一个键盘快捷键去修改数据范围。如需退出编辑模式，双击标记或者按下Enter键。
- 右击数据标记会出现其他的一些选项，比如删除标记，删除数据等等。
| 注意：如果你已经使用了范围数据选择器在多个绘图上放置标记（所有图形上的选择），请注意，移动标记只会影响当前的数据；其他被选的数据绘图不会按照当前绘图的变化而变化。这是区域数据选择器的一个限制。 |
此外，你可以使用一些键盘快捷键去选择或者编辑数据标记：
- 使用这些键去选择数据标记...
热键 行为 s 选择图形上的第一对数据标记（标记为“1”）。 Tab 选择下一对数据标记（不在编辑模式）或者另一个数据标记（在编辑模式下）。 Home 回到第一个数据标记 End 去到最后一个数据标记。 - 然后使用这些组合键去激活或者编辑数据标记...
热键 行为 Enter 激活所选数据标记去编辑。（再次按Enter键退出数据选择模式。） Arrow 逐点移动当前数据标记。 Ctrl/Shift + Arrow 多点移动当前数据标记。 Delete 删除当前数据标记。
数据标记和分析标记的区别
- 数据标记通过使用数据选择器去定义一个你选择的子范围。
如果你要去掉图形上的数据标记，你可以选择数据：清除数据标记主菜单，或者点击标记和操作锁工具栏上的清除数据标记
按钮。
- 当分析任务完成后，数据标记会变为分析标记。默认情况下，如果你对整个数据进行分析，分析标记不会显示。如果你对一个子范围的数据进行分析，分析标记会显示在子范围的起始和终止的位置。如需修改数据范围，重新运行分析操作，你应该右击分析标记，选择更改参数...去修改输入数据范围并重新运行分析。
注意：
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选择数据点工具
您还可以使用选择数据点工具在图表中选择数据点。 这最适用于较小数据集的散点图或线+符号图。
- 选择数据：选择数据点。 将弹出采点对话框。
- 使用方形十字准线，您可以在采点对话框（也包括数据源）中读取当前数据点的坐标。 双击要采集的点，直到十字光标变为圆形，将记录实际的X和Y值，并计算采集的总点数。
- 完成选择后，单击完成按钮将结果输出到新工作簿。
数据高亮显示功能
对于某些情况，工具工具栏上的数据高亮显示功能对于选择部分数据进行更深入的分析非常有用。比如，你有一个2D散点图，而你只对图上特定区域的数据感兴趣。
- 点击工具工具栏上的数据高亮显示功能按钮
。 - 然后高亮显示所需要的一组数据点。注意：你可以按空格键来切换用矩形工具来选数据还是手绘工具来选数据。在图形上选中的高亮数据，在对应的工作表上也会高亮显示。
- 去到数据源工作表，右击高亮的数据，然后选择创建子集表。
于是，你得到了一个名为wcopyN的工作表，里面包含了高亮的数据。
更多的信息，请参考高亮数据显示功能。
数据输出
大部分 Origin 的分析工具都有一个 输出 选项（确切的名称因工具而异），您可以指定需要输出的值，及其输出位置。 下图是 积分 工具的 输出 分支。
输出范围可以是工作表中的某个单元格区域或某几列，或是一个工作表，工作簿，矩阵，或是图形的某一个图层。输出选项取决于具体的目标对象以及打开该工具时当前窗口的类型。您可以通过以下方式确定输出：
鉴于这是一个入门手册，在此我们仅就最简单的方法 —— 使用 预定义的范围字符串 进行介绍。有关其他的方法，请单击上面的链接查看更多信息。
使用范围字符串指定输出范围
如上图所示，范围字符串使用 < > 括起来。不同的对话框可使用的范围字符串会有所不同（例如，<源数据> 可用在 线性拟合 对话框的 输出 选项中，但却不能用于 平滑 对话框中的 输出 选项）。
最常见的字符串：
- <无>: 不生成任何输出。
- <新建>: 创建一个新的 Origin 对象 —— 列，工作表，图形等。
- <输入>: 使用输入对象作为输出。
您可以直接在文本编辑框中输入这些字符串，但最简单的方法是从弹出菜单中选择需要的字符串（选项因工具而异）。您还可以单击 自定义 菜单打开 范围字符串生成器。这个对话框能帮助您一步一步的定义您想要的输出范围。有关范围字符串和范围字符串生成器的更多信息，请参见Origin帮助文件中的 Output Results 这部分。
数据点屏蔽
屏蔽是另一个工具，你可以用于分析部分的数据，或者你在分析时不想包含一些虚假数据点。屏蔽或者取消屏蔽会触发重新计算。
- 你既可以在数据表中屏蔽数据点，也可以在图形中进行屏蔽。
- 当数据同时存在于工作表和图形，在其中一个中屏蔽数据，另一个也会起作用。
- 屏蔽工具栏的工具适用于工作表和图形。
- 工具工具栏的屏蔽工具只是用于图形窗口。
- 当在工作表中选择数据，迷你工具栏里的屏蔽按钮可用。
- 还可以通过指定数学条件来屏蔽工作表数据。
| 激活工作簿的屏蔽/未屏蔽数据计数 可以报告到 状态栏 |
使用 屏蔽工具栏屏蔽数据（工作表和图形都适用）
屏蔽工具栏上的按钮可以用来屏蔽所选的数据，并能操作被屏蔽的数据。注意的是，一旦数据被选中，这些操作也包括图形（参考下一节关于用于图形的工具工具栏的屏蔽按钮）。 工作表数据的屏蔽会在分析操作中排除屏蔽点。当绘制和屏蔽数据点显示为屏蔽颜色。
| 行为 | 工具栏按钮 | 快捷菜单命令 | 注意 |
|---|---|---|---|
| 屏蔽点 | 
|
屏蔽：范围 | 屏蔽所选的数据范围。被屏蔽的数据将显示为屏蔽颜色。 |
| 取消屏蔽 | 
|
屏蔽：清除范围 | 对所选数据范围取消屏蔽。取消屏蔽的点会被“正常的”包含在分析操作和绘图中。 |
| 交换屏蔽 | 
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屏蔽：交换 | 交换屏蔽当前为屏蔽的数据点。 |
| 改变屏蔽颜色 | 
|
屏蔽：更改颜色 | 改变屏蔽数据范围的颜色。 |
| 隐藏/显示屏蔽点 | 
|
屏蔽: 隐藏 | 切换当前显示的屏蔽或非屏蔽点，包括打印和导出的图形。 |
| 禁用屏蔽 | 
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屏蔽：禁用屏蔽 | 对工作表中的所有被屏蔽数据，切换开关模式。切换为OFF时，将分析所有数据点并将其包含在打印和导出的图形中。 |
使用 工具工具栏屏蔽数据（只适用于图形）
| 从 Origin 2021 开始，屏蔽模式的默认设置有所更改：
|
当前窗口为图形窗口时:
- 选择数据：屏蔽数据点住菜单项，或者点击工具工具栏上的屏蔽当前绘图的点按钮或者屏蔽所有绘图的点按钮。移动光标至图形上。
- 去屏蔽一个点，你可以双击这个点。去屏蔽一个范围的数据点，与范围数据选择器相似，按下空格键去切换屏蔽模式：按行索引，矩形区域或者任意手绘范围（区别如下表）。然后画出一个矩形或者任意范围去屏蔽对应的点。
- 一旦数据在图表中被屏蔽，您就可以使用上面描述的屏蔽工具栏按钮。
| 屏蔽当前绘图的点 | 屏蔽所有绘图的点 | 目的 |
|---|---|---|
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按矩形区域屏蔽数据点。只有在你画的矩形内部的数据点会被屏蔽。 |
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屏蔽徒手绘画的区域内的数据点。只有在你画的任意形状内部的数据点会被屏蔽。 |
|
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按行索引屏蔽数据点。在所选的最高和最低的索引号之间的数据点都会被屏蔽，不管它们是否包含在矩形内部。 |
从图形窗口中移除数据点的屏蔽，你需要：
- 在工具工具栏上，选择取消当前绘图的屏蔽
或者取消所有绘图的屏蔽
。 - （如有需要，）可以使用空格键切换选点方式：按索引，矩阵区域或者徒手绘制区域，然后拖动去取消屏蔽数据点。 该工具将处于活动状态，直到按ESC或单击指针
工具。
迷你工具栏上的屏蔽按钮（只适用于工作表）
当工作表中的数据被选中（单元格或整列），显现的迷你工具栏上的屏蔽/取消屏蔽数据按钮
变为可用。这个按钮可以把选择的数据在屏蔽和非屏蔽之间切换。
条件屏蔽单元格（只适用于工作表）
利用数学条件（如<= 0）也可以屏蔽工作表的数据。
- 选中工作表中的数据（单元格或单列或多列），然后选择菜单列: 按条件屏蔽打开colmask对话框。
- 选择条件并填入数值，并根据需要改变其它选项，然后点确定。
复制屏蔽状态
两种方法可将屏蔽状态（掩码单元格位置）复制到其他列或工作表。
- 菜单 编辑：复制：复制屏蔽状态。
- 菜单 工作表：将列复制到，或右键单击列并从上下文菜单中选择 将列复制到。这将打开 colcopy X-Function。取消选中 复制数据 并选中 复制屏蔽。
数学
Origin提供了各种数学工具对数据进行基本的运算, 插值, 面积和体积等运算.
基本数学工具
| 分析工具 | 描述 | 打开菜单 |
|---|---|---|
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分析:数学(工作簿, 图) |
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分析:数学 (矩阵) |
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分析：数据操作 (工作薄和图) |
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分析：数据操作 (图形) |
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分析:数学 (矩阵) |
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分析：数据操作 (图形) |
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快捷分析:微分... (图形) |
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快捷分析：相交... (图形) |
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快捷分析：纵向坐标读取工具... (图形) |
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分析:数学 (工作簿) |
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分析:数学(矩阵) |
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|
分析:数学(矩阵) |
插值
| 分析工具 | 描述 | 打开菜单 |
|---|---|---|
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快捷分析:插值... (图) |
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分析:数学 (工作簿, 图) |
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分析:数学 (工作簿) |
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分析:数学 (工作簿) (矩阵, 从矩阵画出的图) |
面积/体积计算工具
| 分析工具 | 描述 | 打开菜单 |
|---|---|---|
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快捷分析:积分... (图) |
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快捷分析:2D积分... (图形) |
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分析:数学 (工作簿, 图) |
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分析:数学：2D体积积分 (矩阵, 从矩阵画成的3D图) 或 分析:数学：矩阵表面面积 (矩阵, 从矩阵画成的3D图) |
曲线拟合
除了 分析：拟合 菜单，OriginLab 官网的 File Exchange 免费提供了许多用于曲线拟合操作的 App。要查找并安装这些 App，请选择菜单 分析: 拟合: 查找App。打开的 App Center 对话框中仅显示与拟合相关的 Apps。浏览可用的 Apps，然后单击 Download and Install 按钮
来安装需要的 App。
| 在线性拟合，非线性曲线拟合（NLFit），多项式拟合和多元线性回归对话框中，您可以使用 名称范围 作为输入范围 X 的“起始”和“终止”值，拟合函数参数的初始值，下限和上限，以及固定的参数值。 |
线性及多项式拟合
| 大多数曲线拟合和峰值查找分析都会在激活图表中添加一个可选的结果表，其中包含方程、加权、斜率、截距等。当您选中这个表格时会出现一个浮动工具栏，可以调整表中显示的小数位。 |
线性及多项式拟合工具可以对工作表或者图上的数据进行拟合。矩阵栈上的线性拟合 对一系列 矩阵对象 执行。
| 分析工具 | 打开菜单 |
|---|---|
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分析:拟合:线性拟合 or 快捷分析:快速拟合 (图) |
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分析:拟合:带X误差的线性拟合 |
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分析:拟合:多元线性回归 |
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分析:拟合:多项式拟合 or 快捷分析:快速拟合 (图) |
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分析: 线性拟合 (矩阵) |
非线性拟合
您可以使用我们内置的函数，也可以使用自定义函数进行曲线拟合. 此外, OriginPro还提供了隐函数拟合, 曲面拟合还有拟合比较.
下面的表格对Origin中的非线性拟合工具进行了归纳.
| 分析工具 | 描述 | 打开菜单 |
|---|---|---|
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快捷分析:快速拟合 (图) or 快捷分析:快速S曲线拟合 (图) |
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分析:拟合:非线性拟合 (工作簿, 图) |
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分析:拟合:非线性隐函数曲线拟合 (工作簿, 图) |
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分析:拟合:非线性曲面拟合 (工作簿, 图) or 分析:非线性矩阵拟合 (矩阵) |
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工具:拟合函数管理器 |
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工具:拟合函数管理器 |
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点击 App 面板中的 Fitting Function Library 图标 |
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分析:拟合: 拟合曲线模拟 or 分析:拟合: 拟合曲面模拟 |
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分析:拟合:拟合数据比较 or 分析:拟合:拟合模型比较 (工作簿, 图) |
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分析:拟合:最优模型 (工作簿, 图) |
| 对于用户自定义函数，支持公式（方程式）的EMF或SVG图像显示在NLFit或拟合函数管理器的下面板中。 要将 EMF 或 SVG 图像添加到用户自定义的函数中：
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峰值分析
Origin提供了多个工具给用户进行波峰分析. 使用这些工具, 您可以对基线进行侦测及处理, 寻峰, 波峰积分和波峰拟合. 其中有些高端工具仅见于OriginPro.
注意，OriginLab 官网的 File Exchange 免费提供了许多用于峰分析操作的 Apps。要查找并安装这些 Apps，请选择菜单 分析: 峰值及基线: 查找App...。打开的 App Center 对话框中仅显示与峰值分析相关的 Apps。浏览可用的 Apps，然后单击 Download and Install 按钮来安装需要的 App。
下面的表格对各种内置的波峰分析工具进行了归纳:
| 分析工具 | 描述 | 打开菜单 |
|---|---|---|
|
|
快捷分析:快速寻峰 (图) |
|
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分析:峰值及基线:多峰拟合 (图, 工作簿) |
|
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分析:峰值及基线:峰值分析 (图, 工作簿) |
|
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分析:峰值及基线:通过主题批量峰值分析 (图, 工作簿) |
信号处理
Origin提供了各种信号处理工具对一维和二维的信号进行处理，包括信号变换, 平滑, 滤波, 以及 相关性分析. OriginPro再进一步提供更多的高级工具.
您可以在下面的表格中了解Origin中的信号处理工具以及他们对应的打开菜单。
信号变换
| 分析工具 | 打开菜单 |
|---|---|
|
快捷分析工具:FFT... (图) |
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分析:信号处理:FFT (工作簿,图) |
|
分析:信号处理:FFT (矩阵) |
|
分析:信号处理:STFT (工作簿) |
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分析:信号处理:希尔伯特变换 (工作簿，图) |
|
绘图>2D:剖面图: 图像剖面 (矩阵，工作簿(XYZ数据)) |
滤波
| 分析工具 | 打开菜单 |
|---|---|
|
分析:信号处理:FFT滤波器 (工作簿，图) |
|
分析:信号处理:2D FFT滤波器 (矩阵) |
|
分析:信号处理:IIR滤波器 (工作簿，图) |
平滑
| 分析工具 | 打开菜单 |
|---|---|
|
分析:信号处理:平滑 (工作簿, 图，矩阵) |
相关性分析
| 分析工具 | 打开菜单 |
|---|---|
|
分析:信号处理:相关性(工作簿，图) |
|
分析:信号处理:2D 相关性(矩阵) |
卷积
| 分析工具 | 打开菜单 |
|---|---|
|
分析:信号处理:卷积 (工作簿，图) |
小波分析(Pro)
| 分析工具 | 打开菜单 |
|---|---|
|
分析:信号处理:小波变换 (工作簿，图) |
|
分析:信号处理:小波变换 (矩阵) |
其他高级工具 (Pro)
| 分析工具 | 打开菜单 |
|---|---|
|
快捷分析工具:脉冲响应分析 (图) |
|
分析:信号处理:抽取 (工作簿，图) |
|
分析:信号处理:相干性 (工作簿，图) |
|
分析:信号处理:包络 (工作簿，图) |
图像处理
Origin提供了一系列的基本图像处理工具。这些工具可以在图像菜单下被调用，当矩阵薄处于激活状态时。这些工具分布在以下子菜单中，其中一些是=仅(Pro)支持：
- 图像：调整
- 图像：算术变换
- 图像：转换
- 图像：几何变换
- 图像：空间滤波