三角波 ― 2006年11月10日 23:19
三角波についてですが、実際には使ったことはないので、FFTをかけた結果に考察してみます
440Hzの三角波ですが、周波数領域では440Hzの1次、二次、三次・・・でピークが出ています。(これは440Hzの周期的な信号の特徴ですが)
特徴的なのはなぜか70Hzの倍数で落ちています。これが何を示すのかはもう少し考えて見ます。、
440Hzの三角波ですが、周波数領域では440Hzの1次、二次、三次・・・でピークが出ています。(これは440Hzの周期的な信号の特徴ですが)
特徴的なのはなぜか70Hzの倍数で落ちています。これが何を示すのかはもう少し考えて見ます。、
ピンクノイズ ― 2006年11月05日 23:57
周波数が2倍(つまり1オクターブ上)になると振幅が1/2倍になるという周波数特性をもったノイズがピンクノイズです。
これにより人間の耳にはさまざまな音が均一に混ざっているように聞こえます。この原因は耳の特性が指数的に感じる仕組みになっているためであり、1オクターブが周波数2倍というのもそこに起因しています。
したがって、低音では10Hz違うとずいぶん違いますが10KHz付近では10Hzの違いなんてなかなか聞きわけられないです。
この辺をうまく利用するとMP3などのように音の情報量を減らしながら人間の感じる音質をあまり下げないようにできます。
これにより人間の耳にはさまざまな音が均一に混ざっているように聞こえます。この原因は耳の特性が指数的に感じる仕組みになっているためであり、1オクターブが周波数2倍というのもそこに起因しています。
したがって、低音では10Hz違うとずいぶん違いますが10KHz付近では10Hzの違いなんてなかなか聞きわけられないです。
この辺をうまく利用するとMP3などのように音の情報量を減らしながら人間の感じる音質をあまり下げないようにできます。
ホワイトノイズ ― 2006年11月03日 23:17
特に全周波数にわたってエネルギーが均一なノイズのことをホワイトノイズといいます。結果的にFFTにより周波数領域に変換すると平らになります。
FFTを普通にかけるには一番素直なのですが耳で聞くには高音が強調された音に聞こえます。
人間の耳はピンクノイズのようにオクターブ毎のエネルギーが均一なものを全領域に均等だと感じるようです
FFTを普通にかけるには一番素直なのですが耳で聞くには高音が強調された音に聞こえます。
人間の耳はピンクノイズのようにオクターブ毎のエネルギーが均一なものを全領域に均等だと感じるようです
ブラックマン窓 ― 2006年10月26日 23:57
ハニング窓やハミング窓比べると周波数分解能が悪く、ダイナミック・レンジが広いという特徴があります。
両端は0になっているのでハニング窓と同様に漏れは抑えられます。
周波数の正確な解析はできませんが、イメージとしてはハニング窓とフラットトップ窓の間という感じですね。ハニング窓よりダイナミックレンジがほしいときに使うといいのでしょう。
事例は
http://cessna373.asablo.jp/blog/cat/43window/
を参考にしてください
両端は0になっているのでハニング窓と同様に漏れは抑えられます。
周波数の正確な解析はできませんが、イメージとしてはハニング窓とフラットトップ窓の間という感じですね。ハニング窓よりダイナミックレンジがほしいときに使うといいのでしょう。
事例は
http://cessna373.asablo.jp/blog/cat/43window/
を参考にしてください
フラットトップ窓 ― 2006年10月24日 08:51
窓関数の中でハニング窓やハミング窓とは大きく異なる性格の窓です。
両端は0になっているのでハニング窓と同様に漏れは抑えられます。しかし、両端側がいったんマイナスに落ちている点が大きくことなります。これによりあえて周波数分解能が落ちる代わりにピークが平らで正確という特徴になっています。
周波数の正確な解析はできませんが、ピークは正確なので特定の周波数のピークを正確に知りたい場合には一度使ってみるといいと思います
事例は
http://cessna373.asablo.jp/blog/cat/43window/
を参考にしてください
両端は0になっているのでハニング窓と同様に漏れは抑えられます。しかし、両端側がいったんマイナスに落ちている点が大きくことなります。これによりあえて周波数分解能が落ちる代わりにピークが平らで正確という特徴になっています。
周波数の正確な解析はできませんが、ピークは正確なので特定の周波数のピークを正確に知りたい場合には一度使ってみるといいと思います
事例は
http://cessna373.asablo.jp/blog/cat/43window/
を参考にしてください
ハミング窓 ― 2006年10月21日 21:59
窓関数の中でハニング窓と似たような性格ですが、若干違いのあるハミング窓です。
ハニング窓と似ていますが違いをみると、両端が完全には0になっていないことがわかります。漏れを抑えるためには0にするほうが望ましく、ハニング窓に少し方形窓の性格を足しているといえる。つまり、漏れ誤差が発生するものの周波数分解能があがっているということです。
ハニング窓と同様に中心部が強調されているため、非定常な対象を解析するにはオーバーラップ解析を用いる必要があるかもしれません。
事例は
http://cessna373.asablo.jp/blog/cat/43window/
ハニング窓と似ていますが違いをみると、両端が完全には0になっていないことがわかります。漏れを抑えるためには0にするほうが望ましく、ハニング窓に少し方形窓の性格を足しているといえる。つまり、漏れ誤差が発生するものの周波数分解能があがっているということです。
ハニング窓と同様に中心部が強調されているため、非定常な対象を解析するにはオーバーラップ解析を用いる必要があるかもしれません。
事例は
http://cessna373.asablo.jp/blog/cat/43window/
矩形波 ― 2006年10月08日 23:19
矩形波についてですが、2つのレベルを瞬間的に移動することを繰り返す波形です。これにやり波形を表示すると凸凹というかんじになり、矩形(長方形)に見えるため。
これは非常に急激な過渡状態を繰り返すことになるため、過渡応答を評価する際にステップ応答とともに使うことができる。
また、ネットではタイムストレッチ等の機能を評価するにも使われているようです。(確かに過渡応答が安定していれば、音声も安定的に変換できると判定できるかもしれませんが、そういう評価が適切な方法かは私は疑問です)
これは非常に急激な過渡状態を繰り返すことになるため、過渡応答を評価する際にステップ応答とともに使うことができる。
また、ネットではタイムストレッチ等の機能を評価するにも使われているようです。(確かに過渡応答が安定していれば、音声も安定的に変換できると判定できるかもしれませんが、そういう評価が適切な方法かは私は疑問です)
高調波 ― 2006年09月10日 00:39
FFTを使うと振動や音声には基本周波数以外にもいろいろな周波数に信号が測定されます。大きく分けると
1.ノイズ
2.漏れ
3.高調波
4.別のモードの振動
などでしょうか。その中で高調波といわれているものは、実は音声でいえば音色のようなものであり、同じ音程の音でもピアノとバイオリンではっきり異なる原因ともなっています。
簡単にいうと、例えば440Hzの音は1秒間に440回振動するわけで、そうすると極端にいうと440回同じ波形が観測されます。(強引ですが)その一つ一つの波形が完全なサインカーブになっていれば高調波は存在しません。しかし、サインカーブではなくねったり、その中で振動していたりすると、別の周波数の振動ということになりますが、同じ波形が繰り返されるとすると、440回同じことが繰り返されるので、440の整数倍の周波数ということになります。したがって高調波は基本周波数の整数倍の周波数が検出されます。
逆にこの高調波の割合等を比較すれば、信号の歪みなどを定量的にひかくすることもできます。
1.ノイズ
2.漏れ
3.高調波
4.別のモードの振動
などでしょうか。その中で高調波といわれているものは、実は音声でいえば音色のようなものであり、同じ音程の音でもピアノとバイオリンではっきり異なる原因ともなっています。
簡単にいうと、例えば440Hzの音は1秒間に440回振動するわけで、そうすると極端にいうと440回同じ波形が観測されます。(強引ですが)その一つ一つの波形が完全なサインカーブになっていれば高調波は存在しません。しかし、サインカーブではなくねったり、その中で振動していたりすると、別の周波数の振動ということになりますが、同じ波形が繰り返されるとすると、440回同じことが繰り返されるので、440の整数倍の周波数ということになります。したがって高調波は基本周波数の整数倍の周波数が検出されます。
逆にこの高調波の割合等を比較すれば、信号の歪みなどを定量的にひかくすることもできます。
FFTの実数と虚数、絶対値、位相 ― 2006年09月04日 22:13
FFTにより周波数領域に変換すると実数値、虚数値の二つの値が各周波数にでてくる。この二つの値はX軸に実数、Y軸に虚数を割り当てると、原点からの距離が絶対値、X軸からの角度が位相ということになる。
絶対値は周波数の大きさ、位相は遅れを表す。
位相が180度ずれていると、±が逆の振動をあらわす。
特にモーダル解析の際は絶対値だけでなく位相が大きな役割をして、180度ずれると逆方向に振動していることになる。
絶対値は周波数の大きさ、位相は遅れを表す。
位相が180度ずれていると、±が逆の振動をあらわす。
特にモーダル解析の際は絶対値だけでなく位相が大きな役割をして、180度ずれると逆方向に振動していることになる。
用語集まとめ ― 2006年09月01日 22:48
あ行
ICP http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/29/503761
インパルス波 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/17/487625
か行
コヒーレンス関数 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/24/497194
さ行
サイン波 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/17/487562
サンプリング定理 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/19/491537
周波数分解能 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/16/486096
周波数領域の微積分 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/21/493569
相関関数
相互相関関数 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/24/498164
自己相関関数 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/22/495488
た行
チャープ波 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/17/487593
伝達関数 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/28/502588
トリガー http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/21/494319
な行
は行
ハニング窓 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/18/488730
平均化 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/21/494354
ま行
窓関数 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/17/487506
や行
ら行
ICP http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/29/503761
インパルス波 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/17/487625
か行
コヒーレンス関数 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/24/497194
さ行
サイン波 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/17/487562
サンプリング定理 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/19/491537
周波数分解能 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/16/486096
周波数領域の微積分 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/21/493569
相関関数
相互相関関数 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/24/498164
自己相関関数 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/22/495488
た行
チャープ波 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/17/487593
伝達関数 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/28/502588
トリガー http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/21/494319
な行
は行
ハニング窓 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/18/488730
平均化 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/21/494354
ま行
窓関数 http://cessna373.asablo.jp/blog/2006/08/17/487506
や行
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