圧力センサーからノイズを取り除く方法について

質問

風洞を使って、物体にかかる空気力の測定の実験をしています。
対象物体に支柱を取り付け、圧力センサーの上に乗せて実験しているのですが、
物体に働く力以外のノイズを拾ってしまいます。
支柱の振動がおそらくノイズの原因かと思っています。
支柱はもちろん改良するとして、
このノイズ（固有振動数）をデータから取り除くにはどうすればよいのでしょうか？

ある方から頂いたメールによると、
【今までの取得済みの天秤データーから、固有振動の効果をさっ引く試みついて】
１．まず得られた結果をフーリエ解析し、問題の周波数が固有振動から来るものであるかどうか確かめる．
実はこれが固有振動かどうかは実は関係ない．大事なのはラインスペクトル的であるかどうか．
２．その場合にはデータからそのフーリエ周波数成分だけさっ引く．
ただし、フーリエは位相情報を含まないので、
力がかかって振動の位相が変わったりするとこのやり方が効かなくなるかもしれないので、更なる工夫が必要．
位相の問題が露見する場合には、ピースワイズにフーリエ周波数成分のさっ引きを行う等更なる工夫も必要

と、アドバイスを頂きました。
しかし残念なことに、私はこういった信号の除去を行った経験もなく、また学んだこともないため、
フーリエ解析すること以外ほよく分かっていません。
「ラインスペクトル的」「ピースワイズ」とはいったい・・・？

上記のアドバイスを的確に行うにはどうすればよいのか、もしくは、
なにか別の良い方法があれば是非教えて頂きたいと思っています。
ご教授のほど、宜しくお願いします。

回答No.2

mtaka2 · ベストアンサー

「特定周波数成分の除去」なら、FIRフィルターがいいと思います。
「FIRフィルター」自体は非常に簡単なもので、やってることは「過去ｎ回分のデータにパラメータをかけて積算する」だけです。

FIRフィルターの一番簡単な例は「移動平均」。
たとえば、毎回「過去１０回分の平均値を求めて出力する」ようにすれば、
高周波成分を捨てた低周波成分だけのデータを求めることができます。

この例では、タップ数１０，フィルタ計数は全て0.1という単純なパラメータになってますが、
フィルタ係数を変えることで、周波数特性を自由に変えることができます。

フィルタ係数の算出は、自前で求めようとすると結構難しい問題ですが、
LPF,BPF,HPF,BEFといった典型的なフィルタであれば先人の知恵がありますので、目的の周波数特性から簡単にフィルタ係数を作り出せます。
詳しくは書ききれませんので、「FIRフィルタ」に関する書籍などを調べてください。

なお、フィルタ係数を決めるための、ノイズ情報の解析などについては、
入力信号のフーリエ解析などは必要ですね。

お礼

詳しいご回答ありがとうございます！
参考になります。

こういったフィルターなどはフリーソフトとして
無いものでしょうか？
良いソフトを知っておられましたら是非教えてください。

回答No.1

ymmasayan

結構難しいのでアドバイスは出来ませんが。
言葉だけ。
「ラインスペクトル的」・・・線状つまり単一周波数に近い、周波数的に幅の狭いノイズ。
これなら元のデータを失わずに除去しやすいということです。
光で吸収線スペクトルというのがありますね。
「ピースワイズ」・・・断片的というか、時間を細切れにして別々にノイズ除去しようってことですね。

お礼

そういうことでしたか！
ご親切に回答ありがとうございました！