締切済み 周波数解析の違い 2011/06/29 14:36 周波数スペクトル密度とＦＦＴの違いを教えてください。使い分けはどのようにするものなのでしょうか？ みんなの回答 （1） 専門家の回答 みんなの回答 Tacosan ベストアンサー率23% (3656/15482) 2011/06/29 16:39 回答No.1 どこに「同じ」と思える要素があるんだろう. 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 0 カテゴリ [技術者向] コンピューターその他([技術者向] コンピューター) 関連するQ&A 周波数解析について ある時系列データをセンサを使って計測し、FFTを行ったのですが、結果の見方など、いくつか疑問があります。 得られた時系列データを見ると、直流成分に比べて交流成分が非常に微小であったとします。 （たとえば大気温度を計測した結果、直流成分は20℃であり、それから±0.01℃変動など） ここで、この変動がどこから由来するものなのか知るためにFFTを行いました。 そこで質問です。 (1)振幅スペクトル(あるいはパワースペクトル)を求めると、直流成分が大きすぎて、交流成分は潰れて表示されてしまうと思うのですが、普通直流成分は除いて表示するものなのでしょうか？ (2)実際には綺麗な周期性はない波形であるためFFTを行うとエイリアシングの様な現象が起こると思うのですが、FFTで得られた結果は低周波数領域、高周波数領域どこでも信憑性のある結果なのでしょうか？ といいますのも、 (3)パワースペクトル密度の単位は今回ならば[℃＾2/Hz]だと思うのですが、表示の仕方が人によってはデシベルであったり無次元であったりするのですがどれが正しいのでしょうか？ 長くなりましたが、よろしくお願い致します。 スペクトル解析と周波数解析の違い 今までどちらも同じ意味だと思っていたのですが、スペクトル解析と周波数解析は何が違うのでしょうか？ また、フーリエ変換によってスペクトル密度を求めるのはスペクトル解析とは言わないのですか？ 周波数解析について 周波数解析について何点か質問があります。 FFTを用いてパワースペクトルを求めているのですが、 （１）FFTポイントを小さく、大きくするとそれぞれどのようなメリットがあるのか。 FFTポイントを小さくすると分析時間が短く、大きくすると分析時間が長くなるのは知っているのですが、それに伴い周波数分解能の精度が変化してくるのがいまいち理解できません。 （２）FFTを行う平均回数は例えば5回行うと、加算平均時に使われるデータがFFTポイント5つ分という解釈でいいのか。 以上の二点について分かりやすく解析していただけると幸いです。 当方、数学についての知識が乏しく、この質問内容だけでは答えられないという場合には分かる範囲で追記していきたいと思っています。 ネットワークエンジニアとは？技術職の未来を考える OKWAVE コラム FFTを使って信号から特定の周波数を抜き去る方法 FFTを用いてある時系列データから特定の周波数の成分を抜き去ろうと思っていますが、 うまくいかないのでお伺いします。 調べてみると、スペクトルを出すとき、例えば同じ振幅で周波数の異なるの正弦波を １０個入れても全て同じ振幅にならず、振幅の大きさにばらつきが出ていて周波数成 分の成分の推定がうまくいっていないようです。FFTの2乗のデータを小さな周波数区 間で積分してスペクトル密度にしても、先ほどの１０個の正弦波の振幅がそろわない のと、周波数推定が悪くなりうまく、引き去れなくなっています。 よくある状況だと思いますが、どういう工夫が必要なのでしょうか。 ちなみに、FFTのルーチンはnumerical recipeとFFTWの二つで試しました。 ＦＦＴを使って異なるサンプリング周波数での周波数強度について 100Hzのsin波に対してＦＦＴを行い周波数スペクトルを出したときのことです。 解析条件 サンプリング周波数・・・・44.1kHz , 22.1kHz ＦＦＴの点数・・・32768点 窓関数・・・ハニング窓関数 まず、サンプリング周波数44.1kHzで解析を行い、100Hzにメインローブが現れていました。 次に、サンプリング周波数22.1kHz以外は同様の解析条件で解析を行ったのですが、サンプリング周波数44.1kHzに比べて、100Hzのスペクトル強度が下がっていました。また、サイドローブは44.1kHzに比べて上がっていました。 スペクトル強度がサンプリング周波数によって変化するというのはありえるのでしょうか？ それとも、私の組んでいるプログラムが間違っているという事なのでしょうか？どなたかご教授下さい。よろしくお願いします。 周波数解析のスペクトルについて waveファイルで取り込んだ音響データを、ＦＦＴを用いて周波数解析を行っています。 元のwaveファイルのデータは、ピーク値で20000示す時があるデータが入っているのですが、 そのＦＦＴの結果が5000000など元の値とは桁違いの数字が出てしまいます。 これはなぜなのでしょうか？ よろしくお願いします。 元データ サンプリング周波数：44.1kHz FFT解析条件 サンプル数：2048 窓：ハニング 周波数解析について ある信号をFFTを用いて周波数解析をしているのですが、単純なことについて教えて下さい。 自分の中のイメージとしては、周波数解析とは、 ある波を一定の周波数ごとに分解して、ある周波数帯域にどれくらいの成分が含まれているかを検討する物だと思っています。 自分のイメージが正しければ、あることが疑問に浮かんでいます。 現在、ある信号を周波数解析する前段階として、エラー（人工産物的な要素）を除外しています。 方法としては、時系列の信号データを一定時間毎に区切ってFFTをかけると言う物です。 自分が解析したい、周波数帯域は１Hz～３５Hzまでの帯域と考えています。 綺麗な信号ならば問題なのですが、先のようなエラーと言うかノイズが載っている信号に対して、３５Hzのフィルターをかけるとノイズの部分がなくなりクリアーな波形が見られます。 自分の知識が少ないため、ノイズが見られる信号は破棄していましたが、考えてみれば、必要な部分は１Hz～３５Hzなので、３５Hz以上のノイズ（フィルターをかけてなくなる領域のノイズ）が乗っていても、自分が必要な周波数帯域での周波数解析には関係ないのではないだろうか？と考えています。 少々ややこしい内容の質問になりましたが、アドバイス宜しくお願いいたします。 スペクトルアナライザと電力計又は周波数計の違いについて 無線機の電波の電力を測定する場合について、測定機を電力計で測定した場合とスペクトルアナライザで測定した場合の違いはあるのでしょうか？又同様に周波数を測定する場合についても周波数計で測定する場合とスペクトルアナライザで測定する場合と違いはあるのでしょうか？ 違いがなければ、測定機は、スペクトルアナライザだけで済むので電力計と周波数計は不要と思ってしまうのですが。 教えてください。 加速度の時系列データからFFT解析を行い周波数に対するパワースペクトルのデータから周波数に対する加速度のデータをへの変換。 加速度の時系列データからFFT解析を行い周波数に対するパワースペクトルのデータを得ました。ここから周波数に対する加速度のデータを得たいのですが、このようなことは可能なのでしょうか。この考えをすること自体間違えかもしれないのですが、教えていただけますでしょうか。 周波数解析をエクセルツール『フーリエ解析』で実施したいのですが・・ 周波数解析をエクセルツール『フーリエ解析』で実施したいのですが・・ 時刻歴を持った波形をエクセルのフーリエ解析にかけたところ以下のような結果が出ました。 時刻（s）波形（風速）（フーリエ結果） 0 0 4964.547892 0.01 0.016148 162.934386092482+757.485796541738i 0.02 0.024223 -176.671853947744+679.108499109482i 0.03 0.032297 -38.1198577747876+304.999881074942i 0.04 0.040371 -33.7184553866481+283.069540754i 0.05 0.047921 67.2878230094194+268.189434427773i 0.06 0.055471 -5.3340068659851+181.755877831686i 0.07 0.063021 43.7700366445313+188.325607658826i 0.08 0.070571 95.1628904739282+115.524911946043i 0.09 0.078121 79.1610244918527+286.809861194846i 0.1 0.084849 -20.9326884388047+207.486443103952i 0.11 0.091578 -10.0874722910491+176.517532576085i この場合の結果をパワースペクトル密度にしたいのですが， 一番上が定常分で，事項以降が ωt，2ωt，・・・ｎωtということに なって，それぞれの実部^2+虚部^2の平方がスペクトルになると思いますが これを横軸周波数のおなじみのグラフにするには横軸の周波数はどのよう に考えればいいのでしょうか。 （たとえば2ωtの項の場合の周波数はいくらになる？） また，風速のパワースペクトルの単位はどのようになるでしょう。 基本的な質問だと思います。とても恥ずかしいのですが，ご教授いただけますか。 もしかすると根本的な間違いをしている気もします・・ 周波数解析をエクセルツール『フーリエ解析』で実施したいのですが・・ 時刻歴を持った以下の波形をエクセルのフーリエ解析にかけたところ右のような結果が出ました。 時刻（s）波形（風速）（フーリエ結果） 0 0 4964.547892 0.01 0.016148 162.934386092482+757.485796541738i 0.02 0.024223 -176.671853947744+679.108499109482i 0.03 0.032297 -38.1198577747876+304.999881074942i 0.04 0.040371 -33.7184553866481+283.069540754i 0.05 0.047921 67.2878230094194+268.189434427773i 0.06 0.055471 -5.3340068659851+181.755877831686i 0.07 0.063021 43.7700366445313+188.325607658826i 0.08 0.070571 95.1628904739282+115.524911946043i 0.09 0.078121 79.1610244918527+286.809861194846i 0.1 0.084849 -20.9326884388047+207.486443103952i 0.11 0.091578 -10.0874722910491+176.517532576085i この場合の結果をパワースペクトル密度にしたいのですが， 一番上が定常分で，事項以降が ωt，2ωt，・・・ｎωtということに なって，それぞれの実部^2+虚部^2の平方がスペクトルになると思いますが これを横軸周波数のおなじみのグラフにするには横軸の周波数はどのよう に考えればいいのでしょうか。 （たとえば2ωtの項の場合の周波数はいくらになる？） また，風速のパワースペクトルの単位はどのようになるでしょう。 基本的な質問だと思います。とても恥ずかしいのですが，ご教授いただけますか。 もしかすると根本的な間違いをしている気もします・・ フーリエ変換により得られる周波数スペクトルの単位 離散フーリエ変換（デジタル信号に対して行う周波数解析）により得られる 周波数スペクトルの単位について教えて頂きたいと思い，質問させて頂きました． デジタル信号処理やフーリエ変換に関する書籍，またはホームページを調べてみますと 周波数スペクトルには ・振幅スペクトル ・位相スペクトル ・パワースペクトル ・パワースペクトル密度 というような様々な表現方法があることがわかりました． しかし，それぞれが持つ意味や単位がはっきりと書かれた書籍をみつけることができませんでした． 離散フーリエ変換の定義式やホームページを参考にして考えてみますと 周波数解析を行う対象の波形の縦軸の単位がVで，横軸の単位が秒であれば， 求められるスペクトルの単位は，以下のようになると考えております． しかし，確信がなく不安な気持ちです． ・振幅スペクトル [VまたはdB] ・位相スペクトル [rad] ・パワースペクトル [V^2またはdB] ・パワースペクトル密度 [（V^2）/Hz] もしスペクトルに関してご存知の方がいらっしゃいましたら， 教えて頂けると本当にうれしいです． 参考になるホームページや書籍等も教えて頂けると助かります． つたない文章ですが，どうぞよろしくお願い致します． AIは使う人の年齢や市場にも影響する？人工知能の可能性 OKWAVE コラム ホワイトノイズとブルーノイズの違いについて あるデータをFFTによって周波数解析して、 縦軸にパワースペクトル密度×周波数、横軸に周波数としてプロットしたところ、 高周波部分に周波数の１乗の傾きが得られました。 この部分をホワイトノイズ（白色雑音）だと説明したところ、 ブルーノイズ（青色雑音）だと指摘を受けました。 どちらが正しいのでしょうか。 フーリエ変換の最大周波数 5kHzでＡＤ変換した信号があり、解析したい成分は0～1ｋＨｚに含まれています。 上記の前提で、256点で128点オーバーラップしながらＦＦＴ処理を行った場合、ＦＦＴを行うデータ数をＮ、サンプリング間隔Δｔ（1/5kHz＝0.0002sec）とした時、 分解能 Δｆ＝1/Ｎ＊Δｔ＝19.53 最大周波数 Ｆmax＝（Ｎ／2ＮΔｔ）-（1-Δｆ）＝2480.47 という計算式をインターネット上で見つけました。つまり0～2480Ｈｚまで20Ｈｚごとのパワースペクトル時間変化が128点データが並ぶということになると思うのですが・・・・ 一方、最大周波数はＦＦＴデータ数の半分だという記載も見つけました。すると、最大周波数は半分も128Ｈｚだと思うのですが、どちらが正しいのでしょうか？ 周波数スペクトルについて 時系列データを周波数スペクトルにして解析すると、同じ波形（同じ物質が通過したときの波形）を比較するとスペクトルの形（中心周波数および大きさ）が違っています。これは何か別の周波数成分が波形に影響させていると考えてよいのでしょうか？ 周波数と空間周波数の違いについて 周波数と空間周波数の違いをおしえてください パワースペクトルの周波数について FFTを使ってパワースペクトルを出したのですが、１データ数辺り何Hzかを求める計算式がわかりません。どのように求めればいいのでしょうか。 よろしくお願いします。 周波数スペクトルから何がわかるのか 回路関係の論文を読んでいるのですが、 ある回路と筆者が試作した回路、それぞれの周波数スペクトルを観測したところ「同様の結果が表れた」と書いてありました。 同様の結果が出たと書いてあるだけで、同様の結果が出てそこから何がどうこうわかりますという表記が無いのですが、周波数スペクトルのから一体何がわかるのでしょうか？ 周波数解析におけるサンメーションとは？ 言葉の意味が分からないため、どうすれば良いのか？ 分かりません。 詳しい方 ご教授下さい。 ある物の振動をを計測し、固有値を算出しようと思いますが、周波数分析 （ＦＦＴ）するのに 外乱等の影響もある為「サンメーション」して 分析 すれば良い とアドバイスを受けましたが、「サンメーション」の意味が分からず どうすれば良いのか？ 分かりません。 何方か詳しい方 教えて下さい。 宜しくお願い致します。 周波数解析 FFTと自己回帰モデルについて いつもお世話になっています。 周波数解析で質問です。 十分なサンプリングレートで、十分な時間記録したデータを使う場合、自己回帰モデルを使った周波数解析は必要ないでしょうか。 現在、FFTを使ってあるデータの周波数解析をしていますが、ものの本によれば、そのデータを扱う場合は、FFTよりARモデルを使った周波数解析の方がよい、と書いてありました。しかし、サンプリングレートが細かすぎて、モデルの次数を決定するのも、妥当かどうか疑問が残ります。一般的に、MEMなどのARモデルを使った周波数解析は、周波数分解能の悪さを補うのが大きな目的ですか？ 注目のQ&A 「You」や「I」が入った曲といえば？ Part2 結婚について考えていない大学生の彼氏について 関東の方に聞きたいです 大阪万博について 駅の清涼飲料水自販機 不倫の慰謝料の請求について 新型コロナウイルスがもたらした功績について教えて 旧姓を使う理由。 回復メディアの保存方法 好きな人を諦める方法 小諸市（長野県）在住でスキーやスノボをする方の用具 カテゴリ [技術者向] コンピューター OS（技術者向け） データベース プログラミング・開発 業務ソフトウェア ITシステム運用・管理 その他([技術者向] コンピューター) カテゴリ一覧を見る OKWAVE コラム 突然のトラブル？プリンター・メール・LINE編 携帯料金を賢く見直す！格安SIMと端末選びのポイントは？ 友達って必要？友情って何だろう 大震災時の現実とは？私たちができる備え 「結婚相談所は恥ずかしい」は時代遅れ！負け組の誤解と出会いの掴み方 あなたにピッタリな商品が見つかる！ OKWAVE セレクト コスメ化粧品 化粧水・クレンジングなど 健康食品・サプリ コンブチャなど バス用品 入浴剤・アミノ酸シャンプーなど スマホアプリ マッチングアプリなど ヘアケア 白髪染めヘアカラーなど インターネット回線 プロバイダ、光回線など
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