STFT(短時間フーリエ変換)

グラフ作成ソフトOriginではSTFT(短時間フーリエ変換)を実行できます。この動画では、解析メニューのSTFT機能を実行する操作と、ダイアログ設定を変更して再実行する方法をご紹介します。(字幕のみ動画)

※STFTはOriginProの機能です。通常版Originでは利用できません。

右下の拡大ボタンボタンで画面を大きくし、設定ボタンで解像度720以上の設定にしてご覧いただくことをお勧めします。

操作方法

  1. サンプルOPJUファイルを開きます。
  2. Graph1はBook1のデータを作図したものです。このような非定常なデータに対してSTFTを実行します。
  3. ショートカットキーを使って波形を詳しく確認できます。
    • ズーム:Zキー+マウスのホイールを回す
    • スクロール:Xキー+マウスのホイールを回す
  4. 右側のツールバーの「再スケール」ボタンをクリックしてスケールを元に戻します。
  5. グラフウィンドウがアクティブな状態で「解析:信号処理:FFT:STFT」を選択します。
  6. 「ウィンドウ法」を「四角形」に変更し、「FFT長」を1024にします。
  7. 「ウィンドウ長」、「オーバーラップ」の「自動」のチェックを外し、それぞれ「512」と「500」を入力します
  8. 「オプション」は「振幅結果」に変更します。
  9. ダイアログ左下の「自動プレビュー」にチェックを付けると右パネルでプレビューが表示されます。
  10. 「OK」をクリックしてSTFTを実行します。
  11. 出力されたグラフを確認すると、周波数解像度は良い結果を得られましたが、時間解像度があまりよくないようです。
  12. 出力された行列から3D曲面図を作成してみます。
  13. 「作図:3D:3Dカラーマップ曲面」を選択して作図します。3DグラフはRキーを押しながらマウスでつかんで回転操作できます。下のツールバーの「回転のリセット」で元に戻せます。
  14. STFTの設定を変更して、時間および周波数解像度のバランスをとります。グラフ左上の緑色の鍵マークをクリックし、「パラメータの変更」を選択しダイアログを開きます。
  15. ダイアログが開いたら、「ウィンドウ長」を「100」、「オーバーラップ」を「90」に変更します。プレビューを確認すると時間解像度、周波数解像度ともに変更されました。
  16. さらに「ウィンドウ法」を「Hanning」に変更します。なお、時間、周波数ともに最良な解像度を得ることはできないので注意してください。
  17. OKをクリックして実行します。3Dグラフが更新されたのがわかります。
  18. 右ツールバーの「再スケール」ボタンをクリックしてグラフを再スケールします。
  19. 最初に実行したときの結果よりもバランスの取れた良い結果を得ることができました。
  20. なお、3Dグラフ上にに表示されたスピードモードとはプロットの描画スピードを上げるために表示データポイント数を制御する仕組みのことです。右ツールバーの「スピードモードを有効化/無効化」ボタンをクリックして無効に切り替えることができます。

参考ページ

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