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FFT 기반 시간-주파수 분석

Signal Processing Toolbox™는 시퀀스의 시간 종속 푸리에 변환을 반환하거나 이 정보를 스펙트로그램으로 표시하는 함수를 제공합니다. 시간 종속 푸리에 변환은 시퀀스에 대한 이산시간 푸리에 변환으로, 슬라이딩 윈도우를 사용하여 계산됩니다. 단시간 푸리에 변환(STFT)이라고도 하는 이 형태의 푸리에 변환은 음성 처리, 수중음파탐지기 처리, 레이다 처리 분야에서 다양하게 응용됩니다. 시퀀스의 스펙트로그램은 시간에 대한 시간 종속 푸리에 변환의 크기 제곱입니다.

스펙트로그램에 대한 자세한 내용은 Spectrogram Computation with Signal Processing Toolbox 항목을 참조하십시오. 신호의 다른 시간-주파수 표현에 대한 개요는 Time-Frequency Gallery 항목을 참조하십시오.

스펙트로그램 표시

신호의 스펙트로그램은 pspectrum 함수를 사용하여 표시할 수 있습니다. 예를 들어, 2초 동안 10kHz로 샘플링된 신호를 생성합니다. 신호의 순시 주파수를 시간에 대한 삼각 함수로 지정합니다. 스펙트로그램을 계산하기 위해, 신호를 0.0256초의 길이를 갖는 세그먼트로 나누고 세그먼트 간 중첩을 86%로 지정합니다. 누설은 슬라이딩 윈도우가 강한 음색이 인접한 상태에서 잡음의 약한 음색을 얼마나 잘 감지하는지를 측정합니다. 누설을 0.875로 지정합니다.

fs = 10e3;
t = 0:1/fs:2;
x = vco(sawtooth(2*pi*t,0.75),[0.1 0.4]*fs,fs);

pspectrum(x,fs,"spectrogram", ...
    TimeResolution=0.0256,Overlap=86,Leakage=0.875)

Figure contains an axes object. The axes object with title Fres = 53.1206 Hz, Tres = 25.6 ms, xlabel Time (s), ylabel Frequency (kHz) contains an object of type image.

지속성 스펙트럼

신호의 지속성 스펙트럼은 주어진 주파수가 신호에 존재하는 시간 비율을 보여주는 시간-주파수 보기입니다. 지속성 스펙트럼은 전력-주파수 영역의 히스토그램입니다. 신호가 전개될 때 신호의 특정 주파수가 오래 지속될수록 그 주파수가 차지하는 시간 비율이 높아지기 때문에 해당 주파수 색이 디스플레이에 더 밝거나 "뜨겁게" 표시됩니다.

신호의 지속성 스펙트럼을 계산하고 표시합니다. 시간 분해능을 0.01초로, 인접 세그먼트 간 중첩을 50%로, 누설을 0.5로 지정합니다.

pspectrum(x,fs,"persistence", ...
    TimeResolution=0.01,Overlap=50,Leakage=0.5)

Figure contains an axes object. The axes object with title Fres = 256.6745 Hz, Tres = 10 ms, xlabel Frequency (kHz), ylabel Power Spectrum (dB) contains an object of type image.

참고 항목

함수

관련 항목