水中音響・ソナー技術入門

INTERACTIVE FFT EXPERIMENTS

設定を変えると、
何が見えなくなる?

FFTの設定には万能な正解がありません。周波数を細かく見たい、急な変化を見逃したくない、漏れを小さくしたい――目的によって選択が変わることを、実際の計算結果で確かめます。

01
EXPERIMENT

FFTサイズと周波数分解能

100 Hzと112 Hzという、12 Hz離れた2つの成分を同時に入れます。FFTサイズを変え、2本のピークとして見分けられるかを確認します。

周波数分解能 Δf8.0 Hz
時間窓 T125 ms
現在の見え方2成分を分離しやすい
FFT横軸:周波数 [Hz] 縦軸:相対レベル [dB]
観察するところ

Nを大きくすると、Δf=サンプリング周波数÷N が小さくなります。ただし時間窓は長くなり、その間の変化を一つの結果へまとめることになります。

Δf = Fs / N  T = N / Fs
3つをまとめると

細かく・安定して・漏れなく、を同時に最大化することはできない

FFTサイズ大きいほど周波数を細かく分けられますが、より長い時間を一つの結果として扱います。
平均化表示は安定しますが、一度だけ発生した変化は弱くなったり、反応が遅れたりします。
窓関数漏れを抑える代わりにピークが横へ広がります。目的に応じた選択が必要です。
次はFFTを時間方向へ並べて、変化を読む →