বর্ণালী ফুটো কেন একটি এফএফটিতে উত্থিত হয়?


18

আমি এটি গুগলিং এবং উইকিপিডিয়া-ইন করার চেষ্টা করেছি, তবে 'এর বাইরে আমি কোনও উত্তর পাইনি কারণ ইনপুট সিগন্যালের ফ্রিকোয়েন্সি দুটি দ্বারের মধ্যে বসে আছে'।

আমি বুঝতে পারি যে এটি কারণ, তবে যা আমি বুঝতে পারি না কেন ফুটোটি কেবল একটি সংলগ্ন বিনের পরিবর্তে কয়েকটি সংলগ্ন বিন্যাসে প্রসারিত বলে মনে হচ্ছে।

আমি কী সম্পর্কে কথা বলছি তা বোঝাতে এখানে কিছু সিমুলেটেড ডেটা দেওয়া হয়েছে (পোস্টের শেষে কোড): Freq_10

উপরে ফ্রিকোয়েন্সিটির সাইন ওয়েভের এফএফটি স্পেকট্রাম (লগ স্কেলে প্লট করা) রয়েছে। স্যাম্পলিংয়ের হার এক, এবং নমুনার সংখ্যা 100। গ্রাফটি এফএফটি-স্থানান্তরিত হয়েছে। এখানে বিনের দশটিতে স্পষ্টভাবে কেবল একটি শীর্ষ রয়েছে এবং বাকীটি সংখ্যাগত ত্রুটির ক্রম অনুসারে বা সেখানে প্রায় রয়েছে।

Freq_10_1

এটি 10.1 এর উত্পন্ন ফ্রিকোয়েন্সি এ ফ্রিকোয়েন্সি বর্ণালী। স্পষ্টতই তত্ক্ষণাত সংলগ্ন বাক্সের চেয়ে আরও বেশি বাক্সে 'ফুটো' রয়েছে।

freq_10_5

এটি 10.5 এর ফ্রিকোয়েন্সির প্লট।

প্রশ্ন: কেন এই ফুটো আছে এবং কেন এটি তাত্ক্ষণিক সংলগ্ন বিনের চেয়ে অন্য সমস্ত আবরণে প্রসারিত হবে?


কোড, আগ্রহী প্রত্যেকের জন্য (পাইথন কোড)

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

xFreq = 10.5
xSize = 100.0
xPeriod = xSize/xFreq
x = np.linspace(1,xSize,xSize)

data = np.sin(2*np.pi*x/xPeriod)
fft = np.fft.fft(data)
fft = np.fft.fftshift(fft)

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)
ax.plot(abs(fft), "o")
ax.set_yscale('log')
plt.show()

আমি পরিবর্তন xFreqথেকে মান 10.0থেকে 10.5, ইত্যাদি


এফএফটি-র উইন্ডো দৈর্ঘ্যের সাথে পুরোপুরি ফিট না হওয়া কোনও সংকেত আপনি যখন চারপাশে জড়িয়ে রাখেন তখন বিরাম সৃষ্টি করে। আবেগ বা পদক্ষেপ ফাংশনের মতো বিচ্ছিন্নতাগুলিতে সমস্ত কিছু ফ্রিকোয়েন্সি থাকে।
এন্ডোলিথ

উত্তর:


12

একটি এফএফটির সসীম দৈর্ঘ্য হয় এবং এটি ডেটা স্ট্রিমের উপর একটি ডিফল্ট আয়তক্ষেত্রাকার উইন্ডো গঠন করে। সময় ডোমেনের একটি উইন্ডোটির ফলে উইন্ডোটির রূপান্তর সহ ফ্রিকোয়েন্সি ডোমেনে একটি কনভলজ হয়। নোট করুন যে একটি আয়তক্ষেত্রাকার উইন্ডোটির রূপান্তরটি একটি সিনক ফাংশন (পাপ (এক্স) / এক্স), যার অসীম প্রস্থ রয়েছে। এটি প্রস্থে 2 টি বিন নয়। সুতরাং সিনফ ফাংশনগুলির রিপলগুলি এফএফটির দৈর্ঘ্যে পুরোপুরি পর্যায়ক্রমিক নয় এমন কোনও বর্ণালী শিখর থেকে অনেক দূরে "ফুটো" হিসাবে প্রদর্শিত হবে।

নীচের ছবিতে সিন্স ফাংশনটির ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়ার অংশ দেখায়। সুরটি বিনয়ের একটিতে কেন্দ্রীভূত হলে অন্যান্য সমস্ত পয়েন্ট ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়ার শূন্যের সাথে সারিবদ্ধ থাকে। যদি এটি কোনও বিনের উপর কেন্দ্র করে না থাকে তবে এটি পুরো ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়াটি সরিয়ে দেওয়ার মতো, যার ফলে অন্যান্য বাঁধাগুলি ফ্রিকোয়েন্সি রিসুনসের অ-নাল অংশে পড়ে।

এখানে চিত্র বর্ণনা লিখুন

এটি দেখার আরেকটি উপায় হ'ল একটি এফএফটি কেবলমাত্র একটি ফিল্টার ব্যাংক, যেখানে প্রতিটি ফিল্টার স্টপ-ব্যান্ডের মেঝেতে প্রচুর পরিমাণে রিপ্লস থাকে এবং কেন্দ্রের ফ্রিকোয়েন্সি থেকে 1 বিণেরও বেশি দূরে মনোযোগ দেওয়ার ক্ষেত্রে এটি অবশ্যই অসীম নয়। আয়তক্ষেত্র ব্যতীত কিছু উইন্ডোজ (ভন হ্যান, ইত্যাদি) এর নিম্ন স্টপ ব্যান্ড রয়েছে, যা তাদের জনপ্রিয় ব্যবহারের এক কারণ।


1
উল্লেখ্য যে তথাকথিত বর্ণাল "ফুটো" ঠিক দ্বি-কেন্দ্রিক পর্যায়ক্রমিক ইনপুটগুলির এফএফটিটিতে প্রদর্শিত হয় না কারণ সিন বাক্যটি অন্য সমস্ত কেন্দ্র কেন্দ্রের ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে ঠিক শূন্য (চিহ্ন পরিবর্তনের মধ্যে) (সেই ফিল্টার কার্নেলের সম্পূর্ণ অর্থগোনাল এবং এফএফটি ভিত্তিক ভেক্টর)।
হটপাউ 2

আমি আশা করি আপনি সম্পাদনায় আপত্তি করবেন না এটি পছন্দ না হলে নির্দ্বিধায় টস করুন ss
জিম ক্লে

@ জিম ক্লে: যুক্ত গ্রাফের জন্য ধন্যবাদ। আমি কীভাবে আমার আইফোন থেকে জমা দিতে পারি তা বুঝতে পারি না।
হটপাউ 2

1
আপনাকে ধন্যবাদ, আপনাকে ধন্যবাদ আপনাকে ধন্যবাদ. "এফএফটি অনুমান করে যে এর ইনপুট অনুক্রমটি পর্যায়ক্রমিক" বলে এই ফুটো ব্যাখ্যা না করার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ । 'অনুমিত সময়সীমার' এই নির্বোধ ধারণাটি দুঃখের সাথে, ডিএসপি সাহিত্যে খুব বেশি বার বার করা হয়। [-রিক-]

মাঝে মাঝে, এফএফটি ফ্রেমের দৈর্ঘ্যের শ্যাফট রোটেশন সিঙ্ক্রোনাস স্যাম্পলিং করার সময় (বা শ্রেণিকক্ষের সিন্থেটিক উদাহরণ তৈরি করা) উদাহরণস্বরূপ, ইনপুট পর্যায়ক্রমিক ধারণাটি কার্যকর। তবে অডিও (ইত্যাদি) এর সাথে বিভাগকরণ এবং উইন্ডোটিং ডেটা ফ্রেমগুলি কোনও পর্যায়ক্রমের দৈর্ঘ্যের সাথে সম্পর্কিত না হওয়া বেশি সাধারণ, যার ফলে এই অঞ্চলগুলিতে কাজের জন্য অনুমানটি ভুল হয়।
হটপাউ 2

0

hotpaw2এর উত্তর ভাল তবে আমি তার user5133মন্তব্যে কিছুটা বিস্তারিত বলতে চাই :

"এফএফটি অনুমান করে যে এর ইনপুট অনুক্রমটি পর্যায়ক্রমিক" বলে এই ফুটো ব্যাখ্যা না করার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ। 'অনুমিত সময়সীমার' এই নির্বোধ ধারণাটি দুঃখের সাথে, ডিএসপি সাহিত্যে খুব বেশি বার বার করা হয়

এবং একই সাথে প্রশ্নের উত্তরও দিন। দ্রষ্টব্য যে আমি এই ক্ষেত্রে একটি বিশেষজ্ঞ নোট করছি --- মন্তব্য, সংশোধন বা নিশ্চিত করতে নির্দ্বিধায়।

বিচ্ছিন্ন-সময় ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম (ডিটিএফটি) সংজ্ঞায়িত করা হয়েছেজেড{1,2,...,এন}

এক্স(ω)=Σএন=-এক্স[এন]-আমিωএন

এনএনজেড

এক্স =Def Σএন=0এন-1এক্সএন-2πআমিএন/এন,জেড
এক্স(2π/এন)এন{1,2,...,এন}এক্স[এন]W[এন]Wএন{1,...,এন}

তবে কোনও পণ্যের ফুরিয়ার রূপান্তর হ'ল ফুরিয়ার রূপান্তরগুলির রূপান্তর:

এফ{}=এফ{}*এফ{}

sinc

w(f)ejωtdt=ττejωtdt=2τsinc(ωτ)

sinc


@ user5133 এর মতো দেখতে আর কাছাকাছি নয়। তবে রিকের কৃতজ্ঞতা ভুল জায়গায় স্থান পেয়েছে: ভুলভাবে স্থান পেয়েছে "এফএফটি অনুমান করে যে এর ইনপুট ক্রমটি পর্যায়ক্রমিক হয়ে গেছে বলে এই বলে ফুটো ব্যাখ্যা না করার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ।" 'অনুমিত সময়সীমার' এই নির্লিপ্ত ধারণাটি দুঃখের সাথে, ডিএসপির সাহিত্যে খুব বেশি বারবার পুনরাবৃত্তি করা হয়। " সে ভুল করেছে। ডিএফটি অবশ্যই সময়ে সময়ে এতে সীমাবদ্ধ দৈর্ঘ্যের ডেটা প্রসারিত করে। DFT করে ডেটা প্রেরণ অনুমান একটি পর্যাবৃত্ত ক্রম এক সময়ের।
রবার্ট ব্রিস্টো-জনসন
আমাদের সাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেছেন যে আপনি আমাদের কুকি নীতি এবং গোপনীয়তা নীতিটি পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন ।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.