離散フーリエ変換 (DFT : Discrete Fourier Transform)
非連続(離散)なデジタル信号の周波数解析に使われる.コンピュータで扱う波形データは数の配列であるので,DFTによって解析することができる.
f(t) = \sum_{n=-∞}^{∞} a_ne^{j\frac{2\pi}{N}nt}
高速フーリエ変換 (FFT : Fast Fourier Transform)
離散フーリエ変換を高速に行うためのアルゴリズム.
標本化定理
- サンプリング周波数
f_s
は原信号に含まれる最大周波数f
の2倍以上でなければならない. - 復元可能な最大周波数
f_s
をナイキスト周波数と呼ぶ. - 高周波を含む源信号を低いサンプリング周波数で標本化した場合,高周波がアンダーサンプリングされて低周波の折り返し雑音となる.これをエイリアシングと呼ぶ.
例えばサンプリング周波数が44100Hzのとき,原信号の復元可能な最大周波数は22050Hzである.最大周波数22050Hzの原信号についてサンプリング周波数36000Hzで標本化すると,原信号には存在しない36000-22050=13950Hzが折り返し雑音として現れてしまう.
短時間フーリエ変換 (STFT : Short-Time Fourier Transform)
本来,理論上フーリエ変換は無限区間について処理されるべきだが,実験値等からフーリエ係数を求める際に窓関数をずらしながらかけて,有限区間についてDFTを行うこと.