sig1 sld 012014/12/2 3 sin(2 ) sin(2 2 ) sin(2 3 ) ( ) cos(2 ) cos(2 2 ) cos(2 3 ) 1 0 2 0 3 0 0 1 0...

13
2014/12/2 1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 表現2: cos と sin の和 sin cos 時間 t 0 cos と sin を足すと、どういう波形になるか? 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 sin cos 時間 t 0 cos+sin cos と sin を足すと、同じ周波数の一つの正弦波 表現2: cos と sin の和 cos と sin を足すと、どういう波形になるか? 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 b b b cos と sin の配合比率 cos と sin の 配合比率 a、b を変えると 正弦波の 位相振幅 が変化 a・cos + b・sin 正弦波の3つの表現 表現1: A・sin( ωt + θ ) 表現2: a cos( ωt ) + b sin( ωt ) A・sinθ A・cosθ 表現3: F・ωt * -jωt 複素正弦波 jωt の定義 jωt = cos(ωt) + j sin(ωt) 虚数単位 (数学では 実数部 虚数部 オイラーの公式 複素平面上の e jωt -1 -j ωR(実数) jωt 0 I (虚数) sinωcosω単位円 原点からの距離が1 角度が ω実数部が cos(ω虚数部が sin(ωt)

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Page 1: sig1 sld 012014/12/2 3 sin(2 ) sin(2 2 ) sin(2 3 ) ( ) cos(2 ) cos(2 2 ) cos(2 3 ) 1 0 2 0 3 0 0 1 0 2 0 3 0 b f t b f t b f t f t a a f t a f t a f t 正弦波の「表現2」が使われている

2014/12/2

1

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

表現2: cos と sin の和

sin

cos

時間 t

0

cos と sin を足すと、どういう波形になるか?

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

sin

cos

時間 t

0

cos+sin

cos と sin を足すと、同じ周波数の一つの正弦波

表現2: cos と sin の和

cos と sin を足すと、どういう波形になるか?

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

b a

b a

b a

cos と sin の配合比率

cos と sin の配合比率a、b を変えると正弦波の位相と振幅が変化

a・cos + b・sin

正弦波の3つの表現

表現1: A・sin( ωt + θ )

表現2: a cos( ωt ) + b sin( ωt )

A・sinθ A・cosθ

表現3: F・e jωt + F*・e - jωt

複素正弦波 e jωt の定義

e jωt = cos(ωt) + j sin(ωt)

虚数単位 (数学では i)

実数部 虚数部

オイラーの公式

複素平面上の e jωt

1-1

-j

ωtR(実数)

ejωt

0

I (虚数)

sinωt

cosωt

単位円原点からの距離が1

角度が ωt

実数部が cos(ωt)虚数部が sin(ωt)

Page 2: sig1 sld 012014/12/2 3 sin(2 ) sin(2 2 ) sin(2 3 ) ( ) cos(2 ) cos(2 2 ) cos(2 3 ) 1 0 2 0 3 0 0 1 0 2 0 3 0 b f t b f t b f t f t a a f t a f t a f t 正弦波の「表現2」が使われている

2014/12/2

2

e jωt の複素共役 e -jωt

e jωt = cos(ωt) + j sin(ωt)

オイラーの公式

e -jωt = cos(ωt) - j sin(ωt)

cos・sin と 複素正弦波

tjtj eet 2

1)cos(

tjtj eej

t 2

1)sin(

j2 でも良い

cos・sin と 複素正弦波

cos・sin は,e jωt によって作られる

tjtj eet 2

1)cos(

tjtj eej

t 2

1)sin(

「周波数分析」

t時間

f周波数

周波数分析

(時間波形) (周波数スペクトル)

小 大

低 高

全ての信号は

正弦波の和により

合成されるその配合比率

WaveSpectra周波数分析ソフト(free)

周波数分析の例

すべての 周期信号 f (t) は、

基本 (角) 周波数 ω0 = 2πf0および、

その2倍、3倍・・・(2ω0 、3ω0 ・・・ )の周波数の

正弦波の和として表すことができる。

( 表したもの → フーリエ級数 )

前回の復習 (1): フーリエ級数

)3sin2sinsin(

)3cos2coscos()(

030201

0302010

tbtbtb

tatataatf

周期

10 f

Page 3: sig1 sld 012014/12/2 3 sin(2 ) sin(2 2 ) sin(2 3 ) ( ) cos(2 ) cos(2 2 ) cos(2 3 ) 1 0 2 0 3 0 0 1 0 2 0 3 0 b f t b f t b f t f t a a f t a f t a f t 正弦波の「表現2」が使われている

2014/12/2

3

)32sin()22sin()2sin(

)32cos()22cos()2cos()(

030201

0302010

tfbtfbtfb

tfatfatfaatf

正弦波の「表現2」が使われている

表現2周波数 f0 の正弦波

周波数 2・f0 の正弦波

周波数 3・f0 の正弦波+ +

周期信号

すべての周期信号は、正弦波の和として合成できる

→ フーリエ級数

のこぎり波

方形波

方形波は正弦波の和として合成できる

x(t) = sin(ωt) +1/3・sin(3ωt)

+1/5・sin(5ωt) +1/7・sin(7ωt)+ ・・・・・

信号の加算

時間t

0

sin( 2πf t)

cos( 2πf t)

cos( 2πf t) +sin( 2πf t)

)32sin()22sin()2sin(

)32cos()22cos()2cos()(

030201

0302010

tfbtfbtfb

tfatfatfaatf

正弦波の「表現2」が使われている

表現2周波数 f0 の正弦波

周波数 2・f0 の正弦波

周波数 3・f0 の正弦波+ +

周期信号

すべての周期信号は、正弦波の和として合成できる

→ フーリエ級数

のこぎり波

方形波

Page 4: sig1 sld 012014/12/2 3 sin(2 ) sin(2 2 ) sin(2 3 ) ( ) cos(2 ) cos(2 2 ) cos(2 3 ) 1 0 2 0 3 0 0 1 0 2 0 3 0 b f t b f t b f t f t a a f t a f t a f t 正弦波の「表現2」が使われている

2014/12/2

4

方形波は正弦波の和として合成できる

x(t) = sin(ωt) +1/3・sin(3ωt)

+1/5・sin(5ωt) +1/7・sin(7ωt)+ ・・・・・

信号の加算

時間t

0

sin( 2πf t)

cos( 2πf t)

cos( 2πf t) +sin( 2πf t)

-1

0

1

2つの正弦波の和

f = 100 Hz (基本波)

f = 300 Hz (3倍波)1/3

時間

振幅

-1

0

1

2つの正弦波の和

f = 100 Hz (基本波)

f = 300 Hz (3倍波)1/3

時間

振幅

-1

0

1f = 100 Hz

f = 300 Hz

時間

2つの正弦波の和

青+緑 → 赤

1/3

振幅

1,3,5倍周波数の正弦波の和

0

-1

0

1

時間

100 Hz+300Hz

500 Hz

1/5

振幅

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2014/12/2

5

1,3,5倍周波数の正弦波の和

0

-1

0

1

時間

100 Hz+300Hz

500 Hz

青+緑 → 赤

1/5

振幅

0 20 40 60 80-2

-1

0

1

2

0 20 40 60 80-2

-1

0

1

2

0 20 40 60 80-2

-1

0

1

2

0 20 40 60 80-2

-1

0

1

2

sin t

t3sin3

1

tt 3sin3

1sin

t5sin5

1

tt 3sin3

1sin

ttt 5sin5

13sin

3

1sin

tsin

t7sin7

1

ttt 5sin5

13sin

3

1sin

tttt 7sin7

15sin

5

13sin

3

1sin

ω0 =1

方形波 の合成

0 50 100 150-2

-1

0

1

2

0 50 100 150-2

-1

0

1

2

0 50 100 150-2

-1

0

1

2

0 50 100 150-2

-1

0

1

2

0 50 100 150-2

-1

0

1

2

0 50 100 150-2

-1

0

1

2

0 50 100 150-2

-1

0

1

2

0 50 100 150-2

-1

0

1

2

0 50 100 150-2

-1

0

1

2

0 50 100 150-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

0 50 100 150-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

0 50 100 150-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

0 50 100 150-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

tsin tsin

tt 2sin2

1sin

t2sin2

1

t3sin3

1tt 2sin

2

1sin

ttt 3sin3

12sin

2

1sin

t4sin4

1ttt 3sin

3

12sin

2

1sin

tttt 4sin4

13sin

3

12sin

2

1sin

ω0 =1

のこぎり波 の合成

0 50 100 150-2

-1

0

1

2

0 50 100 150-2

-1

0

1

2

0 50 100 150-2

-1

0

1

2

0 50 100 150-2

-1

0

1

2

0 50 100 150-2

-1

0

1

2

0 50 100 150-2

-1

0

1

2

0 50 100 150-2

-1

0

1

2

0 50 100 150-2

-1

0

1

2

0 50 100 150-2

-1

0

1

2

0 20 40 60 80-2

-1

0

1

2

0 20 40 60 80-2

-1

0

1

2

0 20 40 60 80-2

-1

0

1

2

0 20 40 60 80-2

-1

0

1

2

sin t

t3sin3

1

tt 3sin3

1sin

t5sin5

1

tt 3sin3

1sin

ttt 5sin5

13sin

3

1sin

tsin

t7sin7

1

ttt 5sin5

13sin

3

1sin

tttt 7sin7

15sin

5

13sin

3

1sin 1

方形波

Page 6: sig1 sld 012014/12/2 3 sin(2 ) sin(2 2 ) sin(2 3 ) ( ) cos(2 ) cos(2 2 ) cos(2 3 ) 1 0 2 0 3 0 0 1 0 2 0 3 0 b f t b f t b f t f t a a f t a f t a f t 正弦波の「表現2」が使われている

2014/12/2

6

0 50 100 150-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

0 50 100 150-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

0 50 100 150-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

0 50 100 150-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

tsin tsin

tt 2sin2

1sin

t2sin2

1

t3sin3

1tt 2sin

2

1sin

ttt 3sin3

12sin

2

1sin

t4sin4

1

tttt 4sin4

13sin

3

12sin

2

1sin 1

のこぎり波 信号の 「(パワー)スペクトル」 とは

横軸は、信号に含まれる正弦波の周波数縦軸は、その正弦波の大きさ(パワー)を表す図

周波数f

パワー

その信号に、どういう周波数の信号が、どの位の大きさで含まれているか? を表す図

先週の演習の問4

ア) f(t) = 2・sin(2π100 t)

この式が何を表しているか?を、言葉で説明してみてください。

この講義では、数式の意味を理解する習慣をつけてください。(今までの数学と違って、工学における数式は

無意味な記号の羅列ではありません)

意味が分かれば、その式を言葉で説明できます。

先週の演習の問4 (直感的な解法)

ア) f(t) = 2・sin(2π100 t)

信号 f(t) は、 周波数が100Hzで

振幅が2の正弦波でできているでは、スペクトルは?

周波数が100Hzで

100

振幅

2

振幅が2

f(t) に含まれている正弦波は、

ただし、これは、振幅スペクトル

周波数 f (Hz)

先週の演習の問4 (直感的な解法)

ア) f(t) = 2・sin(2π100 t)

信号 f(t) は、 周波数が100Hzで

振幅が2の正弦波でできているでは、パワースペクトルは?

周波数が100Hzで

100

パワー

2

パワーが2

(振幅)2パワー =

周波数 f (Hz)

(正弦波の)

先週の演習の問4 (直感的な解法)

イ) f(t) = sin(2π100 t)+2・cos(2π200 t)

信号 f(t) は、 周波数が100Hzで振幅が1の正弦波と、

100

パワー

2

(振幅)2パワー =

周波数 f (Hz)

周波数が200Hzで振幅が2の正弦波の和

200

0.5

パワー 0.5 パワー 2

スペクトルとは、信号が、どのような正弦波からできているかを表すもの

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2014/12/2

7

)32sin()22sin()2sin(

)32cos()22cos()2cos()(

030201

0302010

tfbtfbtfb

tfatfatfaatf

問4 のより数学的な解法

f(t) = sin(2π100 t)+2・cos(2π200 t)

フーリエ級数と対比する100Hz 200Hz

)32sin()22sin()2sin(

)32cos()22cos()2cos()(

030201

0302010

tfbtfbtfb

tfatfatfaatf

問4 のより数学的な解法

f(t) = sin(2π100 t)+2・cos(2π200 t)

フーリエ級数と対比する100Hz 200Hz

1・sin(2π100 t)

2・cos(2π200 t)0 0 00 0

0,,2,1,100 210 ii baabf その他の

2/22nn ba

パワーは、

パワースペクトルは、

)32sin()22sin()2sin(

)32cos()22cos()2cos()(

030201

0302010

tfbtfbtfb

tfatfatfaatf

問4 のより数学的な解法

f(t) = sin(2π100 t)+2・cos(2π200 t)

フーリエ級数と対比する100Hz 200Hz

1・sin(2π100 t)

2・cos(2π200 t)0 0 00 0

0,,2,1,100 210 ii baabf その他の

2/22nn ba

パワーは、

パワースペクトルは、

100

パワー

2

周波数 f (Hz)200

0.5

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03-3

-2

-1

0

1

2

3

信号 f(t)

時間

分析 ・ 周波数 100Hzの sin (振幅が) 1

・ 周波数 200Hzの cos (振幅が) 2

成分

分析の方法は?

f(t) = sin(2π100 t)+2・cos(2π200 t)

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03-3

-2

-1

0

1

2

3

信号 f(t)

時間

分析

成分

分析の方法は?

実際に利用できるのは、この波形 f(t) だけ

信号 f(t): 録音した音、受信した電波ただし、ディジタル信号として記録されている (携帯の音楽と同じ)

「フーリエ係数」 a0, a1 , ・・・,b1 , b2 , ・・・ は、

同じ周波数の正弦波 sin nω0 t をかけて積分すれば得られる。

an、bn の求め方 (=分析方法)

T

n dttntfT

b0 0sin

2

)3sin2sinsin(

)3cos2coscos()(

030201

0302010

tbtbtb

tatataatf

1)1002sin(2

0

Tdtttf

T 2)2002cos(

20

T

dtttfT

100Hz の sin の大きさ(成分) 200Hz の cos の大きさ(成分)

Page 8: sig1 sld 012014/12/2 3 sin(2 ) sin(2 2 ) sin(2 3 ) ( ) cos(2 ) cos(2 2 ) cos(2 3 ) 1 0 2 0 3 0 0 1 0 2 0 3 0 b f t b f t b f t f t a a f t a f t a f t 正弦波の「表現2」が使われている

2014/12/2

8

「フーリエ係数」 a0, a1 , ・・・,b1 , b2 , ・・・ は、

同じ周波数の正弦波 sin nω0 t をかけて積分すれば得られる。

an、bn の求め方 (=分析方法)

T

n dttntfT

b0 0sin

2

)3sin2sinsin(

)3cos2coscos()(

030201

0302010

tbtbtb

tatataatf

1)1002sin(2

0

Tdtttf

T 2)2002cos(

20

T

dtttfT

100Hz の sin の大きさ(成分) 200Hz の cos の大きさ(成分)

実は、実際の計算はコンピュータがやってくれる

複素正弦波を用いたフーリエ級数

任意の周期信号 f(t) は、複素正弦波 ejnω0t の和として、次式で表される。

表現がシンプル表現3

n

tjnn

tjtjtj

tjtjtj

eF

eFeFeF

eFeFeFFtf

0

000

000

33

221

33

2210)(

nF : 係数(複素数)

nn FF は の複素共役教科書 式(2.21)

フーリエ係数 Fn の求め方

の係数 Fn を求めるには、

この f(t) に、 複素共役 を乗じて積分

tjtjtj

tjtjtj

eFeFeF

eFeFeFFtf000

000

33

221

33

2210)(

dtetfT

FT tjn

n 0

0)(1

tjne 0

tjne 0

T は の周期tje 0

フーリエ係数 Fn の求め方の証明

2

0 3212

03

1

0

233

22101

0

2

0000

00000

0

1

1

)(1

F

dteFFeFeFeFT

dteeFeFeFFeFT

dtetfT

T tjtjtjtj

T tjtjtjtjtj

T tj

tjtjtj

tjtjtj

eFeFeF

eFeFeFFtf000

000

33

221

33

2210)(

mn

mneee

tmnjtjmtjn

1

0

00

フーリエ級数(変換)の意義

すべての周期波形は正弦波の和

◇ 各正弦波成分の大きさを分析

an、bn (スペクトル)が信号の特徴を表す。

・ 音声認識

◇ 合成できる

◇ 周波数操作

・ フィルタ

◇ 周波数で見る・考える

◇ 情報圧縮(mp3、jpeg、mpeg)

「フーリエ係数」 a0, a1 , ・・・,b1 , b2 , ・・・ は、

同じ周波数の正弦波 sin nω0 t をかけて積分すれば得られる。

T

n dttntfT

a0 0cos

2

)3sin2sinsin(

)3cos2coscos()(

030201

0302010

tbtbtb

tatataatf

前々回: cos, sin を用いたフーリエ級数

任意の周期信号 f(t) は、cos, sin の和として表される。

Page 9: sig1 sld 012014/12/2 3 sin(2 ) sin(2 2 ) sin(2 3 ) ( ) cos(2 ) cos(2 2 ) cos(2 3 ) 1 0 2 0 3 0 0 1 0 2 0 3 0 b f t b f t b f t f t a a f t a f t a f t 正弦波の「表現2」が使われている

2014/12/2

9

前回: 複素正弦波を用いたフーリエ級数

任意の周期信号 f(t) は、複素正弦波 ejω0t の和として、次式で表される。

n

tjnn

tjtjtj

tjtjtj

eF

eFeFeF

eFeFeFFtf

0

000

000

33

221

33

2210)(

表現がシンプル

フーリエ係数 Fn の求め方

e jnω0t の係数 Fn を求めるには、

この f(t) に、 複素共役 e - jnω0t を乗じて積分

tjtjtj

tjtjtj

eFeFeF

eFeFeFFtf000

000

33

221

33

2210)(

dtetfT

FT tjn

n 0

0)(1

正弦波の3つの表現とフーリエ級数

tjtj eFeF

tbta

tA

*

)sin()cos(

sin表現1:

表現2:

表現3:

)3sin2sinsin(

)3cos2coscos()(

030201

0302010

tbtbtb

tatataatf

表現2

表現3

tjtjtj

tjtjtj

eFeFeF

eFeFeFFtf000

000

33

221

33

2210)(

表現1は?

tjtj eFeF

tbta

tA

*

)sin()cos(

sin表現1:

表現2:

表現3:

303

2021010

3sin

2sinsin)(

tA

tAtAAtf

表現1

【 問題点 】 a,b や、F と違って、パラメータ A,θを求める式が無い、ので、使われない

書くことは出来るが

正弦波の3つの表現とフーリエ級数

tjtj eFeF

tbta

tA

*

)sin()cos(

sin表現1:

表現2:

表現3:

)3sin2sinsin(

)3cos2coscos()(

030201

0302010

tbtbtb

tatataatf

表現2

表現3

tjtjtj

tjtjtj

eFeFeF

eFeFeFFtf000

000

33

221

33

2210)(

正弦波の3つの表現とフーリエ級数

tjtj eFeF

tbta

tA

*

)sin()cos(

sin表現1:

表現2:

表現3:

)3sin2sinsin(

)3cos2coscos()(

030201

0302010

tbtbtb

tatataatf

n

tjnn eFtf 0)(

表現2

表現3

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信号とスペクトル

信号とは,

)(tf時間

量の時間的変化の様子(電圧や音圧)

大きい

01秒0.5

小さい

大きい 大きい

小さい 小さい

初等関数では表せないので(文字式)

フーリエの理論

信号 正弦波 (成分)

500Hz の正弦波 1

1000Hzの正弦波 0.5

1500Hzの正弦波 0.3

2000Hzの正弦波 0.25

分析(分解) mm ba ,)(tf

すべての信号は、正弦波の和で出来ている

f(t)= 1・sin(2π500 t ) +0.5・sin(2π1000 t )+ 0.3・sin(2π1500 t ) + 0.25・sin(2π2000 t)

と表される.

T

n dttntfT

a0 0cos

2

「スペクトル」は、成分のグラフ化

500Hz の正弦波 1

1000Hzの正弦波 0.5

1500Hzの正弦波 0.3

2000Hzの正弦波 0.25

mm ba ,

0 500 1000 1500 2000

周波数 (Hz)

1

0.50.3

0.25

大きさ(振幅)

正弦波 (成分)

f(t)= 1・sin(2π500 t ) +0.5・sin(2π1000 t )+ 0.3・sin(2π1500 t ) + 0.25・sin(2π2000 t)

スペクトル

パワースペクトル

500Hz の正弦波 1

1000Hzの正弦波 0.5

1500Hzの正弦波 0.3

2000Hzの正弦波 0.25

mm ba , 2/22

nn ba

パワー 

f0 500 1000 1500 2000

周波数 (Hz)

(1)2/2

パワー

(0.5)2/2

(0.3)2/2(0.25)2/2

f(t)= 1・sin(2π500 t ) +0.5・sin(2π1000 t )+ 0.3・sin(2π1500 t ) + 0.25・sin(2π2000 t)

正弦波 (成分)

時間信号(波形) → 周波数スペクトル

信号:f (t)

スペクトル:F(ω)

dtetf tj)(

フーリエ変換

時間 t

周波数 f

式では表せない!

計算はコンピュータがしてくれる

フーリエ変換の重要性 (用途例)

雑音

音声+雑音

baknLPN.wav

音声

LP250noise.wav

波形(音圧・電圧)では、わからない

Gold-wavebakuon0.wav

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周波数領域で見るとよくわかる

周波数

低周波雑音 音声+雑音低周波成分をカットすれば良い!

フィルタ

各周波数成分の大きさ・パワ|

スペクトル

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40000

0.2

0.4

0.6

0.8

1

周波数

振幅

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40000

0.2

0.4

0.6

0.8

1

周波数

振幅

フーリエ級数の係数b1

b2b3 b4

aj=0

bn+1bn+2

bn+3略

1周期

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40000

0.2

0.4

0.6

0.8

1

周波数

振幅

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40000

0.2

0.4

0.6

0.8

1

周波数

振幅

スペクトル

F(f) または (F(ω))

f, ω

すべての周波数で成分を持つ

bn+1bn+2

bn+3

フーリエ変換の結果

前々回の復習 (フーリエ変換対)

フーリエ変換対

(時間信号)

1 ωt0

ゲート関数(方形パルス)

標本化関数(sinc 関数)

0

(周波数スペクトル)

)(F)(tf

dteFtf

dtetfF

tj

tj

)()(

)()(フーリエ変換:

フーリエ逆変換:

前回の復習

2.1.2 フーリエ変換の性質

(b) 対称性

f(t) F(ω) なら

F(t) 2πf(-ω)

前回の復習

フーリエ変換対

1 t

(時間信号)

ゲート関数標本化関数

X(ω)x(t)

ω0 ωc-ωc

1 ωt0

ゲート関数(方形パルス)

標本化関数(sinc 関数)

0

(周波数スペクトル)

対称性

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前回の復習

2.1.2 フーリエ変換の性質

(c) 線形性

f(t) F(ω)

g(t) G(ω)

ならば、

c・f(t) c・F(ω)

f(t) + g(t) F(ω)+G(ω)

前回の復習 (デルタ関数)

10

edtet tj

0t

δ(t)

ω

1

ある関数にかけて積分すればその関数の t=0 の値が取り出せる

δ(t): 変数が 0 の時のみ、無限大の値を持つ

先週の復習 (デルタ関数)

0t

δ(t)

ω

1

対称性

1

2πδ(ω)f(t)=1 (直流)

周波数 0

F(ω)=1

先週の復習 (時間・周波数推移)

0)()( 0tjeFttf    

    )()( 00 Fetf tj

時間推移

周波数推移

    )(21 00 tje

    )(21

先週の復習 (ejω0t のフーリエ変換)

    )(21 00 tje

2πδ(ω-ω0)

 tje 0

ω0

-ω0

 tje 0 2πδ(ω+ω0)

微分(差分)の効果: 音声

◇ 原音

◇ 1回微分

◇ 2回微分

◇ 3回微分

)( Fjtfdt

d    

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積分(平均化)の効果: 音声

0 50 100 150 200 250 300 350 400-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0 50 100 150 200 250 300 350 400-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

)(1

Fj

dft

   

 

)(F

tf