윈도우 길이의 트레이드오프와 Gabor 변환
윈도우 길이를 어떻게 정하는가? 윈도우 하나는 길이 의 시간을 덮고, 그 DFT의 bin 간격은 이다.
두 값의 곱이 일정하므로 하나를 줄이면 다른 하나가 는다. 짧은 윈도우는 주파수가 언제 바뀌었는지를 잘 잡지만 가까운 두 주파수를 가르지 못한다. 긴 윈도우는 그 반대이고, 윈도우 안에서 주파수가 바뀌면 그것을 한데 섞는다. 윈도우로 Gauss 함수를 쓰면 시간 폭과 주파수 폭의 곱이 가장 작아진다. Gauss 윈도우를 쓴 STFT를 Gabor 변환이라 한다.
그림은 앞 절의 그림에서 윈도우 길이를 32샘플로 바꾼 것이다. 버튼으로 을 바꾸면 ①의 윈도우 띠가 짧아지거나 길어지고, ②의 피크가 그만큼 넓어지거나 좁아지며, ③에서 번짐이 주파수 쪽과 시간 쪽 사이를 옮겨 간다.
앞 절과 같은 시험 신호이고, 윈도우를 옮기는 간격(hop 크기)은 N과 관계없이 32샘플이다.
해 보기
- 윈도우가 32샘플이면 chirp와 두 톤이 각각 어떻게 보이는지 확인하라.
관찰
ms, Hz이다. ③에서 chirp의 기울기가 또렷하지만, ②에서 60 Hz 떨어진 두 톤이 250.0 Hz의 넓은 피크 하나로 섞인다.
- 윈도우가 512샘플이면 두 톤이 어떻게 보이는지 확인하라.
관찰
Hz이고, ②의 피크가 좁아져 두 톤이 199.2 Hz와 261.7 Hz에 또렷이 갈린다.
- 512샘플 윈도우가 chirp 구간에 놓이면 스펙트럼이 어떻게 되는지 확인하라.
관찰
윈도우 하나가 256 ms이고 chirp는 그동안 205 Hz를 쓸고 지나가므로, ②의 피크가 253.9 Hz 둘레로 넓게 퍼지고 ③의 chirp가 넓은 띠로 번진다.
강의 노트