De Short Time Fourier Transformatie

 De Fourier analyse vertoont één groot gebrek .De tijdsevolutie van een niet stationair signaal gaat verloren ergens tussen het amplitude spectrum en het fasespectrum. Ten bewijse hiervan het volgende voorbeeld. Eerst laten wij een signaal zien dat bestaat uit eerst een toon van 500 Hz dat later overgaat in een toon van 1000 Hz. In het tweede voorbeeld is de volgorde omgekeerd. Beluister de signalen en bekijk het spectrum.

venste2.gif (1486 bytes) 5001000.gif (5046 bytes)
  sp500100.gif (2475 bytes)
venste2.gif (1486 bytes) 1000500.gif (7087 bytes)
  sp100050.gif (2499 bytes)

figuren : een toon van 500 Hz die later overgaat in 1000 Hz en omgekeerd

De amplitudespectra zijn op kleine storingen na hetzelfde.Vanuit een spectrum kan men dus het geluid niet met zekerheid juist nafluiten!!Probeer maar eens te fluiten:

500&1000.gif (1458 bytes) s500+1000.gif (4232 bytes) venste2.gif (1486 bytes)

figuur: 500 Hz en 1000 Hz gelijktijdig

Om toch de tijdssignatuur van een signaal weer te geven gaat men het volledige signaal opsplitsen in kleinere relevante tijdsvensters en voor elk bepaald men een FFT. Al deze vensters of frames, het type kan vrij gekozen worden ,worden dan achter elkaar getekend op de tijdsas in bovenzicht ( sonogram) of in perspectief zicht ( een topografische afbeelding).Deze opsplitsing van de globale FFT in kleinere tijdsintervallen noemt men de handrechts.jpg (1741 bytes)Short Time Fourier Transform of STFT !

sp5010.gif (15119 bytes) De y-as is de frequentieas,de witte streepjes duiden op een octaafindeling.

De x-as is de tijdsas en de amplitudewaarden zijn getekend in een conventionele kleurcode.

Dit type van afbeelding is essentieel een sonogram

 

specview2.gif (15876 bytes) Met deze informatie is het signaal gemakkelijk na te fluiten!

figuur : stft van stukken van het signaal kunnen achter elkaar worden gezet en geven een spectraltijdsbeeld 

Een nog betere grafische afbeelding van het tijdsverloop van het spectrum is de reeds vermelde  perspectiefafbeelding zoals in volgende figuren.

pers5010.gif (14072 bytes)

De tijd verloopt van achter naar voor in de figuur

pers1050.gif (14471 bytes)

 

figuren : een 3-D afbeelding van de stft