Cửa sổ là một kỹ thuật được dùng trong xử lý tín hiệu kỹ thuật số để giảm sự rò rỉ quang phổ khi thực hiện một biến dạng nhanh (FFT). Việc rò rỉ quang phổ xảy ra khi các thành phần tần số không hoàn toàn khớp với các thùng FFT, khiến năng lượng lan rộng vào các thùng kế bên. Áp dụng chức năng cửa sổ giúp giảm hiệu ứng này và tăng độ chính xác của phân tích tần số.

Bệnh Spectral Leakage là gì?

Sự rò rỉ quang phổ xảy ra vì FFT giả định tín hiệu nhập là tuần hoàn trong cửa sổ phân tích. Nếu tần số tín hiệu không khớp chính xác với nhiều tần số cơ bản, quang phổ xuất hiện bị bôi trơn. Việc bôi trơn này làm khó nhận diện các thành phần tần số thật.

Kiểu hàm của cửa sổ

  • Cửa sổ góc: [FLT: 1] Không có cửa sổ; đơn giản nhất nhưng bị rò rỉ cao nhất.
  • Cửa sổ thay đổi: giảm sự rò rỉ bằng cách băng dính các cạnh một cách trơn tru.
  • Cửa sổ ước mơ: tương tự với Hanning nhưng với một đoạn băng hơi khác.
  • Cửa sổ Blackman:) cung cấp tốt hơn việc đàn áp rò rỉ thông tin với chi phí của độ phân giải tần số.
  • Cửa sổ Galussian: dùng chức năng kiểu Gaussia cho băng, hữu ích trong ứng dụng cụ thể.

Làm thế nào để thu nhỏ sự xuất tinh

Áp dụng một chức năng cửa sổ thích hợp trước khi thực hiện một FFT có thể giảm đáng kể sự rò rỉ quang phổ. Sự lựa chọn cửa sổ phụ thuộc vào những điều kiện cụ thể của việc phân tích, như độ phân giải tần số và khả năng rò rỉ của cửa sổ. Dùng chức năng cửa sổ làm mịn các cạnh của đoạn tín hiệu, giảm sự mất ổn định gây ra sự rò rỉ.

Cũng cần thiết để chọn một cửa sổ mà làm thăng bằng việc giảm độ phân giải tần số bị rò rỉ. Chẳng hạn, cửa sổ Blackman cung cấp khả năng giảm độ lỏng nhưng mở rộng thùy chính, giảm độ phân giải. Ngược lại, cửa sổ hình chữ nhật duy trì độ phân giải cao nhưng cho phép nhiều rò rỉ hơn.