Fensterverfahren

Fensterverfahren (windowing method) bezeichnet in der deutschsprachigen Fachliteratur allgemein das Verfahren, bei dem Daten durch zeitlich oder räumlich begrenzte Fenster geteilt und innerhalb jedes Fensters analysiert werden. Ziel ist es, Edge-Effekte zu reduzieren und lokale Eigenschaften der Daten besser abzubilden.

In der digitalen Signalverarbeitung und Zeitreihenanalyse wird das Fensterverfahren vor allem zur Spektralabschätzung und zur Zeit-Frequenz-Analyse eingesetzt. Eine Datenfolge x[n] wird mit einer Fensterfunktion w[n] multipliziert, die nur über eine endliche Strecke ungleich Null ist. Das resultierende Fenstersegment wird transformiert (häufig mittels FFT), um ein Spektrum des Fensters zu erhalten. Überlappungen zwischen Fenstern verbessern häufig die Stabilität der Schätzung. Typische Fensterfunktionen sind Rechteck (kein Fenster), Hann/Hanning, Hamming, Blackman und Kaiser. Die Wahl des Fensters beeinflusst Auflösung und Leckeffekte; es besteht ein Kompromiss zwischen Hauptlappenbreite (Auflösung) und Seitlappen (Rauschen/Leakage).

Fensterverfahren finden sich auch in anderen Bereichen der Datenanalyse, etwa zur Segmentierung zeitlich variierender Prozesse oder zur Rauschreduktion durch lokale Averaging in zeitlich begrenzten Abschnitten. In experimentellen Technologien kann der Begriff auch die zeitliche Begrenzung von Messfenstern beschreiben, z. B. beim Gateing von Detektoren. Die konkrete Bedeutung hängt vom Fachgebiet ab und erfordert gegebenenfalls feldspezifische Spezifikationen.