STFTanalyysissä

STFT-analyysi tarkoittaa lyhyen aikavälin Fourier-analyysiä. Se soveltuu epästationaaristen signaalien, kuten puheen tai musiikin, spektrin tarkasteluun ajassa. Menetelmä jakaa signaalin sarjaan päällekkäisiä kehyksiä (frames), joiden pituus on N ja joiden välinen siirtymä (hop) on H. Jokaiselle kehykselle lasketaan diskreetti Fourier-muunnos ikkunointia käyttämällä: signaali kerrotaan ikkunalla w[n − mH] ja suoritetaan Fourier-muunlasku. Näin saadaan kehyksen spektri X_m[k]. Kun kaikki kehykset analysoidaan, muodostuu spektrogrammi, jossa ajan ja taajuuden lisäksi värillä kuvaillaan amplitudia tai tehoa.

Ikkunointia varten käytetään tyypillisesti ikkunoita kuten Hann-, Hamming- ja Blackman-ikkunoita. Ikkunan pituus määrää sekä aika- että taajuusresoluution: lyhyt ikkuna antaa hyvän aikakohinan mutta heikomman taajuusresoluution, kun taas pitkä ikkuna parantaa taajuusertasoa mutta heikentää ajan tarkkuutta. Zero-padding voi parantaa spektrin visuaalista laatua ja tulkittavuutta. STFT:n tulos esitetään usein log-magnitudina tai desibeleinä.

STFT:n voi palauttaa ISTFT:llä (inversi STFT), kun käytettyjen ikkunoiden ja kehysten asetukset ovat oikein yhteensopivia. Tämä tekee STFT:stä sekä analyysi- että osin synteesi-työkalun signaalinkäsittelyssä. Tyypillisiä sovelluksia ovat äänitiedostojen analyysi, puheentunnistus, musiikin tietojen haku sekä tudeanalyysit ja rakenteiden tarkastelu signaaleissa.