FFT（高速フーリエ変換）の機能を搭載したDLLを公開しています。
卒業研究のお供にご使用ください
1.簡単な使い方
2.理論
3.質問等
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MICROSOFT FOUNDATION CLASS ライブラリ : CalFFT ======================================================================== １．エクスポート関数定義 下記にＣ関数としてのエクスポート関数を示します Long fft1dim( long number, //ﾃﾞｰﾀ数 ２．ＶＢによるインポート宣言 下記にＶＢによる関数のインポート宣言を示します declare function fft1dim lib "CalFFT.DLL" ( byval data_number
as long, 第一引数：data_number 全データ数を指定して下さい 戻り値：処理結果 正常=0、異常=0以外 ３．処理分岐フラグ 下記に処理分岐フラグの詳細を示す １＝パワースペクトル ：実数配列にパワースペクトルを格納して終了します
４．窓関数フラグ 下記に窓関数フラグを示します ０＝窓関数なし ：特殊な窓関数を適用しません パワースペクトル計算時は”１”を推奨します ※上記以外の数値を指定すると”０”指定とみなします 注意事項 CalFFTの関数呼び出し時には以下の点に注意して下さい １．配列数は必ず「２のＮ乗」の数を確保して下さい。 例）３０００点のデータを処理したい場合 但し、関数に渡す引数は3000を渡して下さい Call fft1dim(3000, dt, re(0), im(0), 1, 1, 0, 0)1 ２．本DLLではFFT計算前に平均値を除去します ３．パワースペクトルの結果 パワースペクトルの結果は０番目でなく、１番目からＮ／２番目 例）８点の場合 付録１ declare function fft1dim lib "CalFFT.DLL" ( byval data_number as long, byval dt as double, re as double, im as double, byval process as Long, byval window as Long, byval LowFrq as double, byval HighFrq as double) as Long 例)パワースペクトル '配列にデータを設定します fft1dim(512, 0.1, re(0), im(0), 1, 1, 0, 0) 例)バンドパスフィルター '配列にデータを設定します fft1dim(512, 0.1, re(0), im(0), 4, 0, 100, 500) 付録２ FFT演算に必要な配列ｻｲｽﾞを取得するｴｸｽﾎﾟｰﾄ関数を追加しました。 __declspec(dllexport) long GetMaxSize(long ldn); declare function GetMaxSize lib "CalFFT.DLL" ( ByVal ldn As Long ) as Long を使用してﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄにｲﾝﾎﾟｰﾄして活用して下さい。 付録３ CalFFT.dll はフリーソフトウェアです。商用目的ではない，使用，転載，及
転載時には，事後でも構いませんので私まで連絡をお願いします。 書籍等への収録やソフトへのバンドルなど，商用利用には条件がありますので，
６．免責 これらのプログラムの使用によって生じた損害等については，作者及び原著作
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| 3.質問等 |
| Q FFTのdllをもらいました． ありがとうございました． それで、マイクから音を入力して、 その音をFFTしました． そして、それをリアルタイムにスペクトル表示したいのですが どうしたらよいか分かりません． 時間がなくて困っているので どうかお願いします． A 既に、マイクから音を入力してFFTしたと言うのであれば 特に現在ある物で作れると思いますよ。 （マイクから音をリアルタイムに入れるocxについては現在公開しておりません） 順序的には 1.マイクから音を取り込む 2.Waveファイルをテキストファイルへ変換する 3.FFTをかける 4.グラフとして表示する 5.決めた時間間隔で繰り返す となります。 |
| Q FFT DLLファイルをダウンロードさせていただきました。 有り難うございます。 ところが、このファイルはどこに置いていいのか？ 時時VBはDLL見つけないのmessagebox出てくる。 DLLファイルはコンポーネントに挿入ことが出来ませんが。 宜しくお願いします。 A Windows\systemフォルダ、若しくはexeファイルの置いてあるフォルダに置いて下 さい 前者が推奨です。dllはWindowsに登録をしないと使えないので、 それでも使えない場合は 現在”みきの道具箱”というソフトを公開しているのですが そのソフトをインストールしてdllファイルをエクスプローラーで右クリックすると 簡単に登録・解除を行うことが出来ます。 Q 私は今使ってるのPCはWIN2000. WINNT￥system とWINNT￥system32 二つのフォルダがありますから、とっちに置い でばいいですか？ あと、この操作することは”登録”と言うことですか？ A Windows2000の場合は WINNT￥system32 に入れて下さい >あと、この操作することは”登録”と言うことですか？ >宜しくお願い致します。 格納するだけで十分です |
| Q あるサンプルデータをFFTして周波数領域にし、 周波数領域のデータに逆FFTをかけ元のサンプルデータ を再現することはできました。 あとは周波数領域のデータをいじればいいのかと思うんですが 、、、ひとつ疑問がでてきました。 例えば１２８個のサンプルデータをFFTする場合、周波数データは ６４個しか得られないはずです（ナイキスト定理）。 しかし、それでは１２８個のデータを再現できません。 、、ので、私は１２８個のデータをFFTし１２８個の 周波数データを計算させ、それを逆FFTしています。 しかし、それは上記のナイキスト定理に反しますし、 不自然です。 A 定理の内容が違いませんか？ 「ナイキスト定理」は簡単に言って、「サンプリング周波数の1/2までしか表現できません」ってことでフーリエ変換後にデータが半分になるって事ではありません。 乱暴にとらえれば、 ・サンプリング周波数 0.1[sec] ・サンプリング点数 1000[点] として計算すれば ・基本周波数＝０．０１ ・解析可能な最大周波数＝５ ですから有効なデータ点数は半分の５００点しか存在しないようです。 しかし、これはあくまで表現可能な周波数帯域の話で変換後のデータ はちゃん1000点分存在します。（そうでなければ逆変換なんてできません） |
| Q 特定の周波数のみを通過させるフィルターのプログラムを 設計する場合、逆FFTを使うのが常なのでしょうか？ 例えば８００HZ以下のローパスフィルターを作る場合、 音声サンプルをFFTした周波数スペクトルの８００HZ より大きい値はすべて０にして、逆FFT、、という手順 で行なうのでしょうか？ A 正解です。 当方のバンドパスフィルターもそうした手順を踏んでいます |
| Q はじめまして。最近フーリエ変換なるものを知った初心者です。 さっそくですが質問させて下さい。ＦＦＴのdllの処理分岐フラグについて、 ３を設定するとフーリエ変換の結果が出力されるとのことですが、フーリエ変換の 結果はそのまま周波数になるのでしょうか？それと実数値？実数と虚数の絶対値が 周波数？？いきなりの質問で申し訳ありませんが周波数とフーリエ変換についてぜ んぜんわからないのでアドバイスをお願いします。 A 質問の趣旨を、 「分岐フラグ３の場合の出力結果を知りたい」 と解釈して回答します。 基本的な内容はreadme.txtを参照して下さい。 １）配列の意味 入力としての配列は「サンプリング間隔」毎の信号の値 となりますが、出力は周波数毎の信号の強さを示します。 ＜例＞ 配列に以下のような値を入れたものとします。 これは特定のサンプリング間隔「dt」で測定した信号の 波形です。（測定時間をTとします） 0、0.5、1、0.5、0、-0.5、-1、-0.5、0... この配列を使って関数を呼び出すと、 w0、w1、w2、w3、w4、w5、w6、w7... の様に配列の内容が変更されています。 この時w1が基本周波数にあたります。 w1から「入力した配列数の半分」までが計算結果です。 各配列は「基本周波数×ｎ」の周波数に相当します。 ２）配列の中身 配列の中身はＦＦＴ後のデータをそのまま格納します。 パワースペクトルを知りたければ独自に計算を行って下さい。 もしくは「分岐フラグ」を１もしくは５に設定し、 演算を行って下さい。 値の単位や、もっと詳細な情報が必要な場合専門書を参照 することをお勧めします。 Q > ＜例＞ > 配列に以下のような値を入れたものとします。 > これは特定のサンプリング間隔「dt」で測定した信号の > 波形です。（測定時間をTとします） > 0、0.5、1、0.5、0、-0.5、-1、-0.5、0... > > この配列を使って関数を呼び出すと、 > w0、w1、w2、w3、w4、w5、w6、w7... > の様に配列の内容が変更されています。 > この時w1が基本周波数にあたります。 > w1から「入力した配列数の半分」までが計算結果です。 > 各配列は「基本周波数×ｎ」の周波数に相当します。 > とのことですが。基本周波数とはどのようなことを表しているのでしょうか。 例えば入力データの標本間隔を1/8000秒にした時の基本周波数はどのようになるの でしょうか。的を外した質問かも知れませんが、、 いろいろ専門書などを見たのですがわかりません。 質問ばかりですみませんがどうかよろしくお願いします。 A 基本周波数（f0）は以下のように表します。 f0=1/T f0：基本周波数 T：サンプリング時間 （サンプリング時間=サンプリング間隔×サンプリング点数） ですから．．． T=dt×N dt：サンプリング間隔（標本間隔） N：サンプリング点数 として．．． f0=1/（dt×N） 以上のように計算前のデータから基本周波数は計算可能です。 ■補足 FFT（DFT）はその性質上、基本周波数の整数倍の周波数しか 計算できません。（整数倍といってもデータ点数の半分まで） ですから基本周波数（とデータ点数）から計算可能な周波数が 決まってしまいます。標本間隔が短く大量のデータを計算した方 が理屈から言えば細かい計算ができるわけですが、当然演算 時間が長くなるというリスクがあります。その上にPC上ではメモリ の制限上、計算可能なデータ点数にも制限があります。 計算に必要な周波数範囲を特定して間隔と点数を決定すること をお勧めします。 ※本DLLの最大点数は、PCの環境にもよりますが100万点程です。 |
| Q 計測したデータにＦＦＴをかけたらどうなるだろうかと思い ＦＦＴの理論もまったく分かっていないままページを渡り歩 いておりましたらこちらでＦＦＴ用のＤＬＬに巡り合いました。 早速使ってみようと思ったのですがさすがにＦＦＴの知識が 全くないだけにどのように利用してよいものやら分かりません。 実際のデータは波形のデータでサンプリング周波数50Hzでと っており全データ数は約1500点程度ございます。そのデータ をVBで読み込んでＦＦＴの処理をしたいと考えております。 まず引数なのですが一つ目の引数は全データ数ということで すので1500、２つ目はサンプリング間隔ということですので 0.02、３つ目は実数データの配列ということですので実際の データが入っている配列X( )と思っているのですが何か間違 いなどございますでしょうか。 またReadmeには > １．配列数は必ず「２のＮ乗」の数を確保して下さい。 > > 例）３０００点のデータを処理したい場合 > EXP = Log(3000)/Log(2) > EXP = 11.550 > 整数にならないので、 > EXP = 12 > とします。 > 配列は > DN = 2^12 > DIM XR(DN) AS DOUBLE > 確保して下さい。 > > 但し、関数に渡す引数は3000を渡して下さい > > Call fft1dim(3000, dt, re(0), im(0), 1, 1, 0, 0)1 とあるのですが用意したXR()という配列はどのように利用すれ ばよいのでしょうか。 A 平滑化はデータ点数によって自動的に平均する点数などのパラメーターを決定していま す グラフを綺麗に見る為の手法だと考えて下さい これは独自の方法ですので、必要無ければ切ってしまって下さい |
| 2002/10/10 新規公開 |