1. Windowing (윈도윙) 이란?
ㅇ [영상 분석]
- 특정 밝기 영역을 강조하여 표시하는 방법
. level,width 두가지 파라미터를 사용하여, 밝기값을 0~255 범위로 조정
. 이 범위를 넘는 값은 모두 검정색 또는 흰색으로 변환함
- 의료 영상(CT, MRI 등)에서 구조물 대비를 높이는 데 자주 사용됨
ㅇ [주파수 분석]
- 신호의 특정 시간 구간을 강조하여 분석하는 기법
. 신호 절단에 의해 발생하는 스펙트럼 왜곡을 최소화하는 것이 목적
- 목적에 따라, 적절한 윈도 함수(Window Function)를 선택해야 하며,
. 주파수 해상도, 스펙트럼 누출 사이의 트레이드오프가 중요함
- FFT 분석, 필터 설계, 음향,음성 신호 처리 등 다양한 분야에서 활용됨
2. [주파수 분석] Windowing (윈도윙)
ㅇ Windowing 목적
- 주파수 분석 시,
. 비연속적인 신호를 처리하기 위해 사용
.. 특히, 신호를 잘라낼 때 발생하는 불연속성을 최소화하여, 스펙트럼 왜곡을 줄임
- FFT 분석 시,
. 메인 로브(Main lobe) 폭, 사이드 로브(Side lobe) 레벨 간의 균형을 조절하는 역할을 함
ㅇ Windowing 적용 예
- 긴 신호 중 일부분만 추출하여 분석하는 경우
. 그 신호의 일부분 만을 보여주거나,
. 주어진 분석 구간 밖의 신호를, 0(zero padding 포함)으로 만드는 경우
ㅇ Windowing 종류
- Rectangular Window (직사각형 윈도우)
. 해상도는 좋으나 스펙트럼 누출이 큼
- Hamming Window (해밍 윈도우)
. 사이드 로브 감소, 일반적 FFT 분석에 많이 사용
- Hanning Window (해닝 윈도우)
. 누출 감소 효과가 큼
- Blackman Window (블랙맨 윈도우) 등
. 사이드 로브 억제 우수, 해상도는 상대적으로 감소
ㅇ 윈도 선택의 핵심 기준 2가지
- 메인로브 폭, 사이드로브 레벨
3. [주파수 분석] 윈도 함수 (Window Function)
ㅇ 유한 길이로 잘린 신호를 분석할 때,
- 시간 영역에서 신호에 가중치를 곱해,
- 주파수 영역에서의 스펙트럼 누출을 완화하는 함수
ㅇ 관측 구간의 양 끝 값을 강제로 0에 가깝게 줄여서,
- 구간이 반복될 때 발생할 수 있는 급격한 불연속성을 부드럽게 만듬
ㅇ 종류
- 해닝(Hanning) / 해밍(Hamming) 창 : 가장 일반적으로 사용되며, 누출을 적절히 억제
- 블랙맨(Blackman) 창 : 누출 억제 효과가 매우 뛰어나지만, 주 주파수 대역의 폭이 넓어짐
- 플랫톱(Flat-top) 창 : 주파수 크기의 정확한 측정이 중요할 때 사용