26PM039｜第26回 言語聴覚士国家試験 過去問

正答

（4）

この問題のポイント

短時間フーリエ変換で分析窓を長くすると、周波数分解能は上がりますが、変化が起きた時刻を細かく分ける時間分解能は下がります。

解説

STFTは信号の一部を窓で切り出し、窓をずらしながら各区間の周波数成分を求めます。窓長をT秒とすると、周波数ビンの間隔は概ねΔf＝1/T Hzです。例えば10msなら約100Hz、40msなら約25Hzとなり、長い窓ほど近接周波数を区別しやすくなります。その反面、その区間内の出来事をまとめて解析するため、子音の破裂や急な周波数変化が窓内で平均化され、いつ変化したかの定位が粗くなります。これは時間と周波数の不確定性に基づくトレードオフで、両方を同時に無制限に高めることはできません。狭帯域分析と広帯域分析の差にも通じます。

選択肢の確認

1．「時間・周波数とも向上」は両者がトレードオフなので×です。
2．「どちらも変わらない」は窓長が分解能を決めるため×です。
3．「時間が向上し周波数は不変」は長窓の効果と逆なので×です。
4．「時間は低下し周波数は向上」は長い分析窓の性質を正しく述べ○です。
5．「時間は低下し周波数は不変」は周波数分解能も向上するため×です。

覚えるポイント

長窓＝周波数に強く時間に弱い、短窓＝時間に強く周波数に弱い。目安はΔf＝1/Tです。