Fensterfunktion - Hamming, Hann u. Blackman - Mein MATLAB Forum

WICHTIG: Der Betrieb von goMatlab.de wird privat finanziert fortgesetzt. - Mehr Infos...

Partner:

Forum

Option

[Erweitert]

• Diese Seite per Mail weiterempfehlen

Gehe zu:

Fensterfunktion - Hamming, Hann u. Blackman

DSP

Forum-Meister


	Beiträge: 2.117

	Anmeldedatum: 28.02.11

	Wohnort: ---

	Version: R2014b

Verfasst am: 19.07.2011, 14:24 Titel: Fensterfunktion - Hamming, Hann u. Blackman

Hallo zusammen,

wer nicht über die Signal Processing Toolbox verfügt, kann sich mit Hilfe dieser Funktion 3 verschiedene Fenstertypen beliebiger Länge erstellen.

Code:

function [output] = Fenster(window_size,window_typ) ;
% Input der Funktion:
% window_size = Fensterlänge
% window_typ = 0,1 oder 2

N = window_size; % Fensterlänge
output = zeros(N,1); % Init

if (window_typ ~= 0)&&(window_typ ~= 1)&&(window_typ ~= 2)
disp('falsches Window ausgewählt: 0 = Hamming, 1 = Hann, 2 = Blackman');
else
if mod(N,2)==0 % N gerade
m = fix(N/2);
n = m;
else % N ungerade
m = fix((N/2))+1;
n = m-1;
end

window = zeros(m,1); % Init

for i = 0:m
if(window_typ == 0)
window(i+1) = 0.54 - 0.46*cos(2*pi*i/(N-1));% Hamming Window
elseif(window_typ == 1)
window(i+1) = 0.50 - 0.50*cos(2*pi*i/(N-1));% Hann Window
else
window(i+1) = 0.42 - 0.50*cos(2*pi*i/(N-1))+ 0.08*cos(4*pi*i/(N-1));% Blackman Window
end
end
% Ergebnisvektor
output = [window(1:m); fliplr(window(1:n)')'];
end

Funktion ohne Link?

Gruß DSP

Jan S

Moderator


	Beiträge: 11.057

	Anmeldedatum: 08.07.10

	Wohnort: Heidelberg

	Version: 2009a, 2016b

Verfasst am: 19.07.2011, 17:29 Titel: Re: Fensterfunktion - Hamming, Hann u. Blackman

Hallo DSP,

Das ist sehr hilfreich, denn es gibt viele Nutzer, die die Signal Processing Toolbox nicht installiert haben.

Wie kann man diese Fenster nun ohne SPT anwenden?

Noch ein paar kleine Vereinfachungen:

Code:

function output = Fenster(window_size, window_type)
% Input der Funktion:
% window_size = Fensterlänge
% window_typ = 'Hamming', 'Hann', 'Blackman'

N = window_size; % Fensterlänge
output = zeros(N, 1); % Init
if mod(N, 2) == 0 % N gerade
m = fix(N / 2);
n = m;
else % N ungerade
m = fix(N / 2)+1;
n = m-1;
end

switch lower(window_type)
case 'hamming'
window = 0.54 - 0.46 * cos(2*pi*(0:m) / (N-1));
case 'hann'
window = 0.50 - 0.50 * cos(2*pi*(0:m) / (N-1));
case 'blackman'
window = 0.42 - 0.50 * cos(2*pi*(0:m) / (N-1)) + ...
0.08 * cos(4*pi* (0:m) / (N-1));
otherwise
error(['Unknown window type: ', window_type]);
end

% Ergebnisvektor
output = transpose([window(1:m); window(n:-1:1)]);

Funktion ohne Link?

Anmerkungen:
1. "fliplr(window(1:n)')'" ist so einfacher: "flipud(window(1:n))" oder "window(n:-1:1)".
2. Ich habe den Vektor aus der FOR-Schleife einfach in die Formel gezogen. Das sieht einfacher aus und ist schneller.
3. Ich habe statt 0, 1, 2 die Namen gewählt, weil man sich die leichter merken kann.
4. Alleine hätte ich das übrigens nicht schreiben können, weil ich von Signal-Processing keine Ahnung habe.

Vielen Dank, Gruß, Jan

DSP

Themenstarter

Forum-Meister


	Beiträge: 2.117

	Anmeldedatum: 28.02.11

	Wohnort: ---

	Version: R2014b

Verfasst am: 19.07.2011, 17:53 Titel:

Hallo Jan,

vielen Dank!! Wo es dir an Wissen über Signalverarbeitung fehlt, fehlen mir die Kenntnisse über Matlab. Deine Fragen will ich auch noch gleich beantworten, da das ja dazu gehört.

Die Fensterung benutzt man z.B. um den Leakage-Effekt eines Frequenzspektrums zu minimieren, das mittels DFT/FFT erstellt wird. Eine weitere Anwendung wäre im Bereich digitaler Filterung, z.B. zur Erstellung eines Window-Sinc FIR Filter.

Code:

% Zur Fensterung des Frequenzspektrums
% N = Anzahl der Messwerte
% Signal(N) = das abgetastete Signal mit N Messwerten

% Fensterung erfolgt im Zeitbereich
window = Fenster(N,'Hann'); % erstellt ein Hann Fenster mit der Länge N
Signal_win = Signal .* window; % Multiplikation von Signal und Fenster
% Frequenzspektrum berechnen
Y = fft(Signal_win,N);

Funktion ohne Link?

Gruß, DSP

Jan S

Moderator


	Beiträge: 11.057

	Anmeldedatum: 08.07.10

	Wohnort: Heidelberg

	Version: 2009a, 2016b

Verfasst am: 20.07.2011, 12:18 Titel:

Hallo DSP,

Danke für das Auffinden des Bugs! In der letzten Zeile muss das Semicolon gegen ein Komma getauscht werden:

Code:

% WRONG: ... [window(1:m); window(n:-1:1)] ...
output = transpose([window(1:m), window(n:-1:1)]);

Funktion ohne Link?

Gruß, Jan

DSP

Themenstarter

Forum-Meister


	Beiträge: 2.117

	Anmeldedatum: 28.02.11

	Wohnort: ---

	Version: R2014b

Verfasst am: 20.07.2011, 12:37 Titel:

Noch als Ergänzung für die Fensterung des Zeitsignals...die Normierung für die Amplitude.

Code:

% Zur Fensterung des Frequenzspektrums
% N = Anzahl der Messwerte
% Signal(N) = das abgetastete Signal mit N Messwerten

% Fensterung erfolgt im Zeitbereich
window = Fenster(N,'Hann'); % erstellt ein Hann Fenster mit der Länge N
% Multiplikation von Signal und Fenster
Signal_win = Signal .* window; % Fensterung ohne Amplitudenkorrektur
Signal_win = Signal .* window * N / sum(window); % Fensterung mit Amplitudenkorrektur
% Frequenzspektrum berechnen
Y = fft(Signal_win,N);

Funktion ohne Link?

DSP

Themenstarter

Forum-Meister


	Beiträge: 2.117

	Anmeldedatum: 28.02.11

	Wohnort: ---

	Version: R2014b

Verfasst am: 24.07.2011, 19:29 Titel:

Habe noch ein Blackman Harris Fenster hinzugefügt.

Code:

function output = Fenster(window_size, window_type)
% Input der Funktion:
% window_size = Fensterlänge
% window_typ = 'Hamming', 'Hann', 'Blackman', 'Blackman-Harris'

N = window_size; % Fensterlänge
output = zeros(N, 1); % Init
if mod(N, 2) == 0 % N gerade
m = fix(N / 2);
n = m;
else % N ungerade
m = fix(N / 2)+1;
n = m-1;
end

switch lower(window_type)
case 'hamming'
window = 0.54 - 0.46 * cos(2*pi*(0:m) / (N-1));
case 'hann'
window = 0.50 - 0.50 * cos(2*pi*(0:m) / (N-1));
case 'blackman'
window = 0.42 - 0.50 * cos(2*pi*(0:m) / (N-1)) + ...
0.08 * cos(4*pi* (0:m) / (N-1));
case 'blackmanharris'
window = 0.35875 - 0.48829 * cos(2*pi*(0:m) / (N-1)) + ...
0.14128 * cos(4*pi* (0:m) / (N-1)) - ...
0.01168 * cos(6*pi* (0:m) / (N-1));
otherwise
error(['Unknown window type: ', window_type]);
end

% Ergebnisvektor
output = transpose([window(1:m),window(n:-1:1)]);

Funktion ohne Link?

DSP

Themenstarter

Forum-Meister


	Beiträge: 2.117

	Anmeldedatum: 28.02.11

	Wohnort: ---

	Version: R2014b

Verfasst am: 08.08.2011, 15:41 Titel:

weiteres Fenster hinzugefügt...

- Flattop Window: geeignet um die Amplitudentreue des Frequenzspektrums bei einem Leakage Effekt zu erhöhen.

Code:

function output = Fenster(window_size, window_type)
% Input der Funktion:
% window_size = Fensterlänge
% window_typ = 'Hamming', 'Hann', 'Blackman', 'Blackman-Harris', 'Flattop'

N = window_size; % Fensterlänge
output = zeros(N, 1); % Init
if mod(N, 2) == 0 % N gerade
m = fix(N / 2);
n = m;
else % N ungerade
m = fix(N / 2)+1;
n = m-1;
end

switch lower(window_type)
case 'hamming'
window = 0.54 - 0.46 * cos(2*pi*(0:m) / (N-1));
case 'hann'
window = 0.50 - 0.50 * cos(2*pi*(0:m) / (N-1));
case 'blackman'
window = 0.42 - 0.50 * cos(2*pi*(0:m) / (N-1)) + ...
0.08 * cos(4*pi* (0:m) / (N-1));
case 'blackmanharris'
window = 0.35875 - 0.48829 * cos(2*pi*(0:m) / (N-1)) + ...
0.14128 * cos(4*pi* (0:m) / (N-1)) - ...
0.01168 * cos(6*pi* (0:m) / (N-1));
case 'flattop'
window = 0.2156 - 0.4160 * cos(2*pi*(0:m) / (N-1)) + ...
0.2781 * cos(4*pi* (0:m) / (N-1)) - ...
0.0836 * cos(6*pi* (0:m) / (N-1)) + ...
0.0069 * cos(8*pi* (0:m) / (N-1));

otherwise
error(['Unknown window type: ', window_type]);
end

% Ergebnisvektor
output = transpose([window(1:m),window(n:-1:1)]);

Funktion ohne Link?

Fenster.m

Beschreibung:

Download

Dateiname:

Fenster.m

Dateigröße:

1.3 KB

Heruntergeladen:

1228 mal

Brian S.

Gast


	Beiträge: ---

	Anmeldedatum: ---

	Wohnort: ---

	Version: ---

Verfasst am: 20.01.2017, 09:04 Titel: Frage zum Korrekturfaktor

Hallo DSP,
der Thread ist ja leider schon etwas älter, jedoch hoffe ich doch auf eine Antwort.

Meine Frage betrifft den Korrekturfaktor (N / sum(window)). Dieser erscheint mir sinnvoll ich würde aber gerne wissen wie man darauf kommt.

Ich habe schon in vielen Foren nach dem Korrekturfaktor gesucht, aber oft wird der einfach weggelassen oder was ich auch schon gesehen habe ist einfach ein konstanter Faktor von z.B. 2.
Literatur dazu habe ich noch nicht durchstöbert dafür bin ich im Alltag zu weit weg von dem Thema Signalverarbeitung, wäre aber für Referenzen sehr dankbar.

Vielen Dank im Voraus,
[/quote]Gruß Brian


Einstellungen und Berechtigungen
Beiträge der letzten Zeit anzeigen:	Du kannst Beiträge in dieses Forum schreiben. Du kannst auf Beiträge in diesem Forum antworten. Du kannst deine Beiträge in diesem Forum nicht bearbeiten. Du kannst deine Beiträge in diesem Forum nicht löschen. Du kannst an Umfragen in diesem Forum nicht mitmachen. Du kannst Dateien in diesem Forum posten Du kannst Dateien in diesem Forum herunterladen

Impressum | Nutzungsbedingungen | Datenschutz | FAQ |

RSS

Hosted by:

Copyright © 2007 - 2024 goMatlab.de | Dies ist keine offizielle Website der Firma The Mathworks

MATLAB, Simulink, Stateflow, Handle Graphics, Real-Time Workshop, SimBiology, SimHydraulics, SimEvents, and xPC TargetBox are registered trademarks and The MathWorks, the L-shaped membrane logo, and Embedded MATLAB are trademarks of The MathWorks, Inc.