Spectrogram eines unterabgetasteten Signals

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stanislav_matlab

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Verfasst am: 05.07.2015, 12:06 Titel: Spectrogram eines unterabgetasteten Signals

Hallo allerseits,

ich möchte einige Frequenzen extrahieren, in dem ich ein spectrogram erzeuge.
Mein Signal, das mit einer Frequenz von 100 Hz abgetastet wurde, habe ich auf 3 Hz downsampled (<1288x1 double> ), da die Grundfrequenz, die ich benötige < 3Hz ist.

Das Problem nun ist bei der Auswahl der Fensterlänge und Überlappung.

Ein Verscuh :

Code:

Fs=3;
NFFT = floor(length(signal_resampled)/8);
WINDOW= hanning(NFFT);
NOVERLAP= floor(length(WINDOW)/2);
spectrogram(signal_resampled,WINDOW,NOVERLAP,NFFT,Fs,'yaxis');

Funktion ohne Link?

hat ein verschmiertes Spectrogram ergeben, wo man nichts erkenne kann.
beim downsampling kann man nur sehr kleine fensterlängen nehmen was
wiederum kein gutes Ergebnis liefert Bsp WindowLength=64 => 20 fenster .

Könnte mir jemand bei der Wahl helfen? Oder eine Alternative zur Unterabtastung geben ?

Danke im Voraus

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Verfasst am: 05.07.2015, 17:11 Titel:

Warum überhaupt das Downsampling? Eine Unterabtastung wäre ja verkehrt, da somit das Shannon Theorem verletzt ist und man das Signal gleich in den Papierkorb werfen kann.

Wenn es dir um eine höhere Frequenzauflösung geht, brauchst du mehr Messwerte. Die Auflösung eines Segments df = Fs/nfft. Durch Downsampling wird ja nur jeder i. Wert verwendet und somit wird nfft kleiner und die Auflösung nimmt ab, auch wenn Fs kleiner wird.

Durch das Downsampling gewinnst du ja keine neuen Informationen im Bereich < 3Hz da das Signal ja schon abgetastet wurde. Daran lässt sich nun mal nichts ändern.

stanislav_matlab

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Verfasst am: 05.07.2015, 17:23 Titel:

Hallo,
erstmal vielen Dank für Ihre Antwort.

Wir wollen für die Schätzung nur die Grundfrequenz unter 3 Hz betrachten, deswegen sollte die Abtastrate des Signals reduziert werden.

Idee ist, ein Spectrogram von dem Sigal zu machen und für jede Sekunde die jeweilige maximale Frequenz zu extrahieren. Die Grundfrequenzen sind aber unter 3 Hz. D.h ich brauche die über 3 Hz gar nicht haben.

DSP

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Verfasst am: 05.07.2015, 17:44 Titel:

Den Grund habe ich schon verstanden. Nur wie schon gesagt. Es ergibt sich kein Informationsgewinnn durch das Downsampling und die Frequenzauflösung wird dadurch signifikant schlechter. Imho ist downsampling daher eins eurer Probleme.

Habt ihr denn das Spektrogramm mal ohne Downsampling erstellt? Wenn ich mich recht erinnere wird die Frequenzauflösung des Spektrogramms mit einer Verringerung der Segmentlänge besser (also die Anzahl an Segmenten wird höher). Damit wird natürlich die Zeitauflösung grober, da sie ja zusammenhängen.

stanislav_matlab

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Verfasst am: 05.07.2015, 18:51 Titel:

Hallo,

Ich brauche keine neue Werte jede 0,005 sec. Meine Werte ändern sich eher pro 0,33sec, da es sich um die Herzrate handelt.

Ich glaub ich hab mein Fehler verstanden. Ich habe jetzt anstatt mit 3 Hz mit 10 Hz resampled, da die Frequenz der Abtastung ja größer als doppelt so viel sein soll (Nyquist) ! .

Das sieht eigentlich besser aus.

Ich würde jetzt gerne die Linie der Frequenzen, die in schwarz gemalt ist extrahieren. (Siehe Plott).

Wie kann ich das denn am besten machen ?

Meine Idee wäre aus dem Betrag von dem Spectrogram, die maximalen Werte < 3Hz zu nehmen.

Wie lässt sich das denn am besten machen, also ohne Schleife?

Danke im Voraus

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stanislav_matlab

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Verfasst am: 05.07.2015, 19:44 Titel:

Done

Thank you !


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