第5章【新人H君の徹底解剖】持ち運び可能なフリッカー測定機を作ってみる！- 周波数の測定
meistier-forum第4章では、マイコンに光センサを繋いで、オシロスコープと同じように
出力値を数値化できることが確認できました。
し か し・・・
フリッカーを軽減した写真撮影には
フリッカーの周波数が必要となります。。
周波数の計算を自動化できないか思案する新人H君。
どうやってマイコン上で
周波数を解析しよう…
そうじゃな、あの手法を
試してみるべしじゃ…ﾌｫﾌｫ
頑張る新人H君の姿に感化され、張り切る博士。
一体どんな手法なのでしょうか？
フリッカーの周波数を自動で計算する方法とは？
フリッカーの周波数を自動で計算するための手法…
そ れ は・・・
時間の関数を周波数の関数に
変換するのじゃ…ﾌｫﾌｫ
フーリエ変換ですね！
フーリエ変換とはデータ解析手法の一つです。
時間から周波数の関数へ変換することができます。
つまり、時系列データに含まれる周波数成分の
解析を行うことができるアルゴリズムです。
し か し・・・
フーリエ変換はディジタル化(離散化)された
データに対して使えない上に、計算量が膨大となるため
コンピュータ上での計算には向いていません。。
●●●を用いて周波数を解析！
それでは、どうやって周波数を解析するのでしょうか？
H君、 FFTは知っとるかの？
高速フーリエ変換ですね！
そうじゃ、さすがじゃな…ﾌｫﾌｫ
FFT（高速フーリエ変換）はコンピュータ上で
高速にディジタル化されたデータに対し
フーリエ変換を行うアルゴリズムです。
第4章で構築した環境下で１秒間光センサに対して
第３章で使用した照明器具から光センサに光を照射し、
光センサから取得した電圧を、ディジタル数値化
したものに対しFFTを実行しました。
下記は結果をグラフ化したものです。
約200Hz地点で
ピークになってます！
これで、最も強い傾向にある
周波数が分かったのぅ…ﾌｫﾌｫ
この結果は第３章でオシロスコープを用いた
結果から導いた周波数とほぼ同じ結果となりました。
FFTを用いることで、マイコンで取得した光センサの信号から
フリッカーの周波数を求めることができることが確認できました。
ソースコードはこちらを
参考にしました！
今回の実験での学び
備忘録
サンプリングの結果に驚きました…
今回FFTを実行したサンプリングデータは、光センサの出力値に対してAD変換のサンプリング周波数を4096Hzで、周期的に実行しサンプリングを行いました。
サンプリングデータにFFTを実行したところ、サンプリング周波数の半分の値である2048Hzを中心として、結果が対象的になる現象を確認しました。
調査すると、対象的に発現する周波数のピークは、アナログ信号からディジタル信号へ変換時に発生する「エイリアシング」と呼ばれる雑音であることが分かりました。
アナログ信号をディジタル信号へと変換する場合は、サンプリング周波数を取得したい周波数の範囲の２倍にする必要があることが分かりました…
標本化定理というやつじゃな…ﾌｫﾌｫ
次回は、ついに最終章？！
ポンズちゃんのために、フリッカー周波数測定器が作れるのでしょうか？
次回もお楽しみに！
