Problème traitement de signal FFT
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Problème traitement de signal FFT



  1. #1
    blisax

    Problème traitement de signal FFT


    ------

    Bonjour,

    J’ai un problème d’analyse de signal en FFT, j’espère que vous pourrez m’éclairer. Je regarde au microscope des événements stochastiques se produire. Je prends des films (N=1000 images par film) et sur chaque image je regarde le nombre d’événements (la plupart du temps 0, et maximum 3-4). Ainsi mon signal au cours du temps ressemble à : 0-0-0-1-0-1-1-0-0-2-0-0-0-… Entre deux images j’ai environ 400ms (donc une fréquence de Nyquist de Fn=1/(2x0.4)=1.25Hz). Est-ce que la nature discrète de mon signal est un problème ?

    Voici comment je procède ensuite :
    1) Je calcule la FFT d’un film.
    2) Je retire la composante continue (= je soustrais la moyenne de mon signal).
    3) Je ne garde que le module de la valeur complexe de la FFT.
    4) Je moyenne toutes les FFT (j’ai une FFT pour chaque film et une centaine de films).

    Je ne fais pas de fenêtrage (type Hann ou Hamming). Est-ce que je devrais ?
    En PJ mon résultat. J’ai un pic pour une fréquence très faible, j’ignore comment l’interpréter. La résolution de la FFT est Fn/N donc 1.25mHz. Ainsi mon pic n’est pas distinguable du module à 0Hz et même si j’ai retiré la composante continue, je me dis qu’il y a peut-être un étalement de celle-ci créant ce pic artefactuel.

    C’est ici que les choses se compliquent. Pour vérifier cela, j’ai fait un « mélange » de mon signal (shuffling), ainsi par exemple du signal : 0-0-0-1-0-1-1-0-0-2-0-0-0, je mélange aléatoirement les valeurs pour avoir un nouveau signal 0-1-0-0-0-2-1-1-0-0-0-0-0. Je refais exactement la même procédure et patatra je perds mon pic, ce qui semble indiquer que ce n’était par artefactuel. Comment expliquer tout cela ?

    Merci d’avance pour vos conseils et idées !

    -----
    Fichiers attachés Fichiers attachés

  2. #2
    gts2

    Re : Problème traitement de signal FFT

    Citation Envoyé par blisax Voir le message
    La résolution de la FFT est Fn/N donc 1.25mHz.
    Non la résolution est 1/duree=1/400=2,5 mHz, dit autrement il y a N/2 valeurs entre 0 et la fréquence de Nyquist.
    Citation Envoyé par blisax Voir le message
    La résolution de la FFT est Fn/N donc 1.25mHz. Ainsi mon pic n’est pas distinguable du module à 0Hz et même si j’ai retiré la composante continue, je me dis qu’il y a peut-être un étalement de celle-ci créant ce pic artefactuel.
    Les valeurs nulles du sinus cardinal provenant du rectangle d'acquisition correspondent à k/T (k entier), donc dans le cas particulier du continu, on ne devrait pas en voir de trace (contrairement au fréquences du signal ne tombant pas exactement sur un multiple du pas)

  3. #3
    blisax

    Re : Problème traitement de signal FFT

    Oups oui, je me suis planté sur la résolution! Merci pour la correction.

    Ok je pense qu'il me manque des connaissances pour vous suivre sur le sinus cardinal mais la conclusion c'est qu'il n'y a pas de raison de croire que ce pic est artefactuel ? Pouvez-vous un peu détailler le "Les valeurs nulles du sinus cardinal provenant du rectangle d'acquisition correspondent à k/T (k entier)", à quoi correspond k et T, et quel est le lien avec le sinus cardinal ?

  4. #4
    blisax

    Re : Problème traitement de signal FFT

    Ha oui j'ai compris, le sinus cardinal est la transformée de Fourier d'une fonction porte! Il fallait le temps que l'information monte au cerveau...

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Pio2001

    Re : Problème traitement de signal FFT

    Bonjour,
    Cela doit vouloir dire que vos évènements sont plutôt concentrés vers le début, le milieu ou la fin de vos films. Le pic disparaît quand vous les mélangez, car ils prennent alors une distribution uniforme.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  7. #6
    gts2

    Re : Problème traitement de signal FFT

    Citation Envoyé par blisax Voir le message
    3) Je ne garde que le module de la valeur complexe de la FFT.
    4) Je moyenne toutes les FFT (j’ai une FFT pour chaque film et une centaine de films).
    Vous prenez bien la moyenne des FFT puis le module ?

  8. #7
    blisax

    Re : Problème traitement de signal FFT

    Non je fais la moyenne des modules. C'est "mieux" dans le sens que vous indiquez?

  9. #8
    gts2

    Re : Problème traitement de signal FFT

    Oui : voir simulation dans un sens et dans l'autre :

    Si vous additionnez des valeurs absolues elles ne peuvent faire autre chose que se cumuler. Si vous additionnez des complexes aléatoires (bruit), cela va se compenser.

    fft1.png


    fft2.png

  10. #9
    Pio2001

    Re : Problème traitement de signal FFT

    Pas d'accord. En effectuant une moyenne des valeurs complexes, on calcule comment les différents films interfèrent entre eux, constructivement ou destructivement, ce qui n'a aucun sens dans le cas d'une étude d'évènements stochastiques.

    Par exemple si on a une acquisition
    0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1
    et une acquisition
    1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0

    On observe qu'on a un signal périodique. Si on fait la moyenne des modules, on verra ce signal.
    Tandis que si on fait le module de la moyenne, on n'obtiendra aucun signal, car, les deux étant en opposition de phase, ils s'annulent.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  11. #10
    gts2

    Re : Problème traitement de signal FFT

    Tout à fait : c'est une erreur de ma part, je partais de signaux non seulement déterministes mais avec une acquisition synchronisée.

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