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Javaは、1995年にサン・マイクロシステムズが開発したプログラミング言語です。表記法はC言語に似ていますが、既存のプログラミング言語の短所を踏まえていちから設計されており、最初からオブジェクト指向性を備えてデザインされています。セキュリティ面が強力であることや、ネットワーク環境での利用に向いていることが特徴です。Javaで作られたソフトウェアは基本的にいかなるプラットフォームでも作動します。

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FFTとFFTライブラリのJtransformsについて

usop

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Java

Javaは、1995年にサン・マイクロシステムズが開発したプログラミング言語です。表記法はC言語に似ていますが、既存のプログラミング言語の短所を踏まえていちから設計されており、最初からオブジェクト指向性を備えてデザインされています。セキュリティ面が強力であることや、ネットワーク環境での利用に向いていることが特徴です。Javaで作られたソフトウェアは基本的にいかなるプラットフォームでも作動します。

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投稿2020/02/08 11:40

編集2020/02/08 12:31

FFTについての質問1つと、FFTライブラリであるjtransformsについての質問2つで、
合わせて、3つの質問があります。

まず、FFTについて

http://www009.upp.so-net.ne.jp/hachinami/note004/index.htm
上記のリンクで、

fft( ,,, ); を実行すると、上図に示すようにRe(実数部)とIm(虚数部)が得られます。このときに有効なデータは配列の半分で、この場合には256の半分で128個です。配列の有効でない部分には、配列の中心に対して対称となるように同じ数値が入ってます。

と書いてありました。
上記の「配列の有効でない部分には、配列の中心に対して対称となるように同じ数値が入ってます。」についてですが、
256個のデータの半分である128個の実数部と虚数部には、まったく同じ数値が入っているということですか?
それとも、その半分の128個の実数部と虚数部の配列の中に、それぞれ、有効ではない数値が存在するのでしょうか?

配列の有効でない部分というのは、虚数部の事を言っているのか、それとも実数部と虚数部の配列の中に、存在するのか、ちょっとわからず、質問させていただきました。

FFTライブラリのjtransformsについて

DoubleFFT_1D#realForwardメソッドを実行して得られた配列のインデックスが、
偶数の場合、実数部で、
インデックスが奇数の場合、虚数部、
ということで良いのですよね?
データが正値なのか、まるで判定できず。。質問させていただきました。

さらに、もう一点質問させていただきたいのですが、
jtransformsリンクのjavadocに、

このメソッドは、実際の変換の要素の半分のみを計算します。残りの半分は対称条件を満たします。完全な実際の前方変換が必要な場合は、を使用しますrealForwardFull。元のデータを取得するrealInverseには、このメソッドの出力で使用します。

(Google翻訳)

と記載されていますが、この「実際の変換の要素の半分のみを計算します。残りの半分は対称条件を満たします。」という言葉の「残りの半分は、対象条件を満たします。」は、
「虚数部を計算して返却します」という意味ですか?
それとも、実数部と虚数部、それぞれに、「まったく同じ数値を半分入れて返します」という意味ですか?

ソースコードサンプル

Java

1 // 前提 SAMPLE_RATE 11025hz オーディオファイルは、rawファイル 2 short[] samples = getAudioSample(); 3 4 // FFT フレームサイズ 4096点毎に、オーディオのサンプルを配列に分ける。余った配列の空きには0埋めして良いのか? 5 int frameCounts = (int)Math.ceil(samples.length * 1.0f / FFT_FRAME_SIZE * 1.0f); 6 DoubleFFT_1D dfft1d = new DoubleFFT_1D(FFT_FRAME_SIZE); 7 8 for (int i = 0; i < frameCounts; i++) { 9 // データの分割 10 short[] sfs = Arrays.copyOfRange(samples, i * FFT_FRAME_SIZE, (i+1) * FFT_FRAME_SIZE); 11 12 double[] dFFTSamples = new double[FFT_FRAME_SIZE]; 13 // shortをdoubleで入れ直す 14 for (int j = 0; j < sfs.length; j++){ 15 dFFTSamples[j] = sfs[j]; 16 } 17 18 // FFT 19 dfft1d.realForward(dFFTSamples); 20 21 for (int j = 0; j < dFFTSamples.length; j++) { 22 if (j % 2 == 0) { 23 Log.d("AAA", String.format("re %f", dFFTSamples[j])); 24 } else { 25 Log.d("AAA", String.format("im %f", dFFTSamples[j])); 26 } 27 } 28 }

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