進階頻譜與時頻分析

頻譜洩漏

頻譜洩漏是指訊號的功率從其真實頻率擴散到鄰近格點的現象,其根源在於我們只分析有限長度的記錄。把訊號截斷成長度為 T 的窗,等同於乘上一個矩形窗,這會使真實頻譜與該窗的傅立葉轉換做卷積;此核函數形似 sinc,具有狹窄的主瓣與衰減緩慢的旁瓣(矩形窗的旁瓣僅約 −13 分貝)。於是強大的低頻或市電雜訊成分會洩漏到微弱的高頻帶,並偽裝成生理節律。

以漢寧窗、漢明窗或 Slepian 窗等平滑函數對片段做錐化,可壓低旁瓣,但代價是主瓣變寬,也就是頻率解析度變差。這種解析度與洩漏之間的取捨無可迴避,並構成所有頻譜估計量設計的基礎。主瓣的半寬決定了兩個峰值最小需相隔多少頻率,才仍能被分辨開來。

以矩形窗分析一個 60 赫茲市電雜訊峰,可能使整個 gamma 頻帶的表觀功率被抬高;改用漢寧窗錐化可將旁瓣降低數十分貝,讓原本被淹沒的真實 40 赫茲峰浮現。

來自強市電雜訊成分的洩漏,會製造出虛假的寬頻功率。

又称
leakage頻譜滲漏