第26回 言語聴覚士国家試験 第139問

■ 正答：4番 — 時間分解能は悪くなるが、周波数分解能は良くなる。 短時間フーリエ変換（STFT）では、時間窓長と周波数分解能は相互にトレードオフの関係にあります。窓長を長くすると、周波数分解能は向上（スペクトラムの周波数軸の細かさが増す）しますが、その代わりに時間分解能は低下します。これは音響分析において最も重要な原理の一つです。 --- 【各選択肢の解説】 1. 時間分解能、周波数分解能が良くなる。 ❌ 誤り。時間窓長を長くすると、周波数分解能は良くなりますが、時間分解能は逆に悪くなります。両方同時に向上することはありません。 2. 時間分解能、周波数分解能は変わらない。 ❌ 誤り。窓長の変化は両方の分解能に影響します。何も変わらないわけではありません。 3. 時間分解能は良くなるが、周波数分解能は変わらない。 ❌ 誤り。実際には逆です。窓長を長くすると時間分解能は悪くなります。また周波数分解能も変わります。 4. 時間分解能は悪くなるが、周波数分解能は良くなる。 ✅ 正しい。これがSTFTの本質的なトレードオフです。長い窓で周波数特性はより詳細に見えますが、いつその周波数が現れたかという時間情報は曖昧になります。 5. 時間分解能は悪くなるが、周波数分解能は変わらない。 ❌ 誤り。窓長を長くすれば周波数分解能は明らかに向上します。周波数分解能が変わらないわけではありません。 --- 【試験対策ポイント】 時間窓長と分解能の関係（最頻出） | 窓長を「長く」した場合 | 結果 | |---|---| | 周波数分解能 | **向上**（周波数軸の粒度が細かくなる） | | 時間分解能 | **低下**（どの時点か判断しづらくなる） | | 周波数スペクトラムピーク | より鋭くなる | | 時間応答 | ぼやけて見える | キーワード：「時間周波数分解能のトレードオフ」 - 窓長が短い → 時間分解能は良いが、周波数分解能は悪い - 窓長が長い → 周波数分解能は良いが、時間分解能は悪い 実務での応用： - 音声分析（フォルマント追跡）：短窓推奨（時間的な変化を追う） - スペクトラム分析（周波数特性評価）：長窓推奨（正確な周波数測定）