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ゼロクロッシングとは、数学関数の符号が変化する点（例えば、正から負へ）であり、関数のグラフにおける軸の切片（ゼロ値）によって表されます。これは、電子工学、数学、音響学、画像処理でよく使用される用語です。
エレクトロニクス
交流電流では、ゼロクロスは電圧が存在しない瞬間的な点です。正弦波やその他の単純な波形では、通常、これは各サイクルで 2 回発生します。これは、いずれかの方向で電圧がゼロを横切る点を検出するデバイスです。
ゼロクロスは、モデム、X10ホームオートメーション制御システム、Lionelやその他の ACモデル列車のデジタル コマンド制御タイプのシステムなど、AC回路を介してデジタル データを送信するシステムにとって重要です。
ゼロ交差をカウントすることは、音声処理において音声の基本周波数を推定するために使用される方法でもあります。
デジタル制御ゲインのアンプが入力信号に適用されるシステムでは、アンプのゲインが個別のゲイン設定間で突然切り替えられると、非ゼロ出力信号にアーティファクトが発生します。デジタルオーディオプレーヤーなどの現代の民生用電子機器などのオーディオ周波数では、これらの影響は明らかに聞き取れ、ゲインを急速に増加させると「ジッピング」という音がしたり、ゲインを1回変更すると「クリック」という柔らかい音がしたりします。アーティファクトは不安をかき立て、明らかに望ましくありません。入力信号のゼロクロスでのみ変更が行われる場合、アンプのゲイン設定がどのように変更されても、出力もゼロのままであるため、変更は最小限に抑えられます。(ゲインの瞬間的な変更によって歪みは発生しますが、クリック音は発生しません。)
電力を切り替える場合、電流が流れていない瞬間、つまりゼロ交差時に切り替えれば、電気的な干渉は発生しません。初期の調光器や類似のデバイスは干渉を発生しましたが、後のバージョンはゼロ交差時に切り替えられるように設計されています。
信号処理では
デジタル 画像処理の分野では、画像内のエッジを探す演算子が重視されています。これらは、エッジ検出または勾配フィルタと呼ばれます。勾配フィルタは、ピクセル値が急激に変化する領域を探すフィルタです。これらのポイントは通常、エッジまたは境界を示します。ラプラスフィルタはこのファミリーに当てはまりますが、タスクの方法は異なります。ラプラスフィルタは、画像のデジタル信号が事前に設定された「0」値を通過する信号ストリーム内のポイントを探し、これを潜在的なエッジポイントとしてマークします。信号がゼロのポイントを通過するため、ゼロクロッシングと呼ばれます。Java のソースを含む例は、こちらでご覧いただけます。
工業用放射線検査の分野では、潜在的な欠陥を分割するための簡単な方法として使用されています。[1]
NLPの分野では、スペクトログラムで観察されるゼロ交差率を使用して、摩擦音、無声破裂音、母音などの特定の音素を区別することができます。 [2]
参照
参考文献
- ^ Mery, Domingo (2015). X線検査のためのコンピュータビジョン。スイス：Springer International Publishing。p. 271。ISBN 978-3319207469。
- ^ チャーチ、ケネス（1983）。句構造解析。インディアナ大学言語学クラブ。p.15。