푸리에 변환(Fourier Transform)

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

import tkinter as tk

from tkinter import ttk

from tkinter import filedialog

def perform_fourier_transform(signal_freq, sampling_rate, save_result=False, output_filename="fft_result.png"):

    # 샘플링 시간 생성

    t = np.linspace(0, 1, sampling_rate, endpoint=False)

   

    # 입력 신호 생성 (사인파)

    signal = np.sin(2 * np.pi * signal_freq * t)

   

    # 푸리에 변환 수행

    fft_result = np.fft.fft(signal)

    fft_freq = np.fft.fftfreq(len(signal), 1 / sampling_rate)

   

    # 푸리에 변환 결과의 절대값을 사용하여 크기 스펙트럼 계산

    magnitude_spectrum = np.abs(fft_result)

   

    # 그래프 표시

    plt.figure(figsize=(12, 6))

    # 원본 신호 그래프

    plt.subplot(2, 1, 1)

    plt.plot(t, signal)

    plt.title("Original Signal")

    plt.xlabel("Time (seconds)")

    plt.ylabel("Amplitude")

    # 푸리에 변환 결과 그래프

    plt.subplot(2, 1, 2)

    plt.plot(fft_freq, magnitude_spectrum)

    plt.title("Fourier Transform Result")

    plt.xlabel("Frequency (Hz)")

    plt.ylabel("Magnitude")

    plt.xlim(0, 50)  # 주파수 범위를 0~50Hz로 제한

    plt.tight_layout()

   

    # 결과를 파일로 저장할지 여부

    if save_result:

        plt.savefig(output_filename)

        print(f"결과가 {output_filename} 파일에 저장되었습니다.")

   

    plt.show()

def run_fft():

    # 사용자 입력값 가져오기

    signal_freq = float(entry_freq.get())

    sampling_rate = int(entry_sampling_rate.get())

    save_option = save_var.get()

   

    # 저장 옵션에 따른 파일 이름 설정

    if save_option:

        output_filename = filedialog.asksaveasfilename(defaultextension=".png", filetypes=[("PNG files", "*.png")])

        if output_filename:

            perform_fourier_transform(signal_freq, sampling_rate, save_result=True, output_filename=output_filename)

    else:

        perform_fourier_transform(signal_freq, sampling_rate)

# GUI 설정

root = tk.Tk()

root.title("Fourier Transform GUI")

root.geometry("400x250")

# 입력값 레이블과 입력 필드

ttk.Label(root, text="Signal Frequency (Hz):").pack(pady=5)

entry_freq = ttk.Entry(root)

entry_freq.pack(pady=5)

entry_freq.insert(0, "5")  # 기본값 설정

ttk.Label(root, text="Sampling Rate (Hz):").pack(pady=5)

entry_sampling_rate = ttk.Entry(root)

entry_sampling_rate.pack(pady=5)

entry_sampling_rate.insert(0, "1000")  # 기본값 설정

# 저장 옵션 체크 버튼

save_var = tk.BooleanVar()

save_check = ttk.Checkbutton(root, text="Save Result to File", variable=save_var)

save_check.pack(pady=5)

# 실행 버튼

run_button = ttk.Button(root, text="Run Fourier Transform", command=run_fft)

run_button.pack(pady=20)

# GUI 실행

root.mainloop()