Spektrogram
A spektrogram ( sonogram ) egy kép, amely egy jel spektrális teljesítménysűrűségének az időtől való függését mutatja. A spektrogramokat a beszéd azonosításában, az állathang-elemzésben, a zene különböző területein , a rádióban és a szonárban , a beszédfeldolgozásban, a szeizmológiában és más területeken használják.
Bemutató
A spektrogramok leggyakoribb ábrázolása egy kétdimenziós diagram: a vízszintes tengely az időt , a függőleges tengely a frekvenciát jelöli ; a harmadik mérést, amely egy adott időpontban egy bizonyos frekvencián jelzi az amplitúdót , a kép egyes pontjainak intenzitása vagy színe jelenti.
Sokféle ábrázolás létezik: néha a függőleges és vízszintes tengelyek be vannak kapcsolva, hogy az idő fel-le szaladjon, néha az amplitúdót a 3D-s tér csúcsai képviselik, nem pedig szín vagy intenzitás. A frekvencia és az amplitúdó tengelye lehet lineáris vagy logaritmikus, attól függően, hogy a grafikont milyen célra használják. A hangot általában logaritmikus amplitúdótengellyel lehet ábrázolni (gyakran decibelben vagy dB-ben), és a frekvencia lineáris lesz a harmonikus kapcsolatok hangsúlyozására, vagy logaritmikus a zenei, tonális kapcsolatok hangsúlyozására.
Formáció
A spektrogramot általában kétféle módon készítik el: sávszűrők sorozatából származó szűrők halmazaként közelítve (ez volt az egyetlen mód a modern digitális jelfeldolgozó technikák megjelenése előtt), vagy időjelből számítják ki ablakos segítségével. Fourier transzformáció . Ez a két módszer valójában különböző másodfokú idő-frekvencia eloszlást alkot, de bizonyos feltételek mellett egyenértékűek.
A sávszűrő módszert általában az analóg feldolgozásban használják a bemeneti jel frekvenciasávokra történő szétválasztására.
A spektrogramok ablakos Fourier transzformációval történő létrehozása általában digitális feldolgozási technikákkal történik. Az adatok digitális mintavételezése az időtartományban történik. A jelet részekre osztják, amelyek hajlamosak átfedni, majd Fourier-transzformációt hajtanak végre, hogy kiszámítsák az egyes részek frekvenciaspektrumának nagyságát. Minden rész egy függőleges vonalnak felel meg a képen - az amplitúdó értéke a frekvencia függvényében minden pillanatban. A spektrumokat vagy az idődiagramokat egymás mellett helyezik el egy képen vagy 3D diagramon.
Az s(t) jel spektrogramja az s(t) jel ablakos Fourier-transzformációjának négyzetes amplitúdójának kiszámításával becsülhető meg az alábbiak szerint:
