From Wikipedia, the free encyclopedia
Spektrogramm ehk sonogramm on heli või laiemalt mistahes signaali spektri ajamuutlikkuse visuaalne kujutis. Spektrogramme kasutatakse laialdaselt näiteks muusika, sonarite, radarite, kõne ja seismoloogiliste signaalide uurimiseks.
Heli spektrogrammi kutsutakse täpsustavalt sonogrammiks. Spektrogrammid on kasutusel kõikjal, kus sagedusliku jaotuse muutumine ajas annab uuritava signaali kohta kasulikku informatsiooni: zooloogias, kohtuekspertiisis, meditsiinis, muusikatööstuses, lingvistikas, seismoloogias jne. Spektrogrammi saab luua optilise spektromeetri, ribapääsfiltrite kogumiga, Fourier' teisenduse või lainikute teisenduse abil. Viimasel puhul nimetatakse tulemit siis skalogrammiks.
Spektrogramm on enamasti kahemõõtmeline graafik, millel on kolmas kõrguse dimensioon esitatud värvidena. Ajateljeks on enamasti horisontaalne x-telg, kus vanim ajahetk asub vasakul ja uusim paremal. Vertikaalne telg iseloomustab sagedust, millest võib mõelda ka kui helikõlast või helikõrgusest. Y-telje alumises osas asetsevad madalamad sagedused (enamasti algab graafik 0-st) ning ülemises osas kõrgemad sagedused. Amplituudi ehk helitugevust iseloomustatakse spektrogrammi kolmandal dimensioonil värvide abil. Enamasti tähistavad tumedamad värvid madalamate amplituudidega komponente ning erksamad ja heledamad värvid kõrgemaid amplituude. [1]
Spektrogrammi esitus võib aga varieeruda olenevalt sellest, mida soovitakse uurida. Kohati vahetatakse x- ja y-teljed omavahel ära, seega ajatelg jookseb üles-alla, mitte vasakule-paremale, vahepeal aga kasutatakse värviskaala asemel hoopis kolmanda dimensiooni iseloomustamiseks n-ö kosegraafikut (ingl k waterfall plot), kus amplituude iseloomustatakse hoopis signaali pikkustega lisavaatel.
Enne tänapäevase signaalitöötluse sündi loodi ajadomeenis spektrogramme kasutades ribapääsfiltrite kogumit või kalkuleerides signaali Fourier' teisenduse tulemist. Need meetodid lõid küll kaks kujutist, mis olid teatud tingimustel võrdsed. Ribapääsfiltrite meetod kasutab analoogtöötlust, et jagada sisendsignaal sagedusribadeks. Iga filtri väljundi magnituud juhib muundurit, mis üheskoos salvestava spektogrammi pildi paberile Fourier teisenduse abil spektrogrammi loomine eeldab digitaalse signaali ajadomeenis ülekattuvateks tükkideks jaotamist ning seejärel igal tükil Lühiajalise Fourier' teisenduse rakendamist. Seeläbi signaali akendades arvutatakse iga tüki magnituudid sagedusruumis, kusjuures iga tükk vastab ühele vertikaalsele joonele spektrogrammil, mis üheskoos loovadki kolmemõõtmelise kuvandi ehk spektrogrammi sisendsignaali kujutusest sagedusruumis. [2]
Valguse spektrogramm luuakse kasutades teatud aja vältel optilist spektromeetrit.
Signaali analüüsimine ajadomeenis võib viidata defektile testitavas seadmes, kuid ei täpsusta probleemi asukohta või olemust. Kuna spektrogramm võib hõlmata suurt sagedusruumi andmete kogumit, on sellega lihtsam eristada erisusi ajas muutuvates ja mittelineaarsetes signaalides. Just seetõttu on spektrogrammist kasu päriseluliste signaalide uurimisel, kus võib esineda palju sageduskomponente ning mehaanilist või elektroonilist müra.
Erinevalt spektraaltihedusest või Fourier' kiirteisendusest, kus väikesed signaalimuutused ei pruugi visuaalselt esile kerkida, reageerib spektrogramm paremini muutuva keskkonna signaalianalüüsile, sest spektrogramm kuvab jooksvalt, kuidas signaal ajas muutub. [1]
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
