Spektrogram nasıl okunur?
Bir sesin spektrogramına bakınca ne görürsünüz?
Kısa cevapSpektrogram sesi bir görüntüye çevirir. Müzikal sesler yatay, kısa patlayıcı sesler dikey çizgi bırakır. Bu görüntü kulağınızı destekler, onun yerini almaz.
Spektrogramın üç ekseni neyi gösterir?
Spektrogram bir sesi üç bilgiyle gösterir: zaman, frekans ve güç. Sesin hangi perdelerden oluştuğunu zaman içinde gösteren bu görüntüyü birçok dijital stetoskop da verir. Yatay eksen zamandır ve soldan sağa akar. Dikey eksen frekanstır. Frekans sesin saniyedeki titreşim sayısıdır ve hertz (Hz) ile ölçülür. Aşağıda pes, yukarıda tiz sesler yer alır. Parlaklık sesin gücüdür. Koyu bölgeler sessiz, parlak bölgeler güçlüdür.
Bu sitedeki oynatıcıda üç katman üst üste durur. En üstteki şerit fazı gösterir (mavi İNSP, turuncu EKSP). Ortadaki dalga formu sesin titreşimini zaman içinde çizer. Alttaki spektrogramın dikey ekseni 0 ile 2000 Hz arasıdır.
Renkler koyu laciverden mora ve kırmızıya, en güçlü bölgelerde turuncuya ve sarıya döner. Sitedeki bütün spektrogramlar aynı sabit desibel (dB) ölçeğiyle çizilir. Bu yüzden iki ses arasındaki parlaklık farkı gerçek bir şiddet farkını gösterir.
Her ses spektrogramda nasıl görünür?
Spektrogramda iki temel şekil vardır ve ikisi de üçüncü kuraldan gelir. Darlık müzik yapar: wheezing ya da stridor, belirli bir perdede süren yatay ya da yavaşça inen bir çizgi bırakır. Açılma çıtırtı yapar: ral birkaç milisaniyelik bir patlamadır. Geniş bantlıdır, yani pes ve tiz bileşenleri aynı anda içerir. Bu yüzden ince dikey bir çizgi bırakır.
Müzikal seslerde ana çizginin üstündeki soluk paralel çizgilere harmonik denir. Bunlar ana tonun iki, üç katı frekanstaki daha zayıf tonlardır.
Aşağıdaki kartlar sitedeki bilgisayarla üretilmiş seslerin spektrogramlarıdır. Bir karta tıklayınca o sesi dinleyebilirsiniz.
Alt frekanslarda yumuşak, dağınık bir parlaklık. İnspiryumda parlaktır, ekspiryumda hızla söner.
Parlaklık daha yukarı uzanır. İki faz da parlaktır ve aralarında koyu bir boşluk vardır.
Ekspiryumda yaklaşık bir saniye süren, parlak ve dar tek bir çizgi. Hafifçe iner ve her solunumda aynı yüksekliktedir. Üstündeki çok daha soluk çizgi ikinci harmoniktir.
Aynı anda süren birkaç çizgi. Farklı anlarda başlar ve biterler, her biri biraz farklı yöne kayar; birbirinin harmoniği değildir. Alttaki çizgiler daha parlaktır.
İnspiryumun ikinci yarısında ince dikey çizgiler. Her biri birkaç milisaniyelik bir patlamadır.
Daha seyrek dikey izler. Çoğu inspiryumun ilk yarısında, birkaçı ekspiryumdadır.
Alt frekanslarda, bu örnekte yaklaşık 150 Hz'ten 105 Hz'e inen kesintisiz bir çizgi ve üstünde eşit aralıklı, güçlü harmonikler.
İnspiryum boyunca kesintisiz, çok parlak bir çizgi ve güçlü harmonikler. Sitedeki en güçlü müzikal sestir.
İnspiryumun sonunda ve ekspiryumun başında kısa dikey iz kümeleri.
Pencere ayarı görüntüyü nasıl değiştirir?
Bilgisayar spektrogramı çizerken sesi pencere denen kısa parçalara böler ve her parçadaki frekansları hesaplar. Uzun pencere frekansı, kısa pencere zamanı daha keskin gösterir. Bunun bir bedeli vardır: zamanı ve frekansı aynı anda en keskin hâliyle göremezsiniz.
- Uzun pencere frekansları keskin ayırır, wheezing çizgisi incelir ve harmonikler netleşir. Ama zaman bulanıklaşır ve kısa bir ral yatay olarak yayılır.
- Kısa pencere zamanı keskinleştirir ve raller ince dikey çizgilere dönüşür. Ama frekans bulanıklaşır ve wheezing çizgisi kalınlaşır.
Aşağıdaki ses aynı anda ral ve wheezing içerir. Pencereyi değiştirip spektrograma bakın. Ses aynı kalır, yalnızca görüntü değişir.
Sitenin varsayılan penceresi 32 milisaniyedir (ms). Bu süre, kısa (8 ms) ve uzun (64 ms) pencere arasında bir denge kurar.
Bir spektrogramı hangi sırayla okursunuz?
Spektrogramı her zaman aynı sırayla okuyun. Bu sıra, bir sesi tarif ederken sorduğunuz "Ne zaman?" ve "Nasıl?" sorularının görüntüdeki karşılığıdır.
- Faz şeridi: Hangi bölüm inspiryum, hangisi ekspiryum?
- Arka plandaki solunum sesi: Parlaklık nerede ve ne kadar yukarı uzanıyor? Ekspiryum ne kadar uzun ve parlak?
- Yatay çizgi: Var mı? Kaç tane, hangi fazda ve ne kadar sürüyor?
- Dikey çizgi: Var mı? Fazın neresinde? Her solunumda aynı yerde mi?
- Kulakla doğrulama: Gördüğünüzü dinleyerek kontrol edin. Spektrogram kulağınızı destekler, onun yerini almaz.
Spektrogramda sizi neler yanıltabilir?
Spektrogramdaki her iz bir solunum sesi değildir.
- Kalp sesleri alt frekanslarda düzenli aralıklarla tekrar eden ve solunum fazına uymayan lekeler yapar.
- Hareket ve sürtünme tek, geniş bantlı dikey çizgiler yapar ve ral sanılabilir (Tuzaklar ve artefaktlar).
- Konuşma ve ortam gürültüsü faza bağlı olmayan müzikal ya da geniş bantlı izler bırakır.
- Ölçek de yanıltır. Birçok uygulama her spektrogramı kendi en güçlü noktasına göre ölçekler. O zaman iki kaydın parlaklığını karşılaştıramazsınız. İki spektrogramı karşılaştırmak için pencere, frekans aralığı ve renk ölçeği de aynı olmalıdır.
Son olarak, spektrogramdaki görünümler sesi tarif etmeye yarar ama bir hastalığın imzası sayılmaz.
Kendinizi nasıl sınayabilirsiniz?
Önce sesi açmadan yalnızca spektrograma bakın ve ne olduğunu tahmin edin. Sonra sesi dinleyerek tahmininizi doğrulayın. Kendini test et bölümündeki spektrogram soruları ve Karşılaştır sayfası bu alıştırma için uygundur.
- Spektrogramda yatay eksen zamanı, dikey eksen frekansı, parlaklık da sesin gücünü gösterir.
- Müzikal sesler yatay, raller ince dikey çizgi bırakır. Normal solunum sesi alt frekanslarda yumuşak bir parlaklıktır.
- Uzun pencere frekansı, kısa pencere zamanı keskinleştirir. Ses değişmez, yalnızca görüntü değişir.
- Önce fazı, sonra arka plandaki solunum sesini, sonra çizgileri okuyun ve kulağınızla doğrulayın.
- Pencere, frekans aralığı ve renk ölçeği aynı değilse iki spektrogramı karşılaştırmayın.
Derinleşmek isteyenler içinasistan · uzman · sayılar ve kaynaklar
Kısa süreli Fourier dönüşümü
Spektrogram, Fourier dönüşümünün art arda gelen kısa pencerelere uygulanmasıyla elde edilir. Bu pencereler genellikle birbiriyle örtüşür. Pencere uzadıkça bir tonun daha çok salınımı gözlenir ve yakın frekanslar daha iyi ayrılır. Buna karşılık kısa bir olayın zamandaki yeri daha az kesinleşir.
20 ms'lik bir pencerede nominal Fourier aralığı yaklaşık 50 Hz'dir (1/T). Etkin çözünürlük ayrıca pencerenin biçimine bağlıdır. Sıfır doldurma frekans ızgarasını sıklaştırır. Ama pencerede olmayan bilgiyi geri getirmez. Yüksek örtüşme görüntüyü yumuşatır. Yine de komşu çerçeveler bağımsız gözlem sayılmaz.
dB ölçeği
Logaritmik ya da desibel (dB) ölçek bir referans değer ister. Kendi en güçlü noktasına göre ölçeklenmiş bir spektrogram, başka kişilerin kayıtlarıyla mutlak güç olarak karşılaştırılamaz. Bu sitede spektrogramlar sabit bir dB referansı ve sabit bir dinamik aralıkla çizilir. Hann penceresi ve 0–2000 Hz bandı kullanılır. Sesler 16 kHz örnekleme hızıyla üretilir.
Başka gösterimler
Aynı ses dalga formu, güç spektrumu ya da spektrogram olarak gösterilebilir. Dalga formu zamanlamayı ve ral dalgasının biçimini korur. Biçimi tarif eden IDW ve 2CD ölçüleri Ralleri tarif etmek dersinde anlatılır. Güç spektrumu bir fazın ortalama frekans dağılımını özetler. Ama tüm solunumdan hesaplanan tek bir spektrum, kısa bir ralin ya da wheezing'in zamanını siler. Spektrogram bu ikisinin arasında durur.
Bu üç gösterim aynı olayın farklı izdüşümleridir ve bağımsız gözlemler sayılmaz. Örneğin tek bir yüksek frekans kayması hem spektrumu hem spektrogramı değiştirir.
Spektrogramda wheezing çoğu zaman dar bantlı yatay yapılar olarak görünür. Raller ise kısa, geniş bantlı dikey enerji olarak görünür. Bu görünüm sesi tarif etmeye yarar. Ama görüntü pencereye, örtüşmeye, banda, dinamik aralığa ve olayın kendi biçimine göre değişir.
Kaynaklar için kaynakçaya bakın.
Kendini yokla
3 kısa soru. Cevabınızı seçince açıklama açılır.