Spektrogramm

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Sonagramm (oder (Schall-)Spektrogramm) von Japanisch „minato“. Die unterschiedlichen Schalleigenschaften der einzelnen Sprachlaute sind im Zeitverlauf erkennbar.

Ein Spektrogramm ist die Darstellung des zeitlichen Verlaufes des Leistungsspektrums eines Signals. Spektrogramme finden vielfältige Anwendung, zum Beispiel zum Zweck der Analyse von Schallsignalen, der Signalverarbeitung und der Bildverarbeitung.

Einfach gesagt stellt ein Spektrogramm die Zusammensetzung eines Signals (zum Beispiel eines Klangs oder gesprochener Sprache) aus einzelnen Frequenzen im zeitlichen Verlauf dar.

Alter Sonagraph aus den 1980er Jahren

Etwas präziser ist ein Spektrogramm eine zeitvariante Darstellung der Frequenzverteilung mit Hilfe der Short-Time-Fourier-Transformation. Diese ergibt eine komplexwertige Funktion  f(t,\omega) , die vom Zeitpunkt t und der Frequenz  \omega abhängt. Das Spektrogramm ist eine Darstellung, die die Werte  |f(t,\omega)|^2 in einem Zeit-Frequenz-Diagramm (zum Beispiel farbcodiert) aufträgt.

Die Interpretation ist dabei die, dass  |f(t,\omega)|^2 den Frequenzanteil des Signals zum Zeitpunkt t angibt.

Sonagramm[Bearbeiten]

Sonagramm (gleichbedeutend mit (Schall-)Spektrogramm, zu lat. „sonare“ = „klingen” und griech. „grafeïn ‚schreiben” = „schreiben”) ist eine Handelsbezeichnung, die in Anlehnung an das entsprechende Gerät, den Sonagrafen, entstanden ist. Das Sonagramm ist ursprünglich die von einem Sonagrafen gelieferte Darstellung von schnell veränderlichen Schallvorgängen in rechtwinkligen Koordinaten (Zeit- und Frequenzachse), wobei die Stärke der vorhandenen Frequenzkomponenten ursprünglich durch Schwärzung des Registrierpapiers sichtbar gemacht wurde. Durch den technischen Fortschritt wird die Schallanalyse heutzutage nur noch digital, meist mithilfe von Computerprogrammen, durchgeführt. Der Begriff „Sonagramm” wird heute unabhängig vom Fabrikat des eingesetzten Gerätes als Synonym für „(Schall-)Spektrogramm“ gebraucht.

Bisweilen wird es unrichtig Sonogramm genannt. Dieser Begriff sollte jedoch besser ausschließlich die Ergebnisse einer Sonografie bezeichnen.

Sonagramme dienen unter anderem der Analyse von Sprachsignalen, z. B. zum Bestimmen von Lauten (Phonetik).

Vokale erkennt man im Sonagramm an charakteristischen Mustern, den so genannten Formanten, während Konsonanten beispielsweise an der unterschiedlichen Intensität (Schwarz-Färbung), der vorhandenen oder nicht-vorhandenen „voice bar“ (ein schwarzer Balken im unteren Bereich), welche die Stimmhaftigkeit kennzeichnet, sowie verschiedenen Transitionen zu erkennen sind.

Campbell-Diagramm[Bearbeiten]

In der Fahrzeug- und Maschinenakustik besteht oftmals ein besonders Interesse am Zusammenhang des Spektrum von der Motordrehzahl. Der spektrale Verlauf eines Hochtourens wird daher nicht in Abhängigkeit von der Messzeit sondern von der Drehzahl dargestellt. Für diese Form des Spektrogramms wird die Bezeichnung Campbell-Diagramm verwendet.

Siehe auch[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

  •  Uwe Kiencke, Michael Schwarz, Thomas Weickert: Signalverarbeitung - Zeit-Frequenz-Analyse und Schätzverfahren. Oldenbourg, München 2008, ISBN 978-3-486-58668-8.

Weblinks[Bearbeiten]