Графическая сонограмма

Кроме волновой формы и спектра, для удобства визуального анализа, часто используется форма представления сигналов в виде графических сонограмм. Так, например, вокализованные участки речи (речевые вокализмы – РВ) можно представить как звучание отдельных обертонов, входящих в состав исследуемого звукового фрагмента. При этом все приведенные звуковые слагаемые удобно рассматривать в виде совокупности узкополосных сигналов, имея в виду, что все спектральные составляющие каждого элементарного звука группируются в относительно узкой по сравнению с некоторой центральной частотой полосе. Параметры узкополосных составляющих речевого сигнала (РС): амплитуды, частоты и фазы, далее называемые «следами РВ», – содержатся в динамических спектрограммах (спектральных развертках), или ДСГ РС. Пример ДСГ, или графической сонограммы РС, с треками РВ приведен на рис. 2.8.

Рис. 2.8. Графическая сонограмма речевого сигнала: 1 – трек первой гармоники РВ, 2 – трек второй гармоники РВ

Здесь, на рис. 2.8 по оси абсцисс отложено время, по оси ординат – частота. В уровнях серого цвета указана мощность РС на данной частоте в данный момент времени (текущие значения спектра РС). Наибольшие значения уровня сигнала отображены черным цветом, наименьшие – белым.

Переключение между волновой и графической формами представления сигнала осуществляется в соответствии со схемой, приведенной на рис. 2.9.

Рис. 2.9. Схема процедуры переключения между волновой и графической формой представления сигнала

Нажатием на кнопку переключения вида сигнала можно перейти к анализу графической сонограммы (или обратно к волновой форме) речевого сигнала, представленной на рис. 2.10.

Рис. 2.10. Графическая сонограмма речевого сигнала: 1 – выделенный временной сегмент РС, 2 – положение левого маркера выделенного сегмента, 3 – окно отображения параметров временной шкалы, 4 – окно выбора параметров масштаба временной шкалы, 5 – окно численных значений длительности выделенного временного сегмента. 6 – треки гармоник РВ.

Графическая сонограмма, по сравнению с волновой формой, предоставляет дополнительные возможности визуального анализа РС.

Так, с её помощью можно определять существенные различия между вокализованными и невокализованными составляющими звуков, а также измерять длительность таких сегментов.

Изменяя масштаб выделенных временных интервалов можно достаточно точно, до одного отсчета при заданной частоте дискретизации, измерять длительность определенных звуков.

Совмещенный анализ спектральных характеристик и графических сонограмм сигналов позволяет получать значения векторов РС в заданные моменты времени, т.е. проводить векторный анализ сигналов.