Espectrograma

Introducción

Dado que el tracto vocal evoluciona en el tiempo para producir los distintos sonidos, la caracterización espectral de la señal de voz también es variante en el tiempo. Esta evolución temporal puede representarse mediante un espectrograma de la señal de voz o sonograma. Este es una representación bidimensional que muestra la evolución temporal de la caracterización espectral. En la figura siguiente se representan el oscilograma y el sonograma de la frase: "el golpe de timón fue sobrecogedor".

Los formantes aparecen como franjas horizontales, mientras que los valores de amplitud en función de la frecuencia se representan en tonalidades de grises en sentido vertical. Existen dos tipos de monogramas: de banda ancha y de banda estrecha, en función del ancho de banda del filtro que se haya utilizado para realizar el análisis frecuencial. En el caso de los espectrogramas de banda ancha, se obtendrá una buena resolución temporal. En cambio, en el caso de espectrogramas de banda estrecha se obtendrá una buena resolución frecuencial, dado que el filtro utilizado es de banda estrecha, y permite obtener estimaciones espectrales más precisas. La figura de abajo muestra un fragmento de señal y su correspondiente espectrograma de banda ancha (obtenido con ventanas de 220 muestras) y de banda estrecha se diferencian claramente los formantes, mientras que en el de banda ancha se observan los detalles temporales con mayor claridad (picos de pitch).

Las dos principales características que se utilizan en el estudio de una señal bioacústica son la estructura de la secuencia emitida y el espectro de frecuencia de la misma. La primera se representa en un oscilograma y la segunda en un sonograma o espectrograma.

Estructura de la emisión acústica: el oscilograma

El oscilograma representa las variaciones en la amplitud (eje vertical) a lo largo del tiempo (eje horizontal). De esta forma se obtiene una imagen gráfica que permite el estudio y caracterización de la estructura de la señal.

Frecuencia de la emisión acústica: el espectrograma

El espectrograma (también llamado sonograma) consiste en la representación gráfica del espectro de frecuencias de la emisión sonora. El espectrograma puede revelar rasgos -como altas frecuencias o modulaciones de amplitud- que no pueden apreciarse incluso aunque estén dentro de los límites de frecuencia del oido humano.

Normalmente, un espectrograma representa el tiempo sobre el eje horizontal, la frecuencia sobre el eje vertical y la amplitud de las señales mediante una escala de grises o de colores. Otra representación que suele utilizarse es la que sitúa la frecuencia en el eje horizontal y la amplitud en el eje vertical.

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