윈도우 길이와 주파수 대역폭

1. 스펙트로그램이란?

• 주파수와 진폭의 축 외에 시간의 축이 덧붙어 주파수와 진폭의 시간에 따른 변화를 보여주는 3차원 그림이다.
  • 아래 그림은 "오늘도 아침부터"를 발화한 스펙트로그램

• 진폭이 높을수록 산맥을 그린 지형도처럼 명도가 낮은 검은색에 가깝고, 진폭이 작은 곳은 흰색에 가깝다.

2. 윈도우 길이와 주파수 대역폭

• 창문의 너비가 좁으면 짧은 길이의 풍경을 볼 수 있고, 너비가 넓으면 긴 풍경을 볼 수 있다.

• 주파수 대역폭 = 복합파의 구성 성분의 종류와 양을 알아보기 위해 설정된 여과기 폭

• 윈도 길이가 짧다 == 주파수 대역폭이 넓다

  • 분석 대상 파형을 폭이 넓은 여과기를 통해 분석하므로 성분 개개에 대한 개별적인 진폭 수준이 어느 정도인지 상세히 알기 어렵다.
  • 포먼트(성도강의 공명 주파수) 등을 관찰하기 좋다.(F1, F2, F3)
  • 아래 그림은 모음 "ㅏ"를 발화한 주파수 대역폭 200Hz(1/0.005초)의 스펙트로그램
  • 광역 스펙트로그램
    

• 윈도 길이가 길다 == 주파수 대역폭이 좁다

  • 분석 대상 파형을 폭이 좁은 여과기를 통해 분석하므로 파성을 구성하고 있는 개별 주파수 성분이 무엇인지 진폭이 얼마인지 상세히 알 수 있다.
  • 말소리 개별 성분 주파수의 강도(배음 harmonics)을 관찰하기 좋다.(H1, H2, H3)
  • 아래 그림은 모음 "ㅏ"를 발화한 주파수 대역폭 100Hz(1/0.01초) 스펙트로그램과 스펙트럼
  • 협역 스펙트로그램
    

• 여기서 "넓다, 좁다"는 상대적인 개념이기 때문에 특정 대역폭이 넓은 것인지 좁은 것인지 절대적인 기준으로 판단할 수 없고 분석 대상이 되는 음향 신호의 특성에 따라서 달라진다.