Spectrogram: ການຄິດໄລ່, ການແກ້ໄຂ ແລະ ການແປຄວາມຫມາຍ

spectrogram ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄວາມໄວຂອງສັນຍານປ່ຽນແປງແນວໃດເມື່ອເວລາຜ່ານໄປໂດຍໃຊ້ສີຕ່າງໆ ເຮັດໃຫ້ເຫັນແບບແຜນ, ການລະເບີດ, ສຽງດັງແລະການປັບປ່ຽນໄດ້ງ່າຍຂຶ້ນ. ບົດຄວາມນີ້ອະທິບາຍວ່າ spectrograms ແຕກຕ່າງຈາກການສະແດງອື່ນໆແນວໃດ, ວິທີການຄອມພິວເຕີ, ຄວາມແຈ່ມແຈ້ງແລະການຕັ້ງຄ່າຮູບພາບມີຜົນກະທົບແນວໃດຕໍ່ຄວາມຖືກຕ້ອງ ແລະວິທີອ່ານແບບແຜນ. ມັນ ໃຫ້ ຂໍ້ ມູນ ທີ່ ແຈ່ມ ແຈ້ງ ແລະ ລາຍ ລະ ອຽດ ກ່ຽວ ກັບ ທຸກ ພາກ ສ່ວນ ຂອງ ຫົວ ຂໍ້.

ຄ1. ພາບລວມຂອງ Spectrogram

ຄ2. Spectrograms vs. Spectrum ແລະ Waterfall Displays

ຄ3. ພື້ນຖານການຄອມພິວເຕີ Spectrogram

ຄ4. ຄວາມລະອຽດຂອງເວລາ–ຄວາມໄວໃນແພຈຸລັງ

ຄ5. ຄໍາແນະນໍາ Spectrogram ທີ່ບໍ່ຕໍ່ເນື່ອງສໍາລັບການຕິດຕາມສັນຍານໄລຍະຍາວ

ຄ6. Spectrograms ທີ່ຕໍ່ເນື່ອງສໍາລັບການວິເຄາະເຫດການທີ່ວ່ອງໄວ

ຄ7. ແຜນທີ່ສີ Spectrogram ແລະການຕັ້ງຄ່າ Scaling

ຄ8. ຈະອ່ານ spectrogram ໄດ້ແນວໃດ?

ຄ9. ຄູ່ມືການຕັ້ງຄ່າປ່ອງຢ້ຽມ Spectrogram

ຄ10. ໂປຣແກຣມ Spectrogram

ຄ11. ສະຫລຸບ

ຄ12. ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]

ພາບລວມຂອງ Spectrogram

spectrogram ແມ່ນຮູບພາບທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄວາມໄວຂອງສັນຍານປ່ຽນແປງແນວໃດເມື່ອເວລາຜ່ານໄປ. ມັນ ເບິ່ງ ຄື ວ່າ ເປັນ ແຜນ ທີ່ ມີ ສີ ພ້ອມ ດ້ວຍ ເວ ລາ ຢູ່ ໃນ ແກນ ຊ້າງ, frequency ຢູ່ ໃນ ແກນ ແລະ ສີ ທີ່ ສະ ແດງ ໃຫ້ ເຫັນ ວ່າ ສັນຍານ ນັ້ນ ເຂັ້ມ ແຂງ ຫລາຍ ຂະຫນາດ ໃດ. ທັດສະນະນີ້ເຮັດໃຫ້ເຂົ້າໃຈໄດ້ງ່າຍຂຶ້ນວ່າມີຫຍັງເກີດຂຶ້ນພາຍໃນສັນຍານໃນເວລາທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ມັນ ຊ່ວຍ ເປີດ ເຜີຍ ການ ປ່ຽນ ແປງ ທີ່ ຊ້າໆ ໃນ frequency, ການ ປ່ຽນ ແປງ ຢ່າງ ກະທັນຫັນ, ການ ລະ ເບີດ ສັ້ນໆ ແລະ ແບບ ແຜນ ທີ່ ຖືກ ສ້າງ ຂຶ້ນ ໂດຍ ການ modulation ທີ່ ແຕກ ຕ່າງ ກັນ. ມັນ ຍັງ ສະ ແດງ ໃຫ້ ເຫັນ ການ ປ່ຽນ ແປງ ຂອງ ສຽງ ດັງ ຢູ່ ຂ້າງ ຫລັງ ແລະ ເຮັດ ໃຫ້ ສັນຍານ ທີ່ ອ່ອນ ແອ ເຫັນ ໄດ້ ຫລາຍ ຂຶ້ນ, ເຖິງ ແມ່ນ ວ່າ ມີ ສຽງ ທີ່ ແຂງ ແຮງ ກວ່າ ກໍ ຕາມ.

Spectrograms vs. Spectrum ແລະ Waterfall Displays

ຄວາມແຕກຕ່າງຫຼັກ

ໃນ ຂະນະ ທີ່ ທັງ ສາມ ສະ ແດງ ໃຫ້ ເຫັນ ເນື້ອ ຫາ ຂອງ frequency, ມີ ພຽງ ແຕ່ spectrogram ແລະ ນ້ໍາຕົກ ເທົ່າ ນັ້ນ ທີ່ ສະ ແດງ ໃຫ້ ເຫັນ ພຶດຕິ ກໍາ ທີ່ ແຕກ ຕ່າງ ກັນ ຕາມ ເວລາ. spectrum ສະ ແດງ ໃຫ້ ເຫັນ ຊ່ວງ ເວ ລາ ດຽວ, ໃນ ຂະນະ ທີ່ ນ້ໍາ ຕົກ ສະ ສົມ spectra ແຕ່ ເນັ້ນ ຫນັກ ເຖິງ ແນວ ໂນ້ມ ອັນ ຍາວ ນານ. spectrogram ສະ ເຫນີ ໃຫ້ ເຫັນ ລາຍ ລະ ອຽດ ຂອງ ເວ ລາ ແລະ ຄວາມ ໄວ ຂອງ ສີ.

ຕາຕະລາງການປຽບທຽບ

ພື້ນຖານການຄອມພິວເຕີ Spectrogram

ຂັ້ນຕອນແຕ່ລະຂັ້ນຕອນ

• ແບ່ງສັນຍານອອກເປັນຮູບສັ້ນໆທີ່ຊັດເຈນກັນ.

• ໃຊ້ຫນ້າທີ່ປ່ອງຢ້ຽມ (ຕົວຢ່າງ: Hann ຫຼື Hamming) ກັບແຕ່ລະໂຄງ.

• ຄິດ ໄລ່ FFT ຂອງ ແຕ່ ລະ ໂຄງ ຮ່າງ ທີ່ ມີ ປ່ອງຢ້ຽມ ເພື່ອ ຈະ ໄດ້ spectrum ຂອງ ມັນ.

• ປ່ຽນຂະຫນາດຂອງ spectrum ເປັນ dB ຫຼື linear intensity values.

• ວາງ ແຜນ ຄວາມ ເຂັ້ມ ແຂງ ກັບ ສີ ເພື່ອ ສະ ແດງ ໃຫ້ ເຫັນ ສ່ວນ ປະກອບ ທີ່ ອ່ອນ ແອ ແລະ ແຂງ ແຮງ.

• ວາງ spectra ຕາມເວລາເພື່ອສ້າງ spectrogram ເຕັມ.

ປັດໄຈທີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມຖືກຕ້ອງ

ການແກ້ໄຂເວລາ-ເລື້ອຍໆໃນ Spectrograms

ປ່ອງຢ້ຽມທີ່ຍາວກວ່າ (ຄວາມແຈ່ມແຈ້ງຂອງความถี่ທີ່ດີກວ່າ)

• ແຍກຄວາມໄວທີ່ໃກ້ຊິດກັນ

• ສະ ແດງ ໃຫ້ ເຫັນ ການ ປ່ຽນ ແປງ ທີ່ ຊ້າໆ ຂອງ frequency ຢ່າງ ແຈ່ມ ແຈ້ງ

• ລົດ ຄວາມ ແຈ່ມ ແຈ້ງ ຂອງ ເຫດ ການ ໄວ ຫລື ສັ້ນໆ

ປ່ອງຢ້ຽມສັ້ນກວ່າ (ການແກ້ໄຂເວລາທີ່ດີກວ່າ)

• ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປ່ຽນແປງຢ່າງກະທັນຫັນຢ່າງຊັດເຈນຫຼາຍຂຶ້ນ

• ຈັບ ການ ປ່ຽນ ແປງ ຢ່າງ ວ່ອງໄວ ໃນ frequency

• ຜະລິດ ຂະ ບວນ ການ ທີ່ ກວ້າງ ໄກ ຫລື ບໍ່ ມີ ລາຍ ລະ ອຽດ

ຄໍາແນະນໍາ spectrogram ທີ່ບໍ່ຕໍ່ເນື່ອງສໍາລັບການຕິດຕາມສັນຍານໄລຍະຍາວ

ຄວາມເຂັ້ມແຂງ

ເຫມາະສົມສໍາລັບການຕິດຕາມສັນຍານໄລຍະຍາວ. ໃຊ້ຄວາມຊົງຈໍາຫນ້ອຍກວ່າເມື່ອສົມທຽບກັບການບັນທຶກແບບຕໍ່ເນື່ອງ. ໃຊ້ໄດ້ດີສໍາລັບການປ່ຽນແປງທີ່ຊ້າໆຫຼືເປັນບາງຄັ້ງ. ເປັນປະໂຫຍດສໍາລັບການກວດສອບການປະຕິບັດຕາມກົດຫມາຍເປັນເວລາດົນນານ

ຄວາມ ອ່ອນ ແອ

ບໍ່ ມີ ປະ ສິດ ທິ ພາບ ສໍາ ລັບ ການ ລະ ເບີດ ທີ່ ວ່ອງ ໄວ ຫລື ຄາດ ການ ບໍ່ ໄດ້. ບໍ່ໄດ້ໃຫ້ທັດສະນະເວລາທີ່ຕໍ່ເນື່ອງຢ່າງເຕັມທີ. ຄວາມ ຖືກຕ້ອງ ແມ່ນ ຂຶ້ນ ຢູ່ ກັບ ວ່າ ແຕ່ ລະ ຊິ້ນ ຖືກ ກະ ຕຸ້ນ ໃຫ້ ດີ ປານ ໃດ.

ສໍາລັບສັນຍານທີ່ມີພຶດຕິກໍາໄວ, ວິທີການທີ່ຕໍ່ເນື່ອງຈະໃຫ້ຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ແຈ່ມແຈ້ງກວ່າ.

Spectrograms ທີ່ຕໍ່ເນື່ອງສໍາລັບການວິເຄາະເຫດການທີ່ວ່ອງໄວ

spectrogram ທີ່ ຕໍ່ ເນື່ອງ ຈະ ໃຊ້ ການ ບັນທຶກ ອັນ ຍາວ ນານ ພ້ອມ ດ້ວຍ ປ່ອງຢ້ຽມ ທີ່ ເຄື່ອນ ຍ້າຍ ເພື່ອ ໃຫ້ ເຫັນ ໂດຍ ບໍ່ ມີ ຊ່ອງ ວ່າງ. ວິທີນີ້ຈັບເຫດການທີ່ເກີດຂຶ້ນຢ່າງວ່ອງໄວ, ສອດຄ່ອງກັບຮູບແບບ ແລະສະຫນັບສະຫນູນຄວາມສໍາພັນຢ່າງລະອຽດຂອງແພັກເກດ, pulse ແລະ ເຄື່ອງຫມາຍ.

ແຜນທີ່ສີ Spectrogram ແລະການຕັ້ງຄ່າ Scaling

ແຜນທີ່ສີ

ການຂະຫຍາຍຂອບເຂດ

ການຄຸ້ມຄອງຂອບເຂດ Dynamic Range

ວິທີອ່ານ spectrogram?

ແບບແຜນ spectrogram ທົ່ວໄປ

• Horizontal line - ສຽງຕໍ່ເນື່ອງ ຫຼື carrier

• Vertical streak - ແຮງກະຕຸ້ນສັ້ນໆ ຫຼື ລະເບີດໄວ

• Diagonal trace - frequency sweep ຫຼື chirp

• Clustered noise - ການແຊກແຊງທາງອິນເຕີເນັດ

• Symmetric sidebands - AM ຫຼື PM modulation

• Periodic bursts - ກິດຈະກໍາຂອງແພັກເກດ ຫຼື ສັນຍານ pulsed

ຄໍາແນະນໍາງ່າຍໆສໍາລັບການແປຄວາມຫມາຍ Spectrograms

• ສັງເກດເຫັນຮູບຊົງຊໍ້າໆເພື່ອສັງເກດເຫັນການປັບປ່ຽນຫຼືກິດຈະກໍາປົກກະຕິ

• ກວດເບິ່ງຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງສີເພື່ອເບິ່ງຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງສັນຍານທີ່ແຂງແຮງແລະອ່ອນແອ

• ເບິ່ງວິທີທີ່ເຄື່ອນເຫນັງເພື່ອກວດເບິ່ງການເຄື່ອນເຫນັງຫຼືການກະໂດດ

• ໃຫ້ເບິ່ງຄວາມກວ້າງຂອງສັນຍານເພື່ອເຂົ້າໃຈ FM, ການແຜ່ຂະຫຍາຍ, ຫຼື jitter

ຄູ່ມືການຕັ້ງຄ່າປ່ອງຢ້ຽມ Spectrogram

ໂປຣແກຣມ Spectrogram 

RF ແລະ Wireless

Spectrograms ຊ່ວຍກວດສອບການແຊກແຊງ, ກວດກາກິດຈະກໍາການເຄື່ອນໄຫວ, ຕິດຕາມການປ່ອຍທີ່ບໍ່ຕ້ອງການ ແລະ ລະບຸຄວາມບໍ່ຫມັ້ນຄົງໃນຂັ້ນຕອນພະລັງງານ RF.

ສຽງ ແລະ ຄໍາ ເວົ້າ

ມັນ ເຮັດ ໃຫ້ ມັນ ງ່າຍ ທີ່ ຈະ ເຫັນ ສຽງ, sibilance ແລະ formants, ໃນ ຂະນະ ດຽວ ກັນ ກໍ ເຫັນ ການ ຕັດ, ການ ບິດ ເບືອນ ແລະ ວັດຖຸ ອື່ນໆ ໃນ ສັນຍານ ສຽງ.

Radar ແລະ ການ ປ້ອງ ກັນ

ໃນ ວຽກ ງານ radar, spectrograms ເປີດ ເຜີຍ ສຽງ ດັງ, pulse trains, ກິດຈະກໍາ jamming ແລະ ລາຍ ລະອຽດ ທີ່ ກ່ຽວ ພັນ ກັບ ເຕັກນິກ pulse-compression.

ເຄື່ອງຈັກ ແລະ ການສັ່ນສະເທືອນ

ມັນຊ່ວຍກວດສອບຄວາມໄວຂອງຫນ່ວຍ, ຕິດຕາມສຽງດັງຂອງຫີບເກຍ ແລະ ລະບຸເຫດການທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນໄລຍະສັ້ນໆຂອງເຄື່ອງຈັກທີ່ຫມູນວຽນຫຼືເຄື່ອນຍ້າຍ.

ສັນຍານທາງຊີວະວິທະຍາ

Spectrograms ເປັນປະໂຫຍດສໍາລັບການຕິດຕາມການປ່ຽນແປງຂອງເວລາ EEG ແລະ ECG ແລະການກວດສອບການລະເບີດທີ່ຜິດປົກກະຕິຫຼືຄວາມຜິດປົກກະຕິຂອງຈັງຫວະ.

ການສະຫລຸບ 

Spectrograms ເປີດເຜີຍທັງພຶດຕິກໍາຂອງເວລາແລະความถี่, ຊ່ວຍໃຫ້ເຂົ້າໃຈສຽງ, ການລະເບີດ, ສຽງດັງ, ແລະ ການປັບປ່ຽນ. ໂດຍການເລືອກຕັ້ງຄ່າປ່ອງຢ້ຽມທີ່ຖືກຕ້ອງ, ການຊັດເຈນ, ແຜນທີ່ສີ ແລະ ຂະຫນາດ, ການສະແດງຈະແຈ່ມແຈ້ງຂຶ້ນແລະໄວ້ວາງໃຈໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນ. ດ້ວຍການຈັດຕັ້ງທີ່ຖືກຕ້ອງແລະການອ່ານຢ່າງລະມັດລະວັງ, spectrograms ໃຫ້ພາບທີ່ຄົບຖ້ວນຂອງກິດຈະກໍາຂອງສັນຍານໂດຍບໍ່ພາດການປ່ຽນແປງທີ່ວ່ອງໄວຫຼືແນວໂນ້ມໃນໄລຍະຍາວ.

ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]

ຮູບພາບ spectrogram ສາມາດເກັບໄວ້ໃນຮູບແບບໃດແດ່?

ມັນສາມາດເກັບໄວ້ເປັນ PNG, JPG ຫຼື TIFF ສໍາລັບຮູບພາບ ແລະ CSV, MAT ຫຼື HDF5 ສໍາລັບຂໍ້ມູນດິບ.

spectrogram ສະແດງຂໍ້ມູນໄລຍະບໍ?

ບໍ່. spectrogram ມາດຕະຖານສະແດງໃຫ້ເຫັນພຽງແຕ່ຂະຫນາດເທົ່ານັ້ນ. Phase ຕ້ອງມີ phase spectrogram ທີ່ແຍກກັນ.

ພື້ນສຽງມີຜົນກະທົບແນວໃດຕໍ່ spectrogram?

ພື້ນ ທີ່ ມີ ສຽງ ດັງ ສູງ ສາມາດ ເຊື່ອງ ສັນຍານ ທີ່ ອ່ອນ ແອ, ເຮັດ ໃຫ້ ມັນ ຍາກ ທີ່ ຈະ ຫລຽວ ເຫັນ.

ເປັນຫຍັງຈຶ່ງຈໍາເປັນຕ້ອງມີຂະບວນການລ່ວງຫນ້າກ່ອນທີ່ຈະສ້າງ spectrogram?

ການປັບປຸງກ່ອນເຊັ່ນ ການຕອງ ຫຼື ການລຶບລ້າງ DC ຊ່ວຍລຶບເນື້ອໃນທີ່ບໍ່ຕ້ອງການ ແລະ ປັບປຸງຄວາມແຈ່ມແຈ້ງ.

spectrograms ສາມາດປັບປຸງໃນເວລາຈິງໄດ້ບໍ?

ແມ່ນແລ້ວ. ດ້ວຍ ການ ດໍາ ເນີນ FFT ທີ່ ວ່ອງ ໄວ ແລະ ປ່ອງຢ້ຽມ ສັ້ນໆ, ເຂົາ ເຈົ້າ ສາ ມາດ ແລ່ນ ຕໍ່ ໄປ ເມື່ອ ຂໍ້ ມູນ ມາ ເຖິງ.

spectrograms ເຮັດວຽກກັບສັນຍານ I/Q ທີ່ສະຫຼັບຊັບຊ້ອນບໍ?

ແມ່ນແລ້ວ. ຂໍ້ມູນ I / Q ຖືກປ່ຽນເປັນຂະຫນາດຫຼືພະລັງກ່ອນຈະສ້າງ spectrogram.