Come possono essere analizzate e interpretate le caratteristiche di un'onda sonora audio?
1. Analisi del dominio del tempo: Questo guarda come l'ampiezza (volume) dell'onda cambia nel tempo. Gli strumenti utilizzati includono:
* Display a forma d'onda: Una rappresentazione visiva che mostra le variazioni di ampiezza nel tempo. Ciò consente l'identificazione di:
* Periodicità: I modelli di ripetizione regolari indicano un suono periodico come un tono puro. I modelli irregolari suggeriscono rumore o suoni complessi.
* Inviluppo: La forma generale della forma d'onda, rivelando le caratteristiche di attacco, sostenimento, decadimento e rilascio (ASDR) di un suono. Ciò è particolarmente utile per analizzare strumenti musicali o suoni percussivi.
* Transienti: Brevi esplosioni di energia, come il pizzico iniziale di una corda di chitarra o lo sciopero di un tamburo. Questi rivelano informazioni sull'inizio del suono.
* clic e pop: Bruschi cambiamenti di ampiezza, indicativo di rumore o artefatti di registrazione.
2. Analisi del dominio di frequenza: Ciò analizza i componenti di frequenza del suono. Gli strumenti includono:
* Spettrogramma: Una rappresentazione visiva che mostra come il contenuto di frequenza di un suono cambia nel tempo. Rivela:
* Frequenza fondamentale (F0): La componente di frequenza più bassa di un suono periodico, spesso percepito come il tono.
* armoniche: Multipli interi della frequenza fondamentale, contribuendo al timbro (colore tono) del suono.
* Overtoni: Frequenze che non sono multipli interi del fondamentale, contribuendo anche al timbro.
* Bande di frequenza: Concentrazioni di energia ad intervalli di frequenza specifici, utili per identificare strumenti o suoni diversi all'interno di un mix.
* Eventi transitori: Cambiamenti nel contenuto di frequenza per brevi durate di tempo.
* FFT (trasformata di Fourier veloce): Un algoritmo matematico che converte un segnale di dominio del tempo in una rappresentazione del dominio di frequenza. Produce uno spettro che mostra l'ampiezza di ciascun componente di frequenza in un singolo punto nel tempo. Questa è un'istantanea del contenuto di frequenza in quel momento specifico.
3. Altre caratteristiche importanti:
* ampiezza: L'entità dell'onda sonora, che rappresenta il suo volume. Spesso misurato in decibel (DB).
* Frequenza: Il numero di cicli al secondo, misurato in Hertz (Hz), determinando il tono percepito.
* Fase: La posizione di un punto nel tempo su un ciclo della forma d'onda. Le differenze di fase tra più onde sonore possono portare a interferenze costruttive o distruttive.
* Timbre: La qualità tonale unica di un suono, determinata dal contenuto armonico e dal modo in cui i componenti di ampiezza e frequenza si evolvono nel tempo. Questo è ciò che ci consente di distinguere un violino da un piano che suona la stessa nota.
Interpretazione:
L'interpretazione di queste analisi dipende dall'applicazione. Per esempio:
* Analisi della musica: Identificare gli strumenti, analizzare melodie e armonie, caratterizzare gli stili musicali.
* Elaborazione vocale: Riconoscere i fonemi, migliorare la chiarezza del linguaggio, rilevare le emozioni.
* Ingegneria acustica: Progettare materiali che assorbono il suono, ottimizzazione dell'acustica della stanza, analizzare l'inquinamento acustico.
* Diagnosi medica: rilevare mormori cardiaci, analizzando i suoni polmonari.
Pacchetti software sofisticati e hardware specializzati vengono utilizzati per un'analisi dettagliata, fornendo varie visualizzazioni e metriche. Il processo spesso prevede la combinazione di analisi del dominio del tempo e del dominio di frequenza per ottenere una completa comprensione del suono.