頻譜圖是我們掌握的最具啟發(fā)性和內(nèi)容豐富的音頻工具之一。在本文中，我們將通過iZotope RX等軟件深入探討頻譜圖Spectrograms的工作原理，如何使用頻譜圖檢查音頻文件以及如何微調(diào)頻譜圖中顯示信息的類型和數(shù)量。

iZotope RX

什么是頻譜圖？

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RX 8中的頻譜圖視圖

頻譜圖與波形

在音頻軟件中，我們早已習(xí)慣于看到一個(gè)波形，波形顯示的是隨時(shí)間的變化的信號幅度。與之不同的是，頻譜圖顯示的是隨時(shí)間變化的信號頻率，同時(shí)在三維上以可變的亮度或顏色表示振幅。

讓我們看一下傳統(tǒng)波形視圖和頻譜圖中的音頻文件。首先，我們先聽一下人類聽音范圍（20Hz-20kHz）的正弦波。

在這里，取正弦波其音高從60 Hz–12 kHz頻率上升，傳統(tǒng)波形如下所示：

正弦波顯示為傳統(tǒng)波形圖

大家會注意到，波形顯示了隨時(shí)間變化的幅度，基本上所有視頻、聲音的編輯軟件都具有波形圖功能。但是，波形圖的問題是我們無法真正看到聲音各頻率處的情況。

在傳統(tǒng)波形圖中，在文件持續(xù)時(shí)間內(nèi)，正弦波處于一致的水平，但是我們無法得知音高或頻率隨時(shí)間如何變化。

這是使用頻譜圖的相同音頻文件：

在頻譜圖視圖中，垂直軸以赫茲為單位顯示頻率，水平軸以時(shí)間為單位（就像波形顯示一樣），振幅以亮度表示。

亮度代表振幅，那么黑色背景就是無聲，在這個(gè)明亮的橙色曲線中正弦波在音調(diào)中向上移動。這使我們可以查看一個(gè)頻率范圍（最低的顯示在底部，最高的顯示在頂部）以及不同頻率下的聲音有多響。聲音越大顯示就越亮，而無聲則顯示為純黑。

現(xiàn)在，讓我們看一個(gè)更復(fù)雜的音頻示例：人的語音。

這是一個(gè)簡短的語音短句，通過波形顯示可以看到。我們在這里看到的是隨時(shí)間變化的語音幅度。

對白顯示在傳統(tǒng)波形圖的樣子

還是這段音頻，切換到“頻譜圖”的視圖，我們將看到很多在“波形”視圖中看不到的東西。

對白顯示在頻譜圖的樣子

可以看到完全不同，這就是為什么詳細(xì)的頻譜圖顯示在音頻編輯中如此重要的原因：它有助于清楚地顯示您可能需要修復(fù)的問題。

iZoptope RX中的頻譜圖/波形顯示

RX具有先進(jìn)的頻譜圖顯示，與其他頻譜圖相比，它能夠顯示更大的時(shí)間和頻率分辨率，在處理音頻時(shí)可以看到前所未有的細(xì)節(jié)。

在RX中，音頻文件的波形圖將顯示在“頻譜概述”中的主要頻譜圖/波形顯示上方。波形圖將始終顯示整個(gè)音頻文件，并且在主顯示屏中也可以選擇顯示。通過在頻譜圖下方的左下調(diào)整“波形/頻譜圖不透明度”這個(gè)滑塊來查看傳統(tǒng)波形圖或兩者的混合圖。

波形/頻譜圖不透明度滑塊

任何用于音頻修復(fù)和恢復(fù)的優(yōu)秀可視化工具的目的都是為您提供有關(guān)可聽見問題的更多信息。這不僅有助于告知您的編輯處理決定，而且在頻譜圖顯示的情況下，還可以提供新穎的，令人興奮的方式來編輯音頻-特別是與波形圖顯示結(jié)合使用時(shí)。

如何微調(diào)頻譜圖顯示

并非所有的頻譜圖都是一樣的。一種算法稱為“快速傅立葉轉(zhuǎn)換”，簡稱FFT，用于計(jì)算該視覺顯示。許多具有頻譜圖顯示功能的插件可讓您調(diào)整FFT的大小，但這對音頻修復(fù)和恢復(fù)意味著什么？

更改FFT大小將改變計(jì)算頻譜圖的算法方式，從而使其看起來有所不同。根據(jù)您正在處理和可視化的音頻類型，更改FFT大小就會有所幫助。

通常，較高的FFT大小會為您提供更多頻率細(xì)節(jié)，我們稱為頻率分辨率，而較低的FFT大小會為您提供更多時(shí)間細(xì)節(jié)，我們稱為時(shí)間分辨率。

其實(shí)頻譜圖的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不于聲音制作的降噪領(lǐng)域，還包括：

動物的聲音研究

聲景研究

聲學(xué)分析

聾啞人群的語音缺陷和語音訓(xùn)練

語音和語音合成的研究

利用頻譜圖形化進(jìn)行聲音的藝術(shù)創(chuàng)作

聲效創(chuàng)作

通過信號處理器分析測試信號

開發(fā)射頻和微波系統(tǒng)

用于顯示使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量的散射參數(shù)

地質(zhì)調(diào)查地震預(yù)測

……

再給大家推薦一個(gè)由法國國家音樂中心制作頻譜圖視頻：

可以說，幾乎所有與聲音研究相關(guān)的事情都會應(yīng)用的頻譜圖。

對于降噪，只有了解了頻譜圖才能真正有效的使用這類降噪軟件，而不是只使用Auto，下一期將為大家?guī)砣绾瓮ㄟ^頻譜圖發(fā)現(xiàn)噪音及解決噪音問題，歡迎繼續(xù)關(guān)注。也歡迎加入我們聲音后期的討論，加小編微信Locationsound，注明入后期群，并簡短介紹自己。