Spectres et sonagramme
Spectres
- Données analysées et pas de calcul
- Pour le calcul du spectre on peut choisir,, à gauche sous le graphe, entre 'Toutes les données' (la totalité des données en mémoire', 'Données affichées' (données visibles dans la fenêtre principale) et 'Données sélectionnées' si une sélection est active.
- Si une sélection est active elle est utilisée par défaut pour le calcul, sinon ce sont les données affichées. Si on sélectionne une autre option le spectre est recalculé automatiquement.
- Le spectre est calculé par transformée de Fourier discrète. La fréquence de base (écart entre deux pics successifs) est l'inverse de la durée totale d'acquisition.
- La largeur du spectre calculé est égale à la moitié de la fréquence d'échantillonnage.
- Nombre de points et rééchantillonnage
- Le temps de calcul augmente rapidement avec le nombre des données. Pour éviter un calcul trop long, le nombre de points utilisés est plafonné à la valeur indiquée dans 'Taille maximale de l'échantillon'.
Si le nombre de données dépasse cette valeur, les données sont sous-échantillonnées d'un facteur p pour le calcul.
En ne conservant qu'une donnée sur p, la fréquence d'échantillonnage est également divisée par p , ainsi que la largeur du spectre calculé.
- Par défaut le plafond de données est égal à 2048.
- Si on souhaite augmenter ou réduire la largeur du spectre, il faut modifier la valeur dans 'Taille maximale de l'échantillon' et cliquer sur le bouton 'recalculer'.
- Augmenter le nombre de points permet d'aller plus haut en fréquence, mais attention, suivant le nombre de points choisi et les capacités de l'ordinateur, le calcul peut être très long ...
- Inversement si tous les pics sont tassés dans la partie gauche du graphe, on a tout intérêt à diminuer le nombre de points, tout particulièrement si on souhaite filtrer le signal.
- Type de spectre
- Par défaut le graphe est celui des amplitudes en fonction de la fréquence.
- Si on coche une autre option, en bas à gauche, le spectre est retracé automatiquement
- L'option 'Energies relative par bande d'octave' permet de visualiser le cumul des carrés des amplitudes des composantes pour chacune des bandes de fréquence utilisées en analyse de bruit.
L'échelle verticale est logarithmique.
Attention le calcul de ce graphe est tributaire de celui du spectre : une bande n'est complète que si le spectre a été calculé sur toute la largeur de la bande.
La fréquence d'échantillonnage, après sous-échantillonnage éventuel, doit être supérieure à :
11300Hz pour la bande à 4000Hz
5650Hz pour la bande à 2000Hz
2830Hz pour la bande à 1000Hz
1415Hz pour la bande à500Hz
707Hz pour la bande à 250Hz
354Hz pour la bande à 125Hz
- Curseur
- Lors de l'affichage du spectre en amplitude ou en cosinus/sinus , le curseur se positionne automatiquement sur le pic le plus haut.
- Les flèches à côté du mot 'Curseur' permettent de déplacer celui-ci dans le spectre, la fréquence du pic et son amplitude, ou celles des deux termes en cosinus et sinus, s'affichent en dessous.
Les amplitudes affichées sont relatives à celle du plus grand pic, prise égale à 1
- Valeurs
- Le bouton 'Valeurs' permet d'afficher le spectre sous forme de tableau (fréquences et amplitudes).
- On choisit d'abord dans une boîte de dialogue entre afficher tout le spectre ou seulement les pics dépassant une limite horizontale à choisir, et/ou d'une fréquence inférieure à une fréquence maximale à choisir.
- Les valeurs limite d'amplitude et de fréquence sont matérialisées sur le graphe par un trait bleu-vert que l'on peut déplacer avec les boutons fléchés de la boîte de dialogue.
- Les valeurs affichées peuvent ensuite être copiées vers le presse-papier par le bouton Copier, ou enregistrées dans un format texte compatible avec un tableur (les colonnes sont séparées par une tabulation et le séparateur décimal est celui du système)
- On peut également effectuer un filtrage numérique à partir de la fenêtre des valeurs: le bouton Filtrer permet d'éliminer (irréversiblement) toutes les composantes autres que celles affichées dans la fenêtre.
- Amélioration, exportation ou impression du graphe
- Le bouton 'Exporter le graphe' permet de copier ou d'enregistrer l'image du graphe, mais aussi de l'enrichir.
- Pour les spectres en amplitude et en sinus/cosinus, on peut
- modifier les couleurs
- ajouter un quadrillage et déterminer l'intervalle entre les graduations. Verticalement l'mplitude du plus grand pic est prise égale à 100.
- modifier manuellement le maximum de l'axe des fréquences : pour cela , dans 'Echelle de fréquence', cocher 'Manuelle'.
Le maximum actuel de l'axe apparaît alors en dessous : modifier cette valeur et cliquer sur le petit bouton 'Ok' juste à côté.
- choisir pour l'axe des fréquences entre une échelle linéaire ou logarithmique (dans 'Echelle de fréquence')
- Pour le tracé des énergies relatives par bande, on peut choisir entre un spectre en couleurs sur fond noir et un spectre monochrome sur fond blanc
Pour obtenir la version noir et blanc cocher 'motifs' en face de 'Energie par bande', sinon cocher 'couleurs'.
- Appliquer un filtre numérique
- Cette opération consiste à ne conserver que certaines composantes du spectre, en fonction du critère choisi : fréquence inférieure à une limite choisie, supérieure à la limite, ou amplitude supérieure à une limite choisie.
La boîte de dialogue permettant de choisir les pics à conserver est similaire à celle décrite à 'Valeurs'.
- Avant de filtrer, il est fortement conseillé quand c'est possible de recalculer le spectre avec le minimum de points (voir ci-dessus) : la sélection des pics à conserver sera facilités et le calcul moins long.
- Lorsqu'on clique sur 'Ok' dans la boîte de dialogue et que l'on confirme, le spectre est filtré et le signal est reconstitué à partir de ce spectre. La durée du signal reconstitué est celle du signal analysé.
- Attention le calcul peut être long et même très long ! En particulier, en cas de sous-échantillonnage, le signal est reconstitué avec sa fréquence d'échantillonnage initiale, ce qui augmente le nombre de valeurs à calculer.
Ce nombre de valeurs est indiqué dans la boîte de dialogue où l'on choisit les pics à conserver, ce qui peut aider à évaluer le temps de calcul nécessaire.
On peut également lancer le filtrage à partir de la fenêtre des valeurs.
Sonagramme
- Le sonagramme permet de visualiser l'évolution du spectre au cours du temps.
- La durée du son est divisée en 8 intervalles, l'échelle des fréquences est verticale. La couleur matérialise l'amplitude plus ou moins grande de chaque fréquence pendant chaque intervalle.
- Par ordre d'amplitude décroissante: jaune , rouge, bleu, noir
- Concernant la taille maximale de l'échantillon et le rééchantillonnage, voir la même rubrique dans Spectres.
- Attention au repliement : si les composantes sont nombreuses dans le haut du sonagramme, augmenter la taille maximale de l'échantillon et recalculer. Si l'allure du sonagramme ne change pas mis à part le changement d'échelle, on peut revenir au nombre de points inférieur. S'il change , augmenter encore le nombre de points jusqu'à ce qu'il ne change plus.
- Inversement si tout le haut du sonagramme paraît vide, on peut diminuer le nombre de points, en contrôlant toutefois que cela ne fait pas varier l'allure du sonagramme en dehors du changement d'échelle.
- La valeur de 'Réduction verticale' pemet de diminuer la hauteur de l'image, mais cela diminue aussi la précision du sonagramme.
- On peut exporter le sonagramme comme les spectres. Il y a moins d'options : on peut simplement changer la couleur de fond, par exemple pour imprimer. Attention cela modifie aussi le codage de l'amplitude par les couleurs.