频谱图是我们掌握的最具启发性和内容丰富的音频工具之一。在本文中，我们将通过iZotope RX等软件深入探讨频谱图Spectrograms的工作原理，如何使用频谱图检查音频文件以及如何微调频谱图中显示信息的类型和数量。

iZotope RX

什么是频谱图？

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RX 8中的频谱图视图

频谱图与波形

在音频软件中，我们早已习惯于看到一个波形，波形显示的是随时间的变化的信号幅度。与之不同的是，频谱图显示的是随时间变化的信号频率，同时在三维上以可变的亮度或颜色表示振幅。

让我们看一下传统波形视图和频谱图中的音频文件。首先，我们先听一下人类听音范围（20Hz-20kHz）的正弦波。

在这里，取正弦波其音高从60 Hz–12 kHz频率上升，传统波形如下所示：

正弦波显示为传统波形图

大家会注意到，波形显示了随时间变化的幅度，基本上所有视频、声音的编辑软件都具有波形图功能。但是，波形图的问题是我们无法真正看到声音各频率处的情况。

在传统波形图中，在文件持续时间内，正弦波处于一致的水平，但是我们无法得知音高或频率随时间如何变化。

这是使用频谱图的相同音频文件：

在频谱图视图中，垂直轴以赫兹为单位显示频率，水平轴以时间为单位（就像波形显示一样），振幅以亮度表示。

亮度代表振幅，那么黑色背景就是无声，在这个明亮的橙色曲线中正弦波在音调中向上移动。这使我们可以查看一个频率范围（最低的显示在底部，最高的显示在顶部）以及不同频率下的声音有多响。声音越大显示就越亮，而无声则显示为纯黑。

现在，让我们看一个更复杂的音频示例：人的语音。

这是一个简短的语音短句，通过波形显示可以看到。我们在这里看到的是随时间变化的语音幅度。

对白显示在传统波形图的样子

还是这段音频，切换到“频谱图”的视图，我们将看到很多在“波形”视图中看不到的东西。

对白显示在频谱图的样子

可以看到完全不同，这就是为什么详细的频谱图显示在音频编辑中如此重要的原因：它有助于清楚地显示您可能需要修复的问题。

iZoptope RX中的频谱图/波形显示

RX具有先进的频谱图显示，与其他频谱图相比，它能够显示更大的时间和频率分辨率，在处理音频时可以看到前所未有的细节。

在RX中，音频文件的波形图将显示在“频谱概述”中的主要频谱图/波形显示上方。波形图将始终显示整个音频文件，并且在主显示屏中也可以选择显示。通过在频谱图下方的左下调整“波形/频谱图不透明度”这个滑块来查看传统波形图或两者的混合图。

波形/频谱图不透明度滑块

任何用于音频修复和恢复的优秀可视化工具的目的都是为您提供有关可听见问题的更多信息。这不仅有助于告知您的编辑处理决定，而且在频谱图显示的情况下，还可以提供新颖的，令人兴奋的方式来编辑音频-特别是与波形图显示结合使用时。

如何微调频谱图显示

并非所有的频谱图都是一样的。一种算法称为“快速傅立叶转换”，简称FFT，用于计算该视觉显示。许多具有频谱图显示功能的插件可让您调整FFT的大小，但这对音频修复和恢复意味着什么？

更改FFT大小将改变计算频谱图的算法方式，从而使其看起来有所不同。根据您正在处理和可视化的音频类型，更改FFT大小就会有所帮助。

通常，较高的FFT大小会为您提供更多频率细节，我们称为频率分辨率，而较低的FFT大小会为您提供更多时间细节，我们称为时间分辨率。

其实频谱图的应用远远不于声音制作的降噪领域，还包括：

动物的声音研究

声景研究

声学分析

聋哑人群的语音缺陷和语音训练

语音和语音合成的研究

利用频谱图形化进行声音的艺术创作

声效创作

通过信号处理器分析测试信号

开发射频和微波系统

用于显示使用矢量网络分析仪测量的散射参数

地质调查地震预测

……

再给大家推荐一个由法国国家音乐中心制作频谱图视频：

可以说，几乎所有与声音研究相关的事情都会应用的频谱图。

对于降噪，只有了解了频谱图才能真正有效的使用这类降噪软件，而不是只使用Auto，下一期将为大家带来如何通过频谱图发现噪音及解决噪音问题，欢迎继续关注。也欢迎加入我们声音后期的讨论，加小编微信Locationsound，注明入后期群，并简短介绍自己。