基于非线性变换法语谱图的伪彩色显示.pdf

第30卷第1期计算机应用Vo1_30No．1
2010年1月JournalofComputerApplicationsJan．2010

文章编号：1001—9081(2010)O1—0270—04

基于非线性变换法语谱图的伪彩色显示

张静，余小清，许雪琼，常辽豫，万旺根，李昌莲
(上海大学通信与信息工程学院，上海200072)
([e-mail])

摘要：鉴于人眼对彩色的分辨率远远高于灰度差分辨率的特点，提出了一种利用C#程序实现伪彩色显示的新
方法，该方法通过非线性映射变换函数，建立频谱幅度与颜色的对应关系，从而实现伪彩色显示，并将其用于语谱图
显示及语音信号处理界面设计中；此外，还将语音播放功能加入语谱图显示过程中，实现了“可视”语言的播放。该方
法编程简单，界面设计灵活，对设备的要求较低，在普通PC机上即可实现。
关键词：语谱图；伪彩色；灰度；调色板；映射变换
中图分类号：TP274文献标志码：A

Speechspectrogramdisplayinpseudo-color
basedonnon．1ineartransformmethod

ZHANGJing，YUXiao—qing，XUXue—qiong，CHANGLiao—yu，WANWang-gen，LIChang—lian
(SchoolofCommunicationandInformationEngineering，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China)

Abstract：Concerningthatthehumaneyetocolorresolutionismuchhigherthangray—scaledifference，thispaper

proposedanewmethodtoshowthespectrogrambyCprocedure．whichfocusedonthemappingtransformationfunctionand
builtuptherelationshipbetweenspectralmagnitudeandcolor，tomakepseudo—colordisplaycometrue，andalsouseditfor

speechspectrogramdisplayandaudiosignalprocessinginterfacedesign．Meanwhileinordertoachievebetteranalysisand

learningeffects，theauthorsaddedaudioplayfunctionSOastowatchthespectrogramwhilelisteningtothecorresponding

audio．Thismethod，withsimpleprogramming，flexibleinterfacedesignandlessdemandontheequipment，callberealized

onordinaryPC．

Keywords：speechspectrogram；pseudo—color；gray—scale；palette；mappingtransformation

0引言1语谱图产生原理

语音的时域分析及频域分析是语音分析的两种主要方由于语音信号是一种短时平稳信号，可以在每个时刻用
法，而这两种单独分析的方法均有其局限性：在语音的时域分其附近的短时段语音信号分析得到一种频谱，将语音信号连
析中，对语音信号的频率特征没有直观的了解；而频域分析出续地进行这种频谱分析，可以得到一种二维图谱，这种二维图
的特征又没有语音信号随时间的变化关系⋯。因此从事语谱可以表达三维信息，它的横坐标表示时间，纵坐标表示频
音研究的人们致力于研究语音的时间依赖于傅里叶分析的方率，每个像素的灰度值大小反映相应时刻和相应频率的能量
法。这种时间依赖于傅里叶分析的显示图形称做语谱图，早密度，这种时频图称为语谱图。语谱图依据时间分辨率及频
在1941年由贝尔实验室的研究人员发明，得到语谱的灰度图谱分辨率可以分为窄带语谱图和宽带语谱图两种，窄带语谱
像。但是这种灰度图像的分辨率和视觉效果不尽如人意，随图用于获得较高的频率分辨率，而宽带语谱图用于获得较高
着技术的发展，人们尝试语谱图的彩色显示的实现。本文利的时问分辨率J。语谱图的产生基于短时傅里叶变换_]，定
用c#编制程序，设计界面，采用非线性映射变换函数实现语义如下：
谱图的伪彩色显示，同时为了达到更好的分析、学习效果，不∞
(e，)=(m)w(n—m)e(1)
仅设置了对照实验组，还添加了语音播放功能，可以做到边观一∞
测语谱图边听相应的语音。该方法