오디오 파일이나 실시간 마이크 입력을 파형, 로그 주파수 스펙트럼, 스크롤 스펙트로그램으로 시각화합니다. 모든 처리는 브라우저에서 로컬로 이루어지며 아무것도 업로드되지 않습니다. 어떤 보기든 PNG 스냅샷으로 내보낼 수 있습니다.
오디오 스펙트럼이란?
파형은 각 순간의 소리가 얼마나 큰지를 알려주고, 스펙트럼은 그 음량을 어떤 주파수가 이루는지 알려줍니다. 위의 분석기는 이 두 보기에 스펙트로그램까지 제공하며, 스펙트로그램은 시간에 따라 변화하는 스펙트럼입니다. 같은 신호를 세 가지 보완적인 그림으로 보여주며 — 이 사이를 전환하는 것이 소리의 구성을 이해하는 가장 빠른 길입니다.
이 페이지의 나머지를 떠받치는 네 가지 사실:
• 파형 = 시간에 따른 음량, 스펙트럼 = 한 순간의 주파수 성분, 스펙트로그램 = 시간에 따른 스펙트럼(시간 × 주파수 × 세기)
• 스펙트럼의 배후 계산은 FFT이며, 짧은 샘플 윈도우에 적용됩니다
• 44,100Hz 파일에는 22,050Hz까지의 주파수만 담길 수 있습니다(샘플 레이트의 절반 — 나이퀴스트 한계)
• 로그 주파수 축 옵션은 청각의 작동 방식에 맞춘 것입니다. 20–40Hz 옥타브가 10,000–20,000Hz와 같은 폭을 차지합니다
세 가지 보기
파형은 시간에 따른 샘플 진폭을 그립니다 — 클리핑, 무음, 전체 다이내믹을 찾는 데 탁월하지만 피치는 보이지 않습니다. 스펙트럼은 짧은 윈도우(수천 개 샘플) 하나를 잡아 각 주파수 대역에 에너지가 얼마나 있는지 보여줍니다. 왼쪽의 가장 낮은 저음부터 오른쪽 고음 천장까지입니다. 스펙트로그램은 그런 스펙트럼 수백 장을 시간이 지남에 따라 왼쪽에서 오른쪽으로 쌓고 세기를 색으로 표현합니다 — 피아노 글리산도는 올라가는 줄무늬가 되고, 지속되는 바이올린 음은 수평선이 되며, 음성은 모음 포먼트의 사슬이 됩니다.
FFT와 윈도우
고속 푸리에 변환(FFT)은 시간 영역 샘플 블록을 주파수 크기로 변환합니다. 답하는 질문은 이렇습니다. "이 블록이 순수한 톤들의 합이라면 각 톤이 얼마나 필요할까?" 분석기는 오디오를 수천 샘플 크기의 겹치는 윈도우로 잘라 각각 FFT를 돌립니다 — 작은 윈도우는 시간 분해에, 큰 윈도우는 주파수 분해에 유리하므로 고정 윈도우 크기는 언제나 절충안입니다. 위의 로그 주파수 토글은 순수하게 표시 쪽 기능입니다. 저음 옥타브(대부분의 음악이 사는 곳)가 왼쪽 가장자리에 짜눌리지 않고 보이는 폭을 갖도록 그래프를 늘려줍니다.
기본음과 배음
어떤 악기든 A4를 연주하면 스펙트럼에 440Hz의 봉우리 — 기본음 — 과 함께 880, 1320, 1760Hz의 작은 봉우리, 즉 기본음의 정수배인 배음이 나타납니다. 바이올린의 A4가 플루트의 A4와 다르게 들리는 것은 바로 이 배음들의 균형 탓입니다. 기본음은 같고 그 위의 조리법이 다릅니다. 그래서 스펙트럼이 악기 식별, 믹싱 결정, 노이즈 추적의 기본 보기입니다 — 전원 험은 지워지지 않는 50/60Hz 스파이크로, MP3 절단은 16kHz 아래에서 에너지가 끊기는 형태로 나타납니다.
흔한 오해
- 파형은 피치를 보여준다. 아닙니다. 같은 음량의 전혀 다른 두 코드는 거의 동일한 파형을 가집니다. 피치 정보는 FFT 이후에야 나타나며 스펙트럼이나 스펙트로그램 보기에 있습니다.
- 스펙트럼과 스펙트로그램은 같은 그림이다. 아닙니다. 스펙트럼은 단 한 순간의 주파수 단면이고, 스펙트로그램은 그 단면 수천 장을 시간 순으로 늘어놓은 것입니다. "무엇"은 스펙트럼으로, "언제"는 스펙트로그램으로 답합니다.
- 22,050Hz 위의 오디오는 CD 파일에 숨어 있다. 아닙니다. 44,100Hz 샘플링은 수학적으로 콘텐츠를 22,050Hz로 한정합니다. 나이퀴스트 한계는 표시 방식이 아니라 샘플 자체의 속성입니다.
관련 도구: 분석할 파일을 만들려면 MIDI → WAV와 오디오 → WAV / FLAC, 스펙트로그램에 지속적인 히스나 험이 보이면 노이즈 감소, 파형에 고쳐야 할 레벨이 보이면 오디오 노멀라이즈.
