espectrograma

Un espectrograma es una representación visual de cómo el contenido espectral de una señal evoluciona en el tiempo. En un espectrograma se representa el tiempo en el eje horizontal, la frecuencia en el eje vertical y la intensidad o potencia de cada componente frecuencial mediante un color o nivel de gris. Es una herramienta clave en el análisis de señales de audio y de otros tipos de señales.

Se obtiene típicamente a partir de la transformada de Fourier de ventana (Short-Time Fourier Transform, STFT). La señal se divide en segmentos superpuestos; a cada segmento se aplica una transformada de Fourier para obtener su espectro. La magnitud (o la potencia) del espectro se coloca en una matriz 2D, a la que a menudo se aplica una escala logarítmica para resaltar componentes débiles. Las diferentes opciones de ventana y su tamaño determinan la resolución temporal y frecuencial: ventanas más largas mejoran la resolución en frecuencia, pero empeoran la resolución temporal, y viceversa. Existen variantes como el espectrograma de magnitud, el de potencia y el logarítmico; también se emplean transformadas basadas en wavelets para obtener scalogramas.

En el análisis, los espectrogramas permiten observar formantes, armonías y transientes en voz y música; en biología y ecología se usan para vocalizaciones de fauna; en ingeniería para vibraciones y detección de fallas; y en sismología para señales sísmicas. Las convenciones comunes son tiempo en segundos, frecuencia en hertz y una escala de color que representa la magnitud o potencia, a veces en escala logarítmica. Herramientas como MATLAB, Python (Librosa, SciPy) y R facilitan su generación y análisis.