klangspektrum

Klangspektrum bezeichnet in der Akustik die Verteilung der Energie eines Schallsignals über die Frequenzen. Es liefert Hinweise auf die Klangfarbe eines Signals, da verschiedene Quellen oder Instrumente dieselbe Grundfrequenz erzeugen können, jedoch unterschiedliche spektrale Anteile besitzen. Das Spektrum lässt sich als Betragsspektrum, Leistungs- oder spektrale Leistungsdichte darstellen und hängt von Quelle, Aufnahmebedingungen und Raum ab. In der Praxis wird das Spektrum durch Fourier-Transformation oder kurz STFT aus Mess- oder Audiosignalen gewonnen.

Typische Merkmale sind harmonische Strukturen bei gestimmten Instrumenten, die Grundfrequenz und deren Obertöne, sowie bei unharmonischen oder noisigen Quellen eine breitere, weniger strukturierte Verteilung. Quantitative Beschreibungen umfassen Spektralzentroid (Klanghelligkeit), Bandbreite, Spektralform, Spektralflachheit oder Harmonik- bzw. Perkussionsgrad. Das subjektive Klangempfinden hängt eng mit dem Spektrum zusammen; Veränderungen im Spektrum, etwa durch Equalizer oder Filter, verändern Timbre und Wahrnehmung von Helligkeit und Wärme.

Anwendungen finden sich in der Musikproduktion, Audiotechnik, Raumakustik, Sprachsignalverarbeitung sowie der Klangforschung. Das Klangspektrum dient der Analyse, Modellierung, Simulation und Gestaltung von Klängen und wird oft als Grundlage für weitere signalverarbeitende Verfahren herangezogen.