音声スペクトラムアナライザー - マイクのリアルタイム FFT

スペクトラムアナライザーは音を画像に変換します。横軸は周波数、縦軸はレベルで、各縦バーはマイクが狭い周波数帯で拾っているエネルギー量を表します。内部では AnalyserNode が毎秒何度も入力音声に高速フーリエ変換（FFT）を実行します。選ぶ FFT サイズは、すべてのスペクトル解析における基本的なトレードオフを決めます。大きな FFT はスペクトルを細かく分割して周波数分解能を高めますが、フレームごとにより長い音声区間を必要とするため時間分解能は下がります。48,000 Hz では、2,048 ポイント FFT はビンあたり約 23.4 Hz で約 43 ms 以内に反応し、8,192 ポイント FFT はビンあたり約 5.9 Hz まで分解能を高める一方、171 ms のウィンドウにより速い過渡音がぼやけます。ドラムや音声には小さく、チューニングや低域の作業には大きく設定してください。 実際には何に使えるのでしょうか。代表例は室内音響です。スピーカーで曲やピンクノイズを再生してスペクトルを見ます。40 から 120 Hz の範囲にあり、隅で大きくなる頑固な山は、部屋の寸法で決まる定在波であるルームモードです。スピーカーやリスニング位置を動かすと、目に見えて平らになります。ライブエンジニアはハウリングの周波数探しにアナライザーを使います。PA が鳴き始めると、フィードバック周波数は細く着実に上昇するスパイクとして現れ、ピーク表示が、耳をつんざく音になる前にグラフィック EQ で下げるべき数値を教えてくれます。 ミュージシャンは倍音を直接読めます。ギターで単音を弾くと、基音に加え整数倍の倍音のはしごが見えます。110 Hz の A では、約 220、330、440 Hz にスパイクが出ます。音色を理解したり、フレットのビビりのエネルギーを見つけたり、ピアノ弦の倍音が正しい場所にあるか調べたりするのに役立ちます。ピーク表示は最も強い周波数を最寄りの平均律の音名とセント偏差に変換するので、口笛、歌、持続音の楽器用の大まかなクロマチックチューナーにもなります。 フリーズボタンは現在のフレームを保持するので、表示が動き去ることなく一瞬を調べられます。また、バーが激しくなりすぎず読みやすいよう、フレーム間に適度な平滑化を施しています。観察するスペクトルを意図的に変形してしまうため、マイクストリームではエコーキャンセルやノイズ抑制などの音声処理を無効にしています。すべてはブラウザー内でローカルに実行され、マイク信号はメモリ上で解析されるだけで、録音、保存、送信されません。