تحليل صوتي

يشير تحليل الصوت إلى استخلاص المعلومات والمعنى من الإشارات الصوتية لأغراض التحليل والتصنيف والتخزين والاسترجاع والتركيب ، وما إلى ذلك. وتختلف وسائل الملاحظة وأساليب التفسير، إذ قد يعتمد تحليل الصوت على الأذن البشرية وكيفية تفسير الناس لمصدر الصوت المسموع، أو قد يعتمد على استخدام تقنيات مثل محلل الصوت لتقييم خصائص أخرى لمصدر الصوت كالسعة والتشويه واستجابة التردد . وبمجرد ملاحظة معلومات مصدر الصوت، يمكن معالجة هذه المعلومات لتفسيرها منطقيًا أو عاطفيًا أو وصفيًا أو بأي طريقة أخرى مناسبة من قِبل المستخدم.

يُعدّ تحليل الصوت الشكل الأكثر شيوعًا، وهو مستمد من حاسة السمع . يُعتبر تحليل الصوت، وهو نوع من الإدراك الحسي الذي يوجد لدى معظم الحيوانات على كوكب الأرض، عملية أساسية للعديد من الكائنات الحية. تُوفّر الأصوات الصادرة عن البيئة المحيطة أو الكائنات الحية الأخرى مدخلات لآلية السمع، حيث يقوم دماغ المستمع بتفسير الصوت وكيفية الاستجابة له. ومن أمثلة وظائف السمع: الكلام ، والاستجابة المفاجئة ، والاستماع إلى الموسيقى ، وغيرها.

تُعدّ حاسة السمع قدرة فطرية لدى البشر، وهي أساسية للتواصل في جميع أنحاء العالم، وتُمثّل عملية إضفاء المعنى والقيمة على الكلام وظيفة معقدة ولكنها ضرورية للجسم البشري. وقد ركّزت دراسة الجهاز السمعي بشكل كبير على استخدام الرياضيات وتحليل الاهتزازات والأصوات الجيبية. وكان تحويل فورييه نظرية أساسية في فهم كيفية معالجة الأذن البشرية للهواء المتحرك وتحويله إلى نطاق التردد المسموع، الذي يتراوح بين 20 و20000  هرتز. ^{[ 1 ]} وتستطيع الأذن استقبال شكل موجي معقد واحد ومعالجته إلى نطاقات ترددية مختلفة بفضل الاختلافات في بنية قناة الأذن المُهيأة لنطاقات ترددية محددة. ^{[ 2 ]} ثم يتم تحليل المدخلات الحسية الأولية في الجهاز العصبي حيث تتم عملية إدراك الصوت.

يعمل الجهاز السمعي بالتنسيق مع الجهاز العصبي، مما يمكّن المستمع من تحديد اتجاه مصدر الصوت مكانيًا. يُعرف هذا بتأثير هاس أو تأثير الأسبقية، وهو ممكن بفضل وجود أذنين، أو مستقبلات سمعية. يوفر الفرق الزمني بين وصول الصوت إلى كلتا الأذنين المعلومات اللازمة للدماغ لحساب الموقع المكاني للمصدر. ^{[ 3 ]}

يمكن تحليل الإشارات الصوتية بعدة طرق مختلفة، وذلك حسب نوع المعلومات المطلوبة من الإشارة.

تشمل أنواع تحليل الإشارات ما يلي:

• المستوى والتقدم
• تحليل المجال الترددي
• استجابة التردد
• التشوه التوافقي الكلي بالإضافة إلى الضوضاء (THD+N)
• مرحلة
• التداخل
• التشوه التوافقي (IMD)
• ستيريو ومحيطي

لطالما كانت أجهزة تحليل الصوت الوسيلة الأساسية لتحليل الإشارات منذ اختراع أول جهاز تحليل صوتي من إنتاج شركة هيوليت-باكارد ، وهو HP200A . تُستخدم هذه الأجهزة عادةً في هندسة واختبار وتصنيع المنتجات الاحترافية والاستهلاكية. ومع تطور تكنولوجيا الحاسوب، أُدمجت البرامج في هذه الأنظمة، ثم ظهرت لاحقًا أدوات تحليل صوتي لا تتطلب أي مكونات مادية باستثناء الحاسوب الذي يُشغل البرنامج. تُستخدم برامج تحليل الصوت بانتظام في مراحل مختلفة من إنتاج الموسيقى، مثل الصوت المباشر والمزج والماسترينغ. وتعتمد هذه المنتجات عادةً على خوارزميات ومعالجة تحويل فورييه السريع (FFT) لعرض الإشارة المراد تحليلها بصريًا. تشمل أنواع العرض والمعلومات طيف التردد، والمجال الاستريو ، ومجال الصوت المحيطي ، والمخطط الطيفي ، وغيرها.

• اختبار السمع الحاسوبي – دراسة فهم الصوت بواسطة الآلة 
• الصوت الدلالي – استخلاص المعنى من الصوت 
• التعرف على الكلام – التحويل التلقائي للغة المنطوقة إلى نص 
• التعرف على الصوت – التعرف على الأنماط في الإشارات الصوتية