三維頻譜是以頻率、幅度、時間三維坐標系呈現的聲學分析圖譜，其核心屬性是通過空間維度展示動態頻譜信息。在語音分析領域被稱為語圖（語譜圖），通過橫縱坐標分別表示時間與頻率，以灰度或色調濃淡展示特定時刻的頻率成分強度。傳統語圖儀與現代計算機分別採用不同坐標軸編排方式，前者時間軸為橫坐標，後者時間軸則以斜軸形式構建立體頻譜。計算機繪製的三維頻譜則以頻率為橫坐標，以振幅為縱坐標，以時間為斜軸。該技術在心血管疾病診斷、機械振動分析和心電信號處理等領域具有重要套用價值。超聲脈衝都卜勒三維實時頻譜圖儀在心血管疾病診斷中的套用，齒輪箱振動信號的三維頻譜分析，以及信號平均心電圖三維頻譜分析在預測心肌梗塞後室性心動過速中的價值等。
基本介紹
- 別稱：語圖
- 空間維度：三維坐標系
- 主要參數：頻率/時間/振幅
- 醫學套用：心血管疾病診斷（截至2025年）；超聲脈衝都卜勒三維實時頻譜圖儀在心血管疾病診斷中的套用
- 繪製方式：語圖儀/計算機
- 數據源：聲學信號/振動信號
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定義與結構
三維頻譜是以頻率、幅度、時間三個維度構建的數學可視化模型，其中：
- 頻率維度：反映信號成分的振動速率（單位：Hz）
- 時間維度：記錄信號特徵的持續過程
- 幅度維度：表示各頻率成分的能量強度
在語音分析領域，該模型被稱作語圖，其標準構型以：
- 縱軸：頻率（0-8000Hz）
- 橫軸：時間（單位：秒）
- 灰度值：對應頻率成分的振幅強度
繪製方式
傳統繪製技術
語圖儀生成的三維頻譜採用：
- 橫坐標：時間序列
- 縱坐標：頻率分布
- 著色系統：以圖紋顏色的深淺表示幅度的大小
計算機繪製技術
數位化處理系統構建的立體頻譜包含：
- X軸：頻率
- Y軸：振幅
- Z軸：時間（傾斜45°視覺呈現）
套用領域
- 醫學診斷三維頻譜圖是用頻率、幅度、時間三維坐標表示的頻譜。語圖儀繪製的三維語圖以時間為橫坐標，以頻率為縱坐標，以圖紋顏色的深淺表示幅度的大小，是一種三維頻譜。計算機繪製的三維頻譜則以頻率為橫坐標，以振幅為縱坐標，以時間為斜軸，在視覺上是一種立體頻譜。
- 工業檢測齒輪箱振動信號通過三維頻譜分析，可有效檢測機械部件的磨損程度與故障位置。
- 心電分析三維頻譜圖是用頻率、幅度、時間三維坐標表示的頻譜。語圖儀繪製的三維語圖以時間為橫坐標，以頻率為縱坐標，以圖紋顏色的深淺表示幅度的大小，是一種三維頻譜。
