Nel campo dell'elaborazione numerica dei segnali (digital signal processing, abbreviato in DSP), è una misura di quanto rapidamente un segnale audio decade alle alte frequenze, calcolata con la tecnica della regressione lineare.[1]
Lo spettro visibile e infrarosso della luce solare riflessa da un corpo celeste è utilizzato per dedurre alcune proprietà fisiche e chimiche del corpo in oggetto. Alcuni oggetti possono essere più brillanti (cioè avere una riflessione maggiore) alle alte lunghezze d'onda e quindi appaiono più rossi nel visibile di altri oggetti che non mostrano una dipendenza della riflettanza dalla lunghezza d'onda.
Il diagramma a lato illustra tre tipologie di gradiente spettrale:
gradiente rosso, la riflettanza aumenta con la lunghezza d'onda
spettro piatto (in nero)
spettro blu, la riflettanza diminuisce con la lunghezza d'onda
Matematicamente il gradiente spettrale viene definito come:
dove è la riflettanza misurata con i filtri F0, F1 che hanno come lunghezza d'onda centrale rispettivamente λ0 e λ1.[2]
Il gradiente spettrale è tipicamente espresso in incremento percentuale della riflettanza (riflessività) per unità di lunghezza d'onda: %/100 nm (o % /1000 Å). Esso viene usato prevalentemente nel vicino infrarosso mentre l'indice di colore è più utilizzato nella parte visibile dello spettro elettromagnetico.
Il gradiente spettrale di molti segnali naturali audio (cioè la tendenza ad avere minore energia alle alte frequenze) è conosciuto da molto tempo,[3] e si sa che esso è relativo alla natura della sorgente sonora. Un modo per quantificarlo è di applicare la regressione lineare all'analisi di Fourier del segnale, da cui si ottiene un singolo numero che indica la pendenza della curva che meglio interpola i dati spettrali.[1]
Animali in grado di percepire il gradiente spettrale
Si ritiene che lo scarabeo stercorario sia in grado di percepire il gradiente spettrale del cielo e della luce polarizzata, e che lo utilizzi per orientarsi nei suoi spostamenti.[4]
Anche le formiche del deserto del genere Cataglyphis utilizzano il gradiente di polarizzazione e della luce del cielo per orientarsi nei loro spostamenti.[5]
^(EN) R. Wehner, The ant's celestial compass system: Spectral and polarization channels, in Orientation and Communication in Arthropods, Birkhäuser, Basel, 1997, pp. 145–185, DOI:10.1007/978-3-0348-8878-3_6, ISBN978-3-0348-9811-9.