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第三章 第二节 语音基础知识 口头言语（spoken language）是人类交往的最重要工具。语音（speech sound）是声音的一种，是言语意义的物资载体，离开语音这种物质形式，人类就不能传达、交流那些无形的思想和信息。语音的物理性质和机械波、电磁波、引力波相同，不同的它是由人类发音器官发出的，即不同于风声、雨声，也不同于动物发出的声音。在一个语言共同体里某个语音代表的语义是社会全体成员约定俗成的。因此，语音是一种社会现象。 语音的产生 （一）人类的发音器官 人类具有专门的视觉器官和听觉器官，却没有专门的的发音器官。能够起发音作用的 是呼吸器官和消化器官的某些部分，通常把它们称为发音器官。图3-5 给出和发音活动有关的所有人体器官。这些器官可以分为三大类：肺部为发音的动力源；声带是语音的重要声源；咽腔、口腔和鼻腔是共振腔。把那些可以活动的发音器官如唇、舌、小舌、声带、软腭等称为“积极的发音器官”，不能活动的如牙齿、硬腭齿龈等称为“消极的发音器官”。 下边解释对语音形成有重要作用的几个器官。 图 3-5 人类的发音器官 声带是位于喉头中间的一对唇形的韧带褶，边缘很薄，富有弹性，成年男子的声带约 为十三四毫米长，女子的比男子的声带短约三分之一，儿童的则要更短一些。 声带在不发音时，呈倒“V”形，其中空隙是声门；发声时，杓状软骨靠拢，使得声带闭合，声门关闭，从肺部来的气流被阻塞，形成压力。压力渐大，冲开声带，并使之颤动，产生声音。在肺部气流作用下，声带发生一开一合的运动，完成一次开、合所需的时间叫振动的周期，单位是秒，通常用T表示。周期的倒数，即1/T叫频率，通常用F0表示，它表示每秒振动的次数，单位是赫兹，把它称为基本频率（fundamental frequency）。对于人类来说，F0约在60—350赫兹。由于声带振动波形的特殊性，声带振动产生的声源波里不是只有基本频率，还有它的各次谐波，如果某人的基频是100赫兹，那么在他的声源波里将有200、300、400…直到8000赫兹的各次谐波。不过，谐波的强度随频率增高其强度变低。一般认为，频率每增加一倍，强度下降12分贝。 对于司法语音研究来说，不仅要认识声带在语音形成过程中的重要作用，更要理解它在区分人群上的特殊作用。 语音共振腔 从喉头向上直到唇部叫声道，声道包括喉腔、咽腔、口腔、唇腔和鼻腔，它构成语共 振腔。由声带颤动产生的声带音经过这个共振腔调制，才形成为耳朵所接受的语音。在发音过程中，通过调整咽、口腔的开合度，舌位的前后和上下移动及圆唇和展唇，来改变声道的形态和长度，在物理上就改变了声道的固有频率，形成不同的声道滤波响应（vocal tract filter response）。当声源波通过声道时，声源波里那些和声道固有频率一致的谐波们被激发、放大，形成尖峰，在某个频率区间出现声能集中区，即所谓的共振峰（formant）；而那些不一致的则被抑制形成低谷，通常称为零点(zero)，成为能量弱区或空白区。每种音素如“一”、“乌”、“啊”都有属于自己的声道形态。正是这种种不同的声道造型才在声源波里“滤出”不同的语音来。图 3-6给出最常见的语音波形、频谱及其包络。 图 3-6 语音波形、频谱及其包络 语音共振腔的滤波作用是一切语音外在表现的根据。语音图谱是发音时口腔造型的反映，语音图谱里表现出的特殊性，是发音人口腔活动特殊性的反映。对于司法语音分析来说，除了理解共振腔和语图互为里表之外，还要记住发音动作也受心理因素影响。 2．舌头 声道里的众多发音器官中，舌头是最重要、最灵活的发音部件。舌头不仅可以上下升 降，前后移动，而且它的各个部分--舌尖、舌叶、舌面、舌根--都可以独立活动。舌头是共振腔千变万化的基础，由于有了最灵活的发音要件舌头，才产生了种种不同的语音音素。舌头的位置、形状、活动方式是语音生理分析的主要内容，也是语音分类的主要依据。 语音发音模型 语音是发音器官运动的结果。20世纪60年代已经提出以下语音产生的数学模型 S（t）=G（t）* V（t）* R（t） （1） S（f）=G（f）* V（f）* R（f） （2） 该公式表明，语音S（t）是由三部分组成的：声源信号G（t），声道传输函数V（t），及辐射特性R（t）。公式（2）对应的频域形式。实际上发音是一个连续动作，不可能分成三个孤立的部分，这只是从言语工程角度提出的近似模型，基于该模型发展起来的语音合成方法，能够比较正确的合成出多种人类言语语音，从