第二讲 发音与声学语音学（二）语音的声学基础.pptVIP

第二讲发音与声学语音学（二） 上海外国语大学语言研究院 语音的声学基础 1 声音的基本性质 波（wave）：扰动（disturbance）在时空中的传播 声波（sound wave）：在弹性介质（elastic medium）中传播的机械纵波 速度：正常气压、15℃空气中c ≈ 340 m/s 频率：倍频程/八度（octave） 20Hz – 40Hz – 80Hz – 160Hz – 320Hz – 640Hz – 1280Hz – 2560Hz – 5120Hz – 10240Hz – 20480Hz 振幅：位移（displacement） 声压（sound pressure） 声压的有效值/均方根值（root mean square value） PRMS = 声强（sound intensity） 单位时间通过垂直于声音传播方向单位面积的声能量(W/m2) 音质（sound quality） 连续音（continuous sound）与脉冲音（impulsive sound） 乐音（musical sound）与噪音（noise） 2 振源的特征 简谐振动（simple harmonic vibration） 正弦波（sinusoidal waveform） 阻尼振动（damped vibration） 受迫振动（forced vibration） 3 声波 简谐振动——纯音（pure sound） 复合振动——复音（complex sound) 复音声波的分析：傅里叶分析（Fourier Analysis） 一切复音声波都可以被分解为不同纯音声波的组合 各纯音声波间的关系：相位（phase） 对听感影响不大 各纯音声波间的关系：振幅 对听感影响大 频谱图（spectrum） 只显示各纯音音波的频率和振幅，不显示相位关系 由频率呈离散分布的纯音合成的复音 此种复音有周期性（periodic）， 其频率为各纯音频率的最大公约数 基频（基音）、谐波（泛波） 包络 频谱图：连续谱（continuous spectrum） 由频率呈连续分布的纯音合成的复音 此种复音无周期性（aperiodic） 连续谱的泛音和包络 阻尼振动产生的声波 （稳态的）受迫振动产生的声波 元音的声学分析 1 语音发生的声学模型 声源—滤波器模型（source-filter model) 2 元音的声源特征 发声（phonation）：声襞振动 伯努利效应（Bernoulli effect） 3 共振与滤波 声道的共振频率（以[?]或[?]为例） 声道长度l = 1/4波长 声道长度l = 3/4波长 声道长度l = 5/4波长 c = λ/T = [(4/s)l]/T (s = 1, 3, 5 …) = λf = [(4/s)l]f fR = (sc)/(4l) = s×[(340)/(4×0.17)] = s×500(Hz) 4 语图仪（spectrograph） 5 元音的声学特征 基频（fundamental frequency，F0） 基音（fundamental tone） 谐波（harmonic） 泛音（overtone） 声道的共振频率 [?]的滤波过程 基频、谐频与fR的关系： fR未必与谐频相等，即未必为F0的倍数 F1 F2 F3 共振峰（formant） [?]的滤波过程 基频过高造成识别困难 [?]的滤波过程 [i]、[a]、[u]的频谱 元音发音的双管共振模型及共振峰分布 鼻化的影响 语图（spectrogram） 灼针 电感纸 卷纸鼓 滤波 带宽（bandwidth）对滤波效果的影响 窄带（narrow band） 宽带（wide band） 窄带语图 宽带语图 用不同带宽滤波后得到的[?]的语图 窄带语图 宽带语图 滤波带宽大，所需时间短 周期清晰，可显示短时间内的变化 谐频不清楚，主要用于判断共振峰 滤波带宽小，所需时间长 周期模糊，可显示长时间内的变化 谐频清楚，主要用于判断基频 窄带语图 宽带语图 i a ? h j ? m ? n s