语音学入门第六讲 声学语音学( 1 )
DESCRIPTION
语音学入门第六讲 声学语音学( 1 ). 朱 磊 上海外国语大学语言研究院. 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 – - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
语音学入门第六讲
声学语音学( 1 )
朱 磊上海外国语大学语言研究院
1 声音的基本性质 波( wave ):扰动( disturbance )在时空中的传播
机械波( mechanical wave )
次声、可听声、超声等
电磁波(电磁辐射)( electromagnetic radiati
on )无线电波、微波、红外线、可见光、
紫外光、 X- 射线、伽马射线等
传播介质( propagating/transmission medium )
需介质 无需介质
速度( velocity )
由介质决定 c = 299,792,458 m/s≈ 300,000 km/s
机械波( mechanical wave )
次声、可听声、超声
电磁波(电磁辐射)( electromagnetic radiati
on )无线电波、微波、红外线、可见光、
紫外光、 X- 射线、伽马射线
频率 f ( frequency )周期 T
( period )波长 λ
( wave length )
f = 1/Tv = λ/T = λf
机械波( mechanical wave )
次声、可听声、超声
电磁波(电磁辐射)( electromagnetic radiatio
n )无线电波、微波、红外线、可见光、紫外
光、 X- 射线、伽马射线
振幅 A( amplitud
e )
振动方向(均质介质
中)
纵波( transverse wave )(如声波、 P 波)
横波( longitudinal wave )
(如 S 波、电磁波)
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 )
nPPPP n /)...( 223
22
21
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 )
共振( resonance )
系统对外力频率响应的选择性:
在受迫振动中,当外力的频率 f =系统的固有频率 fn 时,振幅可达最大值,称为共振;当 f 与 fn 差距越来越大时,振幅越来越小
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
傅里叶分析
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
频谱图:线谱( line spectrum )
基频( fundamental frequency )
基音( fundamental tone )
谐波( harmonic )
泛音( overtone )
第二谐波
第三谐波 第二、三、四谐波
基频(基音)、谐波(泛波)
包络
包络( envelope )
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
包络( envelope)
泛音( overtone)
阻尼振动产生的声波
(稳态的)受迫振动产生的声波
4 语音发生的声学模型
声源—滤波器模型( source-filter model)
5 语音的声源特征 发声( phonation ):声襞振动 伯努利效应( Bernoulli effect )
基频( fundamental frequency ,F0 )
基音( fundamental tone )
谐波( harmonic )
泛音( overtone )
摩擦( frication ):声道中的摩擦
调制
( modulation )
6 语音的共振与滤波
声道的共振频率(以 [ ]ə 或 [ ]ɜ 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)
声道的共振频率
[ ]ə 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 )
[ ]ə 的滤波过程
基频过高造成识别困难
[ ]ə 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