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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
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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
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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
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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)
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声波( sound wave ):在弹性介质( elastic medium )中传播的机械纵波
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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
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2 振源的特征
简谐振动( simple harmonic vibration )
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正弦波( sinusoidal waveform )
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阻尼振动( damped vibration )
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受迫振动( forced vibration )
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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
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3 声波
简谐振动——纯音( pure sound ) 复合振动——复音( complex sound)
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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
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各纯音声波间的关系:相位( phase ) 对听感影响不大
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各纯音声波间的关系:振幅 对听感影响大
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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
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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 )
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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)
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包络
包络( envelope )
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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 )
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连续谱的泛音和包络
包络( envelope)
泛音( overtone)
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阻尼振动产生的声波
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(稳态的)受迫振动产生的声波
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4 语音发生的声学模型
声源—滤波器模型( source-filter model)
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5 语音的声源特征 发声( phonation ):声襞振动 伯努利效应( Bernoulli effect )
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基频( fundamental frequency ,F0 )
基音( fundamental tone )
谐波( harmonic )
泛音( overtone )
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摩擦( frication ):声道中的摩擦
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调制
( modulation )
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6 语音的共振与滤波
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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)
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声道的共振频率
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[ ]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 )
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[ ]ə 的滤波过程
基频过高造成识别困难
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[ ]ə 的滤波过程
![Page 39: 语音学入门第六讲 声学语音学( 1 )](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102407/568134a5550346895d9bad39/html5/thumbnails/39.jpg)
[i] 、 [a] 、 [u] 的频谱
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元音发音的双管共振模型及共振峰分布
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鼻化的影响