语音信号处理课件作业

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浊音(Voiced sounds) ：声带绷紧，气流通过时会使 得开口变成一开一闭的周期性动作，这时候就造成 周期性的激发气流，如a，o；
清音（Unvoiced or Fricative sounds） ：声带完全 舒展，声道某部位收缩形成一个狭窄的通道，产生 空气湍流，如t，d；
爆破音：声带完全舒展，声道的某部位完全闭合，一旦 闭合点突然开启，空气压力快速释放 ，如b，p。
离L=17 cm，音速c=340 m/s，则共振峰将发生在：
c （2n 1）c
Fn
n
4L
n 1,2,
(n为第n个共振峰的波长)
我们们计算一下前三个振峰：
F1
c
1
c 4L
340 4 17 102
500Hz
F2
c
2
3c 1500Hz 4L
,
F3
c
3
5c 2500Hz 4L
谐振频率发生在500Hz的奇数倍
第02章基础知识—1
第2章 语音信号基础知识
1. 人类的语言器官 2. 语音产生过程 3. 语音信号产生的数字模型 4. 语音信号的特性 5. 人类的听觉功能
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第02章基础知识—2
1. 人类的语言器官
1、人类的语言器官
人类能以语言沟通，进而累积知识，形 成文化，其中一个主要的原因，就是人类具 有较其它生物优越的发音器官。
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第02章基础知识—4
1. 人类的语言器官
1、人类的语言器官
图2-1 人类的发音器官
鼻腔(nasal cavity) 口腔(oral cavity)
唇(lips)
齿龈(alveolar ridge) 硬颚(hard palate) 软颚(velum) 小舌头(uvula) 声门(glottis)
F2
600～2 800 700～3 300 50～90
F3
1 300～3 400 1 500～4 000 60～180
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第02章基础知识—14
2、语音信号产生过程
2. 语音产生过程
理想状态下共振峰的计算：假设声道截面是均匀的（此
时可把声道看作一个粗细均匀的圆筒），从喉到唇的距
语音的频率特性主要是由共振峰决定的。而声道的共振峰特性 决定所发声音的频谱特性，即音色。
元音的音色和区别特征主要取决于声道的共振峰特性。共振峰 特性可以从语音信号频谱分析得到的幅频特性观察到。
在声学语音学中通常考虑F1和F2，但在语音识别技术中至少要 考虑三个共振峰，而在语音合成技术中考虑五个共振峰是最为 现实的。
齿(teeth)
舌(tongue) 咽(pharynx)
喉(larynx)
注：喉部以上的部分统称为声道；气管和肺在声门以下
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第02章基础知识—5
1. 人类的语言器官
图2-2 最重要的发音器官之一：声带
1、人类的语言器官
(a)闭合状态
(b)张开状态
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第02章基础知识—11
2、语音信号产生过程
口腔对声源频谱的调制——共振峰
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第02章基础知识—12
共振峰是声道的重要声学特性。声道对于一个激励信号的响应， 可以用一个含有多对极点的线性系统来近似描述。每对极点都 对应一个共振峰频率。这个线性系统的频率响应特性称为共振 峰特性，它决定信号频谱的总轮廓，或称谱包络。
共振峰(Fn , n=1,2,...)：声道是一个谐振腔，它放大声音气 流的某些频率分量而衰减其他频率分量，被放大的频率我 们称之为共振峰或共振峰频率。
声道具有的一组共振峰，声道的频谱特性主要反映出这些共 振峰的不同位置以及各个峰的频带宽度 。共振峰及其带 宽取决于声道某一瞬间的形状和尺寸，因而不同的语音对 应于一组不同的共振峰参数。实际应用中，头三个共振峰 最重要,越多越精确。
人类的发音器官能够产生多样性的声音， 构成丰富的词汇，无疑是最关键的因素。
声音是一种波，能被人耳听到，它的振 动频率在20～20 000 Hz之间。
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第02章基础知识—3
1. 人类的语言器官
1、人类的语言器官
人体发音器官—肺、气管、喉（包括声带） 和声道，肺是语音产生的能源所在；声带 为产生语音提供主要的激励源；声道是指 声门至嘴唇的所有器官：咽、鼻腔 、口 腔等，它们具有非均匀截面，且随时间变 化，起共鸣器（或谐振器）的作用。
能被人耳听到，它的振动频率在20～20 000 Hz之间
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第02章基础知识—10
2、语音信号产生过程
2. 语音产生过程
语音的两个重要声学特性：
浊音的基音频率(F0)：由声带的尺寸、特性和声带所受张力 决定，其值等于声带张开和闭合一次的时间的倒数。人类 基音频率的范围在80～500 Hz左右。
声波的共振也称为共鸣。声道截面积随纵向位置而改变的函数， 称为声道截面积函数，它决定共振峰的特性。
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第百度文库2章基础知识—13
前三个共振峰的频率范围
2、语音信号产生过程
频率范围/Hz
成年男子
成年女子
带宽
F1
200～800
250～1 000 40～70
甲状软骨 杓状软骨 环状软骨 声门 声带
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第02章基础知识—6
2.语音产生过程
2、语音信号产生过程
直流气流 交流气流
速度波
声压波
肺
声带
声道
嘴唇
声音
能源
激励源
谐振源
辐射源
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第02章基础知识—7
声门气流和嘴部声压
2、语音信号产生过程
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第02章基础知识—8
物理模型
2、语音信号产生过程
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第02章基础知识—9
2、语音信号产生过程
2.语音产生过程
语音的形成过程—空气由肺部排入喉部，经过声带 进入声道，最后由嘴辐射出声波，形成语音。