语音信号的频域特性
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实验二语音信号的频域特性
1.观察语音信号的频域特点,总结其规律。
答:不同的浊音,其共振峰的数值都不一样。清音的频谱比较平坦。
2. 总结清音/b/p/m/f/d/t/n/l/g/k/h/j/q/x/z/c/s/zh/ch/sh/r/共21个的语谱图的规律,给出辅音的能量集中区;
答:清音段幅度小,其能量集中于高频段,语谱图没有明显的周期规律,波动变化较小。浊音段幅度较大,其能量集中于低频段。
3.总结浊音/a/o/e/i/u/ü/ao/ai/ei/ou/ie /an/en/in/ang/eng/ong/ing/共18个的语谱图的规律,提取这18个浊音的基频、前三个共振峰频率和共振峰处的功率(dB);
a 基频(Hz)共振峰(Hz) 757.2 1388 3108
124.6 功率(dB) 74.3 72.1 54.9
o 基频(Hz)共振峰(Hz) 581.8 1038 3108
120.9 功率(dB) 77.0 78.2 31.3
e 基频(Hz)共振峰(Hz) 476.6 1248 3000
124 功率(dB) 74.2 71.2 44.1
i 基频(Hz)共振峰(Hz) 371.3 2625 3494
125.3 功率(dB) 75.8 71.3 36.5
u 基频(Hz)共振峰(Hz) 687 2722 3494
123.3 功率(dB) 75.3 70.2 45.2
ü基频(Hz)共振峰(Hz) 231 2371 3283
124.1 功率(dB) 76.8 66.7 54.1
ao 基频(Hz)共振峰(Hz) 789 2637 3095
125.1 功率(dB) 76.87 70.64 41.9
ai 基频(Hz)共振峰(Hz) 810 2553 3464
127.2 功率(dB) 75.7 70.9 36.0
ei 基频(Hz)共振峰(Hz) 278.8 2487 3010
123.1 功率(dB) 75.7 75.9 45.8
ou 基频(Hz)共振峰(Hz) 336.0 1689 3093
122.1 功率(dB) 75.7 66.8 46.9
ie 基频(Hz)共振峰(Hz) 241.4 2228 3487
120.1 功率(dB) 75.3 70.2 45.8
an 基频(Hz)共振峰(Hz) 681.1 1765 3073
128.3 功率(dB) 75.1 65.5 36.4
en 基频(Hz)共振峰(Hz) 283.3 1817 3029
128.3 功率(dB) 74.8 65.0 35.3
in 基频(Hz)共振峰(Hz) 230.1 2580 3038
130.1 功率(dB) 74.7 70.2 45.2
ang 基频(Hz)共振峰(Hz) 821 2073 3383
129.1 功率(dB) 76.3 75.7 47.0
eng 基频(Hz)共振峰(Hz) 382.7 2011 3080
130.1 功率(dB) 75.4 71.0 36.9
ong 基频(Hz)共振峰(Hz) 444.6 2520 1019
131.2 功率(dB) 76.3 66.6 36.6
ing 基频(Hz)共振峰(Hz) 211.0 2711 3396
135.1 功率(dB) 74.3 74.4 35.9
4./r/、/m/、/n/、/l/ 从这几个音素的的基频、共振峰频率和共振峰处的功率(dB);
r 基频(Hz)共振峰(Hz) 734 1338 3114
127.3 功率(dB) 74.1 64.0 44.1
m 基频(Hz)共振峰(Hz) 450 980 3291
130.2 功率(dB) 77.3 67.1 47.7
n 基频(Hz)共振峰(Hz) 379.5 1161 3256
130.5 功率(dB) 77.0 66.8 37.0
l 基频(Hz)共振峰(Hz) 486 1303 3143
127 功率(dB) 73.6 53.2 32.6
5. 分析宽带语谱图和窄带语谱图的不同之处,请解释原因;
宽带语谱图的时域分辨率高、可以看见语谱图上的纵的线条;窄带语谱图的频域分辨率高、语谱图上横的线条明显。窄带语谱图可以清晰的显示谐波的结构,反映基频的时变过程;
宽带语谱图能清晰的显示共振峰结构,和语谱包络,能反映频谱的快速时变过程。
由于宽带语谱图窗长较小,在短时傅氏变换后的频谱中,主瓣和旁瓣的宽度大,与原始语音信号卷积后导致信号频谱曲线更平滑,导致语音信号的基频变化不明显,但也突出了共振峰的变化;窄带语谱图窗长较大,在变化后的主旁瓣宽度小,与信号卷积后的波形毛刺更多,导致无法识别共振峰的变化,但也突出了信号的基频特性。
6.对语音加的是不同的窗函数:例如方窗、Hamming窗等,试分析Hamming窗与方窗对频谱的影响。
Hamming窗主瓣加宽并降低,旁瓣则显著减小,衰减速度慢,Hamming主瓣加宽,相当于分析带宽加宽,频率分辨力下降。加汉明窗后,信号的细节保留较好,加方窗后细节保留就差,但毛刺少。