试论语音声学参数
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语音的声学特征语音的声学特征是指各种语音音频信号在声学上的特征。
这些特征是通过语音信号的产生、传输和接收过程中的声学效应所产生的。
在理解语音的声学特征时,需要考虑到语音的基本单位——音素,以及声学参数——频率、幅度、时长、共振等等。
一、音素语音信号是由一系列较小的语音单元构成的。
这些单元被称为音素。
音素是语音的最小基本单位。
它们被用来构建单词、短语和句子。
音素有两种类型:元音和辅音。
元音由良好的声音质量和长短程度特征定义;辅音由有息音、无息音和破裂音组成。
二、频率声波的频率是指一个声音波形中每秒的震荡周期数。
它的单位是赫兹(Hz)。
人类能够听到的最低频率大约是20 Hz,最高频率约为20 kHz。
音素的声学特征与其所包含的频率成正比。
例如,元音的声学特征被定义为频率范围内声波的振幅和共振特征。
辅音的声学特征则取决于它们所包含的频率成分以及这些成分与元音的相对幅度和时序关系。
三、幅度幅度是声波在传播过程中能量的大小。
它的单位是分贝(dB)。
在语音中,幅度通常用来表征语音的响度和音量。
音素的声学特征与其所包含的幅度成正比。
例如,元音的声学特征被定义为声波在不同频率下的幅度响应,其中声波幅度随着频率的上升而降低。
辅音的声学特征则取决于有息音和无息音间幅度的大小关系,以及破裂音的起始时刻的幅度峰值大小。
四、时长时长是声音的持续时间,以秒为单位(s)。
在语音中,时长通常用于描述元音的持续时间和辅音的持续时间。
音素的声学特征与其时长有关。
例如,元音的声学特征被定义为其始音、高峰和次谷之间的时长;辅音的声学特征则被定义为其始音和尾音之间的时长。
五、共振共振是声波在特定频率下放大或减弱的形式。
它的单位是dB。
在语音中,共振通常用来描述元音的音高和声音的质量。
元音的声音质量与其所包含的共振特征成正比,而辅音的声音质量则取决于其所在音素的元音共振特征。
总之,语音的声学特征是指各种语音音频信号在声学上的特征。
这些特征对于语音的理解和识别非常重要,因此对于不同语种的学习和研究都具有重要意义。
《基于语音声学参数库的东部裕固语语音研究》篇一一、引言随着科技的进步,语音学研究在语言学领域中扮演着越来越重要的角色。
其中,基于语音声学参数库的研究方法为语言学者提供了新的研究途径。
本文旨在探讨基于语音声学参数库的东部裕固语语音研究,通过分析其声学特征,为进一步了解东部裕固语的语音特点和语言演变提供理论依据。
二、东部裕固语概况东部裕固语,又称东部裕固族语,是裕固族的一种方言,主要分布在中国的某些特定地区。
作为一种少数民族语言,其语音特点、词汇和语法等方面具有独特性。
然而,由于历史、地理等多方面原因,东部裕固语的语音研究相对滞后,亟需进一步的研究和保护。
三、语音声学参数库的建立为了深入研究东部裕固语的语音特点,本文首先建立了基于东部裕固语的语音声学参数库。
该参数库主要包括音高、音长、音色等声学参数。
通过对大量东部裕固语语料进行采集、标注和预处理,我们构建了一个包含丰富语音信息的数据库。
四、基于声学参数的语音特征分析利用建立的声学参数库,本文对东部裕固语的语音特征进行了深入分析。
首先,我们分析了音高和音长等参数在各种音节结构中的分布情况,探讨了不同音节结构对音高和音长的影响。
其次,我们通过分析音色参数,探讨了东部裕固语的元音和辅音的音质特点。
此外,我们还研究了不同年龄、性别和方言区等因素对语音特征的影响。
五、研究结果与讨论通过对声学参数库的分析,我们得出以下结论:1. 东部裕固语的音高和音长具有明显的规律性,不同音节结构对音高和音长的影响显著。
这为进一步研究东部裕固语的语音规则提供了重要依据。
2. 东部裕固语的元音和辅音具有独特的音质特点,这与其语言发展历程和地理环境密切相关。
3. 年龄、性别和方言区等因素对东部裕固语的语音特征具有一定影响,这为我们在实际教学中提供了一定的参考依据。
然而,本研究仍存在一定局限性。
首先,由于语料库规模有限,可能存在一定程度的抽样误差。
其次,本研究仅从声学角度分析了东部裕固语的语音特征,未来可结合其他研究方法进行更全面的研究。
1.A 计权声压级声压有效值定义为一定时间间隔中,瞬时声压对时间的均方根值,用p e表示:将声压有效值p e与基准量p0之比的对数乘以20 便可以得到声压pe的声压级,用L p表示:A 计权声压级(简称 A 声级)用以模拟55dB以下低强度噪声特性,对 1000Hz 以下的低中频段衰减,其结果与人对声音的感知相近。
2.响度响度(Loudness)是基于人耳对声音频谱掩蔽特性的反映人耳对声音强弱感知程度的心理声学参数,单位为宋(sone),规定1000Hz纯音的声压级为40dB时的响度为1宋。
国际标准 ISO532 规定了 A、B 两种计算稳态噪声响度的计算方法:a)Stevens方法(ISO532A):详细内容参见标准 ISO532-A-1975 和。
其数学表达式为:b)Zwicker方法(ISO532B)(本文所采用方法):Zwicker 法适用于自由声场或混响声场的计算,在通常情况下一般采用Zwicker 法的响度计算模型。
Zwicker 法以1/3倍频程频谱为依据,引入了特征频带和特征响度的概念,首先计算每个特征频带特征响度,再由此来得到总响度值。
根据 Zwicker 的响度理论,通过激励E可以计算得到特征响度,其计算公式:式中:E TQ为绝对听阈下的激励(安静状况下),E0为基准声强下的激励,被计算声音的特征频带声压级作为激励级E。
对特征响度在0-24 Bark域上积分,即可得到总响度:注:掩蔽效应是指由于一个声音的存在而使另一个声音听阈提高的现象。
人类的听觉系统具有滤波特性,即频率选择性。
为了描述人耳的频率选择特性和掩蔽效应,Zwicker假设人的听觉系统将声音信号分量分成24个频带,当确定了一个声音的频率时,能够产生掩蔽效应的另外一个声音的频率范围称为“特征频带”,单位是Bark。
在 Zwicker 模型中,特征频带Bark 数z和频率 f(Hz)的对应关系可近似表达为:3.尖锐度尖锐度(Sharpness)是描述高频成分在声音频谱中所占比例的物理量,主要反映人们主观上对高频段声音刺耳程度的感受,单位为 acum。
声学设计中的几个重要参数1、吸声系数〆建筑声学设计中用吸声材和吸声结构来消除回声,颤动回声,声聚焦和减少混响时间等房间的声学缺陷。
吸声材料吸声结构通常用吸声系数〆来表示。
Eo-Er〆=0Eo式中:Eo-入射到吸声材料的声能:Er-被材料反射出来的声能。
〆=1意味着声能全被吸收;〆=0意味着声能全被反射。
2、临界距离DC前面已提到直达声的传播衰减与传输距离的平方比成反比,离声源的距离越远,声压级越低,混响声的传播衰减不遵守平方反比定律,在理想状态下,理论上它在整个房间的声压级是相等的。
临界距离DC是指在声源轴线方向上,直达声与混响声声能相等的距离,即D/R=(0dB),临界距离在计算声音清晰度时很有用,一般来说,在D/R>-6dB 区域内(即2倍临界距离),声音的清晰度是最好的。
Q-扬声器的指向性因数R-房间常数(即房间的吸声量)〆-房间的平均吸声系数S-房间的总吸声面积3、混响时间R60房间的混响R60与房间的容积V表面面积S和房间的平均吸声系数有关,V-房间容积M3S-房间的总吸声面积房间平均吸声系数应使用EYING公式计算;M为空气吸声系数,它与频率和湿度有关,1KHZ~8KHZ的M值为0.003~0.057。
不同混响时间R60的听觉感受:R60<0.5秒(500HZ);声音清晰,但太于(单薄),适宜于录音室。
R60=0.7~0.8秒(500HZ):声音清晰、干净、适宜于电影院和会议厅。
R60=1.2~1.4秒(500HZ):声音丰满、有气魄、空间感强,适用于音乐厅和剧场。
R60>2秒~3秒(500HZ):声音混浊、语言清晰度差,声音发嗡,有回声感。
吸声材料与吸声结构按吸声机理,常用的吸声材料与吸声结构可分为多孔吸声材料和共振吸声结构。
1、多孔吸声材料多孔吸声材料包括纤维材料和颗粒材料。
几个重要的录音声学参数1、相位:声波在其周期运动中所达到的精确位置。
通常以圆圈的度数来计算。
也就是说所有波峰或者波谷都是同相位的,波峰、波谷之间则是互相反向,相位差正好是180°。
同相位相加,反相位相减。
2、声音的定义:⑴可定义为空气或者其它弹性媒质中的波动(有时候称激励)⑵也可定位为对声敏感器官的感觉。
3、人的听音范围:16Hz-18KHz,人耳最敏感的是1KHz-5KHz。
4、分辨率:分贝:可以分辨2dB的变化;时间:时差为2毫秒频率:基本上是在3Hz5、声音定位:低于1000Hz的声音,具有异向效应(相位差)的效应,1000HZ 以上则声强起主要作用(强度差)。
6、直达声:从声源经视在途经直接到达听者的声音信号。
7、直达声的作用:⑴是我们感受声源本身特征的基本依据,是受周围环境的声学环境影响最小的信号,受到距离的变化而变化。
⑵直达声持续时间与声源的辐射时间相同。
⑶直达声是判断声源宽度和深度的重要依据。
8、延迟声:⑴延迟声的特征:①在一般情况下,延迟声的相对强度是随着时间的加长而减弱的。
②反射声的方向通常也直达声不同,是由反射面的位置和形状所决定的。
③反射声的频率特性因界面的声学性质而异,一般地说,它的频率特性与声源的频率特性不同。
⑵在听音中的作用:①室内反射声的重要作用是给人以空间大小的感觉。
②提高直达声的响度、控制在30毫秒以内,30毫秒以外,则变为镶边效应。
9、混响声⑴混响声场:由声源直接辐射到室内空间,未经任何反射的声场称为直达声场,而经过室内界面一次或多次反射之后称为混响声场。
⑵混响半径:在室内声场中,可以找到一个临界距离,在这一距离上的各点,直达声场与混响声场的作用相等,我们把这一距离称为临界距离或混响半径。
在室内声场达到稳定的情况下,声源停止发声,由于声音的多次反射或散射而使声音延续的现象,称为混响。
混响是耳朵不可辨的多次反射,延迟是耳朵可辨的反射声。
10、混响的作用:⑴提高了听感的响度。
《布里亚特语及其方言语音声学分析》篇一一、引言布里亚特语,作为蒙古族的一个重要语言分支,具有其独特的语音特点和声学结构。
本文旨在通过对布里亚特语及其方言的语音声学分析,揭示其语音特征和声学差异,为布里亚特语的语音研究提供一定的参考。
二、布里亚特语概述布里亚特语属于蒙古语族,具有丰富的语音系统和复杂的音韵结构。
其语音特点包括元音丰富、辅音多样、音节结构灵活等。
布里亚特语在蒙古族地区广泛使用,具有深厚的文化底蕴和历史背景。
三、布里亚特语方言的分类与特点布里亚特语方言众多,各地区之间的语音差异较为明显。
根据地理位置和语言特点,布里亚特语方言可大致分为东、中、西三个方言区。
其中,东方方言区以东部地区为主,语音较为清晰;中部方言区则以中北部地区为主,语音较为柔和;西部方言区则以西部地区为主,语音较为粗犷。
四、布里亚特语语音声学分析(一)元音的声学特征布里亚特语的元音系统丰富多样,包括单元音、复元音和鼻化元音等。
在声学分析中,元音的音质、时长和频率等特征是重要的分析参数。
通过对不同方言区元音的声学分析,可以揭示各地区元音的差异和特点。
(二)辅音的声学特征布里亚特语的辅音系统同样丰富,包括清辅音、浊辅音和鼻辅音等。
辅音的声学特征包括音质、时长、发音部位和发音方法等。
通过对辅音的声学分析,可以了解布里亚特语辅音的发音特点和变化规律。
(三)音节和语调的声学特征布里亚特语的音节结构灵活多变,包括单元音节、复元音节和辅音加元音节等。
此外,布里亚特语的语调也具有明显的特点。
通过对不同方言区音节和语调的声学分析,可以揭示各地区语音的节奏和韵律特点。
五、布里亚特语方言的声学差异与共性通过对布里亚特语及其方言的声学分析,可以发现各地区之间的语音差异和共性。
在元音方面,各地方言的元音音质、时长和频率等特征存在差异;在辅音方面,各地方言的辅音发音部位和发音方法等特征也存在差异。
然而,布里亚特语及其方言在语音上也有共性,如元音系统的基本结构和辅音系统的基本类型等。
声学中的声音的特性和参数声音是我们日常生活中不可或缺的一部分,它是通过空气、固体或液体传播的机械波。
声学研究声音的产生、传播和接收过程,并通过对声音的特性和参数进行分析来深入了解声音的本质。
本文将介绍声学中声音的特性和参数,以增进对声学科学的理解。
一、声音的特性声音具有以下几个重要的特性:1. 频率:频率表示声音的音调高低。
高频率的声音对应高音,低频率的声音对应低音。
频率的单位是赫兹(Hz),即每秒振动次数。
人的听力范围通常在20Hz到20kHz之间。
2. 响度:响度是声音的主观感受,表示声音的强度或音量大小。
响度的单位是贝尔(B)或分贝(dB)。
分贝是以对数形式表示的响度单位,常用于测量和比较不同声音的强度。
3. 声音色彩:声音色彩是声音特有的音质特征,可以用来区分不同的乐器或声源。
声音的色彩由其频谱成分决定,频谱分析可以显示声音在不同频率上的能量分布情况。
4. 时长:声音的时长表示声音持续的时间长短。
不同声音在时长上有所区别,如短促的爆炸声和持续的长音。
二、声音的参数声音的参数是用来具体描述声音特性的量化指标,以下是常用的声音参数:1. 音频振幅:音频振幅是声音振动的最大幅度,反映了声音的强弱。
振幅的单位是帕斯卡(Pa),即气压单位。
振幅较大的声音听起来会更响亮。
2. 音频功率:音频功率是指声音传递或发射中的总能量。
功率可以用来衡量声音的能量大小,单位通常是瓦特(W)。
3. 声压级:声压级是测量声音强度的指标,也是分贝单位的一种使用。
声压级与声音的振幅和频率有关,通常使用参考声压为2×10^(-5)帕。
4. 频谱分析:频谱分析用于显示声音信号在不同频率上的能量分布情况。
这种分析可以帮助我们更好地了解声音的频率特性和谐波结构。
5. 回声和混响:回声和混响是声音在空间中反射和散射产生的现象,它们在声学研究中有着重要的地位。
回声和混响对听觉体验和音频处理都具有影响。
三、应用声音的特性和参数在多个领域有着广泛的应用,包括:1. 音乐和艺术:声音的特性和参数是音乐创作和演奏的重要基础。
1.A 计权声压级声压有效值定义为一定时间间隔中,瞬时声压对时间的均方根值,用p e表示:将声压有效值p e与基准量p0之比的对数乘以20 便可以得到声压pe的声压级,用L p 表示:A 计权声压级(简称A 声级)用以模拟55dB以下低强度噪声特性,对1000Hz 以下的低中频段衰减,其结果与人对声音的感知相近。
2.响度响度(Loudness)是基于人耳对声音频谱掩蔽特性的反映人耳对声音强弱感知程度的心理声学参数,单位为宋(sone),规定1000Hz纯音的声压级为40dB时的响度为1宋。
国际标准ISO532 规定了A、B 两种计算稳态噪声响度的计算方法:a)Stevens方法(ISO532A):详细内容参见标准ISO532-A-1975 和ANSIS3.4-1980。
其数学表达式为:b)Zwicker方法(ISO532B)(本文所采用方法):Zwicker 法适用于自由声场或混响声场的计算,在通常情况下一般采用Zwicker 法的响度计算模型。
Zwicker 法以1/3倍频程频谱为依据,引入了特征频带和特征响度的概念,首先计算每个特征频带特征响度,再由此来得到总响度值。
根据Zwicker 的响度理论,通过激励E可以计算得到特征响度,其计算公式:式中:E TQ为绝对听阈下的激励(安静状况下),E0为基准声强下的激励,被计算声音的特征频带声压级作为激励级E。
对特征响度在0-24 Bark域上积分,即可得到总响度:注:掩蔽效应是指由于一个声音的存在而使另一个声音听阈提高的现象。
人类的听觉系统具有滤波特性,即频率选择性。
为了描述人耳的频率选择特性和掩蔽效应,Zwicker假设人的听觉系统将声音信号分量分成24个频带,当确定了一个声音的频率时,能够产生掩蔽效应的另外一个声音的频率范围称为“特征频带”,单位是Bark。
在Zwicker 模型中,特征频带Bark 数z和频率f(Hz)的对应关系可近似表达为:3.尖锐度尖锐度(Sharpness)是描述高频成分在声音频谱中所占比例的物理量,主要反映人们主观上对高频段声音刺耳程度的感受,单位为acum。
语音识别技术中的声学模型算法分析语音识别技术是一种将语音信号转化为文本的技术,具有广泛的应用前景。
而声学模型则是语音识别技术中的重要组成部分。
本文将对语音识别技术中常用的声学模型算法进行详细分析。
声学模型是语音识别系统的核心部分,它负责将输入的语音信号转化为概率分布的声学特征。
常见的声学模型算法包括隐马尔可夫模型(HMM)、深度神经网络(DNN)和循环神经网络(RNN)等。
首先,隐马尔可夫模型(HMM)是最早应用于语音识别的声学模型算法之一。
HMM模型假设语音信号是由一系列隐藏的状态和可观测的声学特征序列组成的。
这些隐藏状态是不可直接观测到的,只能通过观测到的声学特征序列进行推断。
HMM模型中的参数包括状态转移概率、状态发射概率和初始状态概率。
通过对这些参数的训练,可以使HMM模型得到更好的语音识别效果。
其次,深度神经网络(DNN)是近年来在语音识别领域取得重大突破的一种声学模型算法。
DNN模型是一种多层前馈神经网络,通常包含输入层、隐藏层和输出层。
通过训练大量的带标签语音数据,DNN模型可以自动学习到语音信号的抽象特征表示。
与传统的GMM-HMM模型相比,DNN模型能够更好地捕捉语音信号中的非线性关系,从而提升了语音识别的准确性。
另外,循环神经网络(RNN)也是一种常用的声学模型算法。
RNN模型可以自然地建模序列数据,它具有记忆单元,可以记住之前的信息,并根据当前的输入进行更新。
在语音识别中,RNN 模型可以有效地处理变长的语音序列,并提取出与识别相关的上下文信息。
除了标准的RNN模型,还有一种更加高效的变体——长短时记忆循环神经网络(LSTM)。
LSTM模型通过引入一个称为“门控单元”的机制,进一步提高了序列建模的能力。
此外,还有一些改进的声学模型算法被提出,如卷积神经网络(CNN)和注意力机制(Attention)。
CNN模型通过共享权重的卷积核来提取局部的特征表示,进而减少参数的数量和模型的复杂度。