声音与人耳听觉 21

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　　第一章语声
　　1.2.2语音的频谱
　　仔细观察语音信号的波形会发现，语音信号的波形有些呈现出较明显的周期性，有些则不然。研究表明，发音时伴随声带振动的音具有明显的周期性波形，如汉语韵母中的a、0、e等元音；而不伴随声带振动的音则具有非周期性的波形，如汉语中的s、C、sh等声母（属于辅音）。根据傅里叶变换原理，周期信号可以用傅里叶级数形式来表示，即周期信号可以分解成一系列不同频率的正弦信号，这些单频信号是由基频及其谐频组成的，因此周期性声音信号具有线状的离散频谱；而非周期信号可以用傅氏积分来表示，即非周期性声音信号包含了一定频带内的所有频率分量，具有非离散的连续频谱。
　　图1-5所示为汉语元音【a】的波形和频谱。由于语音信号是一个瞬态过程，只能取一段分析，所得结果称为短时频谱。图中所示为取较平稳一段的分析结果。这些线状频谱的声音在听觉上具有明显的音高感觉，称为有调声，它们具有乐音性，其音高取决于频谱中最低频率分量的频率值，这个最低频率称为基频，其他较高频率分量的频率为基频的相对值（dB）
　　次谐波2fo
　　第十次诸波10f0
　　基频f0
　　第二十次谐波20f
　　400
　　k 2k
　　10k频率（Hz）
　　图1-5汉语元音【a】的波形和频谱
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