第二章語(yǔ)音信號(hào)處理的基礎(chǔ)知識(shí)

1、 第二章 語(yǔ)音信號(hào)處理的基礎(chǔ)知識(shí) 2.2 語(yǔ)音和語(yǔ)言 2.3 漢語(yǔ)語(yǔ)音學(xué)2.4 語(yǔ)音生成系統(tǒng)和語(yǔ)音感知系統(tǒng) 2.5 語(yǔ)音信號(hào)生成的數(shù)學(xué)模型2.6 語(yǔ)音信號(hào)的特性分析2.2 語(yǔ)音和語(yǔ)言一、語(yǔ)音與語(yǔ)言的關(guān)系二、語(yǔ)音的基本聲學(xué)特性三、音節(jié)與音素四、英語(yǔ)和漢語(yǔ)的音節(jié)構(gòu)成 語(yǔ)音語(yǔ)音(speech)=(speech)=聲音聲音(acoustic)+(acoustic)+語(yǔ)言語(yǔ)言(language)(language) 語(yǔ)音是由一連串的音組成語(yǔ)言的聲音。語(yǔ)音是由一連串的音組成語(yǔ)言的聲音。 1. 1.語(yǔ)音語(yǔ)音：人們講話時(shí)發(fā)出的話語(yǔ)叫語(yǔ)音。是一種人們講話時(shí)發(fā)出的話語(yǔ)叫語(yǔ)音。是一種聲音，是人們進(jìn)行信息交流的聲音，

2、是組成語(yǔ)言的聲音，是人們進(jìn)行信息交流的聲音，是組成語(yǔ)言的聲音聲音/ /帶有語(yǔ)言信息的聲音。帶有語(yǔ)言信息的聲音。一、語(yǔ)音與語(yǔ)言的關(guān)系（1）語(yǔ)音中各個(gè)音的排列由一些規(guī)則所控制，對(duì)這語(yǔ)音中各個(gè)音的排列由一些規(guī)則所控制，對(duì)這些規(guī)則及其含義的研究稱(chēng)為些規(guī)則及其含義的研究稱(chēng)為語(yǔ)言學(xué)語(yǔ)言學(xué)(linguistics)(linguistics)。 （2） 語(yǔ)音中各個(gè)音的物理特性和分類(lèi)的研究稱(chēng)為語(yǔ)音中各個(gè)音的物理特性和分類(lèi)的研究稱(chēng)為語(yǔ)音學(xué)語(yǔ)音學(xué)（phoneticsphonetics） 。它考慮的是語(yǔ)音產(chǎn)生、語(yǔ)音。它考慮的是語(yǔ)音產(chǎn)生、語(yǔ)音感知等過(guò)程和各個(gè)音的特征和分類(lèi)。感知等過(guò)程和各個(gè)音的特征和分類(lèi)。2. 對(duì)對(duì)語(yǔ)音

3、的研究包括兩個(gè)方面語(yǔ)音的研究包括兩個(gè)方面3. 人類(lèi)的說(shuō)話過(guò)程分五個(gè)階段人類(lèi)的說(shuō)話過(guò)程分五個(gè)階段 想說(shuō)想說(shuō) 說(shuō)出說(shuō)出 傳送傳送 接收接收 理解理解 人類(lèi)的說(shuō)話交流是通過(guò)聯(lián)結(jié)說(shuō)話人和聽(tīng)話人人類(lèi)的說(shuō)話交流是通過(guò)聯(lián)結(jié)說(shuō)話人和聽(tīng)話人的一連串心理、生理和物理的轉(zhuǎn)換過(guò)程實(shí)現(xiàn)的。的一連串心理、生理和物理的轉(zhuǎn)換過(guò)程實(shí)現(xiàn)的。4. 語(yǔ)言語(yǔ)言(language) 人與人之間的溝通工具，人與人之間的溝通工具，是從人們的話語(yǔ)中是從人們的話語(yǔ)中概括總結(jié)出來(lái)的規(guī)律性的符號(hào)系統(tǒng)。包括構(gòu)成語(yǔ)概括總結(jié)出來(lái)的規(guī)律性的符號(hào)系統(tǒng)。包括構(gòu)成語(yǔ)言的語(yǔ)素、詞、短語(yǔ)和句子等的不同層次的單位，言的語(yǔ)素、詞、短語(yǔ)和句子等的不同層次的單位，以及詞法、

4、句法和文脈等語(yǔ)法和語(yǔ)義內(nèi)容。這些以及詞法、句法和文脈等語(yǔ)法和語(yǔ)義內(nèi)容。這些構(gòu)成語(yǔ)言學(xué)的研究?jī)?nèi)容。構(gòu)成語(yǔ)言學(xué)的研究?jī)?nèi)容。 phoneme(音素音素)word formationgrammartext (option)5. 語(yǔ)言學(xué)和語(yǔ)音信號(hào)處理的關(guān)系語(yǔ)言學(xué)和語(yǔ)音信號(hào)處理的關(guān)系 語(yǔ)言學(xué)是語(yǔ)音信號(hào)處理的基礎(chǔ)。語(yǔ)言學(xué)是語(yǔ)音信號(hào)處理的基礎(chǔ)。 例如：可以利用句法和語(yǔ)義信息減少語(yǔ)音識(shí)別例如：可以利用句法和語(yǔ)義信息減少語(yǔ)音識(shí)別中搜索匹配范圍，提高正確識(shí)別率。中搜索匹配范圍，提高正確識(shí)別率。6. 語(yǔ)音學(xué)和語(yǔ)音信號(hào)處理的關(guān)系語(yǔ)音學(xué)和語(yǔ)音信號(hào)處理的關(guān)系 語(yǔ)音學(xué)和語(yǔ)音信號(hào)處理聯(lián)系更加緊密。語(yǔ)音學(xué)和語(yǔ)音信號(hào)處理聯(lián)系更加緊

5、密。如：運(yùn)用現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)建立發(fā)音的數(shù)學(xué)模型如：運(yùn)用現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)建立發(fā)音的數(shù)學(xué)模型，確定發(fā)音方法；用聲學(xué)和非平穩(wěn)信號(hào)分析理論，確定發(fā)音方法；用聲學(xué)和非平穩(wěn)信號(hào)分析理論來(lái)解釋各種語(yǔ)音現(xiàn)象；語(yǔ)音信息的存儲(chǔ)形式等。來(lái)解釋各種語(yǔ)音現(xiàn)象；語(yǔ)音信息的存儲(chǔ)形式等。 語(yǔ)音是發(fā)聲器官發(fā)出的一種聲波，具有一定的語(yǔ)音是發(fā)聲器官發(fā)出的一種聲波，具有一定的音色、音調(diào)和音強(qiáng)和音長(zhǎng)。音色、音調(diào)和音強(qiáng)和音長(zhǎng)。 音色音色: : 又稱(chēng)為音質(zhì)，是一種聲音區(qū)別于另又稱(chēng)為音質(zhì)，是一種聲音區(qū)別于另一種聲音的基本特性。一種聲音的基本特性。 音調(diào)：聲音的高低，取決于聲波的頻率音調(diào)：聲音的高低，取決于聲波的頻率 音強(qiáng)：聲音的強(qiáng)弱，它由聲

6、波的振動(dòng)幅度音強(qiáng)：聲音的強(qiáng)弱，它由聲波的振動(dòng)幅度所決定所決定 音長(zhǎng)：發(fā)音時(shí)間的長(zhǎng)短音長(zhǎng)：發(fā)音時(shí)間的長(zhǎng)短二、語(yǔ)音的基本聲學(xué)特性 句子的最小單位為單詞，單詞的最小單位為音節(jié)。句子的最小單位為單詞，單詞的最小單位為音節(jié)。 音節(jié)：發(fā)音時(shí)，被明顯感覺(jué)到的語(yǔ)音片段為音節(jié)。音節(jié)：發(fā)音時(shí)，被明顯感覺(jué)到的語(yǔ)音片段為音節(jié)。 音素：是發(fā)音的最小單位，一個(gè)音節(jié)由一個(gè)音素或音素：是發(fā)音的最小單位，一個(gè)音節(jié)由一個(gè)音素或幾個(gè)音素構(gòu)成。分為元音和輔音。元音是構(gòu)成音節(jié)的幾個(gè)音素構(gòu)成。分為元音和輔音。元音是構(gòu)成音節(jié)的主干，從長(zhǎng)度和能量來(lái)看，在音節(jié)中占主要位置；輔主干，從長(zhǎng)度和能量來(lái)看，在音節(jié)中占主要位置；輔音只是出現(xiàn)在音節(jié)的前端

7、或后端或前后兩端，它們的音只是出現(xiàn)在音節(jié)的前端或后端或前后兩端，它們的時(shí)長(zhǎng)和能量較小。時(shí)長(zhǎng)和能量較小。三、音節(jié)與音素 人在說(shuō)話時(shí)，空氣由肺部壓入，由嘴唇呼出，聲人在說(shuō)話時(shí)，空氣由肺部壓入，由嘴唇呼出，聲門(mén)由此開(kāi)啟和閉合，構(gòu)成聲帶振動(dòng)，然后通過(guò)聲道門(mén)由此開(kāi)啟和閉合，構(gòu)成聲帶振動(dòng)，然后通過(guò)聲道（喉腔、咽腔和口腔）響應(yīng)（喉腔、咽腔和口腔）響應(yīng)（引起共振特性引起共振特性）變成變成語(yǔ)音，由于發(fā)不同音時(shí)，聲帶的振動(dòng)情況語(yǔ)音，由于發(fā)不同音時(shí)，聲帶的振動(dòng)情況（基頻）（基頻）和聲道的形狀不同和聲道的形狀不同（諧振頻率或共振峰頻率）（諧振頻率或共振峰頻率），所，所以構(gòu)成不同的聲音。以構(gòu)成不同的聲音。元音的一個(gè)重要

8、的聲學(xué)特性元音的一個(gè)重要的聲學(xué)特性 基頻和基頻和共振峰共振峰1.元音元音喉的生理結(jié)構(gòu)喉的生理結(jié)構(gòu) 喉位于氣管的上端，實(shí)喉位于氣管的上端，實(shí)際上是氣管末端一圈軟骨際上是氣管末端一圈軟骨構(gòu)成的一個(gè)框架，前方稍構(gòu)成的一個(gè)框架，前方稍高處的軟骨稱(chēng)為甲狀軟骨，高處的軟骨稱(chēng)為甲狀軟骨，前后方環(huán)成一圈的稱(chēng)為喉前后方環(huán)成一圈的稱(chēng)為喉部環(huán)形軟骨，喉中兩片肌部環(huán)形軟骨，喉中兩片肌肉稱(chēng)為聲帶，聲帶之間的肉稱(chēng)為聲帶，聲帶之間的空隙為聲門(mén)。空隙為聲門(mén)。 當(dāng)聲帶張開(kāi)時(shí)，聲門(mén)當(dāng)聲帶張開(kāi)時(shí)，聲門(mén)打開(kāi)，空氣可自由呼出，打開(kāi)，空氣可自由呼出，正常呼吸就處于這種情況；正常呼吸就處于這種情況；當(dāng)聲帶閉合，聲門(mén)關(guān)閉。當(dāng)聲帶閉合，聲門(mén)關(guān)

9、閉。發(fā)音機(jī)理發(fā)音機(jī)理甲狀軟骨甲狀軟骨聲門(mén)聲門(mén)聲帶聲帶環(huán)形軟骨環(huán)形軟骨人的前方人的前方 當(dāng)說(shuō)話時(shí)，聲帶在軟骨的作用下相互靠當(dāng)說(shuō)話時(shí)，聲帶在軟骨的作用下相互靠近但不完全閉合，聲門(mén)變成一條窄縫，當(dāng)氣近但不完全閉合，聲門(mén)變成一條窄縫，當(dāng)氣流通過(guò)窄縫時(shí)壓力減小，外界壓力大，從而流通過(guò)窄縫時(shí)壓力減小，外界壓力大，從而兩片聲帶完全閉合使得氣流不能通過(guò)，當(dāng)氣兩片聲帶完全閉合使得氣流不能通過(guò)，當(dāng)氣流阻斷時(shí)壓力恢復(fù)正常，推開(kāi)兩片聲帶，聲流阻斷時(shí)壓力恢復(fù)正常，推開(kāi)兩片聲帶，聲門(mén)再次打開(kāi)，氣流再次流過(guò)。門(mén)再次打開(kāi)，氣流再次流過(guò)。聲帶靠攏聲帶靠攏tp基音周期基音周期 聲帶的開(kāi)啟和閉合稱(chēng)聲帶的開(kāi)啟和閉合稱(chēng)為振動(dòng)。這一振動(dòng)

10、過(guò)程周為振動(dòng)。這一振動(dòng)過(guò)程周而復(fù)始，形成了一串周期而復(fù)始，形成了一串周期性脈沖氣流送入聲道。這性脈沖氣流送入聲道。這個(gè)過(guò)程發(fā)出的音稱(chēng)為濁音。個(gè)過(guò)程發(fā)出的音稱(chēng)為濁音。如漢語(yǔ)發(fā)音的如漢語(yǔ)發(fā)音的aa、ii、uu和和oo等。等。女聲漢語(yǔ)拼音女聲漢語(yǔ)拼音a的時(shí)域波形的時(shí)域波形 f0 =1/tp，基音頻率，由聲帶的質(zhì)量來(lái)決定基音頻率，由聲帶的質(zhì)量來(lái)決定。 f0的大小決定了聲音的高低，稱(chēng)為音高。的大小決定了聲音的高低，稱(chēng)為音高。 男性的男性的f0大致分布在大致分布在： 60200hz 女性和兒童的女性和兒童的f0大致分布在大致分布在：200450hz基音頻率基音頻率（fundamental frequenc

11、y） f0 聲道聲道 氣流從喉向上經(jīng)過(guò)口腔或鼻腔后從嘴或鼻孔向氣流從喉向上經(jīng)過(guò)口腔或鼻腔后從嘴或鼻孔向外輻射，期間的傳輸通道稱(chēng)為聲道。氣流流過(guò)聲道外輻射，期間的傳輸通道稱(chēng)為聲道。氣流流過(guò)聲道時(shí)猶如通過(guò)了一個(gè)具有某種諧振特性的腔體，放大時(shí)猶如通過(guò)了一個(gè)具有某種諧振特性的腔體，放大某些頻率，在頻譜上形成相應(yīng)位置的峰起，稱(chēng)為共某些頻率，在頻譜上形成相應(yīng)位置的峰起，稱(chēng)為共振峰。振峰。 講話時(shí)，由于舌和唇講話時(shí)，由于舌和唇的連續(xù)運(yùn)動(dòng)，使聲道形狀的連續(xù)運(yùn)動(dòng)，使聲道形狀改變，隨即改變諧振頻率，改變，隨即改變諧振頻率，使得發(fā)不同的音。聲道的使得發(fā)不同的音。聲道的不同的形狀，對(duì)應(yīng)不同的不同的形狀，對(duì)應(yīng)不同的諧振

12、頻率。諧振頻率。聲帶振動(dòng)頻率聲帶振動(dòng)頻率輸出氣流輸出氣流的頻率的頻率聲道的諧振特性聲道的諧振特性鼻端鼻端嘴唇嘴唇17cm8.5cm13cm聲道的無(wú)損模型聲道的無(wú)損模型諧振頻率的計(jì)算諧振頻率的計(jì)算諧振頻率發(fā)生在：諧振頻率發(fā)生在：fn= fn= （聲道的橫截面是均勻的，（聲道的橫截面是均勻的，發(fā)元音發(fā)元音e e時(shí)，聲道近似是均時(shí)，聲道近似是均勻的。）勻的。）l=17cml=17cm，聲道的長(zhǎng)度，聲道的長(zhǎng)度n=1,2,3 n=1,2,3 稱(chēng)為第一共振峰稱(chēng)為第一共振峰f1=500hz f1=500hz 、第二共、第二共振峰振峰f2=1500hz f2=1500hz 、第三共振峰、第三共振峰f3=250

13、0hz f3=2500hz ，c=340m/sc=340m/s2n-14lc女聲英文女聲英文a的時(shí)域波形的時(shí)域波形女聲英文女聲英文a的頻譜的頻譜 一種聲道形狀對(duì)應(yīng)一套共振峰一種聲道形狀對(duì)應(yīng)一套共振峰 不同人的聲道大小不同，共振峰不同不同人的聲道大小不同，共振峰不同 同一人，發(fā)不同音，共振峰也不同同一人，發(fā)不同音，共振峰也不同總結(jié)總結(jié)前三個(gè)共振峰的大致范圍前三個(gè)共振峰的大致范圍（hz） 共振峰 成年男子 成年女子 帶寬 f1 200800 2501000 4070 f2 6002800 7003300 5090 f3 13003400 15004000 60180鼻腔的作用鼻腔的作用 在軟腭的幫

14、助下，可使空氣經(jīng)過(guò)鼻腔排除在軟腭的幫助下，可使空氣經(jīng)過(guò)鼻腔排除人體外，由此產(chǎn)生的語(yǔ)音稱(chēng)為鼻音。如人體外，由此產(chǎn)生的語(yǔ)音稱(chēng)為鼻音。如nn、ngng為鼻音韻母，為鼻音韻母，mm、nn、ll為鼻音聲母。為鼻音聲母。 鼻腔是一個(gè)諧振腔，由于形狀固定，故其鼻腔是一個(gè)諧振腔，由于形狀固定，故其共振峰頻率是確定的。共振峰頻率是確定的。 （1 1）聲帶振動(dòng)）聲帶振動(dòng)（2 2）聲道不發(fā)生極端的狹窄，維持穩(wěn)定的形狀）聲道不發(fā)生極端的狹窄，維持穩(wěn)定的形狀（3 3）和鼻腔不發(fā)生耦合，聲音只是從口腔中輻射出）和鼻腔不發(fā)生耦合，聲音只是從口腔中輻射出去。去。發(fā)元音的三個(gè)條件發(fā)元音的三個(gè)條件 發(fā)元音的三個(gè)條件中，缺少任何一

15、個(gè)時(shí)，發(fā)發(fā)元音的三個(gè)條件中，缺少任何一個(gè)時(shí)，發(fā)出的音就是輔音。分為塞音、鼻音、摩檫音和顫出的音就是輔音。分為塞音、鼻音、摩檫音和顫音等。音等。2.輔音輔音語(yǔ)音產(chǎn)生的另一種方式語(yǔ)音產(chǎn)生的另一種方式 清音清音 聲門(mén)完全封閉，聲道不受聲門(mén)周期脈沖氣流的聲門(mén)完全封閉，聲道不受聲門(mén)周期脈沖氣流的激勵(lì)，而是利用口腔內(nèi)存有的空氣釋放出來(lái)而發(fā)聲。激勵(lì)，而是利用口腔內(nèi)存有的空氣釋放出來(lái)而發(fā)聲。 由于該氣流通過(guò)一個(gè)狹窄通道時(shí)在口腔中形成由于該氣流通過(guò)一個(gè)狹窄通道時(shí)在口腔中形成湍流，因而具有隨機(jī)噪聲的特點(diǎn)。發(fā)出的音稱(chēng)為清湍流，因而具有隨機(jī)噪聲的特點(diǎn)。發(fā)出的音稱(chēng)為清音。音。 如聲母如聲母ss、shsh、hh、xx和和

16、ff等為清音等為清音。男聲漢語(yǔ)拼音聲母男聲漢語(yǔ)拼音聲母s的時(shí)域波形的時(shí)域波形男聲漢語(yǔ)拼音聲母男聲漢語(yǔ)拼音聲母s的頻譜的頻譜利用利用matlabmatlab 產(chǎn)生的高斯噪聲產(chǎn)生的高斯噪聲3.元音、輔音和濁音、清音的關(guān)系元音、輔音和濁音、清音的關(guān)系 元音一定是濁音元音一定是濁音。 輔音包括濁音和清音。輔音包括濁音和清音。四、英語(yǔ)和漢語(yǔ)的音節(jié)構(gòu)成 英語(yǔ)中：由元音和輔音（這些都是音素）構(gòu)成英語(yǔ)中：由元音和輔音（這些都是音素）構(gòu)成音節(jié)，由幾個(gè)音節(jié)構(gòu)成一個(gè)詞。音節(jié)，由幾個(gè)音節(jié)構(gòu)成一個(gè)詞。 漢語(yǔ)中：漢語(yǔ)中：漢語(yǔ)中由元音和輔音構(gòu)成聲母和韻母，漢語(yǔ)中由元音和輔音構(gòu)成聲母和韻母，結(jié)合聲調(diào)構(gòu)成一個(gè)音節(jié)，一個(gè)音節(jié)就是

17、一個(gè)字。結(jié)合聲調(diào)構(gòu)成一個(gè)音節(jié)，一個(gè)音節(jié)就是一個(gè)字。 話音的分類(lèi)話音的分類(lèi)濁音（濁音（voiced soundsvoiced sounds）：聲道打開(kāi)，聲帶在先打）：聲道打開(kāi)，聲帶在先打開(kāi)后關(guān)閉，氣流經(jīng)過(guò)使聲帶要發(fā)生張馳振動(dòng)，變開(kāi)后關(guān)閉，氣流經(jīng)過(guò)使聲帶要發(fā)生張馳振動(dòng)，變?yōu)闇?zhǔn)周期振動(dòng)氣流。濁音的激勵(lì)源被等效為準(zhǔn)周為準(zhǔn)周期振動(dòng)氣流。濁音的激勵(lì)源被等效為準(zhǔn)周期的脈沖信號(hào)。期的脈沖信號(hào)。清音（清音（unvoiced soundsunvoiced sounds）：聲帶不振動(dòng)，而在某）：聲帶不振動(dòng)，而在某處保持收縮，氣流在聲道里收縮后高速通過(guò)產(chǎn)生處保持收縮，氣流在聲道里收縮后高速通過(guò)產(chǎn)生湍流，再經(jīng)過(guò)主聲道（

18、咽、口腔）的調(diào)整最終形湍流，再經(jīng)過(guò)主聲道（咽、口腔）的調(diào)整最終形成清音。清音的激勵(lì)源被等效為一種白噪聲信號(hào)。成清音。清音的激勵(lì)源被等效為一種白噪聲信號(hào)。爆破音（爆破音（plosive soundsplosive sounds）：聲道關(guān)閉之后產(chǎn)生）：聲道關(guān)閉之后產(chǎn)生壓縮空氣然后突然打開(kāi)聲道所發(fā)出的聲音。壓縮空氣然后突然打開(kāi)聲道所發(fā)出的聲音。2.3 2.3 漢語(yǔ)語(yǔ)音學(xué)漢語(yǔ)語(yǔ)音學(xué)一、漢語(yǔ)語(yǔ)音的特點(diǎn)二、語(yǔ)音的拼音方法三、漢語(yǔ)音節(jié)的一般結(jié)構(gòu)（1 1）音系簡(jiǎn)單，）音系簡(jiǎn)單，在漢語(yǔ)中一個(gè)字就是一個(gè)音節(jié)，由在漢語(yǔ)中一個(gè)字就是一個(gè)音節(jié)，由一般為一般為2 23 3個(gè)音素組成，而且具有音素少、音節(jié)少。個(gè)音素組成，而

19、且具有音素少、音節(jié)少。英語(yǔ)中一個(gè)單詞由若干個(gè)音節(jié)組成，一般為英語(yǔ)中一個(gè)單詞由若干個(gè)音節(jié)組成，一般為2 23 3個(gè)，個(gè)，一個(gè)音節(jié)由若干個(gè)音素組成，一般為一個(gè)音節(jié)由若干個(gè)音素組成，一般為1 14 4個(gè)。個(gè)。（2 2）清輔音多，在聽(tīng)感上有清亮、高揚(yáng)和舒服、柔）清輔音多，在聽(tīng)感上有清亮、高揚(yáng)和舒服、柔和的感覺(jué)。和的感覺(jué)。（3 3）有鮮明的輕重音和兒化韻，所以字詞分隔清楚，）有鮮明的輕重音和兒化韻，所以字詞分隔清楚，語(yǔ)言表達(dá)準(zhǔn)確而豐富。語(yǔ)言表達(dá)準(zhǔn)確而豐富。一、漢語(yǔ)語(yǔ)音的特點(diǎn) 在漢語(yǔ)中，由音素構(gòu)成聲母和韻母。在漢語(yǔ)中，由音素構(gòu)成聲母和韻母。二、語(yǔ)音的拼音方法 聲母：一個(gè)音節(jié)開(kāi)始的輔音，聲母完全由輔音充聲母

20、：一個(gè)音節(jié)開(kāi)始的輔音，聲母完全由輔音充當(dāng)，但輔音不等于聲母，因?yàn)檩o音還可以作為韻尾當(dāng)，但輔音不等于聲母，因?yàn)檩o音還可以作為韻尾放在音節(jié)的末尾。放在音節(jié)的末尾。b b、p p、m m、f f、d d、t t、n n、l l、g g、k k、h h、j j、q q、x x、zhzh、chch、shsh、z z、c c、s s、r r 韻母：在音節(jié)中占主要部分，音節(jié)中除了頭上的韻母：在音節(jié)中占主要部分，音節(jié)中除了頭上的聲母以外的部分，由單、雙元音、元音帶上輔音等幾聲母以外的部分，由單、雙元音、元音帶上輔音等幾種不同的形式組成。所有元音都是濁音。種不同的形式組成。所有元音都是濁音。 a a、o o、e

21、 e、i i、u u、 單韻母（元音）單韻母（元音） aiai、eiei、aoao、ouou、iaia、ieie、iaoiao、iouiou、uaua、uouo、uaiuai、uei uei 、e e 復(fù)韻母復(fù)韻母 anan、enen、angang、engeng、ongong、ianian、inin、iangiang、inging、iongiong、uanuan、uenuen、uanguang、uengueng、 anan、n n 鼻韻鼻韻母母i i表示表示3 3個(gè)韻母，即韻母、舌尖前韻母和舌尖后韻母。個(gè)韻母，即韻母、舌尖前韻母和舌尖后韻母。 韻母是由單、雙元音、元音帶上輔音等幾種韻母是由單、

22、雙元音、元音帶上輔音等幾種不同的形式組成。不同的元音有不同的基音頻率不同的形式組成。不同的元音有不同的基音頻率和共振峰模式，它們是區(qū)別不同韻母的重要參數(shù)。和共振峰模式，它們是區(qū)別不同韻母的重要參數(shù)。區(qū)別不同韻母的重要參數(shù)區(qū)別不同韻母的重要參數(shù) 聲母、韻母和聲調(diào)是漢語(yǔ)語(yǔ)音的三要素。聲母、韻母和聲調(diào)是漢語(yǔ)語(yǔ)音的三要素。漢語(yǔ)語(yǔ)音的漢語(yǔ)語(yǔ)音的1 1個(gè)不同于其他語(yǔ)言的是它具有聲調(diào)個(gè)不同于其他語(yǔ)言的是它具有聲調(diào)（音調(diào)）。聲調(diào)是（音調(diào)）。聲調(diào)是1 1個(gè)音節(jié)在念法上的高低升降個(gè)音節(jié)在念法上的高低升降的變化，漢語(yǔ)中有的變化，漢語(yǔ)中有4 4個(gè)聲調(diào)，即陰平（）、陽(yáng)個(gè)聲調(diào)，即陰平（）、陽(yáng)平（平（ ）、上聲（）、上聲（

23、 ）、和去聲（）、和去聲（ ）。）。三、漢語(yǔ)音節(jié)的一般結(jié)構(gòu) 聲調(diào)的變化就是濁音基音周期的變化，聲調(diào)的變化就是濁音基音周期的變化，為了將為了將調(diào)值描寫(xiě)地具體一些，一般采用調(diào)值描寫(xiě)地具體一些，一般采用“五度標(biāo)記法五度標(biāo)記法”，用一條豎線表示聲音的高低，從上而下用用一條豎線表示聲音的高低，從上而下用1、2、3、4、5依次表示低、半低、中、半高、高依次表示低、半低、中、半高、高。5 5 高高4 4 半高半高3 3 中中2 2 半低半低1 1 低低陰平陰平陽(yáng)平陽(yáng)平 上聲上聲去聲去聲調(diào)類(lèi)調(diào)類(lèi)陰平陰平陽(yáng)平陽(yáng)平上聲上聲去聲去聲調(diào)值調(diào)值553521451 單獨(dú)發(fā)聲的一個(gè)音節(jié)或是語(yǔ)音流中的任何一單獨(dú)發(fā)聲的一個(gè)音節(jié)

24、或是語(yǔ)音流中的任何一個(gè)音節(jié)都可能由個(gè)音節(jié)都可能由7 7部分組成。部分組成。無(wú)聲段無(wú)聲段音節(jié)音節(jié)聲母聲母鼻音段鼻音段聲母輔音段聲母輔音段元音段元音段送氣段送氣段 前過(guò)渡段前過(guò)渡段后過(guò)渡段后過(guò)渡段韻母韻母2.4 語(yǔ)音生成系統(tǒng)和語(yǔ)音感知系統(tǒng)一、語(yǔ)音發(fā)音系統(tǒng)二、語(yǔ)音聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)肺：能源；肺：能源；喉：振動(dòng)源，包括聲帶和聲門(mén)；喉：振動(dòng)源，包括聲帶和聲門(mén)；聲道（聲門(mén)到嘴唇的呼氣通道）：諧振腔；聲道（聲門(mén)到嘴唇的呼氣通道）：諧振腔；其他發(fā)音器官：包括唇、齒、舌、面頰等，其他發(fā)音器官：包括唇、齒、舌、面頰等，使諧振腔改變形狀。使諧振腔改變形狀。一、語(yǔ)音發(fā)音系統(tǒng)（發(fā)音器官及其作用）二、語(yǔ)音聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)（一個(gè)十分巧妙的音

25、頻信號(hào)處理器） 人類(lèi)接收語(yǔ)音由人耳來(lái)完成，空氣振動(dòng)由耳廓人類(lèi)接收語(yǔ)音由人耳來(lái)完成，空氣振動(dòng)由耳廓收集，經(jīng)外耳道而抵達(dá)鼓膜，鼓膜隨之振動(dòng)，使鼓收集，經(jīng)外耳道而抵達(dá)鼓膜，鼓膜隨之振動(dòng)，使鼓室中的空氣和聽(tīng)骨鏈也發(fā)生振動(dòng)，聽(tīng)骨鏈的振動(dòng)經(jīng)室中的空氣和聽(tīng)骨鏈也發(fā)生振動(dòng)，聽(tīng)骨鏈的振動(dòng)經(jīng)前庭窗（前庭窗（卵圓窗卵圓窗）激勵(lì)前庭淋巴，變?yōu)橐翰?，液波激?lì)前庭淋巴，變?yōu)橐翰?，液波使位于基底膜上的螺旋器受到刺激，將神?jīng)沖動(dòng)經(jīng)使位于基底膜上的螺旋器受到刺激，將神經(jīng)沖動(dòng)經(jīng)聽(tīng)神經(jīng)傳到中樞而產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)。聽(tīng)神經(jīng)傳到中樞而產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)。 正常人的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)是極為靈敏的，可聽(tīng)聲的范圍正常人的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)是極為靈敏的，可聽(tīng)聲的范圍為為0.02hz

26、-20khz0.02hz-20khz。 可聽(tīng)聲的最小聲壓級(jí)可聽(tīng)聲的最小聲壓級(jí)( (dbdb) )稱(chēng)為聽(tīng)閾。稱(chēng)為聽(tīng)閾。-5 130db-5 130db，對(duì)低頻和高頻是不敏感的，聽(tīng)閾為對(duì)低頻和高頻是不敏感的，聽(tīng)閾為60db60db，在，在1khz1khz附附近最敏感。近最敏感。聲源聲源 聲壓聲壓/pa/pa聲壓級(jí)聲壓級(jí)/db/db飛機(jī)附近飛機(jī)附近200200140140織布車(chē)間織布車(chē)間2020100100地鐵地鐵0.630.639090繁華街道繁華街道0.0630.0637070普通談話普通談話0.020.026060安靜房間安靜房間0.0020.0024040耳語(yǔ)耳語(yǔ)0.000630.00063

27、3030樹(shù)葉沙沙聲樹(shù)葉沙沙聲0.00020.00022020農(nóng)村靜夜農(nóng)村靜夜0.0000630.00006310101. 耳的結(jié)構(gòu)（外耳、中耳和內(nèi)耳）和功能耳的結(jié)構(gòu)（外耳、中耳和內(nèi)耳）和功能 外耳：對(duì)聲源定位和對(duì)聲音放大的作用，由耳廓和外耳：對(duì)聲源定位和對(duì)聲音放大的作用，由耳廓和外耳道組成。外耳道組成。耳廓呈漏斗型，其作用是收集聲音。耳廓呈漏斗型，其作用是收集聲音。外耳道直至鼓膜，其中充滿空氣，是一諧振腔，外耳道直至鼓膜，其中充滿空氣，是一諧振腔，使諧振頻率附近的頻率成分有某些放大作用，導(dǎo)使諧振頻率附近的頻率成分有某些放大作用，導(dǎo)致聲音有某些失真。致聲音有某些失真。 外耳道的長(zhǎng)度為外耳道的長(zhǎng)度

28、為2.5cm2.5cm，對(duì)波長(zhǎng)為其，對(duì)波長(zhǎng)為其4 4倍作用的聲波能起到較好的放大作用，即倍作用的聲波能起到較好的放大作用，即有：有：4 4 2.5=10cm2.5=10cm， 3000-4000hz3000-4000hz聲波的波聲波的波長(zhǎng)為長(zhǎng)為8.5cm-11.41cm8.5cm-11.41cm，因此外耳道對(duì)這部，因此外耳道對(duì)這部分頻率的信號(hào)有擴(kuò)音作用，分頻率的信號(hào)有擴(kuò)音作用，10db10db左右。左右。外耳道外耳道中耳中耳 結(jié)構(gòu)：總?cè)萘繛榻Y(jié)構(gòu)：總?cè)萘繛? 2立方厘米，內(nèi)含三塊聽(tīng)小骨，立方厘米，內(nèi)含三塊聽(tīng)小骨，錘骨、砧骨、鐙骨，其中錘骨與鼓膜相接觸，鐙骨錘骨、砧骨、鐙骨，其中錘骨與鼓膜相接觸，

29、鐙骨則與內(nèi)耳的前庭窗相接觸。則與內(nèi)耳的前庭窗相接觸。 作用：進(jìn)行阻抗變換，將中耳兩端的聲阻抗匹配作用：進(jìn)行阻抗變換，將中耳兩端的聲阻抗匹配起來(lái)；保護(hù)內(nèi)耳。在一定聲強(qiáng)范圍內(nèi)，聽(tīng)小骨實(shí)現(xiàn)聲起來(lái)；保護(hù)內(nèi)耳。在一定聲強(qiáng)范圍內(nèi)，聽(tīng)小骨實(shí)現(xiàn)聲音的線性傳遞，而在特強(qiáng)聲時(shí)，實(shí)現(xiàn)非線性傳遞。音的線性傳遞，而在特強(qiáng)聲時(shí)，實(shí)現(xiàn)非線性傳遞。內(nèi)耳內(nèi)耳 結(jié)構(gòu)：主要部分是耳蝸，耳蝸長(zhǎng)約結(jié)構(gòu)：主要部分是耳蝸，耳蝸長(zhǎng)約3.5cm3.5cm，呈，呈螺旋狀盤(pán)繞螺旋狀盤(pán)繞2.5-2.752.5-2.75圈，是一個(gè)密閉的管子，內(nèi)圈，是一個(gè)密閉的管子，內(nèi)部充滿了淋巴液。部充滿了淋巴液。前庭窗前庭窗鐙鐙骨骨基底膜基底膜 作用：將振動(dòng)變換為

30、神經(jīng)沖動(dòng)。當(dāng)聲音傳入中耳作用：將振動(dòng)變換為神經(jīng)沖動(dòng)。當(dāng)聲音傳入中耳時(shí)，鐙骨的運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)前庭窗引起耳蝸內(nèi)液體壓強(qiáng)的時(shí)，鐙骨的運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)前庭窗引起耳蝸內(nèi)液體壓強(qiáng)的變化，從而引起行波沿基底膜的傳輸，引起基底膜變化，從而引起行波沿基底膜的傳輸，引起基底膜的振動(dòng)。不同頻率的聲音產(chǎn)生不同的行波，其峰值的振動(dòng)。不同頻率的聲音產(chǎn)生不同的行波，其峰值出現(xiàn)在基底膜的不同位置上。基底膜的振動(dòng)導(dǎo)致沿出現(xiàn)在基底膜的不同位置上?；啄さ恼駝?dòng)導(dǎo)致沿基底膜分布的毛細(xì)胞的電位發(fā)生改變，引起神經(jīng)沖基底膜分布的毛細(xì)胞的電位發(fā)生改變，引起神經(jīng)沖動(dòng)，傳遞給大腦，產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)。動(dòng)，傳遞給大腦，產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)。 如果信號(hào)是一個(gè)多頻率的信號(hào)，則產(chǎn)生如果信

31、號(hào)是一個(gè)多頻率的信號(hào)，則產(chǎn)生的行波將沿著基底膜在不同的位置產(chǎn)生最大的行波將沿著基底膜在不同的位置產(chǎn)生最大幅度，從這個(gè)意義上講，耳蝸就像一個(gè)頻譜幅度，從這個(gè)意義上講，耳蝸就像一個(gè)頻譜分析儀，將復(fù)雜信號(hào)分解成各種頻率分量，分析儀，將復(fù)雜信號(hào)分解成各種頻率分量，這種作用稱(chēng)為人耳這種作用稱(chēng)為人耳的時(shí)頻分析特性。的時(shí)頻分析特性。耳蝸在耳蝸在語(yǔ)音接收過(guò)程起著重要的作用。語(yǔ)音接收過(guò)程起著重要的作用。 人工耳蝸是一種電子裝置，能幫助重度及極重人工耳蝸是一種電子裝置，能幫助重度及極重度耳聾患者獲得或重新恢復(fù)聽(tīng)覺(jué)。它代替病變受損度耳聾患者獲得或重新恢復(fù)聽(tīng)覺(jué)。它代替病變受損的聽(tīng)覺(jué)器官，把聲音轉(zhuǎn)換成編碼的電信號(hào)傳入內(nèi)

32、耳的聽(tīng)覺(jué)器官，把聲音轉(zhuǎn)換成編碼的電信號(hào)傳入內(nèi)耳耳蝸，刺激分布在那里的聽(tīng)神經(jīng)，再由大腦產(chǎn)生聽(tīng)耳蝸，刺激分布在那里的聽(tīng)神經(jīng)，再由大腦產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)。覺(jué)。 人工耳蝸人工耳蝸 麥克風(fēng)接收聲音，并通過(guò)導(dǎo)線將其傳至言語(yǔ)麥克風(fēng)接收聲音，并通過(guò)導(dǎo)線將其傳至言語(yǔ)處理器；言語(yǔ)處理器對(duì)聲音進(jìn)行數(shù)字化、濾波編處理器；言語(yǔ)處理器對(duì)聲音進(jìn)行數(shù)字化、濾波編碼等處理，并將編碼信號(hào)經(jīng)導(dǎo)線傳至傳輸線圈；碼等處理，并將編碼信號(hào)經(jīng)導(dǎo)線傳至傳輸線圈；傳輸線圈將編碼信號(hào)通過(guò)耦合傳至皮下的接收器；傳輸線圈將編碼信號(hào)通過(guò)耦合傳至皮下的接收器；接收器對(duì)編碼信號(hào)進(jìn)行解碼；按信號(hào)選擇一定位接收器對(duì)編碼信號(hào)進(jìn)行解碼；按信號(hào)選擇一定位置的電極，刺激耳蝸內(nèi)的

33、聽(tīng)神經(jīng)纖維，使其產(chǎn)生置的電極，刺激耳蝸內(nèi)的聽(tīng)神經(jīng)纖維，使其產(chǎn)生興奮，將信號(hào)傳入大腦，產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)。興奮，將信號(hào)傳入大腦，產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)。人工耳蝸的工作原理人工耳蝸的工作原理2.聲音傳入內(nèi)耳的途徑聲音傳入內(nèi)耳的途徑由空氣傳導(dǎo)，稱(chēng)為氣導(dǎo)，其過(guò)程為：由空氣傳導(dǎo)，稱(chēng)為氣導(dǎo)，其過(guò)程為：聲波聲波 耳廓耳廓 鼓膜鼓膜 聽(tīng)骨聽(tīng)骨 內(nèi)耳內(nèi)耳 基底膜上基底膜上毛細(xì)胞電位改變毛細(xì)胞電位改變 神經(jīng)沖動(dòng)神經(jīng)沖動(dòng)由骨傳導(dǎo)，稱(chēng)為骨導(dǎo)，其過(guò)程為：由骨傳導(dǎo)，稱(chēng)為骨導(dǎo)，其過(guò)程為：聲波聲波 顱骨顱骨 外淋巴振動(dòng)外淋巴振動(dòng) 內(nèi)耳內(nèi)耳 基底膜上毛細(xì)基底膜上毛細(xì)胞電位改變胞電位改變 神經(jīng)沖動(dòng)神經(jīng)沖動(dòng)3. 人耳的兩個(gè)重要特性人耳的兩個(gè)重要特性（1

34、1）耳蝸對(duì)聲信號(hào)的時(shí)頻分析特性）耳蝸對(duì)聲信號(hào)的時(shí)頻分析特性（2 2）人耳的掩蔽效應(yīng)）人耳的掩蔽效應(yīng) 人耳的掩蔽（人耳的掩蔽（masking phenomenonmasking phenomenon）效應(yīng)）效應(yīng): :在一個(gè)強(qiáng)信號(hào)附近弱信號(hào)將變得不可聞，被掩在一個(gè)強(qiáng)信號(hào)附近弱信號(hào)將變得不可聞，被掩蔽掉了。蔽掉了。掩蔽閾值掩蔽閾值 被掩蔽掉的不可聞信號(hào)的最大聲壓級(jí)稱(chēng)為被掩蔽掉的不可聞信號(hào)的最大聲壓級(jí)稱(chēng)為掩蔽門(mén)限和掩蔽閾值（掩蔽門(mén)限和掩蔽閾值（masking thresholdmasking threshold）, ,在這個(gè)掩蔽閾值以下的聲音將被掩蔽掉。在這個(gè)掩蔽閾值以下的聲音將被掩蔽掉。 掩蔽效應(yīng)分

35、為同時(shí)掩蔽掩蔽效應(yīng)分為同時(shí)掩蔽( (頻域掩蔽頻域掩蔽) )和短時(shí)和短時(shí)掩蔽（時(shí)域掩蔽）。同時(shí)掩蔽是指存在一個(gè)弱掩蔽（時(shí)域掩蔽）。同時(shí)掩蔽是指存在一個(gè)弱信號(hào)和一個(gè)強(qiáng)信號(hào)，當(dāng)其頻率接近時(shí)，強(qiáng)信號(hào)信號(hào)和一個(gè)強(qiáng)信號(hào)，當(dāng)其頻率接近時(shí)，強(qiáng)信號(hào)會(huì)提高弱信號(hào)的閾值，就會(huì)導(dǎo)致弱信號(hào)變得不會(huì)提高弱信號(hào)的閾值，就會(huì)導(dǎo)致弱信號(hào)變得不可聞?？陕劇?khz1khz的聽(tīng)閾的聽(tīng)閾1db1db20db20db4db4db可聞聲可聞聲3db3db不可聞聲不可聞聲圖形描述圖形描述 同時(shí)出現(xiàn)的同時(shí)出現(xiàn)的a a聲和聲和b b聲，若原來(lái)聲，若原來(lái)a a聲的閾值為聲的閾值為50db,50db,由于另一個(gè)頻率不同的由于另一個(gè)頻率不同的b b

36、聲的存在使得聲的存在使得a a聲聲的閾值提高了的閾值提高了68db,68db,則則b b聲稱(chēng)為掩蔽聲，聲稱(chēng)為掩蔽聲，a a聲稱(chēng)為聲稱(chēng)為被掩蔽聲。掩蔽量為被掩蔽聲。掩蔽量為68db68db50db50db18db18db。數(shù)學(xué)描述數(shù)學(xué)描述 掩蔽效應(yīng)的作用掩蔽效應(yīng)的作用 當(dāng)只有當(dāng)只有a a聲時(shí)，必須將聲壓級(jí)在聲時(shí)，必須將聲壓級(jí)在50db50db以上的聲以上的聲音信號(hào)傳送出去，音信號(hào)傳送出去，50db50db以下的聲音是聽(tīng)不到的。當(dāng)以下的聲音是聽(tīng)不到的。當(dāng)同時(shí)出現(xiàn)了同時(shí)出現(xiàn)了b b聲，由于掩蔽效應(yīng)，使得聲，由于掩蔽效應(yīng)，使得a a聲中的聲中的68db68db以下的聲音是聽(tīng)不到了，可以不予傳送，只是傳

37、送以下的聲音是聽(tīng)不到了，可以不予傳送，只是傳送50db50db以上的信號(hào)。以上的信號(hào)。 同時(shí)掩蔽時(shí)，掩蔽聲越強(qiáng)，掩蔽作用越大；掩同時(shí)掩蔽時(shí)，掩蔽聲越強(qiáng)，掩蔽作用越大；掩蔽聲和被掩蔽聲的頻率越接近，掩蔽效果越明顯，蔽聲和被掩蔽聲的頻率越接近，掩蔽效果越明顯，當(dāng)頻率相同時(shí)，掩蔽效果最大。當(dāng)頻率相同時(shí)，掩蔽效果最大。 前向掩蔽：若被掩蔽聲前向掩蔽：若被掩蔽聲a a出現(xiàn)后，相隔出現(xiàn)后，相隔(0.05s,2s)(0.05s,2s)之內(nèi)出現(xiàn)了掩蔽聲之內(nèi)出現(xiàn)了掩蔽聲b b，對(duì)，對(duì)a a起掩蔽作用，起掩蔽作用，因?yàn)橐驗(yàn)閍 a聲尚未被人所反應(yīng)接收而強(qiáng)大的聲尚未被人所反應(yīng)接收而強(qiáng)大的b b聲已來(lái)臨。聲已來(lái)臨。短時(shí)

38、掩蔽短時(shí)掩蔽 前向掩蔽和后向掩蔽前向掩蔽和后向掩蔽 后向掩蔽：掩蔽聲后向掩蔽：掩蔽聲b b即使消失后，其掩蔽作用即使消失后，其掩蔽作用仍將持續(xù)一段時(shí)間，約仍將持續(xù)一段時(shí)間，約(0.5s,2s)(0.5s,2s)，這時(shí)由于人耳，這時(shí)由于人耳的存儲(chǔ)效應(yīng)所致。的存儲(chǔ)效應(yīng)所致。2.5 語(yǔ)音信號(hào)生成的數(shù)學(xué)模型一、激勵(lì)模型二、聲道模型三、輻射模型四、完整的語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)學(xué)模型 t第n幀第n+1幀第n+2幀第n+3幀 第n+4幀 為什么取為什么取101030ms30ms，因?yàn)楦?，因?yàn)楦鶕?jù)人的發(fā)聲生理結(jié)構(gòu)變化的連續(xù)據(jù)人的發(fā)聲生理結(jié)構(gòu)變化的連續(xù)性，在此時(shí)間段內(nèi)，聲帶、聲道、性，在此時(shí)間段內(nèi)，聲帶、聲道、口腔的特性

39、幾乎不變，口腔的特性幾乎不變，語(yǔ)音信號(hào)語(yǔ)音信號(hào)近似平穩(wěn)。近似平穩(wěn)。第第n n幀幀第第n+1n+1幀幀第第n+2n+2幀幀第第n+3n+3幀幀t第n幀第n+1幀第n+2幀第n+3幀 第n+4幀數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型聲道聲道 數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)：數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)： 是一個(gè)終端模擬的近是一個(gè)終端模擬的近似模型，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與語(yǔ)音產(chǎn)生的物理過(guò)程似模型，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與語(yǔ)音產(chǎn)生的物理過(guò)程并不一致，只是在輸出端等效。并不一致，只是在輸出端等效。激勵(lì)激勵(lì)輻射輻射一、激勵(lì)模型ug(n)av沖激序列沖激序列發(fā)生器發(fā)生器聲門(mén)脈沖聲門(mén)脈沖模型模型g(z)g(z)隨機(jī)噪聲隨機(jī)噪聲發(fā)生器發(fā)生器基音周期基音周期tpau清清/濁音濁音開(kāi)關(guān)開(kāi)

40、關(guān)濁音激勵(lì)濁音激勵(lì)清音激勵(lì)清音激勵(lì) 發(fā)濁音時(shí)，聲激勵(lì)是一個(gè)準(zhǔn)周期的單位脈沖發(fā)濁音時(shí)，聲激勵(lì)是一個(gè)準(zhǔn)周期的單位脈沖串，串，a av v為增益參數(shù)；為了使?jié)嵋舻募?lì)信號(hào)具有為增益參數(shù)；為了使?jié)嵋舻募?lì)信號(hào)具有聲門(mén)振動(dòng)氣流脈沖的實(shí)際波形，需將沖激序列通聲門(mén)振動(dòng)氣流脈沖的實(shí)際波形，需將沖激序列通過(guò)一個(gè)聲門(mén)脈沖模型濾波器（實(shí)際上是一個(gè)斜三過(guò)一個(gè)聲門(mén)脈沖模型濾波器（實(shí)際上是一個(gè)斜三角波形）角波形）g(z)g(z)。 最后形成一個(gè)以基音周期為周期最后形成一個(gè)以基音周期為周期的斜三角波形。的斜三角波形。1.1.濁音激勵(lì)濁音激勵(lì)單位脈沖串單位脈沖串11)(zazev單位脈沖串及幅值的單位脈沖串及幅值的z z變換

41、形式：變換形式：聲門(mén)脈沖濾波器聲門(mén)脈沖濾波器othersnnnnnnnnnnnngzezgct02/ )(cos(0)/cos(1 *5 . 0)()1 (1)(211211121n1n2斜三角波形斜三角波形u(n)u(n)211)1(11)(zezazuctv2.2.清音激勵(lì)清音激勵(lì) 清音激勵(lì)模擬為隨機(jī)噪聲，實(shí)際中一般使用清音激勵(lì)模擬為隨機(jī)噪聲，實(shí)際中一般使用均值為均值為0 0、方差為、方差為1 1的白噪聲。的白噪聲。二、聲道模型( 共振峰模型)ug(n)ul(n) 1.1.級(jí)聯(lián)型級(jí)聯(lián)型( (元音元音) ) v v1 1v v2 2v v3 3v v4 4v v5 5傳輸函數(shù)傳輸函數(shù)nkkk

42、mkizagzvzv111)()(n n為極點(diǎn)個(gè)數(shù)，為極點(diǎn)個(gè)數(shù)，g g是是增益參數(shù)增益參數(shù)，a ak k為常系數(shù)。為常系數(shù)。tfjtbkkkeez2t t為采樣周期為采樣周期 傳輸函數(shù)是一個(gè)全極點(diǎn)的傳輸函數(shù)是一個(gè)全極點(diǎn)的iiriir濾波器，這些極點(diǎn)濾波器，這些極點(diǎn)確定了聲管的共振峰。若確定了聲管的共振峰。若n n取偶數(shù)，取偶數(shù)，v(z)v(z)一般有一般有n/2n/2對(duì)共軛極點(diǎn)，對(duì)共軛極點(diǎn)，r rk kexp(exp(j2j2 f fk kt)t)，k=1k=1n/2n/2。 各個(gè)各個(gè)w wk k值分別與語(yǔ)音的共振峰相互對(duì)應(yīng)。值分別與語(yǔ)音的共振峰相互對(duì)應(yīng)。 n n的取值一般的取值一般為為8 81212。a ai iz z-1-1z z-1-1b bi ic ci i211)(zczbazviiii2.2.并聯(lián)型并聯(lián)型( (大部分輔音大部分輔音) )傳輸函數(shù)，傳輸函數(shù)，零極點(diǎn)零極點(diǎn)iiriir濾波器濾波器nkkkrrrrmiizazbzvzv10