新第三章第二節語音基礎知識

2022-09-17 11:54:03 字數 4419 閱讀 2643

第三章口頭言語(spoken language)是人類交往的最重要工具。語音(speech sound)是聲音的一種,是言語意義的物資載體,離開語音這種物質形式,人類就不能傳達、交流那些無形的思想和資訊。語音的物理性質和機械波、電磁波、引力波相同,不同的它是由人類發音器官發出的,即不同於風聲、雨聲,也不同於動物發出的聲音。

在乙個語言共同體裡某個語音代表的語義是社會全體成員約定俗成的。因此,語音是一種社會現象。

一、 語音的產生

(一)人類的發音器官

人類具有專門的視覺器官和聽覺器官,卻沒有專門的的發音器官。能夠起發音作用的

是呼吸器官和消化器官的某些部分,通常把它們稱為發音器官。圖3-5 給出和發音活動有關的所有人體器官。這些器官可以分為三大類:

肺部為發音的動力源;聲帶是語音的重要聲源;咽腔、口腔和鼻腔是共振腔。把那些可以活動的發音器官如唇、舌、小舌、聲帶、軟顎等稱為「積極的發音器官」,不能活動的如牙齒、硬顎齒齦等稱為「消極的發音器官」。 下邊解釋對語音形成有重要作用的幾個器官。

圖 3-5 人類的發音器官

聲帶是位於喉頭中間的一對唇形的韌帶褶,邊緣很薄,富有彈性,成年男子的聲帶約

為十三四公釐長,女子的比男子的聲帶短約三分之一,兒童的則要更短一些。

聲帶在不發音時,呈倒「v」形,其中空隙是聲門;發聲時,杓狀軟骨靠攏,使得聲帶閉合,聲門關閉,從肺部來的氣流被阻塞,形成壓力。壓力漸大,沖開聲帶,並使之顫動,產生聲音。在肺部氣流作用下,聲帶發生一開一合的運動,完成一次開、合所需的時間叫振動的週期,單位是秒,通常用t表示。

週期的倒數,即1/t叫頻率,通常用f0表示,它表示每秒振動的次數,單位是赫茲,把它稱為基本頻率(fundamental frequency)。對於人類來說,f0約在60—350赫茲。由於聲帶振動波形的特殊性,聲帶振動產生的聲源波里不是只有基本頻率,還有它的各次諧波,如果某人的基頻是100赫茲,那麼在他的聲源波里將有200、300、400…直到8000赫茲的各次諧波。

不過,諧波的強度隨頻率增高其強度變低。一般認為,頻率每增加一倍,強度下降12分貝。

對於司法語音研究來說,不僅要認識聲帶在語音形成過程中的重要作用,更要理解它在區分人群上的特殊作用。

1. 語音共振腔

從喉頭向上直到唇部叫聲道,聲道包括喉腔、咽腔、口腔、唇腔和鼻腔,它構成語共

振腔。由聲帶顫動產生的聲帶音經過這個共振腔調制,才形成為耳朵所接受的語音。在發音過程中,通過調整咽、口腔的開合度,舌位的前後和上下移動及圓唇和展唇,來改變聲道的形態和長度,在物理上就改變了聲道的固有頻率,形成不同的聲道濾波響應(vocal tract filter response)。

當聲源波通過聲道時,聲源波里那些和聲道固有頻率一致的諧波們被激發、放大,形成尖峰,在某個頻率區間出現聲能集中區,即所謂的共振峰(formant);而那些不一致的則被抑制形成低谷,通常稱為零點(zero),成為能量弱區或空白區。每種音素如「一」、「烏」、「啊」都有屬於自己的聲道形態。正是這種種不同的聲道造型才在聲源波里「濾出」不同的語音來。

圖 3-6給出最常見的語音波形、頻譜及其包絡。

圖 3-6 語音波形、頻譜及其包絡

語音共振腔的濾波作用是一切語音外在表現的根據。語音圖譜是發音時口腔造型的反映,語音圖譜裡表現出的特殊性,是發音人口腔活動特殊性的反映。對於司法語音分析來說,除了理解共振腔和語圖互為裡表之外,還要記住發音動作也受心理因素影響。

2.舌頭

聲道裡的眾多發音器官中,舌頭是最重要、最靈活的發音部件。舌頭不僅可以上下公升

降,前後移動,而且它的各個部分--舌尖、舌葉、舌面、舌根--都可以獨立活動。舌頭是共振腔千變萬化的基礎,由於有了最靈活的發音要件舌頭,才產生了種種不同的語音音素。舌頭的位置、形狀、活動方式是語音生理分析的主要內容,也是語音分類的主要依據。

(二) 語音發音模型

語音是發音器官運動的結果。20世紀60年代已經提出以下語音產生的數學模型

s(t)=g(t)* v(t)* r(t1)

s(f)=g(f)* v(f)* r(f2)

該公式表明,語音s(t)是由三部分組成的:聲源訊號g(t),聲道傳輸函式v(t),及輻射特性r(t)。公式(2)對應的頻域形式。

實際上發音是乙個連續動作,不可能分成三個孤立的部分,這只是從言語工程角度提出的近似模型,基於該模型發展起來的語音合成方法,能夠比較正確的合成出多種人類言語語音,從而證明這個模型可以在許多反映反映人類語音的產生過程。

聲源激勵聲道傳輸口鼻輻射語音

圖3-7 語音產生示意圖

圖3-10下部(a)、(e)圖分別是聲門波的線狀頻譜和時域波形;(b)是聲道傳輸特性;(c)、(f)是口鼻輻射的頻譜和時域波形;(d)、(g)是母音的頻譜、譜包絡及時域波形。口鼻輻射,(e)、(f)分別是母音波形和頻譜以及譜包絡。該圖概括的的說明了母音的產生過程。

1.語音聲源

不同音素音源位置不同。聲帶振動發出的濁音的聲源一定在聲道末端,即在聲門處。

而發清子音時聲源點位於何處,則要根據清子音的型別、發音方法和發音部位才能確定。

根據聲帶振動與否把語音聲源分為有聲聲源和無聲聲源。有聲聲源也叫聲門聲源,它是位於咽腔的聲帶振動所形成的聲門波,它是所有母音與濁子音的源波。上圖(a)、(e)表明,聲門波的波形看似簡單,傅利葉變換證明,它是由基頻f0及其各次諧波2f0、3f0……直至n f0所構成的復合波。

如果基頻f0 =120hz,那麼聲門波將含有120,2×120,3×120,4×120,……60×120=7200 hz等等。(a)圖說明f0的強度最大,隨著諧波級次增加,諧波的強度越來越小,每增加乙個倍頻程,強度下降12分貝。

無聲聲源又分為湍流雜訊源和破裂雜訊源。前者是氣流通過聲道某狹窄處,由於雷訥數增大,氣流由平流變為湍流而形成湍流雜訊源,它是普通話摩擦類子音的源波;後者是由於聲道某部位完全阻塞之後突然釋放,氣流衝出而形成破裂雜訊源,它是普通話塞子音的源波。這兩類清子音的聲源點可能在聲道的任何部位。

2. 聲道傳輸

聲道可以模型化為乙個中空管道,它具有的固有頻率是:

fn = (2n-1)c/(4l1)

l 其中, n=1,2,3,……正整數,c是聲速,l是聲道長度。取c=340公尺/秒,l=17厘公尺,那麼圖示聲管的頭四個固有頻率將是 500、1500、2500、3500hz。

含有多頻率成分的聲門波從聲管左端進入,經過聲管時必然和聲管的固有頻率發生共振。聲源波里那些頻率和聲管固有頻率相等或接近的諧波成分將被激發,共振的結果使它們的能量被放大,形成強的能量帶,稱為語音的共振峰。而那些離開固有頻率較遠的諧波成分將被抑制,形成能量的空白區或弱能量區,形成波谷。

從共振在語音的形成過程中起著非常大的作用。

以上述基頻f0 =120hz的聲門波為例。當它通過這個聲管時,它的第4次諧波480與聲管的f1=500hz接近,因此在480 hz右側一點點的地方會出現語音的第1共振峰;聲門波的第12次諧波為1440 hz,第13次諧波為1560 hz,它們和聲管第2固有頻率1500 hz是等距離,因此,語音第二共振峰將出現在第12、13次諧波的中間的位置。一般說來,語音共振峰出現的位置很少和聲門波的諧波位置重合。

實際發音時,除了中母音 // 的聲道形態和上述聲管相似之外,其他發音聲道和聲管模型都不相同。但是,可以用數學模型或機械模型去描述實際聲道形態,給出如圖(b)所示的聲道傳輸頻響,即特定聲道形態所具有的固有頻率。

3. 口鼻輻射

語音從口腔或鼻腔輻射出來,也可以用乙個物理模型來描述:人頭可以看成是乙個圓球,輻射過程近似為鑲嵌在球面上的乙個振動活塞。數學處理得出的輻射頻響是

r(f)=κρf / (4πd )

其中,ρ是空氣密度,d是輻射口到受音點的距離,κ為常數。由此公式可知,口鼻輻射與頻率成正比,頻率越高,提公升效果越明顯,其上公升斜率為6db/oct。

(三) 母音

當來自肺部的氣流從聲門狹縫擠出來的時候,使聲帶顫動,氣流通過聲道時在任何部

位都沒有受到阻礙,形成的就是母音。氣流通過聲道不受阻礙,不等於聲道形態不變化,發母音時聲道形狀隨發音物件的改變,聲道任何位置都可能變得狹窄。例如發前母音時聲道前端變狹窄,發低母音時時聲道後端變狹窄。

圖3-8是發音時聲道變化的近似模型,可

圖 3-8 聲道長度與形狀對共振峰的影響

以清楚地看到,聲道長度改變或聲道形狀改變都導致共振峰數值及分布的變化。

1. 母音的分類

可把母音按舌位、唇型分為四大類:(a)舌位高的是高母音,舌位低的是低母音;(b)舌位在前的是前母音,舌位在後的是後母音;(c)界於高、低之間的是中母音;(d)發音時圓唇則是圓唇音,發音時展唇的則是展唇音。這裡,「高低」指的是舌高點處上顎與舌背的距離,「前後」指的是舌高點至門齒的距離。

圖3-9給出bell的舌位模型圖,

前高母音舌位中母音舌位低母音舌位

圖 3-9 bell舌位模型圖ue

a圖 3-10 8個標準母音

圖3-10是國際語音學會規定的8個標準母音。 圖中左側是前母音,右側是後母音,典型的中母音位於[ε]和中間偏上的地方。 為前高母音,[e] 為半高母音,[ε] 為半低母音,[a]為低母音。

從到[a]舌高點與上顎距離逐漸增大,同時舌高點離門齒越來越遠。[u]是後高母音,[ο]後半高母音,為後半低母音,[ɑ]為後低母音。從[u]/到[ɑ]舌高點與上顎距離逐漸增大,同時舌高點離門齒越來越遠。

第三章第二節注意

1 無意注意 2 有意注意 3 有意後注意 1 無意注意 指沒有預定目的 不需要意志努力的注意。例如 在我們認真聽課時,突然從門口走進來乙個人,我們便不由自主地注視他。2 有意注意 指預先有一定的目的,並需要一致努力的注意。例如 在我們上課的時候,需要集中精神並不斷提醒自己要認真聽老師講課,並將注意...

桂林會計培訓會計基礎第三章第二節

第二節複式記賬 所謂記賬方法,簡單地說,就是在賬簿中登記經濟業務的方法。按其記錄經濟業務方式的不同,記賬方法可以分為單式記賬法和複式記賬法。一 複式記賬法 一 複式記賬法的概念 複式記賬法是以資產與權益平衡關係作為記賬基礎,對於每一筆經濟業務,都要在兩個或兩個以上相互聯絡的會計科目中進行登記,系統地...

第三章力學基礎知識

學習力學基礎知識的目的在於了解吊索具的受力特點,掌握簡單靜力計算方法。第一節力的性質 一 力的概念 力的概念是人們在長期的生活和生產實踐中經過觀察和分析,逐步形成和建立的。當人們用手握 拉 擲 舉物體時,由於肌肉緊張而感受到力的作用。這種作用廣泛地存在於人與物及物與物之間。例如用手推小車,小車受了 ...