第三章声音信号的特点 　　第三章声音信号的特点 　　3.1声音信号的随机性 　　信号可以按确定性信号和随机信号、平稳信号和非平稳信号、连续信号和瞬态信号进行分类。如果信号能用明确的数学关系式来表示示则称为确定性信号，否则属于随机信号。确定性信号可分为两类，一类是周期信号，如最简单的正弦周期信号，可用正弦时变函数x（t） 　　Asin（2rf0t+60）表示，其他较复杂的周期信号则可表示为若干不...

　　声音与人耳听觉 　　声级随时间的变化是无规的。随机信号和确定性信号不同，它不能用精确的数学关系式来描述。对这类信号每一次观测得到的结果都不一样，因此无法用一个确切的数学表达式来表示，而只能用统计学和概率论的方法来描述。这是声音信号最基本的特征。 　　声级（dB） 　　讲话间隙的噪声信号 　　（a）语言 　　声级（dB） 　　（b）音乐 　　图31语言和音乐的声级随时间变化示意图 　　表示随机现...

　　第三章声音信号的特点 　　称为非平稳随机信号；如果在特定情况下E2（t1）和R2（t1，t1+r）都不随t1变化，则这类随机信号称为平稳随机信号。 　　x4（t） 　　x3（t） 　　（t） 　　wmMw 4 　　图32某个随机信号的样本函数总体 　　在大多数情况下，也可以用总体中某个样本函数的时间平均来确定平稳随机信号的特征，例如，在图32所示的随机过程中，某个样本k的时间均值和自相关函数为...

　　声音与人耳听觉 　　时平均来确定，实际应用中要达到这一点是非常困难的。在多数情况下可以将这种非平稳的连续信号分割为若干段短的准平稳信号来处理，这就是所谓的时间窗，相当于对被测量的声音信号进行时间特性的加权处理。从每一个时间窗看去，每一段信号可以认为是平稳信号，甚至可以认为是各态历经的平稳随机信号，用单个样本记录就能对信号的特征进行估算，使测量和分析方法得到简化。 　　3.2声音信号的波形特点 ...

　　第三章声音信号的特点 　　3.3声音信号的相干性 　　相干性是指两个信号之间的相似性和相互关联性。信号的相干性用相关函数来描述，它是时域中描述信号特征的一种重要方法。在介绍相关函数之前，首先讨论声波的叠加性质，由此引出相关函数的定义。设两个声源在空间某点产生的声压分别是P1（t）和P2（t），总平均声能密度为 　　【p1（5）+p2（）】2d 　　t+T' 　　3（3）d 　　十 　...

　　声音与人耳听觉 　　号具有不同形式的自相关函数，利用这种差别可将自相关函数应用于信号检测。正弦波或其他确定性信号在所有时间位移上自相关函数不为零，而随机信号的自相关函数在时间位移很大时趋于零。根据这一特点，可以通过自相关函数测量来检测混淆在随机信号中的确定性信号。 　　R（r） 　　a）正弦波 　　R（r） 　　AAAAAnAAAAA+ 　　（a）正弦波加随机噪声 　　R（r） 　　c）窄带随...

　　第三章声音信号的特点 　　R（t）lim 　　X（t）yo 　　）dt 　　互相关函数R（r）是一个可正可负的实函数，但不一定在τ0处有最大值，也不一定是偶函数。 　　语言和音乐作为随机信号，其相关性很重要，因为它给出了信号相似性的度量。图35所示为语言和各种音乐的归一化自相关函数。由图可知，声音信号的相干度随延迟时间的增大而下降，并且逐渐趋近于一个常数。从每一条曲线可以计算出相干度小于给定；...

　　声音与人耳听觉 　　室内声学研究表明，声音在听觉产生的空间感与双耳耳鼓处声压信号的相关性或相似性有关，由此产生了衡量声音空间感的室内音质客观评价参数，称为双耳互相关系数，记为IACC（InterAural correlation Coefficient）。IACC实质上是双耳信号的互相关函数，定义为 　　Φn（r）lim 　　fi（ef，（t+r）dt 　　式中，f（t）、f（t）分别为双耳信...

　　第三章声音信号的特点 　　U（t） 　　≤t≤ 　　nax 　　式中，U，是声音信号电压在到+7时间间隔内的峰值，T为计量时间间隔。 　　2.有效值 　　有效值是指信号的均方根值，即信号瞬时值平方的平均值的平方根值，它表示与声音信号相同功率的直流信号的强度，定义为 　　（t）di 　　式中，U，为声音信号在到+？时间间隔内的有效值，T为计量时间间隔。 　　3.整流平均值 　　整流平均值是指声音...

　　声音与人耳听觉 　　√2 　　式中，U为声音信号电压的准峰值 　　5.准平均值 　　准平均值是用与声音信号相同整流平均值的稳态简谐信号的有效值表示的数值。由于对稳态简谐信号而言，有效值和整流平均值的关系为 　　√2丌 　　4 　　所以，对于任何波形的声音信号，其准平均值和平均值之间存在固定关系，即 　　√2r 　　4 　　在上述五个计量值中，峰值和准峰值都是反映声音信号峰尖髙度的计量值，只不过...