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，...

　　声音与人耳听觉 　　整数倍，称为谐波分量。通常基频分量在整个频谱中幅度是较大的，但并不一定是最大的。基频的频率大小主要与声带本身的性质及其张弛程度有关，因此，不同的人说话声调的高低不同。 　　般元音有6~7个共振峰，但区别不同元音只需2~3个共振峰因此元音的频谱特性可以简单地用主要频率范围内的2~3个共振峰频率来描述。图16所示为汉语普通话中六个主要元音的平均频谱包络dB 　　相10 　　0 ...

　　第一章语声 　　线特性；表12是男、女、儿童三组发音人的普通话元音的基频和共振峰频率的平均数据。从图表中所列测试结果看出，所有元音的第一共振峰频率都在1000Hz以下，这个频率范围是元音能量集中的区域；男声的平均基频为216HIz，女声的平均基频为320Hz，童声的平均基频则为400Hz；女声不仅基频较高，而且所发声音的各个共振峰频率也要比男声高约20，若平移频率坐标，则男声和女声的频谱包络线...

　　声音与人耳听觉 　　除了元音以外剩下的音素统称为辅音。一般浊辅音也具有乐音性质，和元音一样具有离散频谱，也可以求出共振峰频率，但频谱和元音稍有不同。由于浊辅音带有一些摩擦成分，各谐波之间常会出现一些杂乱的谱线。清辅音是由发音器官中某部分破裂气流形成，具有噪声性质，其频谱为连续频谱，并在一定的频率范围内出现能量集中现象。 　　图17所示为汉语声母【s】的波形和频谱特性。可见，连续谱的声音信相对值...

　　第一章语声 　　表13同一发音人普通话清辅音能量集中的频率区域能量集中区分布范围（Hz） 　　峰频率（Hz） 　　200~1600 　　250 　　300~6000 　　250~6300 　　150~8000 　　1250，2500 　　120~6000 　　2000 　　15010000 　　200，6300 　　3000~10000 　　6300 　　1500~8000 　　2500，45...

　　声音与人耳听觉 　　声带振动近似为三角波，随着基频的变化，各次谐波的频率位置和大小也会发生变化，因此，声调信息存在于整个频谱中，语声的抗干扰能力很强。 　　1.2.4歌声的频谱 　　歌声也可以认为是一种乐声，但由于它是由人声产生的，和语声有许多共性，因此把它放在语声这一章里介绍。歌声的频谱特性基本上与语声类似，但歌唱时共振峰频率的位置和讲话时稍有不同，图18所示为男低音唱元音时和讲元音时共振峰...

　　第一章语声 　　表14各声部的基频频率范围 　　声部名称 　　频率范围（Hz） 　　男低音 　　80~320 　　男中音 　　96387 　　男高音 　　122488 　　女低音 　　145~580 　　女高音 　　2591034 　　实际上大多数声音信号的频谱是离散频谱和连续频谱的混合体。声音信号的频谱随时间变化很快，在某一瞬间可能是以离散谱为主，在另瞬间则可能是以离散谱为主，而且离散谱中常...

　　声音与人耳听觉 　　时朗读各种内容不同的读音材料混合而成的语言噪声，却具有稳定的特性，形成稳定的随机信号，可以计算其平均特性。用足够长时间的这种语言噪声测得的汉语普通话平均频谱如图110所示，其中图110（a） 　　为汉语普通话女声的平均频谱，图110（b）为汉语普通话男声的平均频谱，图110（c）为不同发声强度时普通话男声的平均频谱，图110（d）为汉语普通话和部分外语的平均频谱的比较。由图...

　　第一章语声 　　本规律是不变的，外语和普通话也具有类似的频谱特性，在200Hz~600Hz频率范围的相对声压级最大，语声能量主要分布在100Hz~5kHIz的频率范围内，因此，在通信中把每一路电话信号的频带限制在300Hz 　　3.4kHz，就能把语声中的大部分能量传输出去，从而达到一定程度的信息传输目的。当然，频带较窄带来的实用性是以声音质量的降低为代价的，如果要完美地传输和记录语声信号，电...

　　声音与人耳听觉 　　以距发音人唇部1m处总声压级为69dB的平均频谱为标准，将其低频峰谷平滑化，而高频部分（男声在800Hz以上，女声在1000HIz以上）用以每倍频程12dB斜率下降的直线来代替，可获得普通话标准平均频谱，如图112所示。标准频谱和实测的语言平均频谱相差不大，误差在±2dB范围内，但其形状简单，便于应用及计算。 　　频谱级 　　女混合声 　　4006008001000 　　2...