音乐声学与心理声学(第3版) 215

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　　200音乐声学与心理声学（第三版）
　　表示（见图4.17、图4.22、图4.24和图4.29）。除了拨弦乐器诗琴和吉他的图（见图4.11）以外（其波形是整个乐音的波形，频谱是某一时刻的频谱图），其他图形显示的是乐音在稳态阶段几个周期的波形，频谱则是对稳态阶段不同时间点测量的几个频谱的平均值。进行平均的频谱个数取决于乐音稳态阶段持续时间的长短。对于第4章所示的单音，根据音符持续时间的长短，频谱的平均是按大约每（1/4~3/4）s取一个测量点进行的。另一种方法是根据重复周期的个数选取测量点。例如，对于A4（6=440Hz），1/45对应于110个周期，3/45对应于330个周期，对于C4（6=261.6），则分别对应于66~198个周期。这种平均频谱常用于乐音的频谱分析中，称为"长期平均频谱"或"LTAS"（long-term average spectra的缩写）。采用LTAS的主要优点是能够突出乐音在稳态阶段的频谱特征，同时，通过平均可以去除在稳态过程一直存在并且不断变化的较强的背景噪声频谱。
　　但是，LTAS不能反映快速变化的声学特性，例如乐音的开始阶段和结束阶段的频谱，因为平均的结果会使频谱特性丢失。当研究音色时，我们不仅对开始和结束阶段的频谱感兴趣，而且对它们怎样随时间变化感兴趣。因此，需要一种表示方法能够记录乐音在整个持续过程中随时间变化的特性。一种常用于语声的分析方法是幅度、频率和时间图形，称为"声谱图（spectrogram）"。其纵轴是频率轴，横轴是时间轴，幅度的大小用灰颜色的深浅表示，或用光谱的不同颜色表示。
　　图5.1的上半部表示管风琴音栓principal8（开放式哨管）C4的波形和声谱图，同一个乐音的LTAS频谱见图4.17。从图4.17的LTAS频谱看出，该音符的一次和二次谐波占主导地位，三次谐波大约比一次谐波低8dB，四次、五次、七次和八次谐波也可分辨，但其幅度至少比一次谐波低25dB。
　　声谱图显示了幅度（灰度）随频率（纵轴上的刻度）和时间（横轴上的刻度）变化的特性。因此，在声谱图中，谐波表现为水平方向的直线，其频率与纵轴上的刻度相对应，横轴的位置表示该谐波持续时间的长短，谐波幅度的大小用直线的灰度表示。图5.1中有3条清晰可见的直线，表示乐音中的前3个谐波（因为频率轴采用线性刻度，所以直线是等间隔的）。第1条和第2条直线比第3条直线更黑（更粗），反映了图4.17所