2025年02|如何量化分析语音信号?

02|如何量化分析语音信号?上一讲我们了解了音频信号的一些基础知识 因为语音和音乐是最常见的音频信号类型 所以接下来两节课我会分别从这两种类型入手 带你看看如何科学 量化地对音频信号进行分析 从而读懂音频信号所承载的内容和信息 以及了解音频现象产生的原因是什么 这些知识对音频工程师 开发者甚至是调音师 录音师 音乐制作者而言都是很重要的基础

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上一讲我们了解了音频信号的一些基础知识。因为语音和音乐是最常见的音频信号类型,所以接下来两节课我会分别从这两种类型入手,带你看看如何科学、量化地对音频信号进行分析,从而读懂音频信号所承载的内容和信息,以及了解音频现象产生的原因是什么。这些知识对音频工程师、开发者甚至是调音师、录音师、音乐制作者而言都是很重要的基础,所谓“听其然,更知其所以然”。

好的,那我们这节就先从语音信号的分析开始说起吧。

语音的基本特征

语音按照发音原理可以分为清音和浊音,语音的音调、能量分布等信息可以用基频、谐波、共振峰等特征来分析。为了更好地分析语音,先来看看语音是如何产生的?

浊音和清音


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可以结合下图的人体发音器官结构示意图来看一下语音是如何产生的。

声道就是声音传播所通过的地方。发音的声道主要是指三个腔体,即咽腔、口腔和鼻腔。而语音是由声源和声道共同作用产生的。按照声源的不同把语音分成以下两类:

第一类是声带振动作为声源产生的声音,把它们叫做浊音。比如拼音中的 “a,o,e” 等。

第二类是由气体在经过唇齿等狭小区域由于空气与腔体摩擦而产生的声音,把它们叫做清音。比如拼音中的 “shi、chi、xi” 等。那么清音和浊音的声源不同在频谱上有什么样的差异呢?先来看看语音的频谱图。

标题语音的频谱图时域图(上)和频域图(下)
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