语音信号处理实验报告2

实验二语音信号的频域特性实验目的结合汉语语音信号的各类音素和复元音的特点分析其频域性质；熟悉语音信号的各类音素和复元音的频域参数；熟悉声音编辑软件PRAAT的简单使用和操作。二、实验记录与思考题1.观察语音信号的频域特点，总结其规律。浊音段：其谱线结构是与浊音信号中的周期信号密切相关。具有与基音及其谐波对应的谱线。频谱包络中有几个凸起点，与声道的谐振频率相对应。这些凸起点为共振峰。清音段：清音的频谱无明显的规律，比较平坦。总结清音/b/p/m/f/d/t/n/l/g/k/h/j/q/x/z/c/s/zh/ch/sh/r/共21个的语谱图的规律，给出辅音的能量集中区；语谱图中的花纹有横杠、乱纹和竖直条。横杠是与时间轴平行的几条深黑色带纹，它们是共振峰。从横杠对应的频率和宽度可以确定相应的共振峰频率和带宽。在一个语音段的语谱图中，有没有横杠出现是判断它是否是浊音的重要标志。竖直条是语谱图中出现于时间轴垂直的一条窄黑条。每个竖直条相当于一个基音，条纹的起点相当于声门脉冲的起点，条纹之间的距离表示基音周期，条纹越密表示基音频率越高。b，p……清音的语谱图为乱纹。辅音的能量集中区为：高频区3.总结浊音/a/o/e/i/u/ü/ao/ai/ei/ou/ie/an/en/in/ang/eng/ong/ing/共18个的语谱图的规律，提取这18个浊音的基频、前三个共振峰频率浊音基频（HZ）前三个共振峰频率（HZ）a110.9861.7160261247.7445932657.8777620113.7485.008212707.6754242860.079878e113.4548.7584571234.3651672802.170956i115.9273.8395272324.5923273053.533854u113.4436.884349760.6191752624.606878ü116.4289.5397392165.9518382360.250037ao113.2602.0241432025.3817632679.789088ai112.9602.0941432025.3817632679.789788ei114.2424.6942772222.4518772775.996230ou113.9524.6942772522.4518772795.996230ie114.2524.6942772229.4518772795.996230an117.2541.4530611571.2356522568.625044en116.8364.9904331548.1463182701.860905in118.5591.0725701726.5227922734.063107ang118.6568.7057001133.5832652748.451070eng116.1345.4732451350.6564882853.466380ong122.1529.6899781319.0921092649.159450ing118.8799.1163631997.4016623092.082646/r/、/m/、/n/、/l/从这几个音素的的基频、共振峰频率音素基频（HZ）前三个共振峰频率（HZ）r119.6373.6888431907.4454402385.006643m119.2540.252644779.8405952930.057234n116.8500.0206251504.8813372754.358608l114.11253.1000632104.3545943201.358590分析宽带语谱图和窄带语谱图的不同之处，请解释原因；语谱图中的花纹有横杠、乱纹和竖直条等。横杠是与时间轴平行的几条深黑色带纹，它们是共振峰。从横杠对应的频率和宽度可以确定相应的共振峰频率和带宽。在一个语音段的语谱图中，有没有横杠出现是判断它是否是浊音的重要标志。竖直条（又叫冲直条）是语谱图中出现与时间轴垂直的一条窄黑条。每个竖直条相当于一个基音，条纹的起点相当于声门脉冲的起点，条纹之间的距离表示基音周期。条纹越密表示基音频率越高。宽带语谱图的时域分辨率高、可以看见语谱图上的纵的线条；窄带语谱图的频域分辨率高、语谱图上横的线条明显。窄带语谱图可以清晰的显示谐波的结构，反映基频的时变过程；宽带语谱图能清晰的显示共振峰结构，和语谱包络，能反映频谱的快速时变过程。在宽带语谱图上可以获得较高的时间分辨率。功率谱的谐波结构在频率轴方向被平滑掉了，谐波间隙被填平了，因此在频域看不出基音频率和频谱的谐波形式结构，但可以明显地看出共振峰结构和语谱包络，特别是时间分辨率高，可以清楚地看到浊音共振峰时变过程。在窄带语谱图上可以获得较高的频率分辨率。滤波器的带宽能在浊音区分辨出每个谐波。语谱的谐波形式的结构在频率方向清晰可见，并能看到基音频率的时变过程。对语音加的是不同的窗函数：例如方窗、Hamming窗等，试分析Hamming窗与方窗对频谱的影响。。Hamming窗：海明窗是余弦窗的一种，又称改进的升余弦窗，其时间函数表达式为：其窗谱为：

海明窗是余弦窗，海明窗加权的系数能使旁瓣达到更小。海明窗的第一旁瓣衰减为一42dB．海明窗的频谱也是由3个矩形时窗的频谱合成，但其旁瓣