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强频区

/concentrated frequency area/
条目作者李爱军

李爱军

最后更新 2024-06-01
浏览 214
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语音学中,辅音频谱分布的能量集中区域,是重要的辅音声学特性之一,反映辅音的发音部位。又称频谱能量集中区。

英文名称
concentrated frequency area
又称
频谱能量集中区
所属学科
语言文字

强频区的分布模式还受相邻音段影响。一位51岁北京人的清辅音能量集中区数据见于下表。

汉语普通话清辅音的能量集中区数据表
辅音能量集中区分布范围(Hz)强频峰(Hz)相对声级(dB)
b200~160025022
d300~600020
g250~630020
p150~80001250,250025
t150~800020028
k120~6000200024
f150~10000200,630010
s3000~10000630025
sh1500~80002500,450026
x2500~80003000,500028
h1000~30001500,250020
z3200~8000630022
zh2000~5000400022
j500022
c4000~8000650025
ch250~8000400030
q2000~8000350030

通常采用谱矩谱参数(spectral moments)对频谱形进行宏观、定量的考察,量化频谱的分布特性,反应能量集中区的情况。谱参数常采用前四阶谱矩参数,包括频谱重心(center of gravity)、频谱标准差值(standard deviation)、频谱偏度(skewness)、频谱峰度(kurtosis)。

频率重心反映谱能量的集中分布。标准差值反映谱能量分布的变化范围。偏度反映谱的形状在频率中心的基础上,左偏还是右偏,如果偏度值为零,说明在频率重心,两边对称分布;如果值为正数,说明频率重心右边的尾巴比左边的尾巴长,是向左偏的,如果值为负数,说明重心左边的尾巴比右边的长,是向右偏的。语音学中,偏度是对谱斜率的一个反映,反映整个谱能量分布的倾斜程度。偏度为正,说明能量集中在低频区域;偏度为负,说明能量集中在高频区域。峰度描述谱能量分布的峰的情况,正值说明谱有很清晰的峰的结构,峰度值越大,谱的峰越突出,在频率中心附近的能量越集中;负值说明谱没有很明确的峰,峰度值越小,频谱峰的分布情况越分散。峰度与标准差密切相关,标准差越大,频谱的频率重心周围的谱峰能量越分散,谱的峰度值就越低。这些谱参数组合起来,能很好地反映谱的整体特征。

频谱重心的计算公式为:

……(1)

式中f为频率;s(f)为语音信号复杂的二维谱;p为级数。p=1,上面加权为绝对谱,p=2,加权为功率谱,一般情况下的默认值是p=2。频率重心是在整个频率域内由|s(f)|p衡量的频率值,反映整个谱在平均状态下,频率成分的能量高低情况。

标准差值的计算公式为:

……(2)

式中fc为频率中心的值。

偏度计算公式为:

……(3)


峰度的计算公式为:

……(4)

  • 吴宗济.普通话清擦音协同发音的声学模式//吴宗济语言学文集.北京:商务印书馆,2003.
  • 吴宗济.普通话元音和辅音的频率分析及共振峰的测算//吴宗济语言学文集.北京:商务印书馆,2003.

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