【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 理論知識(shí)和概念8人們聲道的最重要的組成部分，我們可以通過(guò)調(diào)整唇、舌、齒以及腭的大小和位置來(lái)改變聲道的形狀和大小。其中舌頭是最為活躍的：舌的尖端部分、中央部分以及邊緣部分都能比較自由地活動(dòng)，而舌體的整個(gè)部分也可以在上下左右前后的方向上自由活動(dòng)。而我們的雙唇是位于口腔末端，它可以通過(guò)我們自身的調(diào)節(jié)形成許多種的形狀。牙齒是我們發(fā)出齒化音的關(guān)鍵部分，比如〔θ〕音等等。最后，在口腔旁邊的軟腭如前面所敘述的，是負(fù)責(zé)控制是否需要配合發(fā)出鼻音的閥門。而硬腭以及齒齦則是構(gòu)成聲道管壁的主要部分，并且還要參與人類整個(gè)的發(fā)聲過(guò)程。綜上所述，在聲門和聲帶之后，聲道是人們發(fā)聲器官中最重要的，對(duì)發(fā)聲起到了決定性作用的器官。 人耳對(duì)聲音信號(hào)的接收原理耳朵是人類聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)的重要組成部分，它主要包括了外耳、中耳和內(nèi)耳這三大部分。其中，外耳道、耳翼和鼓膜共同組成了我們的外耳。外耳的作用主要是對(duì)聲音信號(hào)的感知起到定位和放大的作用，因?yàn)橥舛鷷?huì)對(duì)一定頻率范圍內(nèi)的聲音信號(hào)可以產(chǎn)生共振作用，因此，外耳可以將從外部接收到的聲音信號(hào)放大10dB左右。此外，人的頭部由于可以起到一定的衍射作用，從而增加骨膜處的聲壓，最終可以使 人耳構(gòu)造圖從外部接收到的聲音信號(hào)得到一定程度的 structure of ear 放大。聽(tīng)小骨(主要包含錘骨、砧骨和鐙骨)和咽鼓管組成了我們的中耳部分。在中耳的組織中，錘骨與鼓膜相接觸，鐙骨則與內(nèi)耳的前庭窗相接觸。中耳的主要作用是進(jìn)行聲音阻抗的變換，即將中耳兩端的聲音阻抗匹配起來(lái)，在一定的聲音強(qiáng)度范圍內(nèi)，聽(tīng)小骨對(duì)聲音進(jìn)行線性傳遞，而在聲音強(qiáng)度特別大的情況下，聽(tīng)小骨則對(duì)聲音進(jìn)行非線性傳遞，這樣可以對(duì)內(nèi)耳起到保護(hù)的作用。耳蝸是內(nèi)耳的主要組成部分，耳蝸好比是聲音信號(hào)的收納器，它可以通過(guò)機(jī)械變換把聲音轉(zhuǎn)化為可以在人體神經(jīng)系統(tǒng)中進(jìn)行傳送的生物信號(hào)。耳蝸內(nèi)部充滿了淋巴液，耳蝸相當(dāng)于是一根密閉的管狀組織。耳蝸是由三個(gè)部分組成:鼓階、中階和前庭階。其中中階是負(fù)責(zé)連接鼓階和前庭階，中階的底膜稱為基膜，基膜上是柯蒂氏器宮，柯蒂氏器官則是一個(gè)傳感裝置。通過(guò)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，人耳具有兩個(gè)重要的特性，其中之一就是耳蝸對(duì)聲音信號(hào)所具有的時(shí)頻分析特性，第二個(gè)則是與本文有較大相關(guān)度的人耳聽(tīng)覺(jué)掩蔽效應(yīng)。就是當(dāng)聲音信號(hào)經(jīng)外耳傳入到中耳的時(shí)候，鐙骨的運(yùn)動(dòng)重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 相關(guān)的理論知識(shí)和概念9會(huì)引起耳蝸內(nèi)淋巴液壓強(qiáng)的變化，進(jìn)而引起聲波沿基膜傳播，不同頻率的聲音信號(hào)分量產(chǎn)生不同的聲波，其峰值出現(xiàn)在基膜的不同位置上。頻率較低時(shí)，基膜振動(dòng)的幅度峰值出現(xiàn)在基膜的頂部附近。相反，頻率高時(shí)，基膜振動(dòng)的幅度峰值出現(xiàn)在基膜的基部附近。如果所接收到的聲音信號(hào)是一個(gè)多頻率的復(fù)合聲音信號(hào)，則產(chǎn)生的聲波將沿著基膜在不同位置產(chǎn)生相應(yīng)大的振幅。從這個(gè)原理上來(lái)講，我們的耳蝸就相當(dāng)于是一個(gè)聲音信號(hào)頻譜分析儀，可以將復(fù)雜的混合聲音信號(hào)分解成各種頻率的聲音信號(hào)分量。 聲音信號(hào)的分類根據(jù)聲音產(chǎn)生的來(lái)源不同大致可以分為以下三種語(yǔ)音：① 濁音 濁音主要是由位于聲門處的準(zhǔn)周期的氣息脈沖序列激勵(lì)產(chǎn)生的。在我們呼氣的時(shí)候，空氣從我們的肺部排出形成空氣流，當(dāng)此股空氣流經(jīng)過(guò)聲帶時(shí)，如果此時(shí)我們的聲帶是繃緊的，則會(huì)在聲門處產(chǎn)生一個(gè)準(zhǔn)周期性質(zhì)的脈沖氣流。即聲帶產(chǎn)生比較有規(guī)律的弛張振動(dòng)，從而形成周期性地開啟與閉合。當(dāng)聲帶開啟的時(shí)候，空氣流會(huì)從聲門處噴射出來(lái)，從而形成一個(gè)脈沖，聲門的閉合時(shí)相當(dāng)于脈沖序列之間的間隙。此空氣脈沖流會(huì)通過(guò)聲道并且最終從嘴唇處以聲波的形式向外輻射，這就是濁音的發(fā)聲原理。② 清音清音主要是有位于聲道的某個(gè)收縮區(qū)的湍流(類似噪音)激勵(lì)而形成的。在我們呼氣的時(shí)候，如果此時(shí)聲帶是完全舒展開的，則肺部呼出的空氣流將不會(huì)受到任何器官的作用通過(guò)聲門。在此股空氣通過(guò)聲門后，如果聲道某個(gè)部位發(fā)生收縮，則會(huì)形成一個(gè)狹窄的通道，當(dāng)空氣流到達(dá)此處時(shí)將會(huì)被迫以高速氣流沖過(guò)此收縮區(qū)，并在此附近產(chǎn)生空氣湍流。而清音(也稱摩擦音)則正是由這種湍流空氣通過(guò)聲道所形成的。③ 爆破音爆破音是由位于聲道的某個(gè)閉合點(diǎn)處建立起來(lái)的氣壓所激勵(lì)而形成的，爆破音具有突然釋放的特性。產(chǎn)生爆破音的時(shí)候，聲帶的狀態(tài)如同上面產(chǎn)生清音的開始階段一樣，但是當(dāng)空氣通過(guò)聲門后，如果此時(shí)聲道的某個(gè)部位完全閉合在一起，那么當(dāng)空氣流到達(dá)時(shí)便會(huì)在此處建立起較大的空氣壓力，一旦此閉合點(diǎn)突然開啟便會(huì)使之前在此形成的氣壓得到快速釋放，此時(shí)就會(huì)產(chǎn)生所謂的爆破音。 聲音的物理特性音色：是指某種聲音自身區(qū)別于其它聲音的固有特征。音色一般由3個(gè)因素重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 相關(guān)的理論知識(shí)和概念10決定：發(fā)聲體，由不同的發(fā)聲體產(chǎn)生的聲音顯然不會(huì)相同，比如笛子和簫，雖然兩者外表看起來(lái)比較相似，但是卻能產(chǎn)生的不同風(fēng)格的聲音；聲道的自身特點(diǎn)，就好比笛子本身，我們可以通過(guò)手指來(lái)按放笛子上的氣孔（相當(dāng)于改變了笛子的聲道）從而產(chǎn)生不同的聲音；傳氣方式，又如口風(fēng)琴，雖然是同一個(gè)琴孔，但是分別采用吹氣和吸氣而產(chǎn)生的聲音也是不相同的。音調(diào)：又稱為音高，表現(xiàn)為人們的主觀聽(tīng)覺(jué)上聲音的高低。音調(diào)一般與聲音的頻率有關(guān)，頻率越高，聽(tīng)到的聲音音調(diào)就越高；頻率越低，相應(yīng)地聽(tīng)到的聲音音調(diào)就越低。但并不是說(shuō)音調(diào)與聲音頻率成正比例關(guān)系，而且音調(diào)還和聲音的強(qiáng)度以及聲音信號(hào)的波形有關(guān)系。通常把一個(gè)頻率為1000Hz、聽(tīng)閾大于40dB的聲音的音調(diào)定義為1000Mel。相應(yīng)地，如果一個(gè)聲音聽(tīng)起來(lái)感覺(jué)比 1000Mel的聲音音調(diào)高出了一倍，則其音調(diào)為2022Mel。用公式表示兩者的關(guān)系，則有： （ ）()259lg(1/70)Bf f??音強(qiáng)：是指聲音信號(hào)的強(qiáng)弱，一般與聲音信號(hào)的波形幅度有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，聲波的幅度越大則聲音強(qiáng)度越大，聲音強(qiáng)度就越大；聲波的幅度越小，聲音強(qiáng)度就越小。音長(zhǎng)：是指聲音信號(hào)的長(zhǎng)短，它與發(fā)聲體產(chǎn)生聲音的持續(xù)時(shí)間有關(guān)。 樂(lè)譜在介紹人的歌唱聲音信號(hào)中所涉及到的特征參數(shù)之前，先需要了解一些有關(guān)音樂(lè)方面的樂(lè)譜知識(shí)。樂(lè)譜是一種以印刷或手寫制作，用符號(hào)來(lái)記錄音樂(lè)的方法。不同的文化和地區(qū)發(fā)展了不同的記譜方法。記譜法可以分為記錄音高和記錄指法的兩大類。五線譜和簡(jiǎn)譜都屬于記錄音高的樂(lè)譜。吉他的六線譜和古琴的減字譜都屬于記錄指法的樂(lè)譜。傳統(tǒng)的樂(lè)譜主要以紙張抄寫，現(xiàn)在亦有電腦程式可以制作樂(lè)譜。樂(lè)譜的分類：中國(guó)古代就有“ 宮，商，角（ jue） ，徵（zhi） ，羽”五音，對(duì)應(yīng)簡(jiǎn)譜中的 1 2 3 5 6，是樂(lè)譜的基本音符，在譜曲時(shí)古曲用這五個(gè)音。在譜曲時(shí)是以它們其中的一音定調(diào)，只有在樂(lè)曲中才會(huì)體現(xiàn)音節(jié)，幾分音符和音的長(zhǎng)短。如云南民歌《小河淌水》就是這樣譜曲的，整首歌里沒(méi) 47 兩種音出現(xiàn)，是傳統(tǒng)民歌。 簡(jiǎn)譜，是指一種簡(jiǎn)易的記譜法。有字母簡(jiǎn)譜和數(shù)字簡(jiǎn)譜兩種。一般所稱的簡(jiǎn)譜，系指數(shù)字簡(jiǎn)譜。數(shù)字簡(jiǎn)譜以可動(dòng)唱名法為基礎(chǔ)，用7 代表音階中的 7 個(gè)基本音級(jí)，讀音為do、re 、mi 、 fa、sol 、la、si，休止以 0 表示。每一個(gè)數(shù)字的時(shí)值名相當(dāng)于五線譜的 4 分音符。 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 相關(guān)的理論知識(shí)和概念11數(shù)字簡(jiǎn)譜的雛形初見(jiàn)于 16 世紀(jì)的歐洲。17 世紀(jì)時(shí)法國(guó)天主教方濟(jì)名會(huì)教士JJ蘇艾蒂加以改進(jìn)后用來(lái)教唱宗教歌曲。18 世紀(jì)中葉，著名的法國(guó)思想家 JJ盧梭再加改進(jìn)，大力倡導(dǎo)，并編入他的《音樂(lè)辭典》之中。19 世紀(jì)，經(jīng)過(guò) P加蘭、A帕里斯和 EJM謝韋 3 人的繼續(xù)改進(jìn)和推廣，才在群眾中得到廣泛使用。因此這種簡(jiǎn)譜在西方被稱為“ 加 —帕—謝氏記譜法” 。 19 世紀(jì)末葉，簡(jiǎn)譜傳到日本，再傳入中國(guó)。1904 年沈心工編著出版的《學(xué)校唱歌集》是中國(guó)最早自編的一本簡(jiǎn)譜歌集；之后逐步普及到各地的學(xué)校，30 年代隨著救亡歌詠運(yùn)動(dòng)的開展，簡(jiǎn)譜得以在群眾中廣泛流傳。 由于簡(jiǎn)譜的記法與中國(guó)的工尺譜(流行在中國(guó)民間的一種文字譜)相當(dāng)接近，因此在中國(guó)簡(jiǎn)譜得到了空前的發(fā)展，就世界范圍而言，中國(guó)是把簡(jiǎn)譜吸收得最好、最發(fā)揚(yáng)光大的國(guó)家。而五線譜，通過(guò)以西方為中心的音樂(lè)教育體制，已基本通行于各個(gè)國(guó)家，在學(xué)校里已是必修項(xiàng)目之一，它為世界音樂(lè)統(tǒng)一于一種曲譜提供了基礎(chǔ)。 五線譜，是目前世界上通用的音樂(lè)記譜法。它是在 5 根距離相等并且平行的橫線上，通過(guò)用不同時(shí)值的音符以及其它樂(lè)譜記號(hào)來(lái)記載音樂(lè)的—種方法。五線譜的每根線以及線與線之間的空間，從下而上分別稱為第一線、第二線、第三線、第四線、第五線和第一間、第二間、第三間、第四間。線和間如不夠使用，可在五線譜上方或下方增加線和間。加線及加間各分別稱為上加第一線、上加第一間，下加第一線、下加第一間等，各代表一個(gè)音級(jí)。這些音級(jí)的固定高度根據(jù)所用的譜號(hào)來(lái)決定。譜號(hào)有三種：高音譜號(hào)，又稱 G 譜號(hào)，低音譜號(hào)，又稱 F 譜號(hào)，中音譜號(hào)，又稱 C 譜號(hào)。五線譜為適應(yīng)不同音域的人聲和樂(lè)器的需要，并避免過(guò)多的加線，有多種譜表，其中常用的有五種：即高音譜表(用 G 譜號(hào))：低音譜表( 用 F 譜號(hào)) 、女高音譜表、中音譜表、下中音譜表 (后三種用“C’”譜號(hào))。女高音譜表現(xiàn)已不常應(yīng)用，中音譜表僅用于中提琴，次中音譜表常用于大提琴、大管、長(zhǎng)號(hào)的較高音區(qū)。此外還有上低音譜表、女中音譜表等。重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 相關(guān)的理論知識(shí)和概念12下圖是一張音樂(lè)簡(jiǎn)譜圖：圖 音樂(lè)簡(jiǎn)譜圖 Musical notation在大致查看此圖以后，我們可以通過(guò)此音樂(lè)簡(jiǎn)譜圖得知以下的一些關(guān)于此樂(lè)譜的信息：重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 相關(guān)的理論知識(shí)和概念13歌曲名為我們耳熟能詳?shù)摹肚Ю镏狻?；此歌曲的詞作者是方文山，曲作者兼演唱者是周杰倫；接下來(lái)占據(jù)此圖絕大部分的就是此歌曲的歌曲內(nèi)容以及歌曲的曲調(diào)。以上僅僅是作為我們大多數(shù)人可以從此音樂(lè)簡(jiǎn)譜圖得到的一下關(guān)于此樂(lè)譜的信息，如果我們對(duì)于樂(lè)譜還有一些了解的話，我們還可以從中得知：其中 1=D4/4 代表此歌曲的節(jié)奏為 4/4 拍。其中，第一個(gè) 4 代表每一小節(jié)所耗時(shí) 4 拍，第二個(gè) 4 代表每個(gè)小節(jié)的節(jié)奏以 1 次手臂正常勻速放、抬的時(shí)間為單位。 “手臂抬放的時(shí)間 ”即開始時(shí)手臂放在桌上做舉手狀，然后將手臂向前伸直直至平放在桌面，最后將手臂向上抬升，直到恢復(fù)到初始狀的動(dòng)作所經(jīng)歷的時(shí)間。每一次的抬升和放下所經(jīng)歷的時(shí)間為 1 拍。每種音符及其耗時(shí)情況如下表所示： 音符與節(jié)拍對(duì)應(yīng)關(guān)系 correspondence between note and beat音符 5 5節(jié)拍 1 拍 1/2 拍 1/4 拍其中 ，上面的點(diǎn)表示音高在此基礎(chǔ)上上升一個(gè)音階；右邊的點(diǎn)表示此5?A音調(diào)要延長(zhǎng)之前所占音長(zhǎng)的二分之一（1/2） 。 上面的半圓弧代表這兩個(gè)音符共同負(fù)責(zé)一個(gè)字的音調(diào)高低。? 右邊的“ —”表示前部分的音符時(shí)間增加 1 拍。? 聲音信號(hào)的主要特征參數(shù)特征參數(shù)對(duì)于不同的歌唱者肯定是會(huì)有差異的，這種差異稱為歌唱者之間的差異。歌唱者之間的差異是由歌唱者不同的聲道特性產(chǎn)生的，正是這種差異將不同的歌唱者區(qū)分開來(lái)。另外還有一種差異稱為歌唱者本身的差異。人不能將一句歌詞或一個(gè)音調(diào)完全一致地重復(fù)兩次，兩者之間總是有差異的。這種差異主要是由歌唱者的速率、歌唱者的情緒、歌唱者周圍的環(huán)境、錄音設(shè)備和傳輸信道的失真等因素引起的。按照參數(shù)的穩(wěn)定性，歌唱者特征參數(shù)可大致分為兩類：一類是歌唱者生理決定的固有特性（例如，聲道構(gòu)造的個(gè)性差異等） ，主要表現(xiàn)在歌唱者聲音信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)上，代表性的特征參數(shù)有基音頻率和聲音的共振峰。這類特征不易被模仿，但容易受健康的影響。另一類是聲道運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)特征，也就是發(fā)聲方式、發(fā)聲習(xí)慣等。主要表現(xiàn)在聲音信號(hào)頻率結(jié)構(gòu)的時(shí)間變化上，包含了特征參數(shù)的動(dòng)態(tài)特征，這類特性相對(duì)穩(wěn)定卻比較容易模仿。代表性的特征參數(shù)是倒頻譜和基音的重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 相關(guān)的理論知識(shí)和概念14線性回歸系數(shù)。其中倒頻譜系數(shù)反映了聲道的共振性能，它是目前普遍采用的說(shuō)話人特征參數(shù)。常用的倒頻譜系數(shù)有：線性預(yù)測(cè)倒頻譜系數(shù)（LPCC）和 Mel 倒頻譜系數(shù)（MFCC ） 。 基音頻率我們?nèi)粘Ｋf(shuō)的頻率是指發(fā)聲物體在單位時(shí)間內(nèi)(每秒)振動(dòng)的次數(shù)，用字母f表示，單位為赫茲（Hz） 。發(fā)聲物體振動(dòng)得越快，其頻率就越高；發(fā)聲物體振動(dòng)得越慢，其頻率就越低。發(fā)聲物體完整振動(dòng)一次所耗費(fèi)的時(shí)間，稱之為“周期” ，記作大寫英文字母T，加上之前所設(shè)置的單位時(shí)間為秒（ s） 。則周期（T）與頻率（f）之間的關(guān)系為：T ＝ 1/f。一般的聲音都是由發(fā)音體發(fā)出的一系列頻率、振幅各不相同的振動(dòng)復(fù)合而成的。這些振動(dòng)中有一個(gè)頻率最低、振幅最大的振動(dòng)，由它發(fā)出的音就是基音，其余為泛音。也就是發(fā)音體整段振動(dòng)。人的聲音一般分為2類：一種是清音，一種是濁音。其中濁音信號(hào)具有較強(qiáng)的周期特性?；纛l率決定了聲音的音高，基音頻率的高低變化反映了人們聲音的音調(diào)的高低變化，還可以反映說(shuō)話人的聲帶振動(dòng)的周期性，而這種周期性又主要出現(xiàn)在語(yǔ)音的濁音段。此外，時(shí)變性和準(zhǔn)周期性也是基音頻率所具有的特性，通常來(lái)說(shuō)，發(fā)音者聲帶的長(zhǎng)短、厚薄、韌性、發(fā)音習(xí)慣以及發(fā)音者的性別、年齡、發(fā)音時(shí)所用的力度及情感也與基音頻率的大小有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，男性發(fā)音者聲音的基音頻率的范圍大概會(huì)在50250Hz之間，而女性發(fā)音者和小孩子聲音的基音頻率的范圍大概則會(huì)在200500Hz之間。因此基音頻率能夠很好地刻畫出說(shuō)話人的聲帶特性，而基音頻率的變化。也就是基頻變化軌跡則可以反映出說(shuō)話人的音調(diào)起伏和說(shuō)話過(guò)程的韻律變化。人們?cè)诔璧臅r(shí)候，由于歌詞中的每個(gè)字都