第3章声音(1)
八年级物理上册第三章声的世界(声音的产生与传播)知识点分析沪科版
第三章声的世界对科学研究能力的基本要求1．能从平时生活、自然现象或实验现象中发现与物理学相关的问题。
2．能书面或口头表述这些问题。
3．认识发现问题和提出问题对科学研究的意义。
科学内容◇ 经过实验研究，初步认识声产生和流传的条件。
◇ 认识乐音的特征。
◇ 认识现代技术中与声相关的应用。
◇ 知道防治噪声的门路。
全章概括1．本章要求声音是人们最熟习的现象之一，学生不单在生活中已累积了大批与声音相关的感性认识，并且在小学自然课中也学过了与声相关的知识。
只管有这些先期经验与知识，可是关于“为何会产生声音，人们为何能听到声音 ?”大部分学生其实不很清楚，关于声音在生产和技术中的应用就更是陌生。
本章将使学生在已有认识的基础上，对声的世界有进一步的认识和认识。
依据九年义务教育物理课程标准 ( 试验稿 ) 的基本理念之一“从生活走向物理，从物理走向社会”，教材安排了一系列自然现象和生活案例，指引学生初步认识“声音是由物体振动产生的”的物理结论；经过实验的察看和剖析知道声音流传的条件；从生活中领会到声音拥有音调、响度和音品三个特点；知道人耳听到的声音频次范围，知道什么是超声和次声；知道声音，特别是超声在社会生活、生产和科学技术中的重要应用。
经过对生活和自然界与声相关现象的察看，使学生感觉到物理就在身旁，培育他们喜爱物理知识、热爱自然的感情。
经过利用简单的生活器具、乐器进行相关声现象的实验，使学生逐渐形成充足利用手边器械进行科学研究的习惯。
经过本章的学习，不单要使学生知道什么是超声、次声和噪声，更重要的是应当了解超声技术在生活、生产、科技和国防等方面的应用；有自觉减少次声和噪声源的意识，对社区的声环境有简单的评论，对社区中的声污染能提出防备和改良建议。
在本章教课中应以察看、实验、剖析为主，重申知识与生活、社会的密切联系。
教学中还要重申学生的踊跃参加和勇于表达自己看法的精神；要鼓舞学生做一些与声现象相关的家庭察看和小实验；要指导学生阅读一些与声相关的科技( 普) 资料，并让学生做一些适合的社会检查。
八年级物理上册1-3章学习总结
八年级物理第一章声现象第一节声音是什么声音是由于物体振动产生的，振动停止，发生也停止。
“震动停止，发生也停止”这句话不能理解为“震动停止，声音也消失，”因为这时只是不再发生，但原来的声音任然继续存在，并传播着。
震动的物体一定会发生，但发出的声音不一定被人听见，但不震动的物体是一定不会发生的。
声音的传播需要物质，物理学中把这种物质叫介质，真空中不能传声。
声音在介质中传播时，每秒传播的距离叫声速，声音在空气中（15度）时的速度是340米/秒。
影响声速的因素除与介质有关外，与介质的温度和压强也有关系。
声音传播靠介质，固液气体都可以，固快液中气最慢，遇到真空被阻断。
声音以波的形式传播，我们把它叫声波，声音能使空气行成疏密相间的波动并以此将声音传到远方。
声音在传播过程中遇到障碍物会被反射回来，我们便听见了回声。
两次声音的时间间隔大于0.1秒时，人的耳朵才能分辩出来。
向暖水瓶里倒水时产生的声音是由水面上方空气柱的震动产生的。
因为声音在空气中的传播速度远小于光在空气中的传播速度，所以比赛时，裁判应在看见发令抢冒烟时开始计时。
某人在一根较长的有水的金属自来水管道的一端敲击一下，另一端的人从实际上讲应该听到三次响声，他们分别由管子、水和空气传来，物理学习方法，1、观察比较法。
2、归纳法 3、放大转换法（如个震动鼓面上放碎纸，以便观察震动现象物理探究的全过程：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析论证、评估、交流与合作八年级物理第一章声现象第二节、乐音的特性乐音指那些动听，悦耳，令人愉快的声音。
是声源做规律振动产生的，它的波形是有规律的物理中用，响度，音调，音色三个特性来描述，也叫乐音三要素。
1、响度：物理学中把声音的强弱叫响度。
（一般用大小、强弱表示）响度与声源的振幅有关，振幅越大，响度越大，响度还和离声源的远近及声在传播中是否有障碍、人耳的主观感觉等有关。
不同的物体可以发出同样的响度。
第3章 声现象 整合课件 北师大版(2024)物理八年级上册
四、噪声的危害与防治 1.(2023·陕西咸阳期末)关于声现象,以下说法错误的是( A )。 A.在空气中次声波传播的速度比超声波传播的快 B.人在岸上大声说话能惊动水中的鱼,说明水能传声 C.街头设置的噪声监测仪不能减弱噪声 D.将正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,不断抽出其中的空气,听到铃声变小, 最后几乎听不到声音,推理得出真空不能传声
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本章归纳复习
一、声音的产生与传播
1.(2024·陕西西安期末)如图3-1所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐 抽出玻璃罩内的空气,所听到的铃声将会 逐渐变小 (选填“逐渐变 大”“逐渐变小”或“不变”),并由此推理可知如果将玻璃罩内的空气全部抽 完,就听不到闹钟响铃的声音,从而得出结论:声音不能在 真空 中传播。
图3-1
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解析:逐渐抽出玻璃罩内的空气,空气越来越稀薄,所听到的铃声将逐渐变 小,并由此推理可知如果将玻璃罩内的空气全部抽完,就听不到闹钟响铃的 声音,说明声音的传播需要介质,真空不能传声。
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2.(2023·陕西咸阳期末)花样游泳运动员在水中表演时, 能 (选填“能” 或“不能”)听到岸上广播里的音乐声,这是因为声音可以在气体和
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2.(2023·陕西榆林期末)跳广场舞已经成为人们健身的一项运动。小超在 学习时,广场舞的音乐声对他来说属于 噪声 (选填“噪声”或“乐音”)。 如图3-3所示,在监测仪上看到显示的数字的单位是 dB (填单位符号)。 当有几辆重型汽车通过时,显示屏上的数字将会 变大 (选填“变大”“不 变”或“变小”)。
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解析:不论是超声波还是次声波,在空气中的传播速度相同,A错误;人在岸 上大声说话能惊动水中的鱼,声音经过水的传播惊动了鱼,说明水能传声,B 正确;街头设置的噪声监测仪只能监测噪声的等级,不能减弱噪声,C正确; 将正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,不断抽出其中的空气,空气越来越少,听 到铃声变小,最后接近真空,听不到铃声,推理得出真空不能传声,D正确。 本题选错误的,A符合题意。
第 三 章.声 辅导教案
第三章：声一、声音的产生与传播：（一）、声源：一切正在发声的物体都叫做声源。
比如：正在演奏乐曲的吉他笛子小号锣鼓…..（二）、声音的产生：1、产生：声音是由物体振动发生的。
观察正在发声的音叉吉他…用棒敲鼓，鼓就能发声，这时如将一些细沙放在鼓面上，会看到沙在跳动，说明声音是由鼓面的_________而产生的，声音通过________传到了我们的耳朵．当鼓面停止振动时，发声也__________．2、发声体的性质：一切正在发声的物体都在振动。
振动停止，发声也就停止。
（三）、声音的传播：1、传播形式：以声波的形式，以声源处为中心向四周传播。
声波具有能量。
利用声波可以传递信息和能量。
2、传播条件：声音必须依靠介质（传播声音的媒介物质）传播。
声音能够在各种介质（固体、液体和气体）中传播。
我们平常听到的声音是声波沿空气传来的。
（我们平常听到自己讲话的声音则是通过自身的骨骼传来的）如图所示，用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时，泡沫塑料球被弹起，这个现象说明________；如图(2)所示，敲击右边的音右边的音叉，左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起，这个现象说明________．声音的传播需要________，真空中不能传播声音，声音不仅可以在空气中传播，还可以在液体和固体中传播，但传播速度不一样，当温度相同时，在________中传播速度最大．（但需注意：不是只要有振动就一定会发声，也不是只要在发声就一定能听到声音）真空不能传声。
结合课本37页实验讲*．如图所示，将一只通电的小电铃放在连通于抽气机的玻璃罩内，请回答下列问题(1)用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出，将会发现。
(2)如果把空气又逐渐地通人玻璃罩内，将会发现。
(3)此实验说明了。
3、传播速度：声音在不同的介质中的传播速度不同，传声性能也不同。
一般说来：在固体中传播得最快，在液体中较慢，而在气体中传播得最慢。
空气中的声速：15 ℃时340 m / s；25 ℃时346 m / s 。
沪科版-物理-八年级全一册第三章第一节科学探究声音的产生与传播 答案与解析
第三章第一节科学探究：声音的产生与传播答案与解析【课内作业】1．答案：振动2．答案：D （解析：振动与发声的关系是“有声音说明一定有振动，无振动一定没有声音”）3. 答案：D （解析：球破裂时，球内空气向外膨胀引起周围空气振动从而发出响声）4．答案：声音是由于物体的振动而发生的，发声体的振动停止，发声才停止，用锤敲锣，锣面因振动而发出声音，停止敲打，锣面仍在振动，因而能继续发出声音，所以听起来余音不断，如果用手掌按住锣面，锣面停止振动，声音也就立即消失。
解析：解答有关解释现象的问题应包含两个方面内容：一是知识点，即牵涉了物理知识中的什么问题；二是围绕知识点结合题目中的物理事实就事论事分析讨论，正确回答本题的切入点是声音产生的原因――振动。
5. 答案：空气、液体、固体真空6. 答案：声音逐渐减弱，直至听不到。
原因是声音的传播靠介质，逐渐抽出空气，介质逐渐减少，最终完全消失，所以声音逐渐减弱至听不到。
7．答案： C （解析：固体、液体、、气体都是传播声音的介质，真空不能传播声音。
月球的上空是真空。
）8．答案：D 解析：飞船外是真空，由于真空不能传播声音，只能靠无线电进行通讯。
9．答案：340米/秒1500米/秒5200米/秒10. 答案：A 解析：声音分别通过钢铁、水、空气三种介质传播，先后传入人的耳朵。
11．答案：B 解析：估算S=vt=340米/秒×3秒=1020米12．答案：2340/5200/727.6L Lsm s m s L m=-∴=13．答案：D （提示：人耳听到声音需要三个条件：①发声体在振动；②有介质传播声音；③有良好的听觉器官）14．答案：B 解析：A说明固体能传播声音；C说明声音的响度大；D 说明在人耳处阻断声音的传播。
15．答案：0.1秒0.1秒16．答案：3045米解析：此题是一个利用回声测距离的问题。
需运用公式v=s/t和V水= 1450米／秒进行计算。
而声音传播一个来回共用时间4.2秒，单程只用时间2.1秒，这一点尤为注意。
教科版八年级物理上册第3章第1节认识声现象
歌词大填空
声音
• 物体 * * ，物体 * * ，会发声，会发声； • 物体停止 * * ，物体停止 * * ，不发声，不发声。
• 声音传播，声音传播，靠 * * ，靠 * * ； • 真空 * * 传声，真空 * * 传声，不传声， 不传声。
• 耳朵灵敏，眼睛明亮，才聪明，才聪明； • 注意保护耳朵，注意保护眼睛，别放松，别放松！
真空铃实验结论：
1.声音可以在 空气 中传播。 2.真空 不能 传声。
3.声音必须借助于某种物质才能传 播，能够传播声音的物质我们称为 声的 介质
活动：
两个学生合作，一个学生轻敲桌面或抓桌 子，另一个学生捂住一只耳朵把另一只耳朵紧贴 在桌面上听，感受听到的声音。
结论：你把耳朵贴在桌面上 ，你能听到敲击声吗？
在我们生活的世界里存在着各种各样的声音…......
•认识声现象
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
探究
声是怎样产生的？
总结：
声音是由物体的__振__动__ 产生的， 发声的物体都在__振__动__， 当振动停止时，发声 就__停__止__ 。 正在发声的物体称为声源。
思考
声是怎样走进我们的耳朵里的？
观察发现
将电铃放在密封的玻璃罩内，接通电源后， 我们 能 （能，不能）听到电铃声，能 （能， 不能）看到电铃的槌在敲击铃。当空气被逐 渐抽去时，电铃声会 减弱 （减弱，变得更响 亮），当空气几乎被抽尽时， 不能 （能，不 能）听到电铃声，所以声音 不能 在真空中 （能，不能）传播。打开真空泵阀门，让空 气慢慢重新进入罩内。又 能（能，不能）听 到声音了。所以声音 能 （能，不能）在空 气中传播。
能 ，此时的声音是由什 么物体传播的？ 桌子。
2024年教科版八年级上册物理第3章声的世界第2节探究乐音的特性
和镯发声有不同的音色。
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情境迁移练
9. [航天科技]如图所示，王亚平在“天宫”弹奏古筝，分别
拨动古筝的八号弦、十三号弦，用同一设置的相机拍摄到
两弦最左摆到b处，最右摆到c处，静止时在a处。测出每
振动880次，八号弦用时2 s，十三号弦用时4 s，则八号弦
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知识巩固练
【点拨】
由图可知，甲、乙的振动的频率相同，故音调相同，因
为波形不相同，所以音色不相同，故A错误；由图可知，丙、
丁的频率和振幅都不相同，故音调和响度都不相同，故B错
误；由图可知，甲、丁的振动频率相同，故音调相同，因为
波形相同，故音色相同，故C正确；由图可知，乙、丙的波形
不同，故音色不同，振幅相同，故响度相同，故D错误。
(填“大于”或“小
于”)离燃放烟花点远的人，这说明声音响度的大小
与
人与声源的距离
有关。
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知识巩固练
知识点3 音色
6. [传统文化][2023·永州]唐诗《枫桥夜泊》中的诗句“姑苏城
外寒山寺，夜半钟声到客船”，客船上的人能辨别出传来
的是钟声，是根据声音的(
A. 音色
B. 响度
为了探究声音的音调与频率之间的关系，应保持拨动钢尺
伸出桌面的长度 ，发现钢尺
的力大小不变，改变钢尺
伸出桌面越 短
高
，振动的频率越高，发出声音的音调越
第3章声音的数字化PPT课件
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采样（sampling）
– 样本：每次采样都记录下原始模拟声 波在某一时刻的状态，称之为样本； 将一系列的样本连接起来，就可以描 述一段声波了
– 均匀采样：采样的间隔时间相等
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MIDI
➢ MIDI信息实际上是一段音乐的描述,是数 字化的乐谱,包含音符、定时以及键号、通 道号、持续时间、音量和击键力度等各个 音符的有关信息。
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MIDI与PCM原理比较
➢ PCM波形编码：把音乐的波形进行数字化 采样和编码（记录音乐本身）
➢ 定义和产生乐曲的MIDI信息和数据组存放 于MIDI文件中, MIDI文件本身只是一堆数 字信号而已，不包含任何声音信息。
未经压缩的数字声音的数据率bs采样频率hz样本精度bit声道数随着电能应用的不断拓展以电能为介质的各种电气设备广泛进入企业社会和家庭生活中与此同时使用电气所带来的不安全事故也不断发生18质量采样频率khz样本精度声道数据率kbs频率范围hz电话单声道6402003400am11025单声道882507000fm2205016立体声70562015000cd44116立体声141122020000dat4816立体声153602020000随着电能应用的不断拓展以电能为介质的各种电气设备广泛进入企业社会和家庭生活中与此同时使用电气所带来的不安全事故也不断发生19除采样频率样本精度声道数影响声音质量外声音录制时环境噪声声卡内部噪声以及采样数据丢失等都会造成音质的下降
300HZ ~ 3kHZ 语音信号（speech）
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模拟信号与数字信号
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2016/7/9
多媒体技术研究所
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声卡的性能参数
最高取样频率、量化精度；
输出功率（1~10W）； 是否支持波表合成，波表的容量； 芯片类型：Advance Logic，Aureal，ESS… 支持的API：D3D、A3D、EAX…
CPU占有率
Money
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2016/7/9
多媒体技术研究所
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文语转换的要求
对合成语音的要求：
可理解 自然 低延迟 语速可变 声音可变 语言可变
应用：
声讯服务，自动应答, 有声电子邮件, 残疾人服务, 自动配音等.
2016/7/9
多媒体技术研究所
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语音基础知识
音素(phoneme)是语音的最小单位。音素分
发音 规则库
韵律分析
韵律 规则库
韵律控制参数
语音生成
韵律控制
合成语音
一串语音基元
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2 文语转换方法
参数合成法
波形拼接法
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多媒体技术研究所
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(1) 参数合成法
发音标注
先从音素库 中选择相应 的声学参数
音素 参数库
声学 参数
―声道―滤波 器”模型
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多媒体技术研究所
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汉语语音的特点
（１）音系简单（音节少、音素少） （２）汉语没有词的自然界限——分词问题 咬死了猎人的狗 下雨天留客天留我不留 今年真好晦气全无财帛进门 （３）一字多音： 我们都是同行，我们一路同行，去参加人参培植研讨会。 （4）数字的读音： 南京大学计算机系2002年招收了202名本科生，130多名 硕士生，分成2个专业。
2016/7/9
多媒体技术研究所
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3 声音信号的数字化
能够无失真地恢复出原始信号的 最低取样频率称为Nyquist取样频 率。取样定理表明：Nyquist取样 频率为原始信号最高频率的2倍。 量化精度既决定了取样值的 动态范围，也决定着所引入 的噪声大小。
模拟 声音 信号
取 样
量 化
编 码
数字 声音 01100011001· · ·
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5 声音获取设备
联机获取设备
模 拟 声 音
声波转换 为电波
取样、量化、 压缩、编码、
麦克风 （microphone）
声音卡 （sound card）
数 字 声 音
脱机获取设备：数码录音笔
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多媒体技术研究所
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麦克风
动圈式麦克风Moving-coil MIC (Dynamic)
2016/7/9
多媒体技术研究所
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数字波形声音的基本参数
sampling frequency(取样频率)
quantization bits(量化位数) number of sound channels(声道数目) encoding method ( compression method )(压缩编码方法) bit rate(码率，比特率)，每秒钟的数据量
为：
元音(vowel)（浊音），不受声道阻碍的音。
辅音(consonant)（浊音或清音）， 受声道阻碍
的音。
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多媒体技术研究所
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英语语音
每字(词)一个或几个音节(syllable)（多音节字）
音节由一个或几个音素组成 英语的音素：
元音20个 辅音28个
二、波形声音的编辑
1 常用声音编辑软件
Cool Edit Sound Forge Digital Audio …
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多媒体技术研究所
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2 声音的基本编辑操作
声音剪辑
音量调节 声音反转(Reverse) 时间压缩/拉伸 直流噪音消除 声音频谱分析
将不同取样频率和量化位数的波形声音进行
转换
将不同文件格式的波形声音进行相互转换
将wav格式声音与MP3声音进行相互转换转
换
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多媒体技术研究所
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三、数字音频的应用
1、IP电话 2、交互式语音应答系统（自动声讯服务） 3、呼叫中心 4、声音欺骗系统 5、用光盘听书 6、Internet上的实时音频
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查找拼写错误，对不规范
根据文本的结构、组成和标 或无法发音的字符进行过滤。
文语转换过程
文本 文本分析与理解 文本到发音 的转换
发音标注
语音 基元库
点符号，确定发音时语气的变 分析文本中词或短语的边 换以及不同音的轻重方式。 界， 分析并决定各个音节的声调、 分析文本中的数字、姓氏、 语气和停顿方式，发音的轻重、 特殊字符、专有词语等有关 长短等 词语读音的性质。
利用声波推动震膜，震膜带动线圈，利用磁力 线的改变产生微弱的电压。例
电容式麦克风Condenser MIC 丝带式麦克风RIBBON MIC
压电式麦克风PIEZO-ELECTRONIC MIC
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多媒体技术研究所
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麦克风的指向性(Directional)
指向性是指话筒灵敏度随声波入射方向而变 化的特性 区分：
码率 (kB/s) 8 16 176.4 192
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DAT 磁带
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20～ 20,000
4 数字声音的文件格式
.wav (waveform)，主要用在PC上
.mp3, MPEG Layer III , .rm，.ra(RealAudio), RealNetworks的流式声 音文件 .wma，微软公司的流式声音文件 .aif (Audio Interchangeable File Format)，苹 果机 .mid .tts
注意：物理特性与心理/生理感觉有关，但并不是线性关系！
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2 声音的分类（1）
按频率划分：
次声(Infra-sound) 可听声 (Audio) 超声 (Ultrasound) 0-20Hz 20-20kHz 20kHZ-1GHz
300-3400Hz
2016/7/9
多媒体技术研究所
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四、语音合成(Speech synthesis)
1 概述
语音合成：利用适当的方法和手段，从文本、 概念或意向通过合成产生语音的过程。 语音合成的3个层次：
从文本到语音的合成（Text-to-Speech，简称 TTS）； 从概念到语音的合成（Concept-to-Speech）； 从意向到语音的合成（Intention-to-Speech）。
韵律标注
合成的 语音
―声道―滤波器”模 型按照激励源和滤 波器的参数(一般每 隔10ms-30ms一组参 数)，合成出语音。
根据韵律控 制参数作一 定的修改调 整
优点：音素参数库比较小，韵律控制能力较强 不足：音质难以达到较好的水平
2016/7/9 多媒体技术研究所 32
发声器官的组成
Vocal apparatus 声源 •喉：振动源 •肺：能源 声道
心型指向指向麦克风 超心型指向麦克风 全指向麦克风 8字型球指向麦克风
2016/7/9
多媒体技术研究所
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声卡 (sound
用途：
card )
波形声音的获取、编码； 波形声音的重建、播放； MIDI声音的输入； MIDI声音的合成、播放；
(CD-ROM 驱动器的控制，CD-DA声音的播放。)
可听声中，声音分为：
语音,言语 ( speech ) 全频带声音
音乐 ( music ) 其它声音 (effect sound, noise)
2016/7/9 多媒体技术研究所 4
20-20kHz
声音的分类（2）
数字波形声音
语音 音乐 效果声
数字合成声音
合成语音 MIDI
数码录音笔
长时间录音：
可以利用4个档案，分别录音99个内容
录音模式：根据用途可以选择音质和时间 剩余录音时间显示功能
电源自动关闭功能
外接输入输出转录功能 录音中可用耳机听取录音内容 VOS功能：仅有声音的情况下，才可录音 搜索功能：放音过程中播出每内容的最前部 反复放音功能
2016/7/9 多媒体技术研究所 16
2016/7/9
多媒体技术研究所
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几个TTS系统
中国科大讯飞TTS系统
/
微软亚洲研究院的木兰系统
https:///speech/tts/TT S.asp
贝尔实验室
/project/tts/mandarin.html
2016/7/9
多媒体技术研究所
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声音卡结构图
总 线 接 口 主芯片 CODEC 芯片 运 算 放大器 功 率 放大器
MIDI/ joystick
MIC输入/ 线路输入
线路输出
扬声器输出
包括数模转换（D/A）和 模数转换（A/D），实现 声音的获取和重建，也 负责声音的叠加与混合 处理
DSP芯片：三维音效处理的运算 和加速、MIDI波表合成引擎以及 硬件级的声音处理（如硬件均衡 器、各类混响处理等）
第 3 章 声音（1）
一、声音的数字化
1 什么是声音？
声音是通过一定介质（如空气、水等）传播的连续的波
物理特性 frequency (Hz) amplitude/power(W,mW) shape of waveform