漢語人機(jī)語音通信基礎(chǔ)

前言

1936年，我大學(xué)畢業(yè)，開始作研究生，范圍是電聲學(xué)。我在大學(xué)沒有上過聲學(xué)課，只是在薩本棟先生的大學(xué)物理課上，聽他講過中國棉衣的吸聲特性，所以對聲學(xué)的內(nèi)容和發(fā)展一無所知。于是，就按導(dǎo)師朱物華先生和任之恭先生的指導(dǎo)，去檢索文獻(xiàn)。那時，現(xiàn)代聲學(xué)還很幼稚，國際上唯一有組織的美國聲學(xué)學(xué)會只有七年歷史。好在當(dāng)時北大物理系的藏書非常豐富，美國聲學(xué)學(xué)會會刊和其他可檢索的期刊、雜心=E-如科學(xué)索引、哲學(xué)雜志等都有收藏，而且是開架展覽。所以，我很快地就瀏覽了所有會刊論文和其他有關(guān)聲學(xué)的摘要，并且做了筆記。在此基礎(chǔ)上，寫出了“聲學(xué)的發(fā)展和展望”的綜述報告，概括地論述了當(dāng)時的聲學(xué)水平和發(fā)展趨向。并且，提出了兩個值得注意的方向：一個是“聲定位器”，利用雙耳定位原理通過聲音定出來襲飛機(jī)的方位，這是準(zhǔn)備反抗日本侵略所需，不久發(fā)展了雷達(dá)，聲學(xué)定位就無用了；另一個方向是“語言聲的頻譜分析”，當(dāng)時電話上講話不大清楚，很費勁，頻譜分析的目的是找出改進(jìn)電話的方法，這對我們也是重要問題。導(dǎo)師朱物華先生的研究工作是電信網(wǎng)絡(luò)的過渡現(xiàn)象，他有一具陰極射線示波器（只有管子，沒有掃描線路）和一架高速照相機(jī)可以借給我用。我又向中國文學(xué)系語言學(xué)家羅常培教授借來一臺留聲機(jī)，買來留聲機(jī)上用的電磁拾聲器。最后，自己找來零件做了一臺電阻耦合放大器。這樣，攢成了中國第一套聲波波形記錄設(shè)備，這套設(shè)備也成了一個小段語言的波形記錄系統(tǒng)。它讀下波形就可以進(jìn)行傅里葉分析了，這是中國的第一臺電子式語言分析系統(tǒng)。過去，我國研究語音主要靠研究人員的聽力，只有劉復(fù)（半農(nóng)）先生發(fā)明的聲調(diào)推斷尺，在煙熏紙上劃出波形，測出波長，推出頻率。

內(nèi)容概要

　　《漢語人機(jī)語音通信基礎(chǔ)》首先系統(tǒng)地闡述了言語科學(xué)和言語工程賴以建立的電學(xué)、語音學(xué)和聲學(xué)的基礎(chǔ)理論與實用知識，繼而介紹了語音產(chǎn)生的聲學(xué)理論和語音分析的技術(shù)與方法，進(jìn)一步給出有關(guān)漢語的語音分析結(jié)果和部分原始數(shù)據(jù)，還對言語可懂度試驗和言語可懂度理論，以及言語質(zhì)量評價做了深入的討論。最后，綜述構(gòu)建人機(jī)語音通信的言語輸出、言語輸入和對話系統(tǒng)。讀者通過《漢語人機(jī)語音通信基礎(chǔ)》可以集中方便地獲取人機(jī)語音通信這個新興多學(xué)科交叉領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識和有關(guān)漢語語音特征的研究結(jié)果?！　　稘h語人機(jī)語音通信基礎(chǔ)》可作為言語科學(xué)與技術(shù)、語音信息處理和電話通信等專業(yè)的研究生或大學(xué)高年級學(xué)生的教材或參考書，也可供聽力學(xué)和嗓音醫(yī)學(xué)界的從業(yè)人員閱讀參考。

作者簡介

張家騄，1955年畢業(yè)于北方交通大學(xué)電信系。1956年考取中國科學(xué)院副博士研究生，師從馬大猷教授學(xué)習(xí)電聲學(xué)專業(yè)。20世紀(jì)80年代和90年代應(yīng)邀先后在瑞典皇家理工學(xué)院、隆德大學(xué)、英國倫敦大學(xué)學(xué)院和德國夫朗和費學(xué)會勞動經(jīng)濟(jì)與組織研究所進(jìn)行合作研究，是新中國從事語言聲學(xué)研究工作時間最長的老一代科研工作者之一。曾任中國科學(xué)院聲學(xué)研究所學(xué)術(shù)委員會副主任、語言聲學(xué)研究室主任，北京大學(xué)兼職教授，中國聲學(xué)學(xué)會常務(wù)理事及語言、聽覺和音樂聲學(xué)分會主任委員．國際言語數(shù)據(jù)庫言語輸入／輸出系統(tǒng)評價協(xié)調(diào)委員會成員，《應(yīng)用聲學(xué)》副主編，日本電子情報通信學(xué)會(IEICE)《信息與系統(tǒng)》?？?Transactions on Information and Systems)顧問。曾獲國家自然科學(xué)三等獎，國家發(fā)明二等獎，中國科學(xué)院自然科學(xué)一、二等獎，軍隊科技進(jìn)步二等獎。發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇。

書籍目錄

《針學(xué)前沿進(jìn)展》序序序二前言第0章 緒論0.1 初創(chuàng)時期0.2 機(jī)械模擬時期0.3 波形原理時期0.4 參數(shù)提取時期0.5 信息處理時期參考文獻(xiàn)第1章 電學(xué)基礎(chǔ)1.1 電學(xué)的發(fā)展1.2 電的物理性質(zhì)1.3 電路基本元件1.3.1 電阻1.3.2 電感1.3.3 變壓器1.3.4 電容1.4 電路分析的數(shù)學(xué)工具1.4.1 三角函數(shù)1.4.2 雙曲函數(shù)2.8.3 區(qū)別特征的定義2.8.4 漢語普通話區(qū)別特征系統(tǒng)2.8.5 普通話兒化韻2.9 漢語普通話機(jī)讀音標(biāo)SAMPA-SC2.10韻律結(jié)構(gòu)2.10.1 音節(jié)2.10.2 音步2.10.3 韻律詞2.10.4 音韻短語2.10.5 語調(diào)短語2. 語調(diào)和語調(diào)模型2.1 1.1 語調(diào)2.1 1.2 語調(diào)模型參考文獻(xiàn)第3章 聲學(xué)基礎(chǔ)3.1 聲學(xué)的發(fā)展3.2 聲波3.3 管中的聲波3.3.1 駐波3.3.2 管口的末端校正3.3.3 管與聲道3.4 喇叭3.5 聲波的性質(zhì)3.5.1 標(biāo)準(zhǔn)大氣3.5.2 聲速3.5.3 特性阻抗3.5.4 聲衰減3.6 聲波的客觀度量3.6.1 分貝與聲強(qiáng)級、聲壓級3.6.2 聲級簡化計算法3.6.3 聲壓級舉例3.6.4 聲強(qiáng)測量3.7 聲波的主觀度量3.7.1 響度與響度級3.7.2 音調(diào)、音高和臨界頻帶3.8 聲級計3.9 用帶通濾波器作精密頻率分析——鄰帶差值法3.10動力類比3.10.1 四種一維系統(tǒng)3.10.2 聲阻3.10.3 聲質(zhì)量3.10.4 聲順3.10.5 聲導(dǎo)3.11聽覺3.11.1 人耳的構(gòu)造和功能3.11.2 聽覺學(xué)說3.11.3 聽閾3.11.4 聽力損失3.11.5 正常聽力的聽覺范圍3.11.6 差閾3.11.7 雙耳功能3.12環(huán)境聲學(xué)3.12.1 房間聲學(xué)3.12.2 室內(nèi)噪聲和環(huán)境噪聲3.13電聲學(xué)3.13.1 傳聲器3.13.2 揚(yáng)聲器3.13.3 耳機(jī)參考文獻(xiàn)第4章 語音產(chǎn)生的聲學(xué)特性4.1 人類發(fā)音系統(tǒng)4.1.1 呼吸系統(tǒng)4.1.2 聲源器官4.1.3 調(diào)音器官4.2 發(fā)音器官的等效聲學(xué)元件4.3 言語聲波輻射4.4 嗓音聲源4.4.1 聲門阻抗4.4.2 嗓音聲源與聲道的相互互作用4.4.3 聲門脈沖的有傾4.4.4 紋波效應(yīng)4.4.5 疊加效應(yīng)4.4.6 瞬時共振頻率和帶寬4.4.7 共振峰振幅與共振峰頻率、基音頻率之間的關(guān)系4.4.8 濁輔音的嗓音聲源4.5 嗓音工作方式4.5.1 氣聲4.5.2 擠音4.5.3 耳語4.6 非相互作用嗓音聲源模型4.7 模型的細(xì)化——剩余閉合段問題4.8 相互作用嗓音聲源模型4.9 噪聲聲源4.10聲道的聲學(xué)特性4.11語音頻譜構(gòu)成分析4.11.1 聲道轉(zhuǎn)移函數(shù)4.11.2 共振峰模式4.11.3 濁音頻譜4.11.4 雙管模型4.11.5 喇叭一三參數(shù)模型4.11.6 側(cè)壁阻抗的影響4.11.7 聲輻射阻抗的影響4.11.8 聲門阻抗的影響4.11.9 輔音激勵的影響……第5章 語音分析第6章 漢語語音分析第7章 語言可懂度與語音質(zhì)量評定第8章 言語輸出第9章 言語輸入第10章 口語對話系統(tǒng)索引名詞索引名詞索引人名索引人名索引后記

章節(jié)摘錄

插圖：0.1 初創(chuàng)時期語音研究雖然開始得很早，但只是在個別語種中孤立地進(jìn)行。語音學(xué)作為研究言語過程一般規(guī)律的一門純科學(xué)，也只有一百多年的歷史。語音的研究往往是和創(chuàng)制文字聯(lián)系在一起的。古希臘字母從腓尼基字母演化而來，腓尼基字母是音節(jié)字母，希臘字母是音素字母，這個演化過程需要深入研究語音才能得以完成。希臘人主要根據(jù)聽感，如元音的長短、輔音的強(qiáng)弱，對語音進(jìn)行分類。歐洲人的語音知識在很長時間內(nèi)都受到希臘的影響?？墒?，古印度對語音的描寫和分類的方法就與古希臘完全不同，他們完全根據(jù)發(fā)音器官的動作和部位來描寫和分類語音，即根據(jù)口腔的開合、聲門的啟閉以及發(fā)音器官接觸的部位，對梵語語音進(jìn)行分類。這種分類方法比希臘的方法更加準(zhǔn)確和細(xì)致。隨著佛學(xué)傳圖中國，這種語音分析方法也自然隨著梵文一起傳人中國。三國時期（220～280年），魏國孫炎創(chuàng)用“反切”法為漢字注音，這可以說是漢語音韻學(xué)的肇始。中國不乏傳統(tǒng)語言學(xué)的巨著，如成書于601年的《切韻》，雖然原書已佚，但是經(jīng)過多人考證，得知它是一部溝通古今南北方言的韻書，用作文人審音辨韻的標(biāo)準(zhǔn)。此書按聲調(diào)平、上、去、人分類，對語音分類已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)恼J(rèn)識。眾所周知，漢字是音節(jié)字母。怎樣利用漢字進(jìn)行注音需要經(jīng)過一番思考。反切的基本原理是，用兩個漢字為另一個漢字注音。其方法是前一個漢字即反切上字的聲母與被注音漢字的聲母相同，后一個字即反切下字的韻母和聲調(diào)與被注音漢字的韻母和聲調(diào)相同。這是一種循環(huán)方法。作反切可選的同音字很多，因而缺乏唯一性。由于中國人受漢字的影響太深，對語音分析不太熟悉，所以盡管隋唐（581-907年）以后，“小學(xué)”中就包括了漢字形、音、義的研究，可是對于“反切”二字的理解卻經(jīng)過了一個漫長而曲折的過程。一直到清代的顧炎武才把“反切”二字的真正含義解釋清楚。韻書中每一類聲母的反切上字都很多，例如聲母／k／的表示在《廣韻》中就有25個反切上字。零聲母也必須有反切上字。

后記

這本書從動手開寫，到編輯加工修改完畢，經(jīng)過了四年多的時間，總算即將付印出版了。書雖是我寫的，可是其中的工作卻是在許多人的合作之下完成的。首先，我要對研究組內(nèi)兩位多年合作的同事齊士鈐教授和呂士楠教授表示感謝。能長時間在困難的條件下，風(fēng)雨同舟、艱苦奮斗、孜孜以求、共同工作，是十分難得又可遇而不可求的。幾位當(dāng)年的研究生：石波、齊穎勇、張寧、鄒景云、朱維彬、胡興慧等，不辭辛苦地開展系統(tǒng)、深入的研究工作，也為本書增添了重要的內(nèi)容，在此謝謝他們。書中有一部分內(nèi)容是我自己作研究生論文時的工作。1956年吹響了“向科學(xué)進(jìn)軍”的號角，中國科學(xué)院第一次公開在全國招收副博士研究生（研究生條例經(jīng)國務(wù)院會議通過）。在這一偉大口號的感召下，一百多位中青年（當(dāng)時不招應(yīng)屆畢業(yè)生，只招有一定工作經(jīng)歷的人員）在1957年陸續(xù)走進(jìn)了中國科學(xué)院的各個研究所。五十多年前的工作條件與現(xiàn)在相比，自然不可同日而語，但是科學(xué)研究的目的和精神卻是共同的?？墒亲浴?957年以后，各種政治運動接連不斷。多虧1962年開了一個“廣州會議”（中央有關(guān)知識分子的工作會議），會上對“資產(chǎn)階級知識分子脫帽加冕”，加之當(dāng)時我國同蘇聯(lián)的關(guān)系日趨緊張，赴蘇留學(xué)培養(yǎng)人才這條路已經(jīng)堵死，研究生制度才又“死灰復(fù)燃”，首先是要求我們這些一息尚存的研究生趕快通過考試和答辯以便畢業(yè)。答辯就要有論文，論文的要求就是要有創(chuàng)造性和一定的分量?？墒且郧拔覀冎皇呛推胀üぷ魅藛T一樣工作，每個人又都領(lǐng)導(dǎo)著一個研究小組，沒有也不可能考慮研究生的事兒。當(dāng)時國家正處在困難時期，提倡“勞逸結(jié)合”，而我們既要考試又要答辯，各位導(dǎo)師也都十分嚴(yán)格認(rèn)真，于是不得不加班加點趕寫論文，那真可謂是急就章了。我們這些人當(dāng)中不乏工作多年、經(jīng)驗豐富的“老”同學(xué)，他們?yōu)榱伺实强茖W(xué)高峰毅然走進(jìn)了中國科學(xué)院研究所。我有兩位關(guān)系密切的老同學(xué)就是這樣，他們都長我六七歲。李沛滋教授是我的同門師兄，專業(yè)是物理聲學(xué)，入學(xué)前他就是八級講師準(zhǔn)備升副教授了。

編輯推薦

《漢語人機(jī)語音通信基礎(chǔ)》：國家科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)著作出版基金。

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