Характеристики речевого сигнала

Общая характеристика речевого сигнала

Под акустической информацией обычно понимается информация, носителями которой являются акустические сигналы. В том случае, если источником информации является человеческая речь, акустическая информация называется речевой.

Первичными источниками акустических сигналов являются механические колебательные системы, например органы речи человека, а вторичными - преобразователи различного типа, например, громкоговорители.

Акустические сигналы представляют собой продольные механические волны. Они испускаются источником - колеблющимся телом - и распространяются в твердых телах, жидкостях и газах в виде акустических колебаний (волн), то есть колебательных движений частиц среды под действием различных возмущений. Пространство, в котором происходит распространение акустических колебаний, называют акустическим полем, направление распространения акустических колебаний - акустическим лучом, а поверхность, соединяющую все смежные точки поля с одинаковой фазой колебания частиц среды - фронтом волны. В общем случае фронт волны имеет сложную форму, но на практике, в зависимости от конкретной решаемой задачи, обычно ограничиваются рассмотрением трех видов фронтов: плоского, сферического и цилиндрического.

Характеристики акустического поля подразделяются на линейные и энергетические.

Линейными характеристиками акустического поля являются [1]:

- акустическое давление p (Па) - разность между мгновенным значением давления pам в точке среды при прохождении через нее акустической волны и статическим давлением pас в той же точке (1 Па = 1 Н/м2): p = pам – pас; (1)

- смещение u (м) - отклонение частиц среды от ее статического положения под действием проходящей акустической волны;

- скорость колебаний n (м/с) - скорость движения частиц среды под действием проходящей акустической волны: n = du/dt, (2), где u - смещение частиц среды, м; t - время, с;

- удельное акустическое сопротивление z (кг/м2•с) - отношение звукового давления p к скорости колебаний частиц среды n: z = p/n.(3)

Энергетическими характеристиками акустического поля являются [1]:

- интенсивность акустических колебаний I (Вт/м2) - количество энергии, проходящее в секунду через единицу площади поверхности, перпендикулярной к направлению распространения волны;

- плотность энергии e (Дж/м3) - количество энергии акустических колебаний, находящейся в единице объема. Плотность энергии связана с интенсивностью акустических колебаний I соотношением:

e = I/vзв (4), где vзв - скорость звука.