声学语音学基础

引用

Ladefoged, P. (1995). Elements of Acoustic Phonetics (2nd ed.). University of Chicago Press.

章节概要

这是一本篇幅不大的书，约220页，附122幅线图，带领没有物理或数学基础的读者从声音的本质一路走到语音实验室使用的数字技术。第二版有十一章，初版只有七章。新增的四章介绍借助计算机才得以实现的实验技术；出版社所列的新内容（声道共振、数字语音处理、傅里叶分析、线性预测编码）对应第8–11章。第1–7章从声波的基本性质讲到听觉和言语产生。

第1–2章：声波；响度与音高

开头两章说明声波是什么，以及声波物理性质的变化如何对应听者感受到的响度和音高。这是后面所有内容的基础。

第3–4章：音质；波的分析

第3章讨论语音的音质，与响度和音高并列；第4章讨论波的分析。Karen Steffen Chung 在 Language 杂志上的书评中说，本书带领读者从对声音最基本的描述，一直讲到复合波、傅里叶分析和分贝标度。

第5–7章：共振；听觉；言语的产生

第5章引入共振；Chung 描述声道中众多共振器的复杂情形是借助简化的图示类比逐步建立起来的。关于听觉和言语产生的章节随后把物理学与听者的耳朵和说话人的发音器官联系起来。

第8章：声道的共振

声道一章把前面关于共振的想法应用到语音上。出版社说明这部分内容解释了共振峰与声道不同腔体之间的关系。

第9–11章：数字语音处理；傅里叶分析；数字滤波器与线性预测编码分析

最后三章介绍声波如何由计算机存储和处理、傅里叶分析的数学，以及数字滤波和线性预测编码（LPC）；出版社指出，LPC 是分析语音时最常用的方程。Chung 特别称赞数字语音处理部分，认为它阐明了具有更广泛应用的概念，例如8位与16位量化的范围差别、不同信号所需的采样频率，以及滤波器的使用。

核心概念

第1–4章：声音及其性质

• 声波：第1章描述其性质的物理信号。
• 响度与音高：与波的振幅和频率相关的听觉印象。
• 音质与波的分析：第3、4章的主题，即语音的音质和波的分析。

第5–8章：共振、听觉与声道

• 共振：第5章的主题，在第8章扩展到声道。
• 共振峰与腔体：声道共振与其不同腔体之间的关系。

第9–11章：计算机分析

• 数字语音处理：把声波存入计算机，包括量化和采样。
• 傅里叶分析：把波分解为各频率成分。
• 线性预测编码：与数字滤波器一起用于分析语音的技术。

评析

优点

• **为没有理科背景的读者而写。**出版社说明本书不要求物理或数学基础；Chung 指出，Ladefoged 带着读者一步步走过任何涉及数学的部分，对一切都做了仔细说明，连对数字不敏感的人也能看懂。
• **循序渐进地建立理解。**书评描述声道中众多共振器的图景是借助简化的图示类比慢慢建立起来的，并指出70.7%为什么是个特殊的数字、辐射因子是什么、阻尼与无阻尼共振器有什么不同等问题都会变得清楚。
• **延伸到当前的实验室实践。**第二版增加了四章计算机方法。Chung 认为数字语音处理的内容非常出色，并认为想进一步阅读计算机语音处理文献的读者会觉得本书的信息扎实可靠。
• **篇幅紧凑。**全书约220页，含13个表格和122幅线图。

局限

• **不适合随便翻阅。**Chung 称它首先是一本内容密集的书，适合仔细阅读和重读，而不是浏览，除非读者已经熟悉这些概念。
• **后面的计算较重。**她说最后一章的计算变得有些冗长而令人吃不消，尽管原理上并不难理解。
• **技术内容较旧。**数字部分反映的是1995年的计算机语音处理，原理依然有用，但不涉及当前的软件和实践。
• **仅限声学。**除一章讲言语的产生外，其余内容都是声学，因此发音和语音转写仍需另外学习普通语音学课程或教材。

在课程中的定位

在语音学与音系学课程中，本书是进入语音物理学的简明入口。Ladefoged 和 Johnson 的 A Course in Phonetics 是边练习转写边学习语音产生与声学性质的实践性入门书，是自然的第一本书；想更扎实地打好声学基础的读者再接着读本书。Johnson 的 Acoustic and Auditory Phonetics 讲语音的物理信号以及解释它的感知系统，与 Ladefoged 对语音信号和听觉的处理有所重叠，可以对照或依次阅读。

Clark 等人的 An Introduction to Phonetics and Phonology 把发音语音学、声学语音学与音系理论结合起来，提供更广的背景；Odden 的 Introducing Phonology 和 Carley、Mees、Collins 的 Practical English Phonetics and Phonology 则集中于音的模式和英语，不能代替 Ladefoged 对波、频谱和数字分析的讲解。

如何使用本书

本书适合已修过语音学入门课程、想弄懂实验室里的语谱图和分析工具到底在做什么的学生，也适合需要声学入门读物的言语科学专业学生。不需要物理或微积分基础。

一个实用的读法：按顺序、放慢速度阅读第1–4章，理解每个说明之后再往下读。对语言学者来说，第5–8章是核心，它们把共振与共振峰以及声道的腔体联系起来。第9–11章是技术性的部分：读第9章可了解数字化的实际后果（采样率、量化），即使跳过后面的数学也无妨；在项目需要傅里叶分析或 LPC 时，再回头读第10–11章。阅读时配合语音分析用的录音和软件，后面的章节回指前面内容时，重读前面的章节。