聲學語音學基礎

引用

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

章節概要

這是一本篇幅不大的書，約220頁，附122幅線圖，帶領沒有物理或數學基礎的讀者從聲音的本質一路走到語音實驗室使用的數字技術。第二版有十一章，初版只有七章。新增的四章介紹藉助計算機才得以實現的實驗技術；出版社所列的新內容（聲道共振、數字語音處理、傅立葉分析、線性預測編碼）對應第8–11章。第1–7章從聲波的基本性質講到聽覺和言語產生。

第1–2章：聲波；響度與音高

開頭兩章說明聲波是什麼，以及聲波物理性質的變化如何對應聽者感受到的響度和音高。這是後面所有內容的基礎。

第3–4章：音質；波的分析

第3章討論語音的音質，與響度和音高並列；第4章討論波的分析。Karen Steffen Chung 在 Language 雜誌上的書評中說，本書帶領讀者從對聲音最基本的描述，一直講到複合波、傅立葉分析和分貝標度。

第5–7章：共振；聽覺；言語的產生

第5章引入共振；Chung 描述聲道中眾多共振器的複雜情形是藉助簡化的圖示類比逐步建立起來的。關於聽覺和言語產生的章節隨後把物理學與聽者的耳朵和說話人的發音器官聯絡起來。

第8章：聲道的共振

聲道一章把前面關於共振的想法應用到語音上。出版社說明這部分內容解釋了共振峰與聲道不同腔體之間的關係。

第9–11章：數字語音處理；傅立葉分析；數字濾波器與線性預測編碼分析

最後三章介紹聲波如何由計算機儲存和處理、傅立葉分析的數學，以及數字濾波和線性預測編碼（LPC）；出版社指出，LPC 是分析語音時最常用的方程。Chung 特別稱讚數字語音處理部分，認為它闡明瞭具有更廣泛應用的概念，例如8位與16位量化的範圍差別、不同訊號所需的取樣頻率，以及濾波器的使用。

核心概念

第1–4章：聲音及其性質

• 聲波：第1章描述其性質的物理訊號。
• 響度與音高：與波的振幅和頻率相關的聽覺印象。
• 音質與波的分析：第3、4章的主題，即語音的音質和波的分析。

第5–8章：共振、聽覺與聲道

• 共振：第5章的主題，在第8章擴充套件到聲道。
• 共振峰與腔體：聲道共振與其不同腔體之間的關係。

第9–11章：計算機分析

• 數字語音處理：把聲波存入計算機，包括量化和取樣。
• 傅立葉分析：把波分解為各頻率成分。
• 線性預測編碼：與數字濾波器一起用於分析語音的技術。

評析

優點

• **為沒有理科背景的讀者而寫。**出版社說明本書不要求物理或數學基礎；Chung 指出，Ladefoged 帶著讀者一步步走過任何涉及數學的部分，對一切都做了仔細說明，連對數字不敏感的人也能看懂。
• **循序漸進地建立理解。**書評描述聲道中眾多共振器的圖景是藉助簡化的圖示類比慢慢建立起來的，並指出70.7%為什麼是個特殊的數字、輻射因子是什麼、阻尼與無阻尼共振器有什麼不同等問題都會變得清楚。
• **延伸到當前的實驗室實踐。**第二版增加了四章計算機方法。Chung 認為數字語音處理的內容非常出色，並認為想進一步閱讀計算機語音處理文獻的讀者會覺得本書的資訊紮實可靠。
• **篇幅緊湊。**全書約220頁，含13個表格和122幅線圖。

侷限

• **不適合隨便翻閱。**Chung 稱它首先是一本內容密集的書，適合仔細閱讀和重讀，而不是瀏覽，除非讀者已經熟悉這些概念。
• **後面的計算較重。**她說最後一章的計算變得有些冗長而令人吃不消，儘管原理上並不難理解。
• **技術內容較舊。**數字部分反映的是1995年的計算機語音處理，原理依然有用，但不涉及當前的軟體和實踐。
• **僅限聲學。**除一章講言語的產生外，其餘內容都是聲學，因此發音和語音轉寫仍需另外學習普通語音學課程或教材。

在課程中的定位

在語音學與音系學課程中，本書是進入語音物理學的簡明入口。Ladefoged 和 Johnson 的 A Course in Phonetics 是邊練習轉寫邊學習語音產生與聲學性質的實踐性入門書，是自然的第一本書；想更紮實地打好聲學基礎的讀者再接著讀本書。Johnson 的 Acoustic and Auditory Phonetics 講語音的物理訊號以及解釋它的感知系統，與 Ladefoged 對語音訊號和聽覺的處理有所重疊，可以對照或依次閱讀。

Clark 等人的 An Introduction to Phonetics and Phonology 把發音語音學、聲學語音學與音系理論結合起來，提供更廣的背景；Odden 的 Introducing Phonology 和 Carley、Mees、Collins 的 Practical English Phonetics and Phonology 則集中於音的模式和英語，不能代替 Ladefoged 對波、頻譜和數字分析的講解。

如何使用本書

本書適合已修過語音學入門課程、想弄懂實驗室裡的語譜圖和分析工具到底在做什麼的學生，也適合需要聲學入門讀物的言語科學專業學生。不需要物理或微積分基礎。

一個實用的讀法：按順序、放慢速度閱讀第1–4章，理解每個說明之後再往下讀。對語言學者來說，第5–8章是核心，它們把共振與共振峰以及聲道的腔體聯絡起來。第9–11章是技術性的部分：讀第9章可瞭解數字化的實際後果（取樣率、量化），即使跳過後面的數學也無妨；在專案需要傅立葉分析或 LPC 時，再回頭讀第10–11章。閱讀時配合語音分析用的錄音和軟體，後面的章節回指前面內容時，重讀前面的章節。