Порядок выполнения работы в аудитории

5.1. Для АС проведите анализ временной сонограммы и спектра акустического сигнала. Время анализа музыкальных АС (по ГОСТ) должно быть не менее 1,5 мин.

Оценка (измерение) интегральных показателей РС, по методикам ФСТЭК России, осуществляется на интервале не менее 30 сек.

Определите временные характеристики АС. Определите уровни сигнала: максимальный, минимальный, динамический диапазон, средний уровень.

Исходные данные оформите в виде таблицы. Приведите расчетные формулы. Спектр акустического сигнала с синхронно подписанной под ним расшифровкой источника звука включите в отчёт по работе. Сделайте выводы.

5.2. Для РС проведите анализ временной сонограммы и спектра речевого сигнала.

Определите временные характеристики РС. Определите уровни сигнала для исходного сигнала (22050 Гц; моно 16 бит) и преобразованного (8000 Гц; моно 16 бит): максимальный, минимальный, динамический диапазон, средний уровень и пик-фактор РС. Сравните полученные результаты, сделайте выводы.

Уровни сигнала определяются с помощью функции «анализ» (окно «статистика») звукового редактора Adobe Audition. Исходные данные оформите в виде таблицы. Приведите расчетные формулы.

По полученной сонограмме РС или ГО РС, рассчитанной для F_s = 8 кГц постройте график мелодии основного тона F _от (t) и оцените среднюю частоту основного тона F_ср для всего фрагмента записанной речи (три-четыре фразы), рассчитайте дисперсию. Сонограмму этого исходного варианта с синхронно подписанной под ней расшифровкой текста, а также построенный график мелодии основного тона (ОТ), его среднюю частоту, частоту и включите в отчёт по работе. Сделайте выводы.

5.3. Проведите анализ спектра речевого сигнала.

Определите количество наблюдаемых формант, формантные области соответствующие: гласным звукам, вокализованным согласным, невокализованным согласным. Укажите области антиформант.

Определите ширину полос формантных областей. Определите наиболее информативные участки спектра РС.

С помощью взвешивающих фильтров (FFT) определите частотные диапазоны РС, в которых содержится по 50% энергии РС.

Определите относительную энергетическую насыщенность наиболее информативных участков спектра РС. Спектр речевого сигнала с синхронно подписанной под ним расшифровкой фразы включите в отчёт по работе. Сделайте выводы.

5.4. Осуществите микрофонную запись (до 15 сек.) гласных звуков (а, у, е, ы, о, э, ё, и, я, ю).

Проведите анализ спектра звуков. Распределение формантных областей для каждого звука, ширина полосы формантных областей и их уровни.

Спектр звука сигнала с синхронно подписанной под ним расшифровкой звука включите в отчёт по работе.

5.5. Осуществите микрофонную запись (до 15 сек.) согласных звуков (м, н, з, р, л, ж,).

Проведите анализ спектра звуков. Распределение формантных областей для каждого звука, ширина полосы формантных областей и их уровни.

Спектр звука сигнала с синхронно подписанной под ним расшифровкой звука включите в отчёт по работе.

5.6. Осуществите микрофонную запись (до 15 сек.) согласных звуков (ц, г, ш, щ, х, с, б, в, д, т).

Проведите анализ спектра звуков. Распределение формантных областей для каждого звука, ширина полосы формантных областей и их уровни.

Спектр звука сигнала с синхронно подписанной под ним расшифровкой звука включите в отчёт по работе.

5.7. Проведите сравнительный анализ спектров записанных звуков.

По пунктам 5.3 – 5.6 – построить сводную таблицу ширины полос формант и других параметров (в т.ч. частоты ОТ) для различных звуков. Сделайте выводы.

6. Содержание отчёта

Отчёт по проделанной работе должен содержать следующие разделы и данные:

1. Рабочие материалы предварительного задания.

2. Сонограмму исходных аудио файлов (с синхронно подписанной под ней текстовой расшифровкой), записанного в формате 16 бит, 8000 Гц, моно, в процессе подготовки в работе с указанием F_ср и дисперсии. Таблицы, расчетные формулы, графики.

3. График изменения основного тона речи в исходном файле, а также несколько спектральных срезов с необходимыми пояснениями по числу и частотам формант, временных интервалов анализа-синтеза и т.д.

4. Сонограмму и спектр речевого сигнала.

5. Спектр звука сигнала с синхронно подписанной под ним расшифровкой звука включите в отчёт по работе.

6. Выводы по пунктам 5.1. – 5.7.

7. Общие выводы по проделанной работе в соответствии с её целями.

8. Ответы на контрольные вопросы.

9. Все материалы работы следует сохранять в папке Student/Акустика /№ учебной группы - до зачетов!

Все графические материалы: графики, спектры, сонограммы и т.п. должны быть представлены в удобочитаемом формате. Необходимо с помощью редактора Paint выполнить предварительную обработку (инверсию цвета) графиков с избыточной насыщенностью темных оттенков и цветов.

Контрольные вопросы

1. Каково строение слухового аппарата человека?

2. Расскажите о строении, назначении: внешнего, среднего и внутреннего уха.

3. Поясните механизм восприятия по амплитуде.

4. Поясните механизм по частоте.

5. Опишите влияние резонансных эффектов на слуховой аппарат.

6. Опишите процесс речеобразования.

7. Приведите традиционную модель вокализованных участков речевого сигнала в наиболее общем виде. Поясните её.

8. Приведите основные временные параметры речи.

9. Приведите основные частотные параметры речи.

10. Приведите основные энергетические параметры речи.

11. Приведите основные временные параметры слуха.

12. Приведите основные частотные параметры слуха.

13. Приведите основные энергетические параметры слуха.

14. Что называется фонемой.

15. Что называется формантой и антиформантой.

16. Каким образом в звуковом редакторе Adobe Audition можно провести анализ спектра звуков.

17. Каким образом в звуковом редакторе Adobe Audition можно определить численные значения параметров сигнала.