语音信号频段关键性分析（声音性别识别）
项目：对采集的至少 2 个人的语音信号进行分析，频谱和倍频程谱等。分析不同频段
在语音中起的作用，例如，哪些频段对语音的清晰传达最为关键等。
项目要求：（1）给出语音信号的倍频程，1/3 倍频程谱；功率谱；
（2）分析男性与女性（或两个差异较为明显的人声）在频谱上的差异。
（3）对语音信号进行滤波，辨认实际效果，分析哪些频带对文字信息传达
最为关键。
分工：①频谱、功率谱及功率谱密度分析（赖泽浪），②倍频分析（张祥），③滤波
分析（魏巍）
1.语音信号倍频程谱、1/3 倍频程谱
我们人耳的可听频率范围为 20-20000Hz，范围非常广。人们把 20Hz 到 20kHz 的声频范
围分为几个段落，每个频带成为一个频程，主要的划分方式有两种，等宽频程和倍频程
等宽频程：
𝑓
𝑢
―
𝑓
𝑙
=常量 (
𝑓
𝑢
是上限频率，
𝑓
𝑙
是下限频率)
倍频程：
𝑓
𝑢
/
𝑓
𝑙
=常量 (
𝑓
𝑢
是上限频率，
𝑓
𝑙
是下限频率)，
𝑓
𝑢
/
𝑓
𝑙
=
2
𝑛
，指数 n 就是倍频程
数。
如果采用等宽频程，要表现出低频到高频的声音信息需要的数据量非常大，此外，人耳
对噪声频率的敏感性是非线性的。因此，噪声一般采用倍频程谱进行分析。
虽然不同个体对同一噪声的感受会有差异，但大多数人对噪声的强弱、频谱特性有相同
的感受，因此，声压级和频谱分析是噪声测量分析中最普遍、最基本的项目。
在噪声的测量中，采用 1/3 倍频程频谱分析能更加详细的反映出噪声源的频谱特性，便
于较全面的了解声源产生机理和提出最佳的降噪对策。而 1/1 倍频程测量结果简单实用，在
吸声、隔声、消声等基本噪声控制元件的性能分析中普遍应用，因此也是工程中常测的项目
之一。倍频程是帮助量化人类如何区分频率的频率带。倍频程段表示特定频率范围内的整体
能量水平。
人类听觉范围（20-20kHz）被分成十一个倍频程，每个频带具有前一频带的频率跨度的
两倍，这些被称为 1/1 倍频带。 为了更贴近地匹配人类如何区分频率，每个 1/1 倍频带可以
分成三个频带，这些被称为 1/3 倍频带。这些较小的频带能更接近地代表人类如何区分频
率。图 1 是国际电工委员会 IEC 推荐的频段划分方法。
