Из рисунка видно, что ширина спектра огибающей речевого сигнала на интервале слогов и слов имеет полосу около 30 Гц.

Связь между разными частотами речевого сигнала внутри речевого спектра характеризуют полосы взаимной корреляции, график которых показан на рис.15. Из графика видно, что наименее коррелированы составляющие речевой информации в районе 500 Гц ( полоса взаимной корреляции примерно 40 Гц). В этой области малейшие сдвиги сигнала по частоте приводят к заметным искажениям. На высоких частотах допускаются довольно большие отклонения и ошибки по частоте, т.к. полоса корреляции здесь довольно большая.

Рис. 15. Полосы взаимной корреляции

Влияние на восприятие человека мощностных и динамических параметров аудиосигналов

Кроме спектральных и временных параметров воспринимаемый акустический сигнал характеризуется также своими мощностными параметрами. Мощность акустического сигнала равна:

Минимальное время усреднения Т, при котором средняя мощность звукового сигнала не зависит от момента начала измерения, называется интервалом стационарности. Для речевого сигнала он составляет 2 -3 минуты, а для музыки от 20 минут до нескольких часов. Так, например, средняя мощность речевых сигналов составляет от 0,01 мкВт ( шепот ) до 2 мВт ( крик ). Мощность симфонического оркестра на пиках громкости достига­ет 70 Вт.

На практике используется не только абсолютную мощность акустического сигнала, но и относительная средняя мощность (ОСМ):

Р_отн = Р(t)/ Р_ном,

где Р_ном - мощность синусоидального сигнала с амплитудой, равной номинальному напряжению акустического сигнала (рис.).

Существует среднесекундная ОСМ (Т = 1 секунда), среднеминутная (Т = 1 минута) и долговременная ОСМ (Т= 1 сутки).

Наиболее распространенным относительным параметром является уровень акустического сигнала, выраженный в децибеллах:

N = 10 lg [P(t)/ P_o] = 20 lg [S(t)/ S_o]

где P_o - мощность, которой соответствует ноль шкалы уровней; P_o = 10^-12 вт. Для сигналов преобразованных в электрическую форму P_o = 1 мвт.

S_o - среднеквадратическое значение сигнала, которому соответствует ноль шкалы уровней; S_o = 2 10^-5 Па. Для сигналов преобразованных в электрическую форму S_o = 0,775 в.

Пределы изменения уровня определяют динамический диапазон (D_c) уровней сигнала. При теоретическом определении динамическо­го диапазона уровней сигнала вводят понятия квазимаксимального и квазиминимального уровня: вероятность превышения квазимак­симального значения достаточно мала (0,01...0,02), а квазиминималь­ного — достаточно велика и составляет 0,98...0,99. Динамический ди­апазон уровней определяется разностью квазимаксимального и ква­зиминимального уровней.

Динамический диапазон уровней звуковых сигналов, дБ:

Речь диктора................................... 25...35