実験音声学入門 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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作者:城生 佰太郎

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isbn号码:9784904202005

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• 听觉语音学
• 语音技术

深入探索声音的奥秘：当代声学研究的新视野 本书并非关于基础的语音学入门，而是聚焦于前沿的、跨学科的声音现象研究与技术应用。 本书旨在为已经具备声学基础知识的研究人员、工程师以及对声音复杂机制有深度兴趣的读者，提供一个理解和分析当代声学领域尖端进展的平台。 第一部分：非线性声学与介质相互作用的复杂性 本部分抛弃了传统声学中对理想介质的假设，转而深入探讨声音波在高度非线性、复杂介质中传播时所展现出的奇异行为。 第一章：介质异质性对声波传播的影响建模 本章重点分析了声波在具有复杂微观结构的材料（如多孔介质、颗粒介质或具有随机分布缺陷的复合材料）中传播的理论模型。我们不再满足于经典的菲涅耳公式或瑞利散射理论，而是引入了基于介观尺度的数值模拟方法。 随机介质中的广义有效介质理论（EMT）更新： 讨论了在强散射环境下，如何修正传统的均质化方法，以更精确地预测有效声速和衰减系数。特别关注了颗粒间接触力对超声波慢波现象的激发机制。 声学拓扑绝缘体与边缘态： 介绍声学模拟材料（Phononic Metamaterials）在构筑具有拓扑保护特性的声波传输路径中的最新进展。分析了这些结构如何实现单向传输和对缺陷的鲁棒性，这在声学传感和波导设计中具有革命性意义。 非线性声学效应的量化： 深入探讨在高声压级下，介质的应力-应变关系偏离胡克定律所导致的谐波产生、自聚焦和波形畸变。应用了卡达诺夫-扎哈罗夫（KdV）方程的更高阶近似解法来描述这些现象。 第二章：流体力学与声场的耦合动力学 本章关注声波与流体运动（无论是可压缩还是不可压缩）之间的强耦合现象，这在航空航天噪声控制和水声学中至关重要。 湍流噪声源的频谱分析与主动控制： 考察了剪切层和涡流脱落产生的宽带噪声的统计学特性。引入了基于卡尔曼滤波和深度学习的实时噪声源定位技术，并对比了相控阵超声波抵消系统在三维空间中对湍流场的影响。 空化现象的声学诊断： 详细分析了液体中气泡的成核、生长、振荡和溃灭过程，及其产生的宽带冲击波。使用高时间分辨率的超声换能器阵列来重建单个气泡溃灭的瞬时压力场，并讨论了其在材料加工（如超声空化处理）中的应用边界。 声致射流（Acoustically Induced Jetting）： 探讨了高强度聚焦超声波如何在液体界面激发微小射流的产生机理，并评估了这种效应在微流控芯片中液体输运的潜力。 第二部分：感知、处理与合成的认知声学前沿 本部分不再局限于物理声学的测量，而是将焦点转向声音信号在生物和人工系统中的高级处理、理解和生成。 第三章：高维听觉场景分析与源分离技术 本章探讨如何从混杂的声学信号中，精确地分离出特定的声源，并构建对复杂听觉环境的认知模型。 深度神经网络在盲源分离中的应用深化： 考察了循环神经网络（RNN）和Transformer架构在处理时频掩模估计中的优势。重点分析了如何利用深度信念网络（DBN）对非平稳、瞬态信号（如枪声、玻璃破碎声）进行鲁棒性识别和分离，超越了传统的独立成分分析（ICA）。 空间听觉（Spatial Hearing）的计算建模： 基于双耳听觉理论，本章详细介绍了如何利用人工耳模型（如耦合腔体模型）来精确模拟头部遮蔽效应（HRTF）和跨时延差（ITD）。讨论了如何利用这些模型来合成具有高度真实感的虚拟声场。 多模态信息融合在声源定位中的增强： 探讨了视觉信息（如说话人面部运动）与声学信息如何通过概率图模型进行融合，以在低信噪比或高混响环境下，提高声源的定位精度和跟踪稳定性。 第四章：感知驱动的声学合成与信号重构 本章关注如何从心理声学和神经科学的角度出发，设计更高效、更逼真的声音合成算法，特别是在数字音频压缩和虚拟现实领域。 神经编码模型在音频合成中的应用： 讨论了基于皮层听觉模型的参数化合成方法。通过模拟听觉神经元的响应特性，实现对声音纹理（Timbre）的精细控制，使得合成声音在心理感知上更接近自然界的声音。 高效能音频编码的未来方向： 对比了基于波形建模（如WaveNet/GANs）和基于感知模型（如神经编码音频编码）的压缩算法。重点分析了如何利用人耳对特定频率信息的敏感度差异，设计“感知优化”的比特分配策略，以在极低码率下维持可接受的听觉质量。 超分辨率声学重构： 引入压缩感知理论在声场重构中的应用。探讨了如何通过稀疏表示和迭代算法，从远场采集的有限数量的测量点数据中，高精度地还原近场声压分布，这对于无损检测和声学成像具有重要价值。 第三部分：高强度声场在材料与生物体内的作用 本部分聚焦于利用高能、聚焦声波作为工具，实现对物质和生物系统的精确操控和无损检测。 第五章：聚焦超声（HIFU）的生物效应与剂量学 本章深入探讨了高强度聚焦超声（HIFU）在非侵入性治疗中的物理机制、安全性评估和剂量精确控制。 声热效应的实时监测与反馈控制： 分析了声衰减、组织异质性和气泡生成对声能沉积精度的影响。重点介绍了磁共振引导超声（MRgFUS）中的温度场实时成像技术，以及如何利用反向散射信号来修正聚焦误差。 机械效应（空化与剪切力）的阈值研究： 详细阐述了气泡动力学如何导致细胞膜的瞬时通透性增加（空泡化）或产生机械剪切力。讨论了基于生物剂量学（Acoustic Bio-Dosimetry）的风险评估模型，用以区分治疗性损伤与可接受的组织效应。 新型声学聚焦透镜设计： 比较了传统相位阵列与基于超材料的梯度折射率声学透镜在实现多焦点或自适应聚焦方面的性能优势，旨在提高深部组织的声能利用率和聚焦深度。 第六章：声学非线性成像与材料表征 本章关注利用材料对高强度声波的非线性响应，进行超越传统线性超声的深度材料表征和无损评估（NDE）。 声学非线性参数成像（ANPI）： 介绍了通过测量二次谐波产生和调制效应来评估材料内部的残余应力、微裂纹密度和硬度。分析了在混凝土、金属疲劳结构中，ANPI相对于线性衰减测量的诊断优势。 冲击波传播与结构损伤的耦合分析： 讨论了如何使用脉冲激励源（如激光诱导超声或电磁声换能器）产生的有限冲击波，来探测材料的疲劳极限和断裂韧性。引入了有限元分析来模拟冲击波在复杂缺陷处的反射与透射特性。 声致发光（Sonoluminescence）与能量转化机制： 深入探讨了在液体中由极端声场压力驱动的气泡溃灭所产生的微弱光发射现象。从量子隧穿模型到等离子体形成理论，全面梳理了这一极端声学现象的物理机制，并展望了其在微反应器领域的潜在应用。 本书为读者提供了一个复杂声学问题的多层次、跨领域的分析框架，强调从基础物理到高级工程应用的无缝衔接，是声学研究领域深度进阶的必备参考资料。

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这本书简直就像一股清流，在众多晦涩难懂的学术著作中脱颖而出。我一直对语言的本质充满了好奇，尤其是那些细微之处，例如发音的物理机制，以及这些机制如何塑造我们听到的声音。这本书的标题——“实验语音学入门”——就深深吸引了我，因为它承诺了一种更具操作性和实证性的方法来理解语音学。尽管我并非语音学领域的专业人士，但这本书的写作风格却意外地平易近人。作者没有堆砌过于专业的术语，而是用清晰、流畅的语言引导读者一步步走进实验语音学的世界。书中大量运用了实例和类比，让那些原本可能抽象的概念变得生动有趣。我尤其喜欢它对不同语言中语音现象的比较分析，这让我对人类语言的丰富性和多样性有了更深刻的认识。这本书的图表和插图也做得非常精美，准确地传达了复杂的声学原理。即使是初次接触这个领域的人，也能从中获得宝贵的知识和启迪，开始探索声音的奥秘。

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这是一本令人着迷的书。它以一种独特的方式，将科学的严谨性与对人类沟通的深刻洞察结合在一起。我一直对语言的声学方面感到好奇，尤其想知道人类是如何发出如此丰富多样的声音的。这本书就像一本精心编织的地图，带领我穿越了发声器官的复杂结构，探索了声波在空气中传播的奥秘，以及大脑如何将这些物理信号转化为有意义的语言。书中关于不同发音方式的详细描述，以及它们在声谱图上的体现，都让我惊叹不已。我从未想过，人类的语言中竟然隐藏着如此精妙的物理学原理。更让我印象深刻的是，作者并没有止步于描述现象，而是通过实验数据来验证和解释这些现象，这种科学的治学态度让我肃然起敬。书中的一些章节，例如关于语音的感知和认知，更是将语音学与心理学和神经科学巧妙地联系起来，让我对语言的理解上升到了一个新的高度。

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我必须承认，最初拿到这本书的时候，我抱着一种“试试看”的心态。毕竟，“实验语音学”听起来就带着一丝科研的严肃和枯燥。然而，事实证明我的顾虑完全是多余的。这本书以一种极具吸引力的方式，将声音的物理世界与语言的表达完美地结合起来。作者并没有满足于理论的阐述，而是通过大量的实验设计和结果分析，展现了语音学研究的科学性和严谨性。书中的实验设计并非高不可攀，而是贴近生活，能够让读者亲自去感受和验证其中的原理。例如，关于共振腔的讲解，作者就引导读者通过模仿不同的发音，来体会声学原理在实际发声中的应用。这种“动手”的学习方式，让我对语音的产生有了前所未有的直观理解。此外，书中对听觉感知的探讨也十分深入，让我们了解到声音是如何被大脑处理和理解的，这其中的奥秘远比我们日常所想象的要复杂和迷人。这本书让我重新审视了我们每天都在使用的“说话”这个行为，发现其中蕴含着如此丰富的科学知识。

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作为一名对声音传播媒介和数字音频处理感兴趣的爱好者，我偶然间翻阅了这本书，发现它为我提供了全新的视角。虽然它并非直接关于数字音频处理的教材，但其中对于语音产生、传播和感知的深入探讨，却为理解声音的本质打下了坚实的基础。书中关于声波的物理特性，如频率、振幅、波形等知识点的讲解，虽然用了语音学的视角，但这些基本原理同样适用于音频信号的处理。特别是对不同语音特征（如音高、音强、音色）的实验性分析，让我能够更精准地理解音频信号的细微变化如何影响我们对声音的感知。书中的一些实验方法和数据分析的思路，也给了我很多启发，让我思考如何在数字音频领域进行更科学的量化和评估。我甚至从中获得了一些关于如何更有效地压缩音频、如何进行更逼真的人声合成的灵感。这本书就像是一扇窗户，让我从一个全新的角度去认识声音，也为我的技术探索提供了更深厚的理论支撑。

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当我拿起这本书时，我并没有预设它会给我带来多大的惊喜。毕竟，语音学在我看来，似乎是一个相对小众且偏向理论的学科。然而，这本书完全颠覆了我的认知。作者以一种非常务实和实验性的方式，将抽象的语音学概念变得触手可及。书中对大量语音实验的设计和分析，让我看到了语音学研究的科学性和可操作性。我尤其欣赏书中关于如何使用简单的设备进行语音测量和分析的介绍，这让我觉得即使是业余爱好者，也能在家里进行一些有趣的语音学探索。书中对不同语言发音差异的细致描绘，以及对这些差异背后声学原理的解释，让我对世界语言的多样性有了全新的认识。它不仅仅是一本关于发音的书，更是一本关于人类如何通过声音进行交流的深刻的探索。这本书的语言非常生动，避免了枯燥的学术术语，让我在阅读的过程中始终保持着高度的兴趣，仿佛置身于一个充满活力的语音学实验室。

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