不可想像！人的語音中會包含如此之多的信息

人工智慧時代來臨了，作為模式識別中最為重要的一支——語音識別，語音中包含了哪些信息呢？為小夥伴們羅列了一下，希望能有所幫助。

一、語音中的語義信息（含文字信息）：語義信息也就是日常語言所說的信息，它不僅包括語言提供的信息，比如天氣預報，命題或描述語句，預言， 科學理論......提供的信息，也包括其它事物提供的信息，例如：溫度表、天平、秤、GPS、數學公式、交通指示牌、疾病癥狀、化驗數據、圖片、視頻等提供的信息。因此，從廣義上看，數據的含義就是語義，語義的概念應該包涵兩個方面的內容：1）、語義信息和信號（message）的含義及知識有關；2）、語義信息可以包含在單個信號（message）和命題中。

二、語音中的生理信息（含情緒信息）：人的發音器官大致可分為3個部分：喉下、喉部、喉上部分。喉下有用來呼吸，並且也包括發音能源的各器官，包括氣管、肺、胸廓、橫膈膜和腹肌。喉部是聲源器官，包括喉頭、聲帶。喉上是用共鳴作用或阻礙作用來調節聲音的各器官，包括口腔中各部及鼻腔。

人類聲音的發出，是多個發音器官共同作用的結果，所以在語音中就包含了這些發音器官的生理信息，例如，當一個人感冒時，其發聲就有明顯的改變和特徵。中醫中的「望聞問切」中，就明確說明了可以通過一個人的聲音信息來辨別生理的病變。

同樣，在一個人的聲音信息中還明確包涵了語言中的情緒信息。

三、語音中的聲紋信息：所謂聲紋(Voiceprint)，是用電聲學儀器顯示的攜帶言語信息的聲波頻譜。現代科學研究表明，聲紋不僅具有特定性，而且有相對穩定性的特點。成年以後，人的聲音可保持長期相對穩定不變。實驗證明，無論講話者是故意模仿他人聲音和語氣，還是耳語輕聲講話，即使模仿得惟妙惟肖，其聲紋卻始終不相同。

按照常用的方法，可以製作七種聲紋圖：寬頻聲紋、窄帶聲紋、振幅聲紋、等高線聲紋、時間波譜聲紋、斷面聲紋（又分寬頻、窄帶二種）。其中，前二種顯示語聲的頻率與強度隨時間推移的變化特徵；中間三種顯示語音強度或聲壓隨時間變化的特徵；斷面聲紋只是顯示某一時間點上聲波強度和頻率特徵的聲紋圖。

四、語音中的語種信息：語言是人類用來交流的一種工具。但對人類語言差別的準確定義則是很困難的。據統計提供的人類語言數量是5561種，在這之外，已經有很多種語言文字在世界上消失了，也有很多小語種並為統計入列。其中使用人數超過去5000萬的語言有13種：漢、英、印度、俄、西班牙、德、日、法、印度尼西亞、葡萄牙、孟加拉、義大利和阿拉伯語。按被規定為官方語言或通用語言的國家數目來說，英語占第一位（約44國），法語第二（約31國），西班牙語第san約22國）被定為聯合國的正式語言的有五種：漢語、英語、俄語、法語、西班牙語。

五、語音中的邏輯信息：邏輯是人類語言中所包含的，超越語義的深層次信息，是人類思維邏輯的具體表現形式之一，其與上下文相關、問答相關、大腦思維相關，通過對語言中邏輯信息的提取，可以研究一個人慣用的思維方式，甚至性格、氣質等。

六、語音中的空間信息：人的語音以聲波形式由空氣作為媒介傳到對方，言語聲波的特性分析是現代語音學研究的最重要手段之一。言語聲波的研究，早期都由物理學家進行。20世紀初分析語音只能用一種特製的浪紋計畫出波形，用傅里葉分析尺對逐個周期的波進行測算，才得出表示聲波特性的頻譜和頻率。通常，為了研究語音中的聲學特性，會對語音中的聲學特徵、言語波模式、過渡音征等進行分析和研究。

七、語音中的韻律特點：語音的聲學特性除音色外，還有3種特性,如音強、音高、音長，總稱為語音的韻律特徵，也可以稱為超音段特徵，它們都可以用語圖儀或音強計、音高計等儀器來分析。音強顯示語音的重音、輕音等強弱變化，音高表現語音的字調與語調，而音長則對語言節奏的快慢，字與句之間的長短關係等加以準確地計量。

用普通話、廣州話和上海話3種方言來朗讀一首古詩，會得到不同的窄帶語圖。從圖中比較這3種方言中韻律特徵，除了音色不同之外，聲調的調形、變調的規律以及輕重音的分布都有很大的區別。韻律特徵研究在提高人工言語合成的質量上起著決定性作用。聲學研究已致力於韻律特徵的全面分析。

八、聽覺中的生理信息：聽覺作為人類語音信息的接收端，有著重要的作用，是語音信息的天然的反饋形式，同樣的聲音，不同的人會解讀出不同的語義、空間等信息。一個人的生理聽覺取決於其HRTF函數情況。研究一個人的生理聽覺情況，對於語音全維信息圖譜的研究有著不可或缺的作用。

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