專技高考-語言治療師基礎言語科學(包括解剖、生理、語音聲學與語音知覺)104 年第 64 題單選題
語音聲學分析時若取樣速率太低,對女性語音的影響會大於男性,最主要的原因是什麼?
A女性說話口道平均長度比男性短
B女性說話平均速率比男性平均快
C女性說話氣流溢漏比例比男性高
D女性說話平均基礎頻率比男性高正確答案
D正確答案
取樣定理:取樣率須≥2倍最高頻率,女性基頻高故更易失真。
為什麼答案是 D
依 Nyquist 取樣定理,取樣率須至少為訊號最高頻率的兩倍。女性平均基頻約 200Hz(男性約 120Hz),其諧波(harmonics)延伸更高頻,取樣率不足時失真更嚴重。
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完整詳解
Pro · 無限重點 取樣定理:取樣率須≥2倍最高頻率,女性基頻高故更易失真。
看到「取樣速率」立刻想 Nyquist 定理 → 頻率越高越受影響 → 女性基頻高 → D。
逐選項分析
A✕ 陷阱
口道短確實讓女性共振峰(formant)頻率較高,但這題問的是「取樣速率」的根本影響因素,最直接的是基頻而非共振峰。此為混淆選項。
B✕
說話速率與取樣速率是不同概念:說話速率是每秒音節數,取樣速率是每秒訊號取樣點數。且男女說話速率無顯著差異。
C✕
女性確實氣流溢漏(breathiness)較多,這影響的是音質(voice quality)與頻譜傾斜,與取樣速率是否足夠無直接關係。
D✓ 正確
依 Nyquist 取樣定理,取樣率須至少為訊號最高頻率的兩倍。女性平均基頻約 200Hz(男性約 120Hz),其諧波(harmonics)延伸更高頻,取樣率不足時失真更嚴重。
男女語音聲學參數比較
| 參數 | 男性 | 女性 | 對取樣的意義 |
|---|
| 基礎頻率 F0 | 約 120 Hz | 約 200-220 Hz | 女性高→需更高取樣率 |
| 口道長度 | 約 17 cm | 約 14 cm | 女性共振峰較高 |
| 共振峰 F1-F3 | 較低 | 較高約 20% | 女性高頻成分多 |
| 氣流溢漏 | 較少 | 較多 | 與取樣率無關 |
A 選項很容易被誤選!許多人會聯想到女性口道較短→共振峰較高→需較高取樣率。但取樣定理的核心是「訊號最高頻率」,在語音中基頻及其諧波決定整體頻寬,且基頻差異(男120 vs 女220)是最根本最顯著的差別。
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