4.1.2 声音信息的基本要素

声音信息有三个要素，即振幅、频率和音色，这三个要素的组合决定了一段声音信息的特性。

1.振幅

顾名思义，振幅表示振动的幅度。声音的振幅体现了声音所包含的能量：能量越大，声音的振幅越大，其音量越高；能量越小，声音的振幅越小，其音量越低。

2.频率

不同频率的声音表现出的音调不同：声音的频率越高，其音调越高，声音越尖锐；声音的频率越低，其音调越低，声音越低沉。

声音的频率由振动发生的频率决定，即由振动物体的特性决定。通常物体振动的频率与振动长度、粗细、密度和厚度成反比。例如，观察打击乐器的发声板的排列可知，通常高频音符的发声板的长度比低频音符的要短。振动的计量单位为赫兹（Hz），其含义为每秒内发声的振动次数。声音的频率同样以赫兹为单位。

人类的听觉只能感知一定频率范围内的声音，此频率范围内的声音被称为可听声，频率范围为20Hz～20kHz。超过20kHz的声音被称为超声波，低于20Hz的声音被称为次声波。超声波和次声波虽然无法通过人的听觉感知，但通过专业设备可以进行探测，并实现多种特殊功能。

3.音色

无论乐器演奏还是人的语言，世界上绝大多数声音信号都不是仅包含单一频率的声音，而是由多种频率的声音分量复合而成的。组成声音信号的各个频率的声音分量的强度不尽相同，其中，强度最大的频率分量由声源主体振动产生，称为“基因”，声源其他部分的振动同样产生频率不同、强度稍低的声音分量，称为“泛音”。声音的音色主要由泛音的特性决定，不同的泛音使我们可以根据感知对声音进行划分，如男声、女声、童声等不同人群的声音，如钢琴、古筝、吉他等不同乐器演奏的声音等。