Акустические свойства звуков речи

Звуки речи, как и всякий другой звук, есть результат колебательного движения упругой среды. Струя воздуха, нагнетаемая из легких, приводит в колебательное движениеголосовые связки, они передают движение частицам окружающей воздушной среды. Каждая из частиц делает сначала движение вперед от колеблющегося тела, затем возвращается назад. В результате получается периодическое изменение воздушного давления, то есть последовательные сгущения воздуха (при движении вперед) и разряжения (при движении назад). Это создает звуковую волну. Высота звука зависит от количества колебаний в единицу времени. От увеличения количества колебаний высота звука повышается, от уменьшения – понижается.

---

Для того чтобы купить дипломную работу по бухгалтерскому учету не нужно никаких усилий. Просто заполните форму заказа и мы приступим к написанию вашего диплома.

---

. Высоту звуков измеряют герцами – одно колебание в секунду. Человеческое ухо воспринимает звуки от 16 до 20 000 герц. Изменения высоты звуков в речи создает интонацию, мелодику речи. Сила звука определяется амплитудой колебаний звуковой волны: чем больше амплитуда, тем сильнее звук. В речи сила звука связывается с понятием о силовом ударении. Сила звука воспринимается слушающим как громкость. Ученые выделяют два порога: порог слышимости (когда звук слабо различим) и порог болевого ощущения. Длительность или долгота звука связана с продолжительностью данного звука во времени с его количеством колебаний: в русском языке, например, гласные под ударением длительнее безударных. Большую роль в акустической окраске звуков играет характер колебательного движения: если оно совершается ритмически, то есть через определенные интервалы повторяются такие же периоды, то такая звуковая волна создает музыкальный тон; это наблюдается при произношении гласных звуков, когда воздух из легких, проходя через голосовые связки, нигде больше не встречает преград. Если же колебательное движение прерывается, то ухо воспринимает такой звук как шум. Шумными являются согласные звуки: воздух, проходя через речевой аппарат, встречает на пути преграды (с участием неба, языка, зубов и губ). Тоны и шумы взаимодействуют в ротовом и носовом резонаторах, создавая индивидуальные тембры звуков, по которым мы и узнаем звуковую речь наших знакомых и родных. Глава 1. Свойства звуков речи Краткие сведения из физиологической акустики Адекватным раздражителем органа слуха, или слухового анализатора, является звук. Звук представляет собой колебательные движения среды (воздуха, воды, почвы и пр.). Речь возникает при колебании голосовых складок у нас в гортани. Эти звуковые колебания распространяются по воздуху и попадают в наше ухо. В звуке, как и во всяком колебательном движении, различают амплитуду, или размах, колебаний, период, или время, в течение которого совершается полное колебательное движение, и частоту, или число полных колебаний в 1 секунду. Источником звука является колеблющееся тело. В силу упругости, присущей любому веществу, любой среде, колебания, возникающие в одном месте, передаются на соседние участки, причем возникают уплотнения и разрежения среды. Эти уплотнения и разрежения распространяются во все стороны с определенной скоростью, зависящей от величины упругости и плотности среды. Так возникают звуковые волны, состоящие из чередующихся друг с другом уплотнений и разрежений среды. По характеру колебательных движений звуки делятся на две группы — тоны и шумы. В звуках различают три характерных свойства: силу, высоту и тембр. Звуки речи, как и всякие другие звуки, являются результатом воздействия колебательных движений воздушной среды на слуховой аппарат человека. Эти колебания возбуждаются каким-либо источником — колеблющейся струной, сильным потоком воздуха, проходящего через узкое отверстие, ударом тела о поверхность. При образовании звуков речи в качестве источников звука выступают определенные участки речевого тракта при их работе во время речи. Принято рассматривать звуки вообще и звуки речи в частности с двух сторон: во-первых, исследуют объективные свойства колебательных движений — их частоту, силу, спектральные характеристики; во-вторых, изучают те ощущения, которые так или иначе вызываются этими колебаниями в слуховой системе человека, — высоту, громкость, тембр. Закономерности восприятия звуков исследует специальная область акустики — психоакустика. Рассмотрим основные соотношения между акустическими и психоакустическими свойствами. Частота колебательных движений определяется их числом в единицу времени: так, если колеблющееся тело совершает за секунду 100 колебательных движений, то частота получающегося при этом звука — 100 герц (герц — единица измерения частоты, названная так в честь немецкого физика, а ее сокращенное обозначение — Гц). Диапазон речевых частот, т. е. тех колебаний, которые могут быть обнаружены при анализе акустических свойств звуков речи, — от 50 до 10 000 Гц, что составляет лишь часть диапазона звуков, слышимых человеческим ухом. При восприятии частота колебания определяет высоту слышимого звука — чем выше частота колебаний, тем более высоким кажется нам звук. Однако эта связь — не линейная, так как увеличение частоты, например, в 10 раз не приводит к ощущению повышения звука тоже в 10 раз. При описании акустических характеристик частоту обычно обозначают латинской буквой f— от англ. frequency[2, с.137].

Речевой аппарат человека является системой, приспособленной к порождению акустических колебаний для образования звуковых последовательностей. Условно мы можем говорить о том, что некоторые участки речевого тракта обеспечивают возникновение источников звука, а другие - резонансную систему. Существует три вида источников звука при речеобразовании: голосовой и два шумовых - турбулентный и импульсный. Голосовой источник возникает при колебании голосовых связок, и его работа обеспечивается как дыхательной системой, так и гортанью. Звук, возникающий в результате колебания голосовых связок, содержит основную частоту и гармоники, однако сразу же обратим внимание на то, что в обычных условиях мы этого звука никогда не слышим, поскольку он поступает в надгортанные полости, где всегда в значительной мере преобразуется. С голосовым источником образуются все гласные, сонанты и звонкие шумные согласные. Турбулентный источник шума возникает при сужении в каком-либо месте речевого тракта при прохождении по нему воздушной струи. В результате этого сужения воздух, проходящий по относительно широкому проходу, в месте сужения создает вихревые потоки, соприкосновение которых с краями сужения речевого тракта создает специфический шум. С турбулентным источником шума образуются все шумные щелевые согласные. Импульсный источник шума возникает при резком раскрытии смычки произносительных органов. Во время смычки в полости рта создается избыточное воздушное давление, поскольку воздушная струя не находит выхода из речевого тракта. При раскрытии смычки происходит выравнивание давления за местом смычки и атмосферного - и в результате возникает короткий и резкий щелчок - импульсный шум, характеризующий образование взрывных согласных. Акустические свойства звуков речи обеспечиваются участием одного, двух (или даже трех) источников: при производстве гласных источник голосовой, при глухих шумных щелевых - турбулентный, глухих взрывных - импульсный; звонкие щелевые образуются при участии двух источников - голосового и турбулентного, звонкие взрывные - голосового и импульсного. Источник звука вызывает колебательные движения воздуха в резонаторах - в надгортанных полостях. Ротовая, носовая полости глотки образуют целую систему резонаторов, собственные частотные характеристики которых могут очень существенно изменяться в зависимости от положения губ, языка, мягкого неба, т. е. в зависимости от того, какой звук артикулируется. Те усиления в спектре звука, которые зависят от конфигурации речевого тракта, называют формантами звука, поскольку именно они и формируют акустический образ произносимого звука. В специальной литературе форманты обозначаются латинской буквой F, а расположение формант на шкале частот связывается с номерами формант: самая близкая к частоте голосового источника форманта обозначается римской цифрой I, и далее форманты нумеруются в порядке возрастания их частоты; FI, FII, FIII, FIV[11, с.49]. Число формант, которое необходимо учитывать при характеристике каждого звука, разными учеными определяется по-разному. Наиболее распространенной является точка зрения, в соответствии с которой достаточно четырех формант, при этом первая и вторая форманты имеют большее значение, чем третья и четвертая. Количество формант, существенных для акустических характеристик звука, сопоставимо с количеством резонансных полостей речевого тракта, однако было бы неверно думать, что каждая форманта связана с определенным резонатором. Между артикуляционными и акустическими характеристиками существует, безусловно, связь, которую можно определить как зависимость частот формант от ряда, подъема и огубленности. Считается, что частота FI связана с подъемом гласного: чем более открытый гласный, тем выше частота FI, чем более закрытый, тем она ниже; частота FII связана с рядом гласного: чем более передним является гласный, тем выше частота FII, чем более задним, тем она ниже. Огубленность гласного понижает частоту всех формант. При характеристике русских гласных мы убедимся в справедливости этого правила, однако не будем забывать о его известной упрощенности: фактически каждая из формант определяется всеми участками речевого тракта, а число формант, существенных для восприятия звука, больше двух. Рассматривая роль отдельных участков речевого тракта в образовании акустических характеристик, мы убедились в том, что и дыхательная система, и голосообразование, и собственно артикуляторные процессы определяют как характер источника звука, так и систему резонансных полостей, т. е., в конечном счете, по характеру артикуляции можно предвидеть акустический эффект, а по акустическим свойствам можно восстановить тот артикуляторный процесс, результатом которого явился данный звук. ќто обстоятельство позволяет исследователям фонетики пользоваться для своих наблюдений такими экспериментальными методиками, которые обеспечивают наилучшее объяснение фонетических явлений. Например, для исследования фонетических характеристик звуков, появляющихся в спонтанной речи, практически невозможно применять методы анализа и записи артикуляций, поскольку все они достаточно сложны и не обеспечивают необходимой естественности речепроизводства. Однако, учитывая тот факт, что акустические характеристики несут в себе много информации об артикуляционных процессах, можно анализировать магнитные записи спонтанной речи, проведенные в наиболее естественных условиях, и по акустическим данным интерпретировать сущность происходящих в речи артикуляторных процессов.

Аванесов Р.И. Русское литературное произношение: Учебное пособие для студентов пед. ин-тов по спец. № 2101 "Рус.яз и лит." - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Просвещение, 1984. Акишина А.А., Барановская С.А. Русская фонетика. - 2-е изд., испр. -М.: Рус.яз., 1990. Березин Ф.М., Головин Б.Н. Общее языкознание: Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по спец № 2101 "Рус.яз и лит." - М.: Просвещение, 1979. Биологические и кибернетические аспекты речевой деятельности. Сборник обзоров. - М.: Институт научной информации по общественным наукам, 1955. Бондарко Л.В. Звуковой строй современного русского языка. Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по спец. "Рус.яз. и лит." - М.: Просвещение, 1977. Бондарко Л.В.Осциллографический анализ речи. - Л., 1965. Деркач М.Ф., Гумецкий Л.Я.и др. Динамические спектры речевых сигналов. Львов, 1983. Макеев (Ерет) А.К. Естественная система фонем интеллекта (ЕСФИ). В книге: Актуальные проблемы фундаментальных наук. Т. 12. Секции Эргономика и искусственный интеллект, иностранные языки, семинар “Проблемы современной организации науки и производства. Инжиниринг. Маркетинг”./ Под ред. Федорова И.Б. –М.: Издательство МГТУ, 1991. Моисеев А.И. Звуки и буквы, буквы и цифры...: Кн. для внеклас. чтения учащихся 8 - 10 кл.сред.шк. - М.: Просвещение, 1987. Озеран А.Е. Машинопись. Изд. 2-е, перераб. и доп. - Минск: Вышейш. школа, 1976. Сапожников М.А. Речевой сигнал в кибернетике и связи. М., 1963. Современный русский язык: Учеб. пособие по спец. № 2121 "Педагогика и методология нач. обучения" /Попов Р.Н., Валькова Д.П., Маловицкий Л.Я., Федоров А.К. - 2-е изд., исп. и доп. - М.: Просвещение, 1986. Фланаган Дж. Анализ, синтез и восприятие речи. М., 1968.   Начало формы