Динамические спектры речевых сигналов - Деркач М.Ф.
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 1.3.3. приведено схематическое изображение звукосочетания типа гласный—согласный—гласный *. На нем показаны наиболее важные характеристики входящих в такой слог звуков — гласных и согласных, которые можно наблюдать также на спектрограмме естественно произнесенных слогов на предыдущем рисунке.
* Мы будем пользоваться для обозначения звукосочетания типа гсГ термином «слог». Конечный ударный гласный обозначен большой буквой.
2 964-3
17
кГц 7-,
кГц. 7i
6-
6-
5-
5-
o-f
2
4-
3-
1
ШАЛ
О .1
.2 .3 .4 .5 .6 .7
О .1
.2 .3 -4 .5 .6 .7 с
Рис. 1.3.2. Примеры динамических спектрограмм, выполненных с помощью звукового спектрографа фирмы Kay Electric Corp. Слева — слог [укА], справа — слог [ивУ].
На участках гласных обращает на себя внимание наличие основной частоты F0 — свидетельство вибрации голосовых связок. Изменение основной частоты голоса содержит важную просодическую информацию, а сам факт наличия или отсутствия фонации имеет фонетическую значимость, отделяя сонорные звуки (гласные, звонкие, согласные, сонанты) от глухих согласных.
Форманты гласных Fl и F2, в частности их частоты Fi и F2 — основные отличительные признаки этой группы звуков *. Формантная структура гласных и ее изменение в речевом потоке несут фонетическую информацию о конфигурации речевого тракта, которая отражает характер произношения не только самого гласного, но также и ближайших согласных. Первые две форманты как бы отражают два наиболее значимые резонанса полости рта, образуемые в ней движением языка. Однако, как справедливо отмечает Л. В. Бондарко [1], было бы большим упрощением представить себе тело языка как некоторую перегородку, наподобие плотины, которая делит русло воздушного потока в ротовой полости на две, хотя и постоянно изменяющиеся части. Факторов, меняющих конфигурацию полости, значительно больше — это и напряженность языка, и его форма — то сжимающаяся в комок, то распластывающаяся в виде пластинки, то сужающаяся на конце наподобие клина, то свободно расслабленная, как занавеска. Все эти факторы влияют на частотное положение первой и второй формант, а также вызывают появление формант более высоких порядков. Движение губ, нижней челюсти, надгортанного хряща, небной занавески, напряжение гортани также сме-
* В дальнейшем мы не будем дифференцировать обозначений Fo, Fi, Fi и FO, F\, F2.
18
кГц
Г
с
г
. сррик.
Р2 шум
Р2 Р2
Р2 Г/ ГО >аспир шум
1 П
1 РО
1
Рнс. 1.3.3. Схема акустических признаков, обладающих повышенной фонетической информативностью на динамической спектрограмме слога типа гласный — согласный — гласный. — основная частота, /^1 — первая форманта, Рг — вторая форманта, Гф — время фонации, Гп — время паузы, Тш — время шума, / — интенсивности звука в полной спектральной полосе, /а — интенсивность аспиративного шума, /ф — интенсивность фрикативного шума, Мл и Мф — соответственно центральные частоты аспиративного и фрикативного шумов.
щают частоты главных формант гласных и других элементов спектрального описания речевого отрезка, которое представляет собой достаточно сложную картину вследствие многокомпонентное™ факторов ее обусловливающих.
Наиболее существенной характеристикой звуков речи, на которой постоянно заостряется внимание в нашей книге — это движение формант, вызванное коартикуляцией звуков, их взаимное влияние друг на друга в речевом потоке. Влияние будут оказывать согласные звуки на гласные, и форманты последних будут изменяться, двигаться по шкале частот, отображая движение главных артикуляторов — губ и языка. Такое влияние могут оказывать также гласные на отдельные признаки согласных звуков, поскольку произнесение одного и того же (номинально) согласного на фоне разных гласных вызывает порой совершенно различные картины их динамических спектров.
Согласный схематически представлен на рис. 1.3.3 между двумя гласными. Если согласный глухой, то в нем отсутствует признак основной частоты Fo. Однако у звонких согласных и у сонант этот признак налицо. В этом случае визуальное разделение гласных и согласных усложняется.
У взрывных согласных выделяется признак смычки. Если согласный и смычка глухие, то последняя выступает в виде акустической паузы Тхь отражая факт абсолютного прекращения потока воздуха. Если взрывной согласный звонкий, то при таком же пре-
19
кращении выхода воздуха через артикуляторную трубу одновременно работают голосовые связки, смычка становится звонкой, и на спектрограмме отражается полоса основного тона. В случае носовых согласных открывается вход в носоглотку, и воздушный поток проходит через нос, а следовательно, кроме основной частоты на спектрограмме появляются дополнительные резонансы — носовые форманты.
Наконец, важной характеристикой многих согласных является спектр шума, образующегося при их произношении. Шум может занимать различные частотные положения в спектре, которые следует оценить некоторым центральным значением его частотной полосы. В тех случаях, когда шум вызван трением, он расположен в более высокочастотной области по сравнению с теми случаями, когда он возникает вследствие придыхания или аспирации, и локализуется в более низкочастотной области спектра. Наряду с центральными значениями фрикативного и аспиративного шумов Mf и Ма следует обращать внимание и на неодинаковую ширину полосы в спектре, которую занимают различные шумные согласные. Информативным признаком является также интенсивность шума согласных как в целом (/), так и в разных его спектральных участках /f и 1а .
