Физиология речи. Восприятие речи человеком - Чистович Л.А.
Скачать (прямая ссылка):
Оценка текущего состояния речеобразующей системы также основывается на текущих (мгновенных) значениях спектральных или некоторых других признаков сигнала. Диагносцированное состояние описывается в терминах значений параметров речеобразующей системы. Таким образом, и в этом случае непрерывная последовательность состояний речевого сигнала на входе системы представляется в виде непрерывной последовательности состояний на выходе классификатора.
Изображением сигнала, используемым на втором этапе классификации, является запомненная (записанная) последовательность выходных состояний первичного классификатора.
Если выходом первичного классификатора являются фонемные состояния, то на втором этапе классификации применяются правила, по которым последовательность отличающихся друг от друга фонемных состояний на некотором временном отрезке заменяется одним фонемным состоянием, приписанным всему отрезку в целом. При разработке этих правил второго этапа классификации исследователи стремятся к тому, чтобы число таких окончательных «фонемных отрезков» в слове соответствовало числу фонем в слове.
Красной нитью в этих подходах проходит идея состояний. Фонемы рассматриваются как состояния; процесс распознавания основывается на классификации состояний речевого сигнала.
Факты, говорящие о том, что эти модельные представления являются ошибочными, постепенно накапливались в двух независимых областях исследования.
Электрофизиологические эксперименты показали, что подавляющее большинство нейронов центральных отделов слуховой системы реагируют лишь в моменты изменений звукового воздействия и, следовательно, передают информацию не о текущих значениях отклика периферического спектрального анализатора, но об изменениях этого отклика.
Исследования восприятия синтетических речеподобных сигналов показали, что для указания связи между динамической спектрограммой стимула и фонемной категорией, в которую относит этот стимул слушатель, необходимо располагать некоторой промежуточной системой понятий, в основе которой лежит понятие локализованного во времени акустического события, т. е. изменения звука. Производными понятиями в этой системе являются такие понятия, как последовательность событий, отрезок процесса, длительность отрезка, значения процесса в мо-
340
менты начала или конца отрезка и т. д. Существенно, что с введением понятия акустического события появляется возможность использования качественных временных отношений типа «одновременно», «следует за», «вскоре» и ряда других.
Результаты психоакустических экспериментов сейчас уже не оставляют сомнений в том, что человек действительно располагает некоторым словарем акустических событий, причем эти события качественно соответствуют тем классам изменений отклика периферического спектрального анализатора, избирательная чувствительность к которым была обнаружена у нейронов центральных отделов слуховой системы.
Использование человеком системы понятий, связанной с понятием акустического события, следует из данных, относящихся как к фонемному распознаванию, так и к восприятию просодической информации.
Очевидно, что алгоритмы обработки речевого сигнала в модели восприятия речи должны использовать ту же систему понятий и отношений, которой пользуется человек. Чтобы упомянутые выше понятия (последовательность событий, отрезок и т. д.) могли быть сформированы, модель прежде всего должна быть наделена способностью к обнаружению и опознаванию некоторого набора акустических событий. Иначе говоря, в модель восприятия речи должен быть включен блок, воспроизводящий в какой-то мере центральную слуховую обработку информации и обеспечивающий выделение и классификацию изменений отклика периферического спектрального анализатора.
Включение в модель дополнительного блока промежуточной обработки информации означает, что модель становится более сложной, чем предполагалось ранее, и что перед исследователями возникает ряд новых трудных задач, связанных с определением структуры и параметров этого блока.
Рассмотрим, следует ли из этого, что создание теории восприятия речи отодвигается в необозримое будущее.
Ответ нейрофизиологов на этот вопрос должен быть, по всей вероятности, положительным. Сама идея о том, что центральную слуховую систему можно рассматривать как вспомогательный промежуточный блок в модели восприятия речи, должна вызывать возмущение у нейрофизиологов слуха. Огромное количество нейронов, образующих центральный слуховой путь, разнообразие их поведения, наличие нескольких анатомических уровней со сложными связями как внутри каждого уровня, так и между уровнями — все это приводит к убеждению, что слуховая система является необычайно сложным устройством, выполняющим такую изысканную обработку информации, какую сейчас не могут даже вообразить математики и инженеры.
Можно, однако, назвать несколько допущений, при которых, если они верны, сложность слуховой системы окажется скорее кажущейся, чем действительной. В качестве таких допущений
22*
341
приведем следующие: 1) нейроны организованы в упорядоченные группы — нейронные каналы, число которых весьма ограничено; 2) сигналом, передаваемым по каналу (используемым соответствующим приемником), является такая суммарная по всем нейронам переменная, как плотность импульсации в канале; 3) использование нескольких анатомических уровней обусловлено не столько принципиальными, сколько «техническими» причинами, например трудностью получить требуемые характеристики преобразователя при использовании только одного звена.
