Параметры формант гласных звуков

 

 

Гласный звук	Частота и ширина форманты
	Л	Й1	Р2	В2	КЗ	ВЗ	Р4	Й4
А	700-900	140	1080	140	2600	300	3550	300
О	540	120	780	200	2500	240	3500	240
У	300-400	120	630	200	2500	200	3400	200
э	400-600	100	1800-2000	200	2550	300	3400	300
и	240	100	2250-2500	120	3200	300	3570	300
ы	300	115	1500	170	2330	270	3200	270

В спектре согласных, кроме достаточно отчетливо выделяемых отдельных областей усиленных частот, выделяются и собственно шумовые составляющие, характеризующиеся тем, что их точное положение в спектральной картине может изменяться в более широких пределах, чем частотное по­ложение формант, а также и тем. что регулярность усиления в шумовых составляющих практически отсутствует.

19

Рассмотренные спектральные характеристики звуков русской речи не являются исчерпывающи­ми и постоянными. Это обусловлено двумя причинами:

во-первых, индивидуальные особенности произношения (частотные характеристики Р\, Р2 и более высоких формант гласных могут изменяться от диктора к диктору; это относится и к характе­ристикам согласных);

вторая причина изменения собственных характеристик звуков в потоке речи заключается в том, что фонетическое положение данного звука влияет на его образование в каждом конкретном случае: для гласных существенным оказывается и положение по отношению к ударению, и качество соседних согласных; для согласных, кроме того, важно их положение в речевой цепи - абсолютное начало или абсолютный конец слова, фразы.

Спектр тембра звука достаточно изучен. Исследований речевого тембра в литературе нет, име­ются отдельные публикации по исследованию тембра певческого голоса [46]. Исследование спек­тральных составляющих изменений тембра голоса и речи в зависимости от различных факторов -одна из задач нашего исследования.

С понятием тембр голоса обычно связывают характеристики гармоник, частоты которых могут зависеть от следующих факторов:

частота основного тона (при ее изменении на протяжении какого-либо звука, например гласного, меняются и частоты гармоник, что, конечно, отражается и на общем звучании, хотя мы слышим тот же гласный);

характер воздушной струи (например, ее наполненность, направление, распределение, равно­мерность прохождения через голосовые складки и т. д.);

наличие или отсутствие повреждений голосовых складок, отечности, образований на них, ха­рактеристик слизистой, иных расстройств их функционирования.

Тембр голоса свидетельствует о физических свойствах или физическом состоянии человека. Влияние перечисленных или иных факторов на спектр тембра голоса исследуется экспериментально при помощи вычисления акустических признаков и изучения спектральной структуры отдельных участков, одинаковых по лингвистическому представлению.

Тембр речи отражает характер речевого поведения человека, т. е. является по своей природе психическим признаком, подвергающимся программированию, контролю и регламентации. Тембр речи тесно связан с движением основного тона голоса, паузацией, диапазоном движений основного тона речевого сигнала, т. е. с изменением частоты периодичности речевого сигнала во времени и оп­ределением интервала, в котором изменяется частота основного тона для исследуемого сигнала, а также определением интенсивности основного тона.

ГЛАВА III ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ТЕМБРА РЕЧИ

Организация исследования

В соответствии с механизмом взаимодействия речеслухового и речедвигательного анализаторов, человек, воспринимающий устную речь, рефлекторно воспроизводит (на уровне микродвижений) положение мышц языка, губ, мягкого неба, щек, гортани, дыхательного аппарата. Соответственно, при известной практике активного, подражательного восприятия вырабатывается способность соз­нательно воспроизводить комплекс двигательных стереотипов воспринимаемого лица. Следователь­но, можно говорить о возможности описывать кинетические и кинестетические ощущения в опре­деленных зонах периферического речевого аппарата и реконструировать артикуляционные и фона­ционные особенности речи воспринимаемого лица.

Опираясь на это положение, авторы разработали систему речевокальных характеристик, которые группируются в соответствии с компонентами, составляющими тембр речи. При определении тем-брально-мелодических особенностей необходимо определить следующее:

тип голоса (мужской, женский, детский);

акустические условия (наличие/отсутствие шума, его характер);

работа и состояние голосовых складок (органические особенности, функциональное состояние, равномерность и устойчивость смыкания);

участие и распределение резонаторов (соотношение полостей рот-нос, форма и состояние сли­зистой надставной трубы, регистр);

артикуляция и мимика (положение гортани, участие мышц лица и шеи);

координация дыхания и фонации (атака и сила голоса);

мелодика (характер варьирования частотных характеристик голоса);

темпо-ритмическая организация (темп, ритм, паузация);

диапазон (динамический, мелодический, тембральный).

Исследование тембрально-мелодических характеристик речи удобно проводить на материале прочтения одного и того же текста разными дикторами в условиях студии звукозаписи. При этом снимается фактор влияния шума (тембрально-мелодические особенности помехоустойчивости и шумоустойчивости речевокальных характеристик требуют тщательного и более детального иссле­дования с применением адаптивных режимов работы аппаратно-программных средств), достигается лингвистическая тождественность речевого представления.

Максимально полно тембрально-мелодические особенности могут быть описаны с применени­ем комплексной методики определения речевокальных признаков, включающей интегральный ана­лиз спектра речи, анализ параметров отдельных речевых фрагментов с помощью ручной обработки и измерений на спектрограммах речи, а также аудитивный перцептивный и лингвистический анализы. Обобщение полученных данных даст полную картину звучания голоса, позволяющую произвести все­сторонний логопедический анализ звучащего голоса и выявить имеющиеся нарушения тембра речи.

Метод аудитивного перцептивного анализа позволяет характеризовать субъективное слуховое восприятие речевокальных особенностей. В силу своей зависимости от исследователя и его способ­ностей к слуховому анализу метод должен быть либо применен на группе слушателей, либо подкреп­лен объективными методами.

При помощи метода лингвистического анализа выявляются и оцениваются группы сегментных (описывающих свойства одного звука речи) и суперсегментных (просодических, описывающих свойст­ва фонетического слова, синтагмы или высказывания) фонетических признаков в соответствии с норма­ми русского языка и русской речи.

Вычисление физических параметров звуковых колебаний, излучаемых конкретным речеобра-зующим трактом, - акустический анализ дает возможность провести исследование с максималь­ной точностью, надежностью и объективностью. Исследование фонограмм осуществляется посред­ством интерактивного общения исследователя с автоматизированной системой «Диалект», которая применяется в ЭКЦ МВД России и имеет паспортизированную методику. Эти исследования преду­сматривают использование при анализе фонограмм устной речи достижений точных наук, что дает возможность объективно выявлять, точно измерять, оценивать и сравнивать признаки, отражающие

6-616

21

физические характеристики звуков (частоту, длительность, амплитуду). Применение в процессе ис­следования устной речи количественных методов позволяет объективизировать процесс изучения, сделать его наглядным, удобным для оценки результатов и объективно доказательным.

Метод спектрального анализа обработки речевых сигналов позволяет охарактеризовать час­тотный состав исследуемого сигнала. Получить спектр какого-либо звука - значит измерить сово­купность значений амплитуд всех частотных составляющих, образующих данный звук. Тембрально-мелодические речевокальные характеристики в основном зависят от акустического спектра.

Автоматизированная система «Диалект» позволяет проводить автоматизированный спектраль­ный анализ интегральных акустических признаков и анализ параметров отдельных речевых фраг­ментов с помощью ручной обработки и измерений на спектрограммах речи.

К интегральным акустическим признакам относятся признаки, описывающие статистические характеристики амплитудно-частотного спектра речевого потока и основного тона речи:

первая группа интегральных признаков отражает своеобразие формы спектра голосовых импуль­сов у различных лиц и особенности фильтрующих функций их речевых трактов (средние значения спектра анализируемого сигнала; нормированные средние значения спектра; относительное время пребывания сигнала в полосах спектра; нормированное время пребывания сигнала в полосах спектра; медианные значения спектра в полосах; значения относительной мощности спектра речи в полосах);

вторая группа - признаки вариаций огибающих - характеризуют особенности речевого потока, связанные с динамикой перестройки артикуляционных органов речи у говорящих. Коэффициенты кросскорреляции являются интегральными характеристиками речевого потока, отражающими свое­образие взаимосвязи или синхронности движений артикуляционных органов (величины вариаций огибающих спектра речи; нормированные величины вариаций огибающих спектра речи; значения коэффициентов кросскорреляции спектральных огибающих между полосами спектра);

третья группа интегральных признаков основного тона характеризует индивидуальность стати­стических распределений значений длительности периодов и частоты основного тона говорящего (значения компонент гистограммы распределения длительности периодов основного тона; значения компонент гистограммы распределения частоты основного тона).

Анализ параметров отдельных речевых фрагментов акустического спектра позволяет опреде­лить частотный состав, получаемый в результате анализа речевого фрагмента. Для оценки тембра имеют значение количество и расположение составляющих (обертонов) в спектре и, в частности, наличие устойчивых групп составляющих, называемых формантами.

Существуют узкополосные и широкополосные спектрограммы. Узкополосные спектрограммы позволяют увидеть структуру обертонов тембра; широкополосные - формантную структуру речево­го сигнала.

Исследование перечисленных технических параметров тембра речи удобно проводить также при помощи метода анализа динамической кепстрограммы, которая связана с произносимыми рече­выми единицами, ее поведение соответствует физической природе процесса речеобразования конкрет­ных звуков, и она изменяется во времени плавно, непрерывно, исчезая только на нетональных участках. Динамика звука - нарастание и спадание, импульсивность влияет на тембр речи и на кепстрограмме от­ражается следующими показателями:

индивидуальные положения минимума, максимума и среднего значения основного тона, связан­ные с особенностями конкретного человека;

форма распределения основного тона;

характеристики мгновенных изменений основного тона.

Метод логопедического анализа является интегральным методом анализа тембрально-мелоди-ческих речевокальных особенностей и требует соотнесения результатов всех использованных в ис­следовании методов. Метод логопедического анализа может быть с успехом применен специалиста­ми-логопедами, имеющими специальные познания в области теории и практики образования рече­вого голоса, или экспертами, прошедшими стажировку.

Подготовительный этап исследования

На подготовительном этапе в целях создания условий для возможности максимального прояв­ления характеристик тембра речи была произведена звукозапись фонограмм более 60 дикторов; за­тем были отобраны 35 фонограмм в соответствии со следующими требованиями:

степень владения навыком чтения - все дикторы владеют техникой беглого озвучивания текста;

тендерная характеристика - 18 женщин и 17 мужчин;

22

социальный статус - представлены 4 студента, 4 пенсионера, 5 работников речевых профессий, 5 человек, не имеющих высшего образования, и 17 дикторов с высшим образованием из разных сфер деятельности;

возраст - 5 человек от 19 лет до 21 года, 5 человек старше 50 лет, 18 человек 22-35 лет, 7 чело­век 35-55 лет;

тембральные характеристики - наиболее разнообразная база тембров;

практика выразительного чтения - 15 дикторов, имеющих практику, и 20 дикторов, не имеющих.

При записи фонограмм дикторы начитывали текст, каждое прочтение фиксировалось на магнитный носитель (компакт-кассету) при соблюдении необходимых условий, обеспечивающих качество записи. Дикторы получали установку выразительно прочитать подготовленный художественный текст (см. прил. 1), имеющий необходимый и достаточный диапазон возможных вариантов прочтения (опре­деленный фонетико-лексико-грамматический строй, подвергнутый тщательному анализу и обработке).

В процессе записи организатор эксперимента внимательно наблюдал за диктором, фиксируя на бланках результаты наблюдения (поза диктора, проявления его физического и психического состоя­ния, реакция на текст); затем дикторам предлагалось пройти экспресс-обследование: анкетирование в целях фиксации общих сведений о дикторе (пол, возраст, род работы, образование), субъективной оценки настроения, отношения к тексту, наличия актерских способностей, речевой практики и др., и затем - экспресс-тест личностных качеств (психогеометрический тест).

После завершения подготовительного этапа были получены фонограммы более сорока дикторов, а также объективные и субъективные данные об их психофизическом состоянии и социальном статусе.

В ходе исследования была проведена серия экспериментов.

Эксперимент № 1

На первом этапе эксперимента был составлен список всех языковых (понятийных) характери­стик тембра голоса и речи. Все имеющиеся характеристики были распределены по семантическим группам.

В первую группу вошли характеристики тембра голоса в соответствии с его компонентами: тип голоса (мужской, женский, детский); подтип голоса (дискант, альт, сопрано, тенор, баритон, бас);

работа и состояние голосовых складок (сиплый, хриплый, ровный, дрожащий, дребезжащий, однородный, прерывистый, визгливый, писклявый);

участие и расположение резонаторных полостей (назализованный, гнусавый, серебристый, тон­кий, грубый, звонкий, глухой, металлический, резкий, палатализованный, лабиализованный, светлый, темный, гулкий, сдавленный, густой, глубокий, полный, плотный, насыщенный, грудной, флейтовый, легкий, прозрачный);

координация дыхания и фонации (придыхательный, рыхлый, жесткий, мягкий, бархатный, сильный, слабый, форсированный, зычный, раскатистый, звучный).

Вторая группа - признаки тембра речи, они связаны с характеристикой эмоционально-психологи­ческой сферы. Психические процессы, состояния и свойства целесообразно разграничивать по при­знаку динамичности (первые наиболее подвижны, вторые занимают среднее положение, третьи наи­более стабильны). Логико-семантический анализ характеристик тембра речи, коррелирующих с пси­хическими состояниями, показал, что в психических состояниях содержатся, как правило, и эмоцио­нальные, и волевые компоненты, что затрудняет дифференцирование характеристик и заставляет при детальной классификации учитывать доминирование того или иного компонента в структуре тем-бральных признаков. Поэтому все перечисленные языковые характеристики этой группы системати­зированы как характеристики тембра речи в соответствии с компонентами тембра речи:

интегральная темпо-ритмическая организация и мелодика (тягучий, лирический, выразительный, невыразительный, певучий, тусклый);

характеристики эмоциональной сферы (тон):

обусловленные свойствами личности - характером, темпераментом, социальным статусом (сдержанный, уравновешенный, неторопливый, возбужденный, спокойный, добрый, злой, власт­ный, дружелюбный);

связанные с психическим состоянием на момент чтения: фоновым состоянием внимания; со­стоянием, сопровождающим проявление чувств; практическим состоянием (приподнятый, подав­ленный, безжизненный, мрачный, веселый, расслабленный, вялый, заторможенный, напряженный);

23

связанные с отношением к выполняемому действию: психическими процессами, обуслов­ленными мотивацией действия (довольный, недовольный, мечтательный, скучный, торжествен­ный, нежный, ласковый, сочувственный, равнодушный, непринужденный). Третья группа признаков связана с оценкой тембра речи, отражающей процесс эстетизации речи и индивидуальность восприятия слушающим речевокальных особенностей: красивый, некрасивый, благородный, интеллигентный, мелодичный, полетный, гибкий, эмоциональный и др.

На втором этапе эксперимента были отобраны 15 наиболее разнообразных фонограмм (крите­рии оценки - социальный статус дикторов, психофизические характеристики, отношение к выпол­няемому действию, тембрально-мелодическая различаемость и сходство и др.). Отобранные записи были предъявлены для прослушивания группе из 17 человек, каждый из которых имел опыт работы в области судебной фоноскопии менее года. Слушателям было предложено отметить в предоставленной таблице знаком «+» те позиции, которые, по их мнению, соответствуют каждому из 15 дикторов.

Для обработки результатов, полученных в ходе исследования аудиозаписей, требовалась оценка тембрально-мелодических речевокальных характеристик каждого диктора экспертной группой кол­легиально и по отдельности. Комиссионное прослушивание аудиозаписей проводилось в целях по­лучения наиболее объективной и полной оценки звучания тембра.

Все характеристики тембра речи были внесены в бланк опроса эксперта. Бланк разделен на две части. Одна часть включает характеристики тембра голоса и речи. Вторую часть составляют обли-ковые характеристики, позволяющие воссоздать социальный и физический облик человека опреде­ленного типа. Слушающим предлагалось отметить из имеющихся вариантов характеристику облика, наиболее соответствующую голосу диктора: пол диктора; возраст (возрастные границы задавались в соответствии с фазами развития голоса: 17-23, 24-35, 36-55, 56-75); образование; состояние здоро­вья; курит/не курит; настроение; эмоционально-психическое состояние; основная черта личности; артистические способности (есть/нет); опыт преподавания (есть/нет); качества характера; интеллек­туальные качества; внешние данные (рост - средний, высокий, низкий; комплекция - средняя, плот­ная, худощавый; приятная/неприятная внешность); социальный статус (высокое социальное поло­жение, подчиненное положение; относится к маргинальным слоям населения).

На третьем этапе все полученные результаты были обобщены и сведены в единую таблицу по каж­дому диктору; затем наиболее повторяющиеся из отмеченных признаков принимались за устойчивые и выносились на отдельные карточки. Многократно отмеченные признаки, которые противоречили друг другу, фиксировались через знак «/»; признаки, которые противоречили объективной действительности (например, что диктор курит, если это не так), помечались знаком «? ». Каждая карточка была разделена на две части: слева - характеристики тембра речи; справа - обликовые характеристики диктора. В итоге была составлена картотека тембрально-обликовых характеристик 15 дикторов (см. прил. 2).

На четвертом этапе эксперимента был проведен анализ речевокальных признаков методом ауди-тивной перцепции путем подбора лингвистических описательных терминов. Новой группе слуша­телей из 24 человек, каждый из которых имеет опыт работы в области судебной фоноскопии менее года, было предложено неоднократно прослушать записи безымянных дикторов (дикторы были те же) и соотнести эти записи с карточками, на которых не было обозначения принадлежности какому-либо диктору. Обработка результатов показала, что правильно соотнести все тембрально-обликовые характеристики и звучащие записи не смог никто.

Количество правильно         Количество слушателей,

определенных дикторов правильно определивших дикторов
13                                             3

11                                              4

9                                              3

8                                              4

7 и менее                                       10

В большинстве своем карточки отражают достаточно объективную картину и в целом соответ­ствуют характеристикам дикторов. Однако при сопоставлении карточек было выявлено, что призна­ков, дифференцирующих карточки между собой, недостаточно. Вероятно, это и обусловило доволь­но большой процент ошибок, допущенных в присвоении карточек дикторам.

24

Был проанализирован характер ошибок, допущенных слушателями в процессе соотнесения:

выяснялось, сколько раз с голосом и речью диктора была соотнесена не та карточка (например, диктор № 6 был соотнесен не со своей карточкой 15 раз);

фиксировалось, какая карточка с тембрально-обликовыми характеристиками и сколько раз была неправильно соотнесена с голосом и речью (например, карточка с тембрально-обликовыми характе­ристиками диктора № 6 была неправильно соотнесена 19 раз);

определялось, характеристики каких дикторов и сколько раз были неверно присвоены каждому диктору.

В результате обработки данных были выявлены дикторы, карточки с тембрально-обликовыми ха­рактеристиками которых наиболее часто взаимозаменялись. Количество ошибок присвоения характе­ризующих карточек паре дикторов суммировалось и принималось за коэффициент совпадения (напри­мер, диктору № 1 была присвоена карточка диктора №6-3 раза; диктору № 6 - карточка диктора № 1 -8 раз; коэффициент совпадения составляет 11 баллов - см. табл. 2).

Таблица 2

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: