Исследования речи как акустического явления

Изучение речи как акустического явления производится различными науками: акустикой, инструментальной фонетикой, физиологией, психологией. Названные дисциплины пользуются близкими способами анализа и описания речевых сигналов.

Звуковая речь реализуется в форме разной длительности сигналов. Для их анализа звуковые колебания преобразуются в электрические, которые с помощью осциллографа или спектро­графа можно представить в зрительной форме. Звуковая речь состоит из сложных звуков, поскольку в ее производстве принимает участие, кроме основного источника (колебания голосовых свя­зок), система резонаторов в надгортанных полостях. В речевом потоке выделяется комплекс наиболее информативных парамет­ров. Основной тон голоса - это та частота речевого спектра, которая возникает в результате колебания голосовых связок и зависит от их физических свойств (длины, толщины, степени натяжения). Основной тон связан с областью низких частот (от 50 до 400 Гц), он включается в образование гласных и звонких согласных звуков. Другим важным параметром акустического ре­чевого сигнала являются так называемые форманты: это те часто­ты речевого спектра, которые усиливаются за счет резонирующей системы надгортанных полостей. Формантная структура сущест­венна для характеристики речевого звука. Считается при этом, что достаточно учитывать четыре форманты, из которых более значимы первая и вторая (более низкие, расположенные ближе к частоте голосового источника).

Часто проводится спектральный звуковой анализ. Спектр зву­ка - это совокупность значений амплитуд всех частотных состав­ляющих, образующих данный звук. Для проведения спектрального анализа применяются анализаторы спектров раз­личных видов, результатом анализа являются спектрограммы. Они бывают статическими и динамическими в зависимости от используемого анализатора. Первые дают мгновенные значения спектров, т.е. показывают, какие частоты и в какой мере представ­лены в данном звуке, вторые отражают изменение звучания во времени. Тем самым возникает возможность использовать длительность как одну из важных акустических характеристик звука.

Аспекты использования данных анализа речевых сигналов различны в разных дисциплинах. Акустика как физическая наука рассматривает речевой сигнал в ряду других колебательных про­цессов. Предметом изучения фонетики являются спектральные характеристики звуковой речи в их соотношении с лингвисти­ческими элементами, прежде всего звуками (гласными, согласны­ми разного типа), фонемами, морфемами и др., выясняется, какие из акустических характеристик звуков оказываются сущест­венными при восприятии речи. Последний вопрос оказывается актуальным в связи со все более широким использованием так называемой синтезированной речи (производимой с помощью технических устройств). Фонетические исследования дают основа­ния для управления акустическими характеристиками синтезируе­мых сигналов и позволяют приближать искусственный сигнал к естественному речевому звучанию.

Физиология речи исследует функционирование органов арти­куляции во время осуществления речедвижений и работу слухово­го анализатора при восприятии звучащей речи. Эта тема оказа­лась пограничной с психологией, поскольку предметом особого внимания явилась проблема речевосприятия. Рассматриваются две различные гипотезы механизма восприятия речевых последо­вательностей; “моторная” и “сенсорная”. Согласно первой, при восприятии человек определяет те моторные команды, с помощью которых организуются воспринимаемые звуки, и оперирует уже не акустическим, а моторным образом.

Притом что акустикой речи занимаются непсихологические дисциплины, психологический аспект ее изучения имеет свою специфику. Для психолога речевые звуки - это результат деятель­ности артикулярного аппарата говорящего человека. Эта деятель­ность находится под контролем слухового анализатора и управ­ляется моторными командами, организуемыми в соответствующих отделах мозга человека. Организация управления арти­куляциями, становление этого процесса в ходе развития, созна­тельный контроль и произвольное регулирование - вот класс основных задач психологического характера в отношении речевых движений. Восприятие речевых звуков составляет другой круг психологических вопросов. Они имеют область пересечения с об­щими теориями восприятия, а также и свои особенности, опреде­ляемые необходимостью различения в речи фонем, звуков, вычле­нение слов из слитно звучащего потока, понимание смысла услы­шанного и др. Изменение акустических характеристик под влия­нием измененных функциональных состояний - еще один психоло­гический аспект исследования речевой акустики.

Наряду с акустическими введены в обиход, активно исполь­зуются и другие характеристики звучащей речи: темп, паузы коле­бания (хезитации), неоправданные повторения элементов речи или, наоборот, их незавершенность, ошибки, оговорки, самокор­рекции, речевые иллюзии, семантические и грамматические изме­нения речи.