77. Способы формирования акустических речевых сигналов.Doc

Акустические речевые сигналы создает речевой аппарат че­ловека, голосовой тракт которого представляет собой трубку со средней длиной у взрослого мужчины примерно 17 см и с перемен­ной площадью поперечного сечения. Вход в голосовой тракт обра­зуют голосовые связки, а выход — губы. Поперечное сечение мо­жет изменяться при движении артикулярных органов — губ, че­люстей, языка и небной занавески (мягкого неба), являющейся про­должением твердого неба, от полного закрытия до величины бо­лее 20 см².

Вспомогательный путь распространения звуковых колебании образует носовой тракт, который начинается у небной занавески и заканчивается ноздрями. Опусканием или поднятием небной за­навески регулируется связь между носовой и ротовой полостями, которая существенным образом влияет на характер произносимых звуков.

Источником энергии при речеобразовании служит поток воздуха, выталкиваемого из легких при сжимании грудной клет­ки ее мускулатурой. Воздух проходит по трахее в полость глотки. Сверху трахея заканчивается гортанью. На хрящевой основе горта­ни укреплены 2 пленки из связочной и мышечной ткани, которая называется голосовыми связками. Щелевой проход между связ­ками образует голосовую щель. При прохождении под давлени­ем воздуха через голосовую щель связки колеблются с частотой, определяемой в основном массой и упругостью связок и величи­ной нодсвязочного давления воздуха. Основная частота колебаний голосовых связок называется частотой основного тона. Частота (высота) основного тона характеризует собой тип голоса говоря­щего: бас, баритон, тенор, альт, контральто, сопрано. Частоты ос­новного тона указанных типов голосов находятся в интервале 80-300 Гц, но различия частот слабо влияют на показатели распозна­вания звуков речи.

Сила воздушного потока, прошедшего через голосовую щель и определяющая громкость речевого сигнала, зависит от площади щели и подсвязочного давления воздуха. Для очень громких звуков и легких создается давление порядка 20 см водяного столба.

78. Способы формирования звуков речи.Doc

Толчки или импульсы воздуха, прошедшего через колеблющие­ся голосовые связки, возбуждают акустическую систему над голо­дными связками. Форма импульсов, образуемых голосовой щелью, в процессе разговора, сильно изменяется в зависимости от частоты основного тона и интенсивности звука. Звуки малой интенсивности и с низкой частотой основного тона имеют низкое подсвязочное давление, большую скважность и небольшую амплитуду импульсов. При средних громкости и частоте основного тона импульсы имеют треугольную форму, частотный спектр которой богат гармониками или обертонами. Длительность импульсов составляет величину порядка 0,3-0,7 периода колебаний. Звуки большой интенсивности и с высокой частотой основного тона характеризуются высоким подсвязочным давлением, небольшой скважностью и большой амплитудой.

Кроме того, голосовой тракт возбуждает турбулентный поток воздуха в точках сужения и изменения давления воздуха, создава­емого в области смычки губ, зубов или неба. При раскрытии смыч­ки речевой тракт возбуждается в результате возникающего в нем переходного процесса.

При возбуждении голосового тракта колебаниями голосовых связок образуются гласные звуки, звонкие (вокализованные) со­гласные звуки — совместно голосовым и шумовым источниками, а глухие — только шумовыми источниками.

Спектр речевого сигнала после прохождения резонаторов го­лосового тракта, образуемых воздушными объемами полости рта и носоглотки, изменяется в процессе произнесения различных зву­ков и зависит от положения языка и зубов. При этом одни гармони­ческие составляющие усиливаются, другие подавляются. Области спектра звука, в которых сосредоточивается основная мощность акустического сигнала, называются форматными областями или формантами.

Большинство звуков речи имеют одну или две форманты, что обусловлено участием в образовании звуков резона­торов голосового тракта полостей рта и носоглотки. Форманты зву­ков речи расположены в области частот от 150-200 Гц до 8600 Гц. Например, гласный звук «а» имеет одну форманту полосой 1100-1400 Гц, звук «э» — две форманты в полосах 600-1000 Гц и 1600-2500 Гц, согласный звук «л» — две форманты (200-500 Гц), звук «ш» — одну форманту полосой 1200-6300 Гц. Но основная энер­гия подавляющей части формант сосредоточена в диапазоне час­тот 300-3000 Гц, что позволило ограничить спектр речевого сиг­нала, передаваемого по стандартному телефонному каналу, этой полосой. Гласные звуки имеют выраженный дискретный спектр, согласные звуки характеризуются либо сплошным спектром, либо наличием сплошного спектра в отдельных полосах частот.