Акустические характеристики гласных звуков

Акустически при произнесении гласных звуков выделяется достаточно много энергии по всему спектру (что хорошо видно на осциллограммах), однако для распознавания гласных обычно достаточно информации, содержащейся в частотах ниже 4-5 кГц.

Для описания акустических характеристик гласных используются спектрограммы. На них хорошо видны периодические колебания, характерные для гласных. Области высокой энергии (на спектрограмме обозначаются более темным цветом) называются формантами: для распознавания обычно достаточно средних значений первых двух формант.

В нижней части спектра обычно также наблюдается скопление энергии — это частота колебания голосовых связок (частота основного тона), которая индивидуальна для каждого человека. При произнесении глухих гласных, естественно, энергии в этой части спектра меньше.

Первая форманта (F1) коррелирует с подъёмом гласного: чем выше ее значение, тем ниже подъём гласного (это хорошо видно на изображении справа — у [ɑ], гласного нижнего ряда, F1 заметно выше, чем у закрытых [i], [u].

Вторая форманта коррелирует с рядом: чем выше вторая форманта, тем ближе гласный к переднему ряду (так, значение F2 у звука [i] составляет около 2,5 кГц, что также видно на изображении).

Акустический коррелят огубленности достаточно сложен, он описывается как некоторое нетривиальное соотношение F2 и F3; в целом у огубленных гласных F2 несколько ниже, с чем и связана отмеченная выше связь огубленности с задним рядом.

Эризация отмечается как некоторое понижение F3.

Кроме значения формант (то есть средней их частоты) играет определенную роль и их ширина, то есть величина области спектра, в которой наблюдается бо́льшая интенсивность колебаний. Более узкие форманты присущи гласным, произносимым с фарингализацией, с выдвижением вперед корня языка; более широкие соответствуют отодвинутому назад корню языка и «ненапряжённости».

Тоновые различия в гласных соответствуют изменения в частоте основного тона: обычно их интерпретируют с помощью тонограмм.

14. Содержание

    • Спектр. Математические основы спектрального разложения
    • Спектрограмма. Узкополосная и широкополосная спектрограмма
    • Форманты. Связь формант и артикуляционных движений
    • Интонограмма
    • Просодия
    • Теорема Котельникова-Найквиста
    • Пояснение
    • Единицы измерения громкости звука. Определение децибела.
    • 1 Сон соответствует громкости чистого тона частотой 1000 с уровнем 40 дБ.
    • Основы распространения звука
    • Реверберация
    • Порог слышимости
    • Кривые маскировки
    • Психофизиологический закон Вебера-Фехнера
    • Акустические характеристики гласных звуков
    • Акустические характеристики согласных звуков
    • Коартикуляция и аккомодация
    • Кардинальные гласные
    • Классификация гласных звуков
    • Анализаторы речевого сигнала.