11.1.5. Образование звуков речи — артикуляция

Артикуляция — деятельность органов произношения, которая реализуется благодаря активации органов и полостей надставной трубы: неподвижных (полости носа, придаточные пазухи, твердое нёбо, задняя стенка глотки) и подвижных (нижняя челюсть, язык, мягкое нёбо, губы, мимические и жевательные мышцы). Первые — пассивные, вторые — активные участники артикуляции. Именно активные части системы акустически обеспечивают образование всех звуков речи (как согласных, так и гласных), а также психологи­ческих единиц языка — фонем. Особенности артикуляции различ­ных звуков речи позволяют дифференцировать их на слух. Русский язык содержит 6 гласных и 36 согласных звуков (всего 42 звука).

Звуки речи, замещение которых изменяет смысл слова, приня­то называть фонемами. Например, слова «зов» » «ров», «сок» — «шок» отличаются только первыми звуками; слова «бак», «бук», «бок» - вторыми, а слова «воз», «вор», «вол» - третьими звука­ми. Обычно фонемы используются лингвистами как минималь­ные единицы для характеристики языка.

Для речи характерна сегментно-просодичёская организация. Дискретные элементы — гласные и согласные звуки — образуют целостный звуковой поток, в результате чего устная речь стано­вится средством коммуникации.

Общепринятая классификация звуков речи базируется на ряде упрощенных допущений, из которых наиболее существенными являются следующие:

1. каждый язык может обойтись весьма ограниченным набо­ром действий органов, участвующих в речеобразовании (набор «артикуляционных жестов»);

2. каждый артикуляционный жест есть некоторое характерное для него состояние речевого аппарата (особенности работы ис­точников звуковой энергии, конфигурация речевого тракта), ве­дущее к возникновению определенного звука речи;

3. артикуляционные жесты выполняются последовательно один за другим.

Артикуляция гласных. При образовании гласных звуков:

- воздушный поток свободно проходит через весь речевой тракт; w — обязательным является участие голосового источника (для нормальной нешепотной речи);

- речевой тракт имеет определенную конфигурацию, благода­ря чему обеспечивается специфическая форма спектра, типичная для данного звука;

- гласные могут искусственно продолжительно «тянуться», и в речевом потоке при нормальном темпе ударные гласные обыч­но имеют участок, где их характеристики оказываются относи­тельно стационарными.

При образовании гласных звуков частота голоса усиливается в надставной трубе за счет резонансов. Усиленные частоты называ­ется формантами. Они отличаются для разных гласных по коли­честву (от двух до пяти-шести формант) и выраженности. Воз­никновение и особенности формантного состава гласных звуков обеспечиваются характерным расположением органов артикуля­ции — губ, языка, мягкого нёба, нижней челюсти.

В результате прохождения звуковой волны от голосовых свя­зок через ротоглоточный резонатор ее спектр преобразуется: мак­симумы акустической энергии (первая и вторая форманты — F, и F₂) сосредоточены в частотных полосах, соответствующих резо­нансному усилению речевого тракта, минимумы — в частотных полосах, где акустическая энергия подавляется. Максимумы аку­стической энергии на спектрах звуков называют формантными максимумами, или речевыми формантами. Каждый звук речи име­ет несколько формант — Fn, но наиболее выражены F1 и F₂. На основе речевых формант человек опознает звук речи, причем наи­более значимым для опознания являются первые две форманты. Формантные частоты речевых звуков как гласных, так и соглас­ных, у разных людей отличаются на 20 % в зависимости от струк­турно-функциональных особенностей речевого аппарата.

Для распознавания звуков речи большое значение имеет рас­пределение по частотному диапазону формант, которые существуют

в спектре всех гласных и некоторых согласных. Между спектраль­ными и артикуляционными признаками звуков речи существует связь. Она выражается в зависимости частот формант от ряда и подъема гласного. Например, частота первой форманты связана с подъемом гласного: у открытого гласного она выше, чем у закры­того. Частота второй форманты связана с рядом гласного. Перед­ним гласным соответствуют высокие частоты второй форманты, задним — низкие. Помимо формантного состава звуков речи на их звучание (и восприятие) оказывает влияние соотношение энер­гий в формантах.

Средний уровень разговорной речи при измерении на расстоя­нии 1 м колеблется от 60 до 80 дБ относительно стандартного ну­левого уровня, за который принято звуковое давление 2 х 10^-5 Па. Разница между наиболее слабыми и наиболее сильными звуками составляет 47 дБ. Эта разница называется динамическим диапазо­ном речи. Интенсивность гласных звуков значительно больше, чем согласных.

Классификация гласных звуков (по Нейману, 1961) строится с учетом участия губ, степени и места подъема языка. Гласные О и У называют лабиализированными, так как в их формировании ос­новная роль принадлежит губам (лат. labium — губа). Остальные гласные нелабиализированные. По степени и месту подъема язы­ка различают: гласные верхнего подъема — И, У, Ы; среднего — Э, О, И; нижнего — А.

По месту подъема языка при произнесении звука и простран­ству, остающемуся в ротовой полости перед или после располо­жения в ней язычка, гласные делят на три категории: гласные переднего ряда (И, Э) — язык продвигается вперед и упирается в нижние зубы, а средняя часть спинки языка поднимается к твер­дому нёбу; гласные заднего ряда (О, У) — кончик языка отодви­нут от нижних зубов, задняя часть спинки языка поднимается к мягкому нёбу; гласные среднего ряда (А, Ы) — вся спинка языка поднята к твердому нёбу (табл. 17).

Артикуляция согласных. При образовании согласных звуков:

- воздушный поток встречает более или менее выраженное препятствие в том или ином месте речевого тракта;

- отмечается быстрое изменение в действиях речеобразующего механизма;

- большинство согласных, по-существу, определяются специфи­кой возникающих при звукообразовании переходных процессов.

Следовательно, согласные звуки имеют особенности, связан­ные с препятствиями в надставной трубе, возникающими на пути выдыхаемой воздушной струи, т.е. их звучание зависит как от способа образования, так и места препятствия.

Классификация согласных базируется на следующих призна­ках:

- участии голосового источника (глухие, звонкие);

- способе образования (щелевые, смычные, дрожащие);

- месте образования (губные, переднеязычные, среднеязыч­ные, заднеязычные);

- участии носовых полостей (назальные, чистые);

- характере положения спинки языка (твердые, мягкие).

Рассмотрим способы артикуляции согласных. Если при произ­несении звука имеет место плотное смыкание артикуляторных органов (например, губ), а затем оно разрывается струей выдыха­емого воздуха, то образуются смычные, или взрывные, согласные. Они всегда содержат акустический компонент шума. Если между активным и пассивным органом артикуляции остается узкая щель, то образуются щелевые, или фрикативные, согласные. Если при полной смычке артикуляторных органов размыкание происходит постепенно, то образуются смычно-щелевые согласные (аффрика­ты). Если воздушная струя приводит в состояние вибрации пре­граду, образуются дрожащие согласные (вибранты). Согласные, образующиеся в результате полного смыкания органов артику­ляции (например, смычка между губами), когда в другом месте остается свободный проход для воздушной струи (например, но­совые ходы), называются смычно-проходными. Шума при этом по­чти не возникает. Смычно-проходные согласные подразделяются на носовые и ротовые. Если активным органом артикуляции яв­ляются губы, то возникающие согласные называют губными, если язык — язычными.

Для удовлетворительного восприятия речи достаточно, чтобы полоса частот голоса составляла 80—3 000 Гц. Этот диапазон обес­печивает практически полную разборчивость фразовой речи. Од­нако для высококачественной передачи и восприятия речи, а тем более музыки, необходим более широкий частотный диапазон — от 20 Гц до 16 — 20 кГц, т.е. весь частотный диапазон слуха.

Эффективность восприятия речи зависит от ее громкости. Для того чтобы сигнал был хорошо разборчив, он должен превышать

уровень средних и громких шумов приблизительно на 30 дБ. В слу­чае слабых шумов (до 40 дБ) достаточно превышения 20 дБ.