Частотный интервал речевых звуков.

Частотный интервал воспринимаемых речевых звуков ограничен скорее анатомией голосового аппарата, нежели потенциальными возможностями слуха. Человеческая речь является результатом функционирования голосовых связок и голосового тракта, образованного полостями рта, гортани и носа. Возникновение звуковых волн является результатом колебания воздуха, вызванного движением голосовых связок. Потенциальная возможность варьирования частоты этих волн зависит от ряда факторов. Возникновение звуков разных частот - результат сочетания индивидуальных особенностей голосового тракта и определенного положения языка, губ, щек и челюстей.

Резонансная частота полости рта, определяемая физической протяженностью голосового тракта и массой голосовых связок, равна у мужчин, женщин и детей и примерно 500, 727 и 850 Гц соответственно. Максимальная частота речевых звуков близка к 6500 Гц. Следовательно, речевые звуки занимают примерно одну треть всего частотного интервала, который считается и доступным человеческому слуху (т. е. интервала от 20 до 20 000 Гц).

Многие речевые звуки, в том числе многие гласные звуки, - низкочастотные (их частота менее 1000 Гц), т. е. они попадают в разряд звуков, к которым человеческий слух менее чувствителен. Однако частоты большинства согласных звуков, играющих ключевую роль в восприятии речи, лежат в интервале от 1000 до 5000 Гц, т. е. в том интервале частот, к которому люди наиболее чувствительны. Интервал интенсивности генерируемых человеком звуков также узок: разница между самым тихим звуком (шепотом) и самым громким звуком (криком), свойственными человеческому голосу, составляет приблизительно 70 дБ. Энергетические уровни и шепота, и крика далеки от пределов возможностей человеческого слуха.

Фонемы. Чтобы понять нашу способность к тонкому различению слов, необходимо рассмотреть индивидуальные звуки языка. Основная единица речи называется фонемой (от греческого слова phoneme - звук.). Фонема - это наименьшая единица звуков речи, благодаря которой можно отличить одно слово от другого. Сами по себе фонемы лишены смысла, а некоторые из них вообще не произносятся (например, такая фонема, как ng в слове sing), но в сочетании с другими фонемами они образуют слоги и слова. Например, слово pet образовано тремя фонемами: [р], [е] и [t]. Заменив за один раз только одну из этих фонем другими, можно получить целый ряд новых слов, имеющих совершенно иное значение, чем исходное слово, и отличающихся от него только одной фонемой (pit, pat, pot, put, pen, let).

Гласные и согласные. В зависимости от того, как именно используется голосовой аппарат при произнесении звуков, образующих фонемы, звуки подразделяются на гласные и согласные. В произнесении гласного звука "задействованы" голосовые связки, резонанс полостей гортани и открытый рот. Произнося вслух такие гласные звуки, как а, е, i, о, и, нельзя не обратить внимания на то, что форма рта и положение губ при этом различны. При произнесении гласных положение языка, губ и мягкого нёба таково, что воздух проходит через полость рта, не встречая препятствий. Гласные звуки более продолжительны по звучанию, чем согласные, и громче их, хотя громкость гласных изменяется в широких пределах. Частота почти всех гласных звуков ниже 3000 Гц, а частота таких согласных звуков, как, например, ch или s, превосходит 3000 Гц.

Спектограмма. За легкостью, с которой мы воспринимаем речь, скрывается исключительно сложный механизм. Многие речевые звуки - это сложные паттерны интенсивности и частот, изменяющиеся во времени. Графическое изображение, запись этих изменений, имеющих место во время произнесения звука, называется спектограммой. Спектограмма дает графическую картину энергии, создаваемой речью или любой последовательностью звуков. На спектограмме представлены три компонента речи На абсциссе отложено время, на ординате - частота, а концентрация темных пятен, называемых формантами, отражает изменение уровня частоты во времени. В определенные временные интервалы спектограмма не фиксирует никакой энергии. Однако эти периоды "молчания" не обязательно свидетельствуют о паузах между словами во время произнесения данной фразы. В действительности, разговаривая, мы не делаем пауз между словами. Как правило, между интервалами на спектограмме и паузами между словами во время разговора связь очень невелика.

Короткая пауза между следующими друг за другом слогами может служить важным признаком перцептивного группирования звуков беглой речи, хотя между этой паузой и восприятием отдельных слов и нет прямой разницы. Непродолжительные паузы помогают слушателю отличить друг от друга такие фразы, как light housekeeper lighthouse keeper или blue berry и blue-berry ("нерадивая домоправительница" и "смотритель маяка" или "синяя ягода" и "черника"). Обратите внимание и на то, как изменяется смысл слова в зависимости от того, на каком слоге делается ударение: если в слове invalid унарным является первый слог, то слово воспринимается как существительное, обозначающее хронически больного или физически неполноценного человека, а если ударение сделано на втором слоге, - то как прилагательное, характеризующее нечто незаконное или недостоверное.