Акустические особенности речи

Содержание

Введение

Речь доступна для восприятия слушающих благодаря материальности своих знаков. Знаки эти – звуковые при устном общении и графические  –при письменном. Поэтому изучение звуковой стороны языка является неотъемлемой частью языковедения. Этот раздел называется фонетикой. Фонетику можно назвать грамматикой произношения. Фонетика-это наука, изучающая звуки, издаваемые людьми, их фактические или слышимые формы. Фонетика изучает звуковые системы языка, отдельные фонемы, ударение слов, силлабические структуры и интонацию.

Звук – это результат  колебаний какого-либо тела в среде, способной передавать эти колебания  до органа слуха (в воде, в воздухе). Любой звук в первую очередь есть явление физическое, характеризующееся  определенными акустическими параметрами:

Высота, зависящая от частоты  колебаний, т.е. от количества колебаний  за единицу времени; чем больше частота  колебаний, тем выше звук на слух. Человек  способен воспринимать колебания от 20 до 20 000 герц (герц (Гц) – одно колебание в секунду);

Сила, зависящая от амплитуды (размаха) колебаний; чем больше амплитуда, тем громче звук;

Тембр, зависящий от дополнительный частот, входящих в состав звука;

Долгота, или длительность, общее время звучания.

Колебания, воспринимаемые слухом могут быть равномерными, периодическими, и тогда соответствующий звук называют музыкальным тоном или просто тоном. Если же колебания являются непериодическими, неравномерными, мы имеем дело с шумом.

Звук в таком качестве способны производит голосовые связки, но это еще не звук речи. Звуку, для  того чтобы из чисто акустического  явления превратиться в звук речи, необходимо пройти через органы артикуляции  речи, расположенные выше гортани. Вообще органы речи включают: головной мозг, посылающий из моторного центра речи (зона Брокá) через нервную систему импульсы к органам артикуляции; дыхательный аппарат (легкие, бронхи, трахея, диафрагма, грудная клетка), создающий воздушную струю для обеспечения звуковых колебаний и органы артикуляции речи, подразделяющиеся на активные и пассивные. Активные органы – это голосовые связки, язык, губы, мягкое нёбо, язычок, задняя спинка зева и нижняя челюсть. Пассивные органы – это зубы, альвеолы, твердое нёбо, верхняя челюсть. Характеристика звуков по работе органов речи составляет второй аспект характеристики звуков.

Биологический аспект характеристики звуков. Данный аспект подразделяется на перцептивный и артикуляционный. П е р ц е п т и в  н ы й аспект охватывает изучение тех процессов, которые происходят в организме человека при восприятии звуков речи органами слуха и передачи соответствующих сигналов в головной мозг, в сенсорный центр речи (так  называемую зону Вéрнике). Поскольку эти процессы изучены меньше, чем процессы артикуляции, подробнее остановимся на артикуляционных характеристиках звука.

Артикуляционная (анатомо-физиологическая  характеристика звука). Первое и главное  членение в этой классификации –  членение на гласные и согласные.  Гласные могут быть охарактеризованы как звуки, при образовании которых речевой канал в надгортанных полостях свободен, открыт и проходящий воздух не встречает препятствий. У гласных нет определенного «фокуса» образования. При образовании согласных, напротив, обязательно возникает преграда на пути воздушной струи. Соответственно у согласных есть определенный «фокус» - место образования. Артикуляционная характеристика звуков строится исходя из работы активных и пассивных органов речи, с учетом акустических характеристик звука.

Цель курсовой работы состоит  в изучении акустических аспектов фонем.

Задачи курсовой работы:

- изучить акустические особенности речи;

- рассмотреть понятие и функции фонемы;

- изучить акустический аспект фонем.

1 Акустические  особенности речи

1.1 Основные аспекты анализа звучащей речи  

Звучащая речь, как сложное  материальное явление, реализуется  в диалектическом единстве его важнейших  аспектов:

- артикуляционного  (анатомо-физиологического),

- акустического (физического),

- лингвистического (функционального)

- перцептивного. 

Как отмечает Л.В.Бондарко, «сложная природа звуковых единиц определяется тем, что они имеют различные свойства в зависимости оттого, с какой точки зрения их рассматривать. Если мы говорим об образовании звуковых единиц, то имеем в виду произносительную деятельность говорящего человека, т.е. ту работу, которую совершают его произносительные органы. Это – артикуляционный аспект звуковых единиц (см. подробнее раздел 1.2.). Если мы рассматриваем те звуки, которые получились в результате работы произносительных органов, то мы имеем дело с акустическим аспектом звуковых единиц. Если же мы интересуемся, как эти звуки воспринимаются человеком, слушающим звучащую речь, то сталкиваемся с перцептивным аспектом звуковых единиц.

В истории фонетики длительное время дебатировался вопрос: что  важнее для фонетического описания языка – изучение артикуляции  или его звучания? Первоначально  все описания разных звуковых систем строились на анализе артикуляций, поскольку многие артикуляционные  характеристики можно наблюдать  без применения специальной анализирующей  аппаратуры.

Как известно из физики, с  точки зрения акустики (гр.  аkustikos – «слуховой»), звук – это результат колебательного движения  какого-либо тела в какой-либо среде, под действием движущей силы, и доступный для слухового восприятия.  

Различают следующие акустические характеристики звука:

- высоту (зависит от частоты колебаний);

- силу (зависит от амплитуды колебаний);

- длительность (продолжительность звука с его количеством колебаний во времени);

- тембр звука (индивидуальное качество его акустических признаков)

С созданием специальным  приборов и развитием техники  акустического анализа именно акустические характеристики речи стали  рассматриваться  как наиболее важные.

В современной фонетике вопрос об относительной важности этих двух аспектов решается с учетом тесной связи, существующей реально между  артикуляционными и акустическими  аспектами.

Описание звуковых единиц не может не учитывать роль этих единиц в образовании языковых значений (лингвистический, или функциональный, или фонологический подход). Фонология  – специальный раздел фонетики, изучающий способность языковых единиц участвовать в образовании  и различении значащих единиц. Языковые механизмы, обеспечивающие  линейное членение потока речи на отдельные  звуки (минимальные звуковые отрезки) и отождествление сегментов речевой  цепи, впервые раскрыл русский  и советский ученый Л.В.Щерба в 1912 г.

Фонема – минимальная  звуковая единица языка, линейно  не членимая, служащая для образования  звуковых оболочек значащих единиц и  потенциально связанная со значением.

Теория фонемы формулирует  функции фонемы, признаки фонемы, позволяет  проанализировать и сопоставить  систему фонем различных языков, а самое главное – она объясняет, почему одни звуковые различия оцениваются  как очень существенные и замечаются говорящими, а другие привлекают внимание лишь при особых условиях, или, как правило, вообще не замечаются.

Фонема реализуется в  речи в разных случаях по-разному. Различают обязательные аллофоны, которые  возникают в определенных условиях в речи всех говорящих на данном языке, и  факультативные варианты, которые появляются независимо от фонетических условий, а также индивидуальные варианты, свойственные произношению отдельных говорящих.

Следует подчеркнуть, что  сама по себе фонема является абстрактной  единицей, а аллофоны – это ее конкретные воплощения (общие для  всех говорящих) в зависимости от фонетического окружения.

С  помощью знаков фонематической транскрипции («широкой») можно представить  фонемный состав слова, с помощью  фонологической («узкой») – передать  звучание более тонко, подробнее, зафиксировав  аллофоны фонем (оттенки). Для учебных  целей, в словарях применяют фонологическую транскрипцию, а для специальных (в фонетических исследованиях, логопедии, при изучении диалектов) – более  подробную, фонологическую.

Некоторые традиционные представления  об артикуляционных характеристиках  речи и их глубокой связи с акустическими  получили новую интерпретацию в  связи с успешным изучением в  последние десятилетия перцептивных (воспринимаемых) свойств звуковых единиц. Было установлено, что восприятие определяется как артикуляционно-акустическими, так и функциональными характеристиками.

Таким образом, основная задача перцептивной фонетики – изучение того, как носители определенного  языка используют звуковую информацию при восприятии речевых сообщений. Без понимания перцептивной деятельности носителей  какого-либо языка (например, английского, или русского), невозможно понять устройство звуковой системы  этого языка, а также успешно  обучать языку иностранному, создавать  надежные системы синтеза и анализа  речи.

Многогранность проблемы изучения восприятия речи, которой  посвящено множество диссертационных  исследований, монографий, статей и  т.д.,  не может быть даже кратко рассмотрена  в настоящем пособии. Многочисленные исследования показывают, что существуют два вида перцептивных характеристик  звуков: универсальные (общие для  носителей всех языков) и специфические (зависящие от конкретной системы  фонем определенного языка).  Так, универсальна способность человека различать гласные и согласные, определять некоторые признаки согласного по характеристикам соседнего гласного. Специфическими характеристиками в области перцепции является способность носителей русского языка узнавать мягкость согласного, носителей французского языка – опознавать гласные среднего подъема, английского – аспирацию и т.д.

Известно, что количество воспринимаемых человеком перцептивных единиц больше, чем количество фонем  в системе    языка, и это  также определяется универсальными свойствами перцептивной системы человека, а конкретный набор перцептивных единиц является специфическим для  каждого конкретного языка 

1.2 Артикуляторный аспект. Устройство произносительного аппарата человека.

Произносительный аппарат  человека (рис.1) состоит из гортани, полости глотки, полостей носа и  рта. Для перечисленных органов  образование звуков – вторичная  функция, то есть  как таковых собственно артикуляционных органов не существует.

Произносительный (речевой) аппарат состоит из подвижных и неподвижных органов речи. К первой группе относятся:

1) язык

2) губы

3) мягкое небо с маленьким  язычком 

4) задняя стенка фаринкса (зева)

5) голосовые связки, находящиеся  в гортани 

6) нижняя челюсть.

     К неподвижным  органам речи относятся:

1) верхние зубы 

2) альвеолы (бугорок, расположенный  непосредственно за верхними  зубами)

3) твердое нёбо

Язык играет одну из самых  важных ролей в речевом аппарате - благодаря своей подвижности  и гибкости. Его способность перемещаться в горизонтальном и вертикальном направлениях позволяет артикулировать гласные разного качества, а также  формировать преграды с неподвижными органами речи, что является непременным  условием артикуляции большинства как английских, так и русских согласных. Для удобства описания артикуляций условно выделяют несколько частей языка (см.рис.2).

Для постановки английского  произношения важно различать два  основных типа уклада языка.

Уклад языка, при котором  какая-либо часть спинки образует выгиб, а края, как правило, опускаются к  нижним зубам, называется дорсальным. Этот уклад типичен для артикуляции в русском языке.

Когда  средний участок  спинки языка прогибается книзу, образуя впадину, а передние и  боковые края загибаются кверху, весь язык приобретает форму ковша. Такой  уклад языка называется апикальным. При таком укладе языка различные  преграды образуются только передним краем с участием кончика. Наличие  апикальной артикуляции и отсутствие смягчения характерно для  английских cогласных : / t, d, s, z, T, D, l, n, r/.

                               Передняя часть

                                                                          Средняя часть        

                                                                                     Задняя часть       

                                                                                    Кончик языка

                                    Рисунок 1  Язык

Губы принимают участие  в артикуляции ограниченного  числа  английских гласных и согласных  фонем в английском языке. При  постановке английского произношения различают три основных положения  губ:

1) нейтральное  2) слегка растянутое  3) округленное.

Рисунок 2 – Участие губ в арткуляции

В артикуляции других английских звуков губы практически не участвуют. Наблюдения за носителями языка в  реальной жизни и в фильмах  подтверждают  тот факт, что во время говорения движения губ  и нижней челюсти весьма ограничены. В русском же языке губы очень  подвижны; они округляются, выдвигаются  вперед.

Мягкое небо является продолжением твердого неба. Мягкое небо заканчивается  маленьким язычком (увулой). За мягким небом можно увидеть заднюю стенку носоглотки. В расслабленном состоянии небная занавеска опущена, что позволяет воздушной струе беспрепятственно проходить через носовую полость. Это обычное положение мягкого неба во время дыхания через нос, а также при артикуляции носовых сонантов [m, n, N].

Когда мягкое небо поднято, оно блокирует проход воздуха  через носовую полость, в результате чего он устремляется через ротовую  полость. Таково положение мягкого  неба при артикуляции всех гласных  и ряда согласных.

В отличие от нижней челюсти, которая может опускаться и подниматься, твердое небо, как и вся верхняя  челюсть, неподвижно. Оно образует купол  и отделяет ротовую полость от носовой. Полость рта и полость носа – важные резонаторные полости.

Вдоль переднего края верхней  челюсти полукругом расположены  верхние зубы. Два верхних передних зуба принимают участие в артикуляции  английских согласных звуков /T, D/ (кончик языка образует неполную преграду, прижимаясь к их нижнему краю).

Корни передних зубов находятся  в лунках  (альвеолах) костной  основы. Выпуклости этих лунок  сливаются  и образуют бугорок в форме  подковы непосредственно за передними  зубами. Этот бугорок называется альвеолярной дугой и имеет большое значение при обучении английскому произношению, так как при артикуляции целого ряда английских согласных, а именно /t, d, s, z, n, l/, кончик языка прижимается к альвеолам, образуя в одних случаях полную, а в других неполную преграду.

Важнейшим условием образования  звука является наличие воздушной  струи, поэтому в производстве звука  также участвует дыхательный  аппарат (легкие, бронхи, трахея).

Воздух, выталкиваемый из легких, попадает через трахею в  гортань. В гортани расположены  две плотные мышечные складки, называемые голосовыми связками. Различают их следующие основные положения:

• Связки могут полностью смыкаться, герметически перекрывая проход через гортань, что вызывает полную задержку дыхания.
• Когда голосовые связки разомкнуты, между ними образуется щель, через которую свободно проникает воздушная струя. Это обычное положение голосовых связок при свободном дыхании.
• Если связки напряжены и неплотно сближены, то струя воздуха проникает сквозь щель между их гибкими краями и вызывает их дрожание, которое называется вибрацией.

      Вибрация  воспринимается на слух как  голос, а голос всегда характеризуется  определенной высотой тона. Высота  тона зависит от частоты, т.е.  скорости вибраций голосовых  связок, от размеров голосовой  щели и всей гортани. Чем  меньше голосовые связки и  чем быстрее  их колебания,  тем выше тон голоса. Вибрацией  голосовых связок сопровождается  артикуляция гласных и звонких  согласных звуков.  Согласные  звуки, произносимые без вибраций, лишены голоса и называются  глухими (см. рис. 3)

а) связки раздвинуты и расслаблены            б) связки сближены и

                                                                               напряжены.

Связки не вибрируют. Образуются               Связки вибрируют. Образуются глухие согласные                                             гласные и звонкие согласные

Рисунок 3 – Работа связок

2 Понятие и функции фонемы

В середине ХIХ века, когда, благодаря успехам точных наук и техники, лингвисты получили возможность использовать для изучения звуковой стороны человеческой речи различные технические приспособления, они оказались в расстерянности перед бесконечным многообразием звуков, не поддающимся точному учёту и систематизации. Ведь ни один звук не произносится абсолютно тождественно не только разными говорящими, но даже одним говорящим при повторении. Снять это противоречие, упорядочить весь этот фонетический хáос, свести бесконечное многообразие реальных звуков речи к ограниченному числу повторяющихся единиц системы языка позволило введение понятие фонемы.

 Звуки объединяются  в фонемы не по акустической  или артикуляционной близости, а  по общности функциональной, что  понимается следующим образом:если звуки произносятся по-разному в зависимости от условий произношения, но выполняют одну и ту же функцию, т. е. образуют один и тот же корень, суффикс, приставку или окончание, то эти звуки можно объединить в одну фонему.

 Рассмотрим это на  примерах. Возьмем слова род и  родовой. В этих словах присутствует  один корень, хотя первое слово  мы произносим [рот], поскольку в  русском языке звонкие согласные  в конце слова оглушаются. Или  еще примеры: молоко [мълAкó] – молочный [мAлóчныj] – молоковоз [мълъкAвóс], гласные первого корня произносятся по-разному в зависимости от места ударения, следовательно, гласные, различающиеся по своим акустико-артикуляционным признакам, находятся в одной и той же функции (входят в состав одного и того же корня) и реализуют одну и ту же фонему. Поэтому говорящие абстрагируются (отвлекаются) от этих звучаний и оценивают звук как одну и ту же единицу языка, т. е. фонему.

 Сравним в английском  языке слова book – books и day – days, где окончание множественного числа /-s/ звучит по-разному: как [-s] и как [-z], а в словах abbreviation [ә,bri:vi´ei∫n] «сокращение» – abnegate [´æbnigeit] «отрицать» отмечено разное произношение приставки /ab-/.

 С другой стороны,  в словах род и рот произношение  последнего звука совпадает –  [т], но функционально эти звуки  различны, т. к. реализуют разные  лексические единицы.

 Таким образом, фонема – это не всякий звук языка, а только такой, который типичен для данного языка и способен различать звуковые оболочки морфем и слов, например: бок – бак – бык – бук и т. п. Возьмем примеры из английского языка: pin «булавка», pen «ручка», pan «кастрюля», звуковой состав и значения которых различаются только гласными звуками.

 Дадим определение  фонемы. Фонемы – это минимальные  единицы звукового строя языка,  которые выполняют в данном  языке определенную функцию: служат  для складывания и различения  материальных оболочек значимых  единиц языка - морфем, слов.

 Уже в определении  названы некоторые функции фонем.  Кроме того, учёные называют еще  несколько функций. Итак, к основным  функциям фонемы относятся следующие:

- конститутивная (строительная) функция;

- дистинктивная (сигнификативная, различительная) функция;

- перцептивная функция (опознавательная, т. е. функция восприятия);

- делимитативная функция (отграничительная, т. е. способная отделять начала и концы морфем и слов).

Как уже было сказано, фонемы – единицы односторонние, имеющие план выражения, в то время как смыслоносителями они не являются, хотя, по мнению Л. В. Бондарко, фонемы потенциально связаны со значением: они относятся к смыслоразличителям. При этом надо иметь в виду, что существуют однофонемные слова или морфемы, например, предлоги, окончания и т. п.

 Впервые понятие фонемы  в языкознание вел русский  учёный И. А. Бодуэн де Куртенэ. Использовав термин, употребленный франц. лингвистом Л. Аве в значении «звук речи», он связывает понятие фонемы с её функцией в морфеме. Дальнейшее развитие учение о фонеме находит в работах Н. В. Крушевского, ученика И. А. Бодуэна де Куртенэ. Большой вклад в разработку этого вопроса внес Н. С. Трубецкой, петербургский учёный, в 20-е годы ХХ в. эмигрировавший за границу.

Выше были рассмотрены  акустические и артикуляционные  характеристики звуков. Однако далеко не все звуки, которые может произносить  человек, являются членораздельными, способными различать смысл сказанного. Центральная  задача лингвистики состоит в  том, чтобы выделить из многообразия произносимых звуков такие, которые  используются для различения звуковых оболочек слов. Эта задача не может  быть решена в рамках артикуляционно-акустических классификаций. Язык может служить  орудием общения и обмена мыслями  только потому, что значащие единицы  языка (морфемы, слова и т.д.) материализуются  в звуках. Звук выполняет определенные функции в языке, и именно эта  функциональная сторона является самым  важным, собственно лингвистическим  аспектом изучения звуков. Звуки, взятые в функциональном аспекте, называются  фонемами (полное  определение мы дадим чуть позже). Задача фонем –  строить экспоненты  значимых единиц, так чтобы они различались  на слух. Таким образом, две основные функции фонем это:

1) конститутивная (функция  строительного материала в составе экспонентов морфем;

2) дистинктивная или различительная (функция различения этих экспонентов). Ср.: том, дом, ром, ком, лом и др.

Какие именно звуки из естественного  диапазона избранны языком, определяется традицией, а то, как избранные звуки уложены в систему, определяется структурной организацией данного языка. Что именно избрано традицией, решается простым наблюдением. Так, наблюдения показывают, что русское [р] нёбное, а не язычковое (увулярное), как французское [R], что в русском языке нет носовых гласных, как в польском, португальском или французском и т.д. Ненужная часть диапазона универсальных звуков отсекается легко. Но как выделить в оставшейся части основные элементы, то есть фонемы? Мы видели, что, например, звуки в потоке речи претерпевают различные видоизменения, обусловленные смещением артикуляции под влиянием соседних звуков, можно ли найти инвариант этих звуков?

3 Акустический  аспект фонем

3.1 Перцептивный  аспект фонетики и фонологические  принципы анализа звуковой системы

Перцептивный аспект фонетики и фонологические принципы анализа  звуковой системы

Последовательное различение акустических и перцептивных характеристик  звуковых единиц связано со значительными  успехами в области акустики и  психофизиологии слуха, однако и  в более ранние периоды специалисты  различали два разных подхода  к звукам — акустический, т. е. направленный на изучение объективных физических свойств звуков, и психоакустический, связанный с изучением того, как эти физические свойства оцениваются слухом. В настоящее время исследование восприятия звуков — в том числе и звуков речи — занимает одно из центральных мест в физиологии сенсорных систем, в теории распознавания, в теории связи, в практике восстановления слуха и речи у больных с нарушениями этих функций.

Отождествление акустических и перцептивных характеристик звуковых единиц дольше всего сохранялось  в лингвистических работах, хотя идея о важности перцептивного аспекта  присутствует уже в самых первых трудах по фонологии, где говорится  о способности звуков различать  морфемы и слова: поскольку фонологические теории связаны со звуковым уровнем, различение значимых единиц должно опираться  на определенные акустические характеристики, которые возникают в результате артикуляций и необходимы для восприятия.

Собственно лингвистические  проблемы перцептивной фонетики можно  сформулировать следующим образом: 1. На основании каких акустических характеристик звуков речи носитель языка решает, что данный звук является реализацией той или другой фонемы? 2. Какие акустические свойства используются носителем языка при определении количества фонем в той или иной звуковой последовательности? 3. Каким образом носитель языка справляется с чрезвычайно большой вариативностью акустических характеристик и выявляет только те, которые необходимы для идентификации сообщения? 4. Как воспринимаются звуки незнакомого языка? 5. Каков объем собственно акустической информации, необходимой для того, чтобы человек воспринял смысл передаваемого ему сообщения? Остальные проблемы восприятия имеют отношение к тому или иному из этих общих вопросов.

Рассмотрим проблему более  детально.

С лингвистической точки  зрения у каждого различительного (релевантного) признака должна быть определенная акустическая характеристика. Например, звонкие согласные отличаются от глухих работой голосовых связок, определяющей наличие голосового источника. Однако при анализе акустических свойств звонких и глухих согласных мы обнаруживаем, что эти согласные различаются не только наличием или отсутствием голосового источника: глухие обладают большей длительностью, большей интенсивностью шумовых составляющих, при этом гласные в соседстве со звонкими согласными имеют большую длительность, чем в соседстве с глухими. Возникает вопрос: какие же свойства глухих и звонких важны для того, чтобы человек узнал их в пределах слова или фразы? Этот вопрос имеет прямое отношение к пониманию процессов изменения звуковой системы языка: ведь если работа голосовых связок не единственный признак звонких согласных, важный для носителей языка, то можно ожидать изменения и артикуляторных, и акустических свойств звонких согласных.