Кодзасов, Кривнова - Общая фонетика

Фонетически полезные признаки речевого сигнала

теристиках речевых или речеподобных сигналов, были про­ ведены в начале 50-х годов. К этому времени фонетисты на­ копили достаточно большой опыт анализа динамических спектрограмм различных речевых образцов на разных язы­ ках и выявили много закономерностей, которые связывают акустические, артикуляционные и лингвистические харак­ теристики речевых сообщений. Возникла естественная зада­ ча — выяснить, какие из обнаруженных закономерностей и каким образом используют носители языка, распознавая звучащую речь.

В данном разделе мы рассмотрим результаты исследо­ ваний, относящихся к этому вопросу, но сначала необходи­ мо познакомиться с методами экспериментальной работы, которые применяются в перцептивной фонетике.

Методы исследования звукового восприятия речи

При проведении перцептивного эксперимента на рече­ вом материале исследователь должен сформулировать зада­ чу, которую он предполагает решить с помощью тестирова­ ния испытуемых. От ее содержания зависит организацион­ ная сторона исследования: выбор речевого материала, спо­ соб его получения, подбор участников эксперимента и т. д.

Задачи перцептивных экспериментов связаны, как пра­ вило, с изучением способности человека классифицировать, различать или оценивать сходство между речевыми или речеподобными стимулами. В опытах на классификацию (или идентификацию) испытуемый должен отнести предъявляе­ мый ему стимул к некоторому классу, обозначив его какимлибо условным образом (буквой алфавита или транскрипци­ онным Набор различаемых классов (звуков, сло­ гов, слов) может быть ограничен экспериментатором (клас­ сификация методом вынужденного, или форсированного, выбора), не ограничен (классификация методом свободного выбора), может разрешаться или не разрешаться отказ от обязательного ответа (ответ "не знаю"). Предполагается, что в тестах на классификацию слушающий пытается тем или иным образом отождествить (идентифицировать) восприни­ маемый сигнал либо с каким-то из классов, задаваемых экс­ периментатором, либо, в случае свободного выбора, с внут­ ренними слуховыми образами.

231

Глава 4. Восприятие речи

Важной, хотя и более сложной, разновидностью мето­ да идентификации является имитация, когда испытуемому предлагается произнести то, что было услышано.

Вэкспериментах на различение испытуемым предъяв­ ляют два отдельных звуковых стимула, и он должен отве­ тить, отличаются они друг от друга или нет. Такие экспери­ менты ориентированы на получение сведений о способности испытуемых оценивать сходство/различие между предъявля­ емыми стимулами, не навязывая обязательной задачи их предварительной классификации. Часто используется так называемый АВХ-формат предъявления стимулов, который имеет много разновидностей. Опишем в качестве примера одну из них. Испытуемому предъявляется последователь­ ность из трех стимулов А, В, X, взятых из эксперименталь­ ного набора. Стимулы А и В различаются по какому-то од­ ному или нескольким акустическим параметрам, и это сооб­ щается испытуемому. Стимул X в разных последовательно­ стях совпадает либо с А, либо с В. Задача испытуемого за­ ключается в том, чтобы при прослушивании каждой тройки указать, на какой из стимулов А или В больше похож сти­ мул X. Каждая последовательность стимулов предъявляется неоднократно, и по характеру ответов испытуемого можно выделить те тройки, где выбор А или В является случайным,

т.е. в 50 % случаев X считается похожим на А и в 50 % — на В. Такая реакция позволяет выявить пары стимулов А и В, которые испытуемый не различает.

Вэкспериментах с синтезированными речевыми образ­ цами часто используется метод активного подбора акустиче­ ских параметров для получения сигналов, которые макси­ мально похожи на единицы или стимулы, задаваемые экспе­ риментатором. В этом случае испытуемый должен с помо­ щью синтезирующего устройства подобрать тот набор пара­ метров, который, по его мнению, максимально соответству­ ет задаваемым звуковым образцам.

Рассмотрим теперь организационную сторону перцеп­ тивных экспериментов. Тип экспериментального материала

выбирается в соответствии с задачами исследования. В каче­ стве звуковых стимулов могут использоваться акустические фрагменты, меньшие звука, фрагменты звуковой размерно­ сти, слоги или звуковые последовательности типа "гласный- или отдельные слова, фразы, отрывки связного текста. Осмысленные речевые отрезки (слова, фра-

232

Глава 4. Восприятие речи

При проведении перцептивного исследования экспе­ риментатор обязательно составляет инструкцию, в которой должны быть четко определены задания для испытуемых. В зависимости от целей исследования к участию в экспери­ ментах могут привлекаться фонетисты, квалифицированные специалисты-лингвисты, просто носители изучаемого языка и даже люди, не владеющие им.

Как видим, организация опытов по восприятию речи — непростая задача, которая требует большой предварительной подготовки и ясных представлений о том, для чего прово­ дится каждый Один из наиболее трудных мо­ ментов планирования перцептивного теста состоит в том, чтобы испытуемых выполнять эксперименталь­ ные задания на основе сложившихся навыков звукового вос­ приятия речи, а не путем текущей подстройки к особенно­ стям конкретного эксперимента. Психологам хорошо из­ вестна разница между поведением человека в условиях тес­ тирования, которое всегда ограничено определенным соста­ вом тестирующих вопросов, и реальными поступками, когда те же вопросы приходится решать в естественных, неэкспе­ риментальных ситуациях. Чтобы избежать влияния экспери­ ментальной процедуры на перцептивные реакции испытуе­ мых, рекомендуется разнообразить набор эксперименталь­ ных стимулов, вводя в него "отвлекающие" речевые образ­ цы, не имеющие отношения к цели эксперимента, исклю­ чить многократное предъявление испытуемым одних и тех же стимулов и не использовать один и тот же набор при те­ стировании испытуемых более одного раза [Венцов, Касевич 1994]. В большинстве перцептивных экспериментов, опи­ санных в литературе, указанные условия, к сожалению, не выполняются. Это не снижает научной ценности результа­ тов, полученных учеными, однако вопрос о том, в какой сте­ пени реакции и умения испытуемых, обнаруженные в ходе эксперимента, соответствуют реальным процессам звукового восприятия речи, остается открытым.

Более подробно организация перцептивных экспериментов обсуждается в [Бондарко 1981]. Там же описываются результаты опытов по восприятию речи на русском языке.

234

Фонетически полезные признаки речевого сигнала

4.4.2. Акустические ключи для распознавания фонем и их последовательностей

Исследователи восприятия речи исходят из допущения, что на этапе языковой реконструкции сообщения слушаю­ щий восстанавливает цепочку фонем, которая была реализо­ вана в речевом сигнале. Как было отмечено выше, отдельные звуки, слоги и псевдослова образуют наиболее удобный мате­ риал для определения акустических ключей, которые исполь­ зуются в этом процессе. Перцептивные эксперименты, на­ правленные на поиск таких ключей, группируются вокруг двух направлений. В одних тестах исследуется способность человека производить слуховое членение речевого сигнала, т. е. обнаруживать резкие изменения в его акустических свой­ ствах и делить сигнал на отрезки, которые таких изменений не содержат. В других — изучается умение слушателей субъе­ ктивно оценивать (измерять) акустические характеристики выделенных отрезков и соотносить эти оценки с фонемны­ ми единицами языка и их фонологическими признаками.

Акустические ключи для слухового членения речевого сигнала

Большое количество экспериментов, в которых анали­ зировалось слуховое членение, или перцептивная сегмента­ ция, речевого сигнала, описано в [Чистович и др. Ре­ зультаты перцептивных тестов на материале синтезирован­ ных речеподобных стимулов подтвердили, что слух человека очень чувствителен к резким изменениям акустических па­ раметров сигнала во времени. Например, если на протяже­ нии звучания сигнала, подобного гласному, в какой-то мо­ мент времени происходит скачок амплитуды звукового дав­ ления, сигнал может восприниматься по-разному: как глас­ ный, как двойной гласный или же как последовательность гласных и сонорных согласных (Г, ГГ, СГ, ГС). Конкретная фонетическая интерпретация зависит от величины ампли­ тудного скачка, его скорости и положения относительно границ воспринимаемого сигнала.

В экспериментах по слогов было установлено, что для слогов типа СГ стабильность вос­ приятия слоговой структуры и опознание ее отдельных эле­ ментов существенно выше в тех случаях, когда первый звук

235

Глава 4. Восприятие речи

ко-фонетическим событиям, как начало шума, взрыва, во­ кального участка, гласного, конец гласного, конец звука. Образование метки определяется свойствами нервных эле­ ментов слуховой системы, которые обнаруживают акустиче­ ские изменения. Речевые сигналы, соответствующие двум произнесениям одного и того же речевого образца, могут по­ лучить разное слуховое членение в зависимости от физиче­ ской выраженности изменений. Перцептивная сегментация не совпадает с членением на звуки (фрагменты фонемной размерности) в лингвистическом понимании. Некоторые от­ резки, выделяемые слухом, могут рассматриваться как ли­ нейные компоненты звуковых единиц. Например, на участ­ ках реализации глухих согласных в позиции между гласны­ ми обычно выделяются такие отрезки, как пауза и шум взрыва. В других случаях один перцептивный отрезок может соответствовать целой последовательности звуков. В то же время слуховое членение явно коррелирует с артикуляцией и резкими изменениями в работе источников звука и пере­ стройками в передаточной функции речевого тракта. Из­ лишняя детализация такой акустически ориентированной сегментации может быть устранена в процессе дальнейшей фонологической интерпретации, а недостаточная — едва ли.

Полезность перцептивной сегментации заключается не только в том, что она создает фонетически значимое члене­ ние речевого потока. Помимо этого, появляется возмож­ ность использовать акустические ключи, которые заключе­ ны в физических характеристиках граничных меток и выде­ ленных отрезков сигнала.

Основные акустические ключи для фонемной идентификации

Главным критерием при оценке фонетической полез­ ности тех или иных акустических характеристик речевого сигнала является их вклад в идентификацию и различение звуковых единиц языка. Поэтому вопрос о наборе акустиче­ ских ключей, которые использует человек для опознания фонемного состава речевого сообщения, требует исследова­ ния того, как носители данного языка классифицируют и различают те или иные речевые образцы. В то же время об­ щие свойства целевых артикуляций основных классов зву­ ков, закономерности коартикуляции и формирования рече-

238

Фонетически полезные признаки речевого сигнала

вого сигнала, а также особенности обработки звуковых сиг­ налов человеческим слухом (в частности, описанное выше слуховое членение), вносят в звуковое восприятие речи оп­ ределенные универсальные черты, позволяя выделить глав­ ные типы слуховых признаков фонем. Ниже мы приводим сведения, обобщающие результаты перцептивных экспери­ ментов, при проведении которых в качестве испытуемых привлекались носители разных языков. Мы не ставим перед собой задачи исчерпывающего изложения имеющихся дан­ ных, поэтому ограничимся рассмотрением слуховых призна­ ков гласных и шумных согласных.

Для любого языка звуковые противопоставления, свя­ занные со способом образования, базируются на таких аку­ стических ключах, которые обладают максимальной устой­ чивостью и надежностью обнаружения. Это касается прежде всего противопоставления шумных согласных и вокальных звуков, к которым относятся гласные и сонорные согласные, а также противопоставлений по способу образования для шумных согласных. Важная акустическая информация о признаке содержится в частотных характеристиках акустических изменений, на основе кото­ рых производится слуховое Экспериментально установлено, что метки слухового членения "привязаны" к определенным частотным областям. Например, метка нача­ ла гласного распространяется обычно на область частот от О до кГц, а метка, соответствующая началу шума, появляется именно в том частотном где он обна­ руживается, т. е. в области средних или высоких На вокальный характер отрезка указывают и такие свойства, как периодичность и наличие формантной структуры. Человече­ ский слух отчетливо фиксирует присутствие этих свойств в звуковом сигнале.

Противопоставление шумных согласных по способу

образования

базиру-

К выводу о том, что сегментация речевого сигнала осуществляется одновременно с интерпретацией выделяемых отрезков по типу источника звука (или способу образования), приводит и опыт фонетической интерпретации спектрограмм неизвестных слов [Зиновьева 1989].

В предыдущем разделе отмечалось, что изменения амплитуды (энергии) в сигнале сначала обнаруживаются слухом локально, в отдельных частотных полосах, а затем объединяются. В результате формируется информация о "полном" изменении, которая и задает частотное положение метки [Родионов и др . 1976].

239