Akademik

в акустике - последовательность звуков речи, произносимых, как правило, слитно, с паузами только после отд. слов или групп звуков. Слитность произношения звуков Р. вследствие непрерывности движений артикуляц. органов Р. вызывает взаимное влияние смежных звуков друг на друга. Артикуляц. органы имеют неодинаковые размеры у разных людей, и для каждого человекахарактерна своя манера произнесения звуков Р., поэтому звуки Р. каждогочеловека имеют индивидуальный характер. Но при всём многообразии звуковони являются физ. реализациями (произнесением) небольшого числа фонем (наименьшаязвуковая единица данного языка, существующая в Р. в целом ряде конкретныхзвуков). В русской Р. их насчитывается 41: 6 гласных («а», «о», «у», «и»,«ы», «э»), 3 твёрдые согласные («ш», «ж», «ц»), 2 мягкие («ч», «и») и 15в твёрдом и мягком видах; звуки Р. «я», «ю», «е», «ё» относятся к составным(«йа», «йу», «из», «йо»).

Звуки Р. неодинаково информативны. Точность передачи Р. (напр., в системахсвязи) оценивают с помощью артикуляц. метода: передают набор элементовР. (напр., слов или слогов), отражающий состав звуков Р. данного языка, и определяют относит. кол-во принятых элементов. Разборчивость Р. при этомв значит. мере определяется разборчивостью глухих согласных.

Импульсы потока воздуха, создаваемые голосовыми связками при произнесениизвонких звуков Р., с достаточной точностью могут считаться периодическими. Соответствующий период колебаний наз. периодом осн. тона голоса, а обратнаявеличина - частотой осн. тона (она лежит обычно в пределах от 70 до 450Гц). При произнесении звуков Р. частота осн. тона изменяется. Это изменениеназ. интонацией. У каждого человека свой диапазон изменения осн. тона (обычнонемного более октавы) и своя интонация. Последняя имеет большое значениедля узнаваемости голоса. Импульсы осн. тона имеют пилообразную форму, ипоэтому при их периодич. повторении получается дискретный спектр с большимчислом обертонов, или гармоник. При произнесении взрывных и щелевых звуковР. поток воздуха проталкивается через узкие участки (щели) речевого тракта, поэтому образуются завихрения, создающие шумы с широкополосным сплошнымспектром. Т. о., при произнесении Р. через речевой тракт проходит сигналс тональным, или шумовым, или с тем и др. спектром.

Речевой тракт представляет собой сложный акустич. фильтр с рядом резонансныхполостей, создаваемых; артикуляц. органами Р., поэтому выходной сигнал, т. е. произносимая Р., имеет спектр с огибающей сложной волнообразной формы(рис.). Максимумы концентрации энергии в спектре звука Р. наз. формантами, а резкие провалы - антиформантами. В речевом тракте для каждого звука Р. есть свои резонансы и антирезонансы, поэтому спектральные огибающие этогозвука имеют индивидуальную форму. Для большинства гласных звуков Р. характерносвоё расположение формант и соотношение их уровней; для согласных важентакже ход изменения формант во времени (формантные переходы).

Звонкие звуки Р., особенно гласные, имеют высокий уровень интенсивности, глухие - самый низкий. Поэтому при произнесении Р. громкость её непрерывноизменяется, особенно резко при произнесении взрывных звуков. Диапазон уровнейР. находится в пределах 35-45 дБ. Гласные звуки Р. имеют длительность всреднем ок. 0,15 с, согласные - ок. 0,08 с, звук «п» - ок. 0,03 с.

Образование звуков Р. происходит в результате подачи команд в виде электрич. биосигналов мышцам артикуляц. органов Р. от речевого центра мозга. Этихсигналов не более 10, они изменяются медленно (в темпе смены звуков Р.,т. е. от 5 до 20 звуков в секунду), и общий поток их составляет до 100информац. единиц (бит/с), тогда как весь речевой сигнал имеет поток в 1000раз больше. Объясняется это тем, что речевой сигнал представляет собойсвоего рода модулиров. широкополосную несущую (см. Модуляция колебаний). Вся информация заключается в спектральной модуляции (в измененииформы огибающих спектра и уровня Р.), а в самом несущем колебании информацияо смысле Р. содержится только в интонации.

Осн. назначение Р.- передача информации от человека к человеку как приих непосредств. общении, так и с помощью средств связи. Т. к. для передачинатуральной Р. требуется пропускная способность канала связи ок. 50 000-70000 бит/с, то с целью её экономии и соответственно увеличения кол-ва возможныхпереговоров стремятся сжимать поток речевого сигнала на передающем концеканала с последующим его расширением на приёмном конце. Напр., ослабляяуровень громких звуков Р., уменьшают разность уровней между громкими ислабыми звуками (сжимают динамич. диапазон). Так же можно сжимать частотныйдиапазон речевого сигнала. Наконец, можно исключить из Р. участки сигнала, не несущие информации (ср. участки длит. звуков), т. е. компрессироватьР. во времени. На приёмном конце соответственно восстанавливают диапазоныи заполняют исключённые участки звуков. Если отделить модулирующий сигналот несущей, то потребуется ещё меньшая пропускная способность канала связидля передачи Р. Подобную задачу в системах связи решают т. н. вокодеры.

В совр. исследованиях по общению человека с машиной решаются две проблемы:автоматич. управление машинами и процессами с помощью Р. (устный ввод вЭВМ, автоматич. пишущая машинка и т. п.) и синтез Р. по разд. кодовым сигналам(устный вывод из ЭВМ, говорящие машины для чтения текста слепым и т. п.).Исследования механизмов слухового и фонетич. анализа Р. относятся к акустике, психоакустике и фонетике.

Лит.: Сапожков М. А., Речевой сигнал в кибернетике и связи, М.,1963; Фант Г., Акустическая теория речеобразования, пер. с англ., М., 1964;Фланаган Д. Л., Анализ, синтез и восприятие речи, пер. с англ., М., 1968;Физиология речи. Восприятие речи человеком, Л., 1976. М. А. Сапожков.