Применение спектрального анализа в изучении акустического аспекта слогов у дошкольников с общим недоразвитием речи

Когда много говоришь: ля-ля-ля...

Болтать пустяки.

Задание:

Чего на свете не бывает? Исправь ошибку и назови нужное слово.

Черный мел Старый малыш Твердая вата

Горячий снег Молодой старичок

Заключительный этап.

Составление словаря-минимума по теме экспозиции. Рисунки детей.

Игра «Вспоминаем и называем», фиксация понимания детьми фразеологического оборота. Викторина с родителями, выставка газет «Семейные истории».

В результате такой комплексной работы у детей в значительной мере улучшилось понимание фразеологических оборотов, обогатился словарный запас, речь стала более яркой, образной и выразительной. А родители воспитанников в результате такой совместной деятельности всё активнее сотрудничают с педагогами и специалистами.

Н.А. Ежкова

воспитатель группы, ГБДОУ № 78 Приморского района Санкт-Петербурга

Применение спектрального анализа в изучении акустического аспекта слогов у дошкольников с общим недоразвитием речи

Звук, произносимый нами, - это физическое явление, представляющее собой распространение в виде волн механических колебаний, передаваемое через упругую среду, т. е. воздух и воспринимаемое человеческим слухом. У колебательного движения есть акустические свойства, которые являются аспектом в изучении звуков языка и речи.

По своей структуре колебания, воспринимаемые слухом, могут быть различными. Если они равномерные, периодические, то их называют тоном или музыкальным тоном. В том же случае, когда мы имеем дело с шумом, колебания будут неравномерными, непериодическими. В звуках речи (языковых звуках) сочетаются элементы тона и шума, при этом тоны возникают в результате колебания голосовых связок в гортани, а также ответных (резонаторных) колебаний воздуха в надгортанных полостях, тогда как шумы - главным образом в результате преодоления воздушной струей разного рода преград в речевом канале. Как отмечает Ю.С. Маслов [2], гласные - это в основном тоны, глухие согласные (например, [k], [t], [f]) - это шумы, а среди других согласных в так называемых сонантах ([r], [I], [n], [m] и др.) тон преобладает над шумом, тогда как в звонких шумных ([g], [d] и т. д.), напротив, шум преобладает над тоном.

От частоты колебаний зависит немаловажная характеристика - высота звука (чем больше колебательных движений в единицу времени, тем выше звук). В свою очередь, сила звука, т. е. ее интенсивность зависит от амплитуды (размаха) колебания. Они обладают также большей или меньшей длительностью (долготой). Наряду с этим существуют так назы-

53

ваемые, специфические характеристики различия звуков, т. е. различие тембра. Именно тембр отличает [i] от [а] и от [о], [l] от [n] и от [d] и т. д.

В результате колебания голосовых связок образуется основной тон. На основной тон, а также на шумы, наслаиваются дополнительные тоны, тем самым образуя специфический тембр звука. Из этого можно сделать вывод, что специфический тембр каждого звука создаётся главным образом резонансными характеристиками.

Ю.С. Маслов писал, что явление резонанса состоит в том, что колебания звучащего тела вызывают ответные колебания другого тела или воздуха, находящегося в полом сосуде, в замкнутом пространстве и т. д. (ср. явление эха, наблюдаемое в горах, на лесных полянах и т. д., но не на ровном поле) [2].

Резонаторами в периферическом речевом аппарате являются полости рта, носа и глотки. Они играют значительную роль при образовании звуков речи, так как с их помощью создаётся качественное разнообразие звуков человеческой речи. Форма и объём резонатора, а также и степень упругости его стенок меняется благодаря различным движениям органов речи

В настоящее время для исследования акустического аспекта используют разнообразные по свойству и назначению приборы. Л.Р. Зиндер прежде всего указывал на спектрометр и спектрограф, эти приборы служат для определения спектра сложного звука, каким является и звук речи.

Все сведения об акустических свойствах можно увидеть на осциллографической кривой, но чтение этой кривой требует специальных умений и навыков.

Ссылаясь на исследования Л.Р. Зиндера, можно сделать вывод, что данная кривая показывает частоту, длительность и интенсивность звука. Однако спектральный анализ по осциллограмме провести нельзя, так как спектр на ней не отражен. На осциллографе может быть одновременно записано несколько сигналов, это делается для облегчения анализа результатов. Фиксируются сразу суммарный речевой сигнал через два шлейфа (низкочастотный и высокочастотный), колебания голосовых связок через ларингофон, прикрепляемый к шее испытуемого ниже щитовидного хряща, на уровне шейной ямки, и всегда - отметка времени, которую можно получить от генератора звуковых частот. Об особенностях артикуляции, а именно работе голосовых связок, способе образования гласных, придыхании и т. д., можно судить только косвенно, так как на осциллограмме записывается только акустический сигнал [1].

Спектр может быть мгновенным и текущим. Мгновенный спектр отражает особенности звука в данный момент времени, для его получения экспериментатор считывает с экрана спектрометра отдельные частотные составляющие и их интенсивность или же замеряет интенсивность при помощи вольтметра, после чего вычерчивает спектрограмму; можно получить спектрограмму, сфотографировав ее с экрана спектрометра. В текущем - изменение спектра во времени на протяжении данного звука речи или же некоей звуковой последовательности. Для получения текущего спектра в настоящее время широко применяется динамический спектрограф, именуемый «видимой речью», на котором степень интен-

54

сивности тени в спектрограмме пропорциональна интенсивности соответствующих составляющих спектра. Спектрограммы «видимая речь» наглядно показывают изменения, происходящие при переходе от одного звука к другому, а также на протяжении одного звука. «Видимая речь» позволяет снимать и мгновенный спектр, спектральный срез.

Данные, полученные в исследованиях Л.В. Щербы, Л.Р. Зиндера, Ю.С. Маслова и др., стали основой при создании разнообразных исследовательских программ, обеспечивающих высококачественный анализ звуков речи.

Одной из таких программ является Ware Assistant. Программа устанавливается на компьютер с современной операционной системой (Mac OS, Microsoft Windows, Linux и др.) так же для ее работы требуется микрофон и звуковые колонки.

При помощи такой программы можно выделить так называемые форманты или концентрации частот, т. е. появилась возможность разделить любой звук на составляющие его тоны. Появилась возможность охарактеризовать отдельные форманты, которые определяют тембр конкретного звука. Компьютерная картинка содержит гораздо больше информации, поскольку позволяет сопоставить оба способа регистрации акустических характеристик звуковой последовательности. Очень важно, что исследователь, глядя на спектр или осциллограмму, может одновременно и прослушать соответствующий участок анализируемого звука, и, изменяя определенные акустические параметры, следить за изменениями в звучании.

В спектре гласного звука выделяют обычно 3-4 форманты, 4-я зависит от тембра голоса произносящего звук, а 1-я и 2-я являются обязательными для всех носителей данного языка, их еще называют «постоянные». Самая низкая форманта связана с подъёмом языка, чем форманта ниже, тем звук более закрытый. Вторая форманта связана с рядом, в котором находится звук, чем форманта выше, тем звук оказывается более передним [4] .

В естественной речи гласные звуки произносятся, в большинстве случаев, в сочетании с согласными. Это явление влияет на артикуляцию гласного, а следовательно, и на его спектрально-временные характеристики. Воздействие соседнего согласного звука заметно на FI (на границе с согласным всегда ниже, чем на остальном участке гласного) и FII (зависит от активного действующего органа согласного и от качества гласного).

Если перед [а] стоит мягкий губной согласный, то FI начнется примерно со 250 Гц и поднимется до 600 Гц, а FII, наоборот, опустится с 2о0о Гц до 1500 Гц. Аналогичные явления мы увидим при взаимодействии [а], [о] с мягкими переднеязычными; [а], [о] с мягкими заднеязычными; [а], [о] с твердыми переднеязычными; [а] - с твердыми заднеязычными; [е], [о] с мягкими губными согласными.

Гласные по-разному изменяются в одинаковом соседстве: например, гласный [i] практически не имеет переходного участка, тогда как гласные [A], [o], [u] характеризуются значительными различиями переходного и стационарного участков.

По своим акустическим характеристикам сонанты наиболее близки к гласным, именно они имеют голосовой источник и четкую формантную структуру. Однако, в отличие от гласных под ударением, сонанты имеют

55

меньшую громкость, хотя в безударных же сонант может оказаться более интенсивным чем гласный [4].

На динамической спектрограмме слогов [pa], [ta], [ka] согласный представляется в виде короткого взрыва, поскольку глухая смычка реализуется акустически как пауза. При помощи шумового и голосового источника образуются звонкие взрывные согласные. На спектре слогов [ba], [da], [ga] регистрируется низкочастотные составляющие в области частоты основного тона голоса. В то время, когда включается шумовой источник, т. е. взрыв, появляются шумовые составляющие в широкой полосе частот, но их выраженность значительно меньше, чем у соответствующих глухих согласных.

По акустическим характеристикам мягкие взрывные согласные, глухие и звонкие, схожи с аффрикатами и щелевыми, так как характеризуются большой длительностью взрыва.

Более определенными частотными областями характеризуются глухие щелевые согласные, это связано с тем, что они образуются при участии турбулентного шумного источника. Если сравнить между собой спектры согласных [f, s, s(, x], можно выделить следующие характеристики: губно-зубной отличается очень слабой интенсивностью, двухфокусный шире на полосе частот, чем однофокусный, а заднеязычный отличается самой узкой по ширине и самой низкой по широте полосой усиленных частот [4].

Отличием звонких щелевых от глухих является появление низкочастотных составляющих и ослабление шумовых составляющих.

Наличие глухой смычки у аффрикатов в абсолютном начале не фиксируется, но затем возникает щелевая фаза, которая выражается как высокочастотный шум, похожий на шум соответствующих щелевых.

Поскольку между твердыми и мягкими согласными артикуляционные различия многообразны, то и акустическими признаками у них очень различны [4].

На данном этапе изучения акустического аспекта остается много открытых вопросов, использование компьютерных технологий дали новые возможности для реализации дальнейших исследований, в частности, для исследования состояния звукопроизношения у детей с речевой патологией... Можно предположить, что нарушения произносительной стороны речи будут отражаться на спектрограмме, что проявится в изменении внешнего вида формант. Это позволит стандартизировать существующие в логопедии методы диагностики, позволит сделать их более точными и статистически достоверными.

Список литературы

1. Зиндер Л.Р. Общая фонетика: учеб. пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1979. - 312 с.

2. Маслов Ю.С. Введение в языкознание: учеб. для филол. спец. вузов. -2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1987. - 272 с.: ил.

3. Савченко В.В. Информационная теория восприятия речи // Изв. высш. учеб. заведений России. Радиоэлектроника. - 2007. - № 6. - С. 3-9.

4. Бондарко Л.В. Звуковой строй современного русского языка: учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по специальности «Рус. яз. и литература». - M.: Просвещение, 1977.

56