Об использовании акустических показателей речи в диагностике психоэмоциональных состояний

было предложено в книге «Что такое предикат?» [1: 26-33].

32. Ширяев Е.Н. Односоставное предложение //

Русский язык: Энциклопедия. М., 1979.

С. 173-174.

33. Золотова Г.А. Очерк функционального синтаксиса русского языка. М., 1973. С. 157 и сл.

34. Трубецкой НС. Основы фонологии. М., 1960.

35. Руделев В.Г. Теория нейтрализации. Некоторые результаты. Перспективы развития //

Теория нейтрализации: Сб. ст. под ред. В.Г. Ру-делева. Тамбов, 1980. С. 3-10. Его же. Синтаксис глазами фонолога // Исследования по семантике: Семантические аспекты синтаксиса: Межвуз. сб. Уфа, 1985. С. 11-18. Его же. Открытие, не осмысленное веком [A discovery that has not received all consideration it deserved] // Лингвистика на исходе XX века: Итоги и перспективы: Тез. Междунар. конф. М., 1995. Т. II. С. 446-447.

ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ АКУСТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РЕЧИ В ДИАГНОСТИКЕ ПСИХОЭМОЦИОНАЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ

Ю.А. Агарков, М.Д. Козина, В.Н. Косырев

Agarkov Y.A., Kozina M.D., Kosyrev V.N. On the use of acoustic characteristics of speech in diagnosing psycho-emotional states. A hypothesis was tested that when encoding non-verbal information, acoustic means, normally combining with each other, form a kind of patterns which can be used to determine the speaker’s psycho-emotional state. Significant correlation was revealed between acoustic characteristics of speech (such as its rate, voice loudness, average time and frequency of pauses and periods of active speaking) and various psycho-emotional states.

Проблема различения видов эмоциональных состояний человека на основе акустических характеристик речи представляет интерес, как в теоретическом, так и в прикладном отношениях. Задачи определения эмоционального состояния человека по звучанию его голоса актуальны в различных сферах деятельности. Например, в экстремальных условиях (космонавты, спасатели, спелеологи), когда говорящий находится вне зоны видимости; в ситуации судебно-психо-логической экспертизы, когда подозреваемый отказывается от своих прежних показаний, утверждая, что они были даны под давлением следственных органов; в психиатрической практике в случаях симулирования эмоциональных расстройств пациентами и так далее.

Анализ эмоционального состояния говорящего обычно базируется на двух составляющих звучащей речи: вербальной (семантической) и невербальной (экстралингвисти-ческой). Однако в экспертной практике ориентация на смысловую сторону сообщения при определении состояния говорящего не вполне надежна из-за возможных мотивационных искажений. Гораздо труднее управлять тонкими эмоциональными модуляциями в голосе, на это способен далеко не каждый человек, поскольку в большинстве своем они

спонтанны и непроизвольны. И не каждый эксперт обладает способностью «прочитывать» эмоциональное состояние по акустическим характеристикам. Есть попытки создания машин, идентифицирующих эмоциональное состояние человека на основе динамики основного тона [1], на базе оценки темпоритмических характеристик речи [2].

До недавнего времени исследователей интересовали лишь вербальные характеристики речи. Однако в последние годы именно экстралингвистические свойства речи, в частности ее эмоциональный компонент, вызывают возрастающий интерес специалистов. Изучением акустических средств эмоциональной выразительности речи занимались В.П. Морозов, В.И. Галунов [3], известно исследование динамики показателей темпа речи у больных депрессией Н.А. Еращенко [4] и другие. Ученые все больше сходятся во мнении, что эмоциональный компонент системы звуковой невербальной коммуникации человека дает наиболее точную информацию об эмоциональном состоянии говорящего, его отношении к предмету разговора и слушателю. Он рассматривается в аспекте следующих основных свойств и особенностей невербальной коммуникации, отличающих ее от вербальной:

1) большая эволюционная древность, по сравнению со словом;

2) психофизиологическая обособленность и относительная независимость от слова, непроизвольность и в значительной мере неосознанность, благодаря чему появляется возможность адекватного восприятия человеком многих видов невербальной коммуникации вне зависимости от семантического значения слова (идентификация эмоционального состояния, пола, возраста и так далее);

3) всеобщая универсальность, понятность и независимость от языковых барьеров;

4) особая обеспеченность акустическими средствами кодирования и физиологическими механизмами декодирования.

Акустические средства выражения эмоций голосом поражают бесконечным разнообразием красок, оттенков, индивидуальных особенностей, вместе с тем они подчиняются внутренним закономерностям. Психофизиологическим основанием универсальности языка эмоций является зависимость характера издаваемого человеком звука от физиологического состояния организма говорящего, испытывающего ту или иную эмоцию, в частности от состояния органов голосообразо-вания [5]. Понятность языка эмоций основана на сходстве у всех людей основных физиологических процессов, сопряженных с эмоциями. Попытки статистической обработки акустических признаков различных эмоций показали, что они достаточно надежно отличаются друг от друга [2].

Рассмотрим основные акустические признаки, которые могут нести информацию об эмоциональном состоянии человека:

1) Сила голоса, она зависит от двух переменных: силы и высоты звука. Сила звука определяется амплитудой колебаний, высота -их частотой. Динамика силы звука во времени - важное акустическое средство кодирования невербальной информации.

2) Тембр голоса, который определяется соотношением частот и их гармоник. Физическим эквивалентом тембра голоса является спектр звука, то есть графическое отображение частотного (обертонового) состава голоса. Если на спектре звука имеется достаточно острый пик, то такой звук воспринимается на слух как тон соответствующей высоты, а остальные составляющие определяют его окраску.

3) Интонация. Частота основного тона говорящего воспринимается на слух как высота голоса, а ее изменение во времени - как интонация.

4) Темпоритмические характеристики речи - это ее скорость, время и частота пауз.

В рамках выбранной темы было проведено исследование, целью которого было выделение и факторизация инвариантных акустических признаков, ответственных за эмоциональную окраску речи человека и свидетельствующих о том или ином психоэмоциональном состоянии говорящего.

Гипотезой исследования стало предположение о том, что акустические средства при кодировании невербальной информации, закономерно сочетаясь друг с другом, образуют своего рода паттерны, по которым можно определять психоэмоциональное состояние говорящего. Или, говоря языком математики, существуют значимые корреляционные связи между определенными акустическими показателями и психоэмоциональными состояниями, в том числе неблагоприятными.

В качестве испытуемых выступили студенты-психологи института психологии и педагогики Тамбовского государственного университета имени Г.Р. Державина (20 человек) в возрасте 19-20 лет - все женского пола и примерно одинаковой комплекции.

Методика исследования включала модифицированный В.А. Доскиным и В.А. Лаврентьевой тест САН [6], где психоэмоциональное состояние оценивалось по пяти шкалам (психическая активация, эмоциональный тонус, напряжение, интерес, комфортность), и тест Спилбергера [7] на ситуативную и личностную тревожность. Затем им давались следующие задания: 1) рассказать о своем самочувствии в данный момент; 2) вспомнить и рассказать о каком-нибудь приятном моменте своей жизни; 3) вспомнить и рассказать о каком-нибудь неприятном моменте своей жизни. Речевые пробы записывались на компьютер, с помощью специально разработанного (Ю.А. Агарков) программного обеспечения. При этом определялись и анализировались следующие параметры звукового сигнала:

1. средняя скорость говорения (слогов в секунду);

2. амплитуда или сила голоса;

3. средняя продолжительность и частота пауз;

4. среднее время и частота периодов говорения.

При обработке результатов использовался метод корреляционного анализа, причем наиболее информативная картина получилась, когда для анализа брались не пять итоговых шкал теста самооценки психоэмоционального состояния (САН), а 20 исходных конструктов, по которым испытуемые непосредственно оценивали свое состояние.

Анализ и интерпретация полученных результатов. Сравнительный анализ второй и третьей речевых проб (рассказ о приятном и неприятном событии) при помощи метода гистограмм по исследуемым параметрам и интонационным рисункам показал, что во время рассказа о приятном событии речь была более вариативна, имела выраженные индивидуальные особенности, различные интонационные рисунки, отличалась ритмичностью, имела меньшее количество и время пауз, большую частоту говорений и большую громкость. Напротив, при рассказе о неприятном событии речь отличалась монотонностью, меньшей вариативностью, имела большое количество пауз, была тихой, не имела четкого ритмического рисунка и так далее.

Корреляционный анализ показал следующие значимые связи (г > 0,44 при р < 0,05) между акустическими параметрами и психоэмоциональными состояниями говорящего:

- Скорость речи положительно коррелирует с напряжением, возбуждением, общей психической активностью, желанием работать; отрицательно - с подавленностью и утомлением.

- Амплитуда или сила голоса положительно связана с активностью, хорошим настроением, желанием работать; отрицательно

- с пассивностью, подавленностью, утомлением. Преобладание высоких амплитуд говорит также о высокой личностной и ситуативной тревожности.

- Время пауз увеличивается в состояниях сонливости, вялости, утомления, подавленности; уменьшается при возрастании активности и хорошем настроении.

- Частота пауз связана с вялостью, желанием отдохнуть, утомлением, пассивностью, подавленностью; уменьшается при бодрости и хорошем настроении.

- Среднее время периодов говорения увеличивается при желании работать и уменьшается при напряженности.

- Частота периодов говорения увеличивается при желании работать, активности, бодрости; уменьшается при усталости и печали.

Итак, выдвинутая нами гипотеза подтвердилась. Исследование показало, что отдельные акустические показатели (тем более их совокупность) могут быть достаточно информативными для определения психоэмоционального состояния человека. При этом они значимо {г > 0,44 при р < 0,05) различаются при разных психоэмоциональных состояниях - благоприятных и неблагоприятных.

1. Галунов В. И., Манеров В.Х. Устройство для определения эмоционального состояния по речевому сигналу. 1981. АС № 793575.

2. Морозов В.П. Язык эмоций в жизни и науке // Язык эмоций, мозг и компьютер. М., 1989.

3. Морозов В.П. Психоакустические аспекты восприятия речи // Механизмы деятельности мозга. М., 1988.

4. Еращенко Н.А. Динамика показателей темпа речи в процессе лечения депрессивных состояний // Методическое и техническое обеспечение психофизиологического эксперимента. М., 1993.

5. Морозов В.П. Биофизические основы вокальной речи. М.; Л., 1977.

6. Практикум по общей и экспериментальной психологии: Учеб. пособие. Л., 1987.

7. Елисеев О.П. Практикум по психологии личности. С.-Пб., 2001.