Эмоциональная речь: детерминированный хаос или нелинейный случайный процесс

Известия ЮФУ. Технические науки

Специальный выпуск

ние частот принятого сигнала и опорных будет минимально. Быстродействия современных процессоров вполне достаточно для приема дискретизированного по времени сигнала, генерирование двух опорных сигналов, перемножение входного сигнала с опорными, фильтрацию и извлечение корня квадратного из суммы квадратов, причем по нескольким каналам.

УДК 53.072.11:534.222

Ю.С. Перервенко, И.Б. Старченко

ЭМОЦИОНАЛЬНАЯ РЕЧЬ: ДЕТЕРМИНИРОВАННЫЙ ХАОС ИЛИ НЕЛИНЕЙНЫЙ СЛУЧАЙНЫЙ ПРОЦЕСС

Анализ временных рядов методами нелинейных динамических систем приобретает все более широкое распространение в различных областях знания. Речевой тракт человека, в котором формируется речевой сигнал, можно считать нелинейной системой по следующим механико-физиологическим причинам [1]: наличие турбулентных потоков в голосовом тракте; нелинейность нервно-мышечных процессов на уровне голосовых связок и гортани; возникновение нелинейных связей между различными частями голосового тракта во время воспроизведения речи; нелинейный отклик нервно-мышечной системы на раздражители (отклик на электрические импульсы); наличие нелинейных связей между элементами фонетической системы, т.е. обратной связи.

Были использованы следующие методы нелинейного анализа, чтобы выяснить, является ли процесс хаотическим или случайным: рекуррентные графики (формальная характеристика); корреляционный интеграл (рис.) (корреляционная размерность); отображение Пуанкаре и спектр Ляпунова. Проведен анализ записи речевого сигнала для разных полярных эмоциональных состояний, из которой была выделена ударная гласная «О» (как наиболее информативный звук). Нелинейный анализ с использованием пакетов Ба1ар1оге и Т18ЕЛЫ 2.1 выявил, что речевой сигнал может рассматриваться как хаотический процесс (рис. 1,б,в), но в некоторых случаях характеристики близки к шуму (рис. 1,а).

Секция акустической и медицинской техники

Рис. 1. Корреляционный интеграл для ударной гласной «О» для различных эмоциональных состояний: а — радость; б — отвращение; в — спокойствие; г — система Лоренца — эталон хаотической системы

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Grigoras F., Apopei V., Teodorescu H.-N. Nonlinear Analysis and Synthesis Of Speech. -http://www.ici.rO/ici//revista/sic1998_1/art05.html.

УДК 534.222.2

В.Ю. Волощенко

ВОПРОСЫ СОЗДАНИЯ УСТРОЙСТВ ДЛЯ РАЗЛИЧЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРАНИЦ РАЗДЕЛА И ПОДВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ПО ФАЗОВЫМ ПРИЗНАКАМ ЭХОСИГНАЛОВ

Одной из актуальных проблем гидроакустики является классификация объектов в водной среде. Классификацию отражающих поверхностей лоцируемых объектов можно произвести, используя комплексную частотную характеристику коэффициента отражения для данных поверхностей Котр^о^Котр^о^хр^^о)], где Котрр(ю) - модуль коэффициента отражения для звукового давления, зависимость величины которого от частоты w=2nf излучаемого сигнала дает амплитудночастотную характеристику (АЧХ) объекта, 9R(w) - фазовый сдвиг, приобретаемый акустическим сигналом при отражении от поверхности, совокупность значений которого от частоты w акустического сигнала дает фазочастотную характеристику (ФЧХ) объекта.

Пусть в среду лоцирования антенной локатора излучаются два акустических сигнала S1(t) = S1xcos(w1t + a1), S2(t) = S2xcos(w2t + a2), где a1, w1= 2f и a2, w2= 2n(2f1) - начальные фазы и циклические частоты для соответствующих акустических сигналов. Если отражающая поверхность находится на удалении z, то через время t1 к приемной антенне (без учета затухания и расширения фронта волны) придут эхо-сигналы SЭ1=КоxpР1(w1)xS1cos[(w1t1 - 2k1 z + a1 + jR1(w1)], S^= КоxpР2(w2)xS2cos[(w2t1 - 2k2 z + a2 + jR2(w2)], где k1 = 2я/11 = w1/c0 и k2 = 2p/12 = w2/c0 - волновые числа для соответствующих сигналов с частотами f1 и f2; c0 - скорость звука в воде; К^и^), jR1(w1) и К^^о^), jR2(w2) - величины модулей коэффициентов отражения и приобретаемого фазового сдвига для звукового давления акустических сигналов при отражении от облучаемой поверхности. По-