О новом подходе к изучению голосовых волн у здорового взрослого человека | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 30 марта, печатный экземпляр отправим 3 апреля.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Валов, Г. Г. О новом подходе к изучению голосовых волн у здорового взрослого человека / Г. Г. Валов, Т. Г. Лысенко, А. В. Турченков. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 22 (102). — С. 242-244. — URL: https://moluch.ru/archive/102/23367/ (дата обращения: 19.03.2024).

 

Предлагается, записать звуковые сигналы букв русского алфавита А, Б, Д, Е, Ё, Ю, Я у здорового взрослого человека. Вокруг полученных голосовых волн описать многогранники. Кроме того, вписать в гребень и дно каждой голосовой волны угол. Рассчитать разницу в градусах между фазными и противофазными углами. После проведенной работы и анализа полученных данных. Было обнаружено, что голосовые волн двигаются в объёмном, универсальном голосовом канале зигзагообразно и заворачиваются в спираль вниз.

Ключевые слова: зигзагообразные, поперечные, продольно-угловые, спиралевидные голосовые волны человека, голосовой канал человека.

 

Изучением человеческого голоса ученые разных стран интересовались издавна. В середине 19 веке, в связи с развитием новых физиологических и акустических методов исследования стало возможным научное обоснование механизма голосообразования. Уже тогда было обнаружено, что речевой аппарат человека и механизм голосообразования чрезвычайно сложен. Несмотря на то, что в последние годы стали широко применяться при экспериментально-фонетических исследованиях новейшие цифровые аппаратно-программные комплексы и технологии. Многие особенности голосообразования человека, до настоящего времени остаются недостаточно изученными. До сих пор нет единой теории голосообразования [4]. Патогенез многих функциональных и патологических нарушений голоса человека неясен. В новейшее время для оценки и анализа различных параметров речи человека широко применяется спектральный (частотно — амплитудный) анализ, с быстрым преобразованием по Фурье. Но по, прежнему, остаётся много спорных моментов в оценке механизма голосообразования [2,5.].

Нами предлагается, проводить исследование голосовой волны человека по-новому. Для этого необходимо, после записи голосовых звуков букв русского алфавита на компьютер. В голосовой волне соединить прямыми линиями самые высокие и самые низкие точки. Описать вокруг голосовой волны многогранники. Затем, в фазные и противофазные голосовые волны вписать угол. Рассчитать разницу в градусах, между углами, вписанными в фазные и противофазные голосовые волны. Проанализировать полученные результаты, выявить каналы и описать их особенности. Определить направление движения голосовой волны.

В проводимых экспериментах использовался 4-ядерный ноутбук с программным обеспечением Windows-7, со встроенными в него микрофонами и динамиками. Получали записи спектрограмм звуковых сигналов при помощи адаптера. Была установлена простая в работе и в то же время функциональная при записи звука и работе с ним специальная программа редактор «Audaciti». C одной монодорожкой, частотой 44100 Гц и 32 bitfloat. Использовалась программы Joxi, редактор фотографий Photoshop.

Статистическая обработка велась по Боровикову В. П. и Сепетлиеву Д. Вычислялась простая средняя арифметическая выбранных величин. Измерения проводились в градусах и в сантиметрах [3,6.]. Широко применялся технический анализ [7.].

Для исследования были выбраны 7 буквы русского алфавита А, Б, Д, Е, Ё, Ю, Я. Отобраны в возрасте от 35 до 45 лет, 10 женщин и 10 мужчин. Без каких-либо соматических неврологических или психических расстройств.

Вначале, каждый из испытуемых, наклоняясь к ноутбуку, проговаривал трижды каждую из этих букв Записанные голосовые волны в «Audacity» приближались и раздвигались. Определялась середина голосовой волны. Справа и слева от середины голосовой волны выделялось по 5 самых высоких гребней и низов. На каждого из испытуемых, если считать по плоскости движения голосовой волны на экране, в среднем пришлось по 450 голосовых волн. Всё копировалось и отправлялось на скриншоты. Где проводилась их дальнейшая обработка. Прямыми продольными и поперечными линиями, в голосовой волне выбранных букв, соединялись все вершины А, а, В, в, С, с, Д, д, Ж, ж и низы К, к, Л, л, М, м, Н, н. О, о. Вокруг голосовых волн описывались многогранники. Формировались каналы голосовой волны, их различные виды и особенности [1.7.]. Характерные только для данной буквы. См. рисунок 1.

F:\КАНАЛ    А     06-11-2015 17-45-19.jpg

Рис. 1. Голосовые волны буквы А, описанные многогранниками

 

F:\К А Н А Л    Ю    10-11-2015 08-37-19.jpg

Рис. 2. Голосовые волны буквы Ю, описанные многогранниками

 

Анализируя полученные результаты можно сказать, что голосовые волны букв А, Б, Д, Е, Ё, Ю, Я двигаются в индивидуальном, объёмном голосовом канале дискретно, импульсами, комплексно. Каждая буква алфавита имеет свой индивидуальный, объёмный голосовой канал, характерный только для неё. Движение голосовой волны вдоль канала происходит не в одной плоскости, а зигзагообразно, то в поперечном, то в продольно-угловом направлении. То есть, образование букв у человека происходит не только в результате изменений, таких параметров голосовой волны как амплитуда и частота. Но также и в результате изменения направления движения голосовой волны в канале, внутри многогранника.

Кроме этого, нами была сделана попытка выяснить направление движение канала голосовой волны в выбранных буквах.

С этой целью было отобрано, начиная от середины, по 50 голосовых волн справа и 50 голосовых волн слева. На каждого их испытуемых пришлось по 300 голосовых волн. В каждую волну вписывался угол [1.]. Делалось это таким образом. Прямой линией соединяли дно (А) предыдущей голосовой волны с гребнем (В) соседней. Дальше гребень (В), соединяли прямой линией с дном (С), следующей голосовой волны. Затем дно (С), соединяли с последующим гребнем (Д). Получается два вписанных в голосовую волну угла, направленных в противоположную сторону (х, у). Один угол (х), вписанный вверх, в фазу волны (АВС), другой угол (у), вписанный вниз, в противофазу волны (ВСД). Такое построение углов нужно произвести подряд на всём протяжении изучаемого голосовой волны. Вписанные углы в фазе (х) и противофазе (у) измеряли в градусах. Полученные отдельно градусы фазных и противофазных углов, складывались между собой, на всём протяжение исследуемой голосовой волны. Затем, полученную сумму углов в градусах делили на количество измеренных углов. Получали простую среднюю арифметическую величину, отдельно фазных и противофазных углов в градусах. Затем, от простой средней арифметической величины в градусах, фазных углов, отнимали простую среднюю арифметическую величину в градусах, противофазных углов. То есть, получали простую среднюю арифметическую разницу в градусах между фазными и противофазными углами. См. рисунок 3.

C:\Users\Георгий\Documents\Я- скин   06-11-2015 14-17-29.jpg Я.jpg

Рис. 3. Вписанные в голосовую волну углы

 

После проведённой математической обработки полученных результатов и анализа полученных данных было обнаружено. В букве А противофазная волна была больше фазной на 1,1 градус. В букве Б больше на 8,1 градуса. В букве Д на 5.3 градуса. В букве Е на 3.7 градуса. В букве Ё на 4.5 градуса. В букве Ю на 3.4 градуса. В букве Я на 4.2 градуса. То есть, голосовые волны букв А, Б, Д, Е, Ё, Ю, Я. При движении, заворачиваются в спираль вниз по часовой стрелке.

Выводы: Предложенная методика исследования голосовых волн человека отличается новизной, относительной дешевизной, методической простотой, строгой математической обоснованностью. Позволит решать широкий круг насущных проблем, связанных со словообразованием. Применение её в логопедии, психологии, отоларингологии, нейрофизиологии, биоакустике обогатит наши знания о механизме словообразования.

 

Литература:

 

  1. Александров А. Д. Вернер А. Л. Рыжик В. И. Учебник по геометрии 10–11 класс. П. 2014г. С — 255.
  2. Бондарко Л. В. Осциллографический анализ речи. Текст / Л. В. Бондарко; ЛГУ, 1965г. — 45с.
  3. Боровиков В. П. Statistika. Искусство анализа данных на компьютере. 2-изд.: СПБ: Питер. 2003г.
  4. Жилкин. Н. И. О теориях голосообразования. // Мышление и речь. // — М.; 1963
  5. Сафонов. И. В. Спектральный анализ голоса в диагностике развития патологии речевого аппарата человека. // Методы компьютерной диагностики в биологии и медицине. // 2008: Материалы ежегодной Всероссийской научной школы семинара. — Саратов. Ун-та, 2008. С. 120–121.
  6. Сепетлиев Д. Статистика в медицинских научных исследованиях. Издательство: Медицина. Москва — 1968г.
  7. Швагер Джек. Технический анализ. Полный курс. — М.: Альпина Паблишер, 2001г. -768с.
Основные термины (генерируются автоматически): голосовая волна, градус, угол, волна, арифметическая величина, голосовая волна человека, голосовая волна букв А, объемный голосовой канал, прямая линия, русский алфавит А.


Ключевые слова

зигзагообразные, поперечные, продольно-угловые, спиралевидные голосовые волны человека, голосовой канал человека., голосовой канал человека

Похожие статьи

Анализ математических моделей речевого тракта

Введение. Речевой звук — звук, образуемый произносительным аппаратом человека с целью языкового общения.

Входной сигнал x(t) поступает от голосовых связок (природный генератор колебаний), проходит через N-е количество параллельно соединенных резонаторов...

Особенности распространения радиоволн на космических линиях...

Ключевые слова: эффект Доплера, доплеровский сдвиг, космические аппараты КА, ослабление сигнала, линия связи, «Вояджер-1».

Как известно, при наличии постоянного магнитного поля Земли, во время распространения в ионосфере волна расщепляется на две волны...

Система управления устройствами «умного дома»...

Распознавание речи — технология, использующая естественный для человека речевой интерфейс при взаимодействии с компьютерными системами.

Для преобразования голосового сообщения в текст, посредствами данного сервиса, необходимо записать...

О некоторых проблемах формирования певческого дыхания...

Голосовой аппарат человека представляет собой сложную систему.

Величина и форма детского голосового аппарата существенно отличается от взрослого. Процесс формирования голоса проходит в несколько этапов

Базовые принципы построения системы синтеза речи

Для этой части сигнала вычисляются среднее значение и дисперсия величин и , получая тем самым статистические характеристики шума.

Процесс заканчивается после получения нового значения для 4-го отсчёта j-й волны

Задача распознавания речи и выбор оптимального сервиса для...

В мире информационных технологий голосовое управление порождает новый способ

Речь — это звук, образуемый аппаратом человека, состоящий из шумов и тонов

Он позволяет распознавать спонтанную речь на русском, английском, украинском и турецком языках.

Оценка ослабления радиосигнала по методу идеальной...

Расстояние между линией визирования и наиболее высокой точкой профиля называют просветом и обозначают через H. Значение просвета считается положительным (открытая трасса), если линия

-разность хода прямой и отраженной волн, выражаемое через просвет Н

Определение физических параметров радиационных процессов...

− спектральное мультиплексирование каналов, при котором чувствительные элементы разнесены на различные длины волн

Величина нелинейного коэффициента преломления для кварцевых световодов принимает разные значения в зависимости от длины волны света...

Похожие статьи

Анализ математических моделей речевого тракта

Введение. Речевой звук — звук, образуемый произносительным аппаратом человека с целью языкового общения.

Входной сигнал x(t) поступает от голосовых связок (природный генератор колебаний), проходит через N-е количество параллельно соединенных резонаторов...

Особенности распространения радиоволн на космических линиях...

Ключевые слова: эффект Доплера, доплеровский сдвиг, космические аппараты КА, ослабление сигнала, линия связи, «Вояджер-1».

Как известно, при наличии постоянного магнитного поля Земли, во время распространения в ионосфере волна расщепляется на две волны...

Система управления устройствами «умного дома»...

Распознавание речи — технология, использующая естественный для человека речевой интерфейс при взаимодействии с компьютерными системами.

Для преобразования голосового сообщения в текст, посредствами данного сервиса, необходимо записать...

О некоторых проблемах формирования певческого дыхания...

Голосовой аппарат человека представляет собой сложную систему.

Величина и форма детского голосового аппарата существенно отличается от взрослого. Процесс формирования голоса проходит в несколько этапов

Базовые принципы построения системы синтеза речи

Для этой части сигнала вычисляются среднее значение и дисперсия величин и , получая тем самым статистические характеристики шума.

Процесс заканчивается после получения нового значения для 4-го отсчёта j-й волны

Задача распознавания речи и выбор оптимального сервиса для...

В мире информационных технологий голосовое управление порождает новый способ

Речь — это звук, образуемый аппаратом человека, состоящий из шумов и тонов

Он позволяет распознавать спонтанную речь на русском, английском, украинском и турецком языках.

Оценка ослабления радиосигнала по методу идеальной...

Расстояние между линией визирования и наиболее высокой точкой профиля называют просветом и обозначают через H. Значение просвета считается положительным (открытая трасса), если линия

-разность хода прямой и отраженной волн, выражаемое через просвет Н

Определение физических параметров радиационных процессов...

− спектральное мультиплексирование каналов, при котором чувствительные элементы разнесены на различные длины волн

Величина нелинейного коэффициента преломления для кварцевых световодов принимает разные значения в зависимости от длины волны света...

Задать вопрос