Кіріспе

Сөйлеу өндірісіндегі фонетикалық резонанстың спектрі немесе оның ең жоғары нүктесі

Сөйлеу ғылымы мен фонетикада формат – адамның дауыс жолының акустикалық резонансынан туындайтын кең спектрлік максимум. Акустикада формат әдетте кең шың немесе жергілікті максимум ретінде анықталады. Гармоникалық дыбыстар үшін, осы анықтама бойынша, форматтың жиілігі кейде резонанспен ең күшейтілген гармонияның жиілігі ретінде қарастырылады. Бұл екі анықтаманың арасындағы айырмашылық – "форматтар" дыбыстың өндірілу механизмін сипаттай ма, әлде өндірілген дыбыстың өзін сипаттай ма деген сұраққа байланысты. Іс жүзінде, спектрлік шыңның жиілігі байланысты резонанстық жиіліктен сәл өзгеше болады, егер ғана гармоникалар сәттілікпен резонанстық жиілікке сәйкес келсе немесе дыбыс көзі көбінесе гармоникалық емес болса, мысалы, сыбырлау мен дауыссыз үн шығару сияқты жағдайларда. Бөлмеде, оның резонанстарына байланысты, яғни дыбыстың қабырғалар мен заттардан шағылысуына байланысты, сол бөлмеге тән форматтар болуы мүмкін. Мұндай бөлме форматтары белгілі бір жиіліктерді күшейте және басқаларын сіңіре отырып, өзін-өзі нығайтады, мысалы, Альвин Люсье өзінің "Мен бөлмеде отырмын" атты шығармасында осыны пайдаланған. Акустикалық цифрлық сигналды өңдеуде форматтар жиынтығының (мысалы, бөлме) сигналға тигізетін әсерін импульстік жауап арқылы көрсетуге болады. Сөйлеуде де, бөлмелерде де форматтар кеңістіктің резонанстарын сипаттайтын ерекше белгілер болып табылады. Олар дыбыс көздерімен, мысалы, дауыспен қозғалады, көздердің дыбыстарын қалыптастырады (сүзейді), бірақ олардың өзі көздер емес.

Тарих

Акустикалық тұрғыдан алғанда, фонетика дауыстық жолдың тиімді ұзындығы дауыстыларды өзгертеді деген идеямен күрделі мәселеге тап болды. Шындығында, дауыстық жолдың ұзындығы өзгере қалса, ауыз қуысымен қалыптасқан барлық акустикалық резонанстар, сондай-ақ олардың резонанстық жиіліктері де пропорционалды түрде өзгереді. Сондықтан, әртүрлі дауыстық жол ұзындығына ие сөйлеушілер – мысалы, бас және сопрано әншілері – бір фонетикалық санатка жататын дыбыстарды қалай шығара алады, ал дауыстылар жиілікке қалай байланысты бола алады деген сұрақ туындады. Дауыстыларды анықтайтын спектрлік ақпаратты нормализациялаудың бір жолы болуы керек еді. Герман 1894 жылы осы мәселенің шешімін ұсынды және «формант» терминін енгізді. Оның пікірінше, дауысты – бұл ерекше акустикалық құбылыс, ол ерекше жартылай толқынның немесе «форманттың» немесе «сипаттамалық белгінің» үзіліссіз туындауына байланысты. «Форманттың» жиілігі дауыстының мәнін өзгертпей, сәл өзгеруі мүмкін. Мысалы, «ұзын е» (ee немесе iy) үшін ең төменгі жиілікті «формант» тіпті бір адамда 350-ден 440 Гц-ке дейін ауытқуы мүмкін.

Форманттық бағалау

Форманттар, олар дауыстық жолдың акустикалық резонанстары ретінде көріне ме, немесе сөйлеу спектріндегі жергілікті максимумдар ретінде, жолақты өткізу сүзгілері сияқты, олардың жиілігімен және спектрлік енімен (жолақты енімен) анықталады. Осы ақпаратты алудың әртүрлі әдістері бар. Формант жиіліктері, акустикалық анықтамасы бойынша, дыбыстың жиілік спектрінен спектрограмма (суретте) немесе спектрлік анализаторды пайдалану арқылы есептелуі мүмкін. Дегенмен, сөйлеу жазбасынан дауыстық жолдың акустикалық резонанстарын (яғни, форманттардың сөйлеудегі анықтамасын) бағалау үшін сызықтық болжамды кодтау қолданылуы мүмкін. Орташа тәсіл – негізгі жиілікті жою арқылы спектрлік қабықты алу, содан кейін ғана спектрлік қабықтағы жергілікті максимумдарды іздеу.

Құрастыру учаскелері

Бірінші екі формат дауыстылардың сапасын анықтау үшін маңызды және олар жиі ашық/жабық (немесе төмен/жоғары) және алдыңғы/артқы өлшемдерге сәйкес келеді (әдетте тілдің пішіні мен орналасуымен байланысты). Осылайша, бірінші формат F1 ашық немесе төмен дауыстыға жоғары жиілікте, мысалы, және жабық немесе жоғары дауыстыға төмен жиілікте, мысалы, ; ал екінші формат F2 алдыңғы дауыстыға жоғары жиілікте және артқы дауыстыға төмен жиілікте, мысалы, . Дауыстылардың көбінесе төрт немесе одан да көп ерекшеленетін форматтары болады, кейде алтыдан да астам. Дегенмен, дауысты сапасын анықтауда ең маңыздысы – алғашқы екі формат, және олар көбінесе дауысты диаграммаларында бір-біріне қарсы кестеленеді, бірақ бұл оңайлату дауысты сапасының кейбір аспектілерін, мысалы, дөңгелектеуді толыққанды көрсетпейді. Көптеген авторлар форматтық кестелердегі дауыстылардың орналасуын дәстүрлі дауысты төртбұрышпен оңтайлы сәйкестендіру мәселесін қарастырды. Ладефогедтің пионерлік жұмысы Мель шкаласын қолданды, себебі бұл шкала Гертцте өлшенген негізгі жиіліктің акустикалық өлшеміне қарағанда, естілу жиілігіне жақын деп есептелді. Мель шкаласына екі балама бар: Барк шкаласы және ERB шамасы. Тағы бір кең таралған тәсіл – көлденең осьте F2-ні емес, F1 мен F2 арасындағы айырманы кестелеу.

Әншінің форматы

Оқытылған сөйлеушілер мен классикалық әншілердің, әсіресе еркек әншілердің жиілік спектрін зерттеулер 3000 Гц шамасындағы (2800 және 3400 Гц аралығында) қалыпты сөйлеуде немесе оқымаған сөйлеушілер мен әншілердің спектрінде кездеспейтін анық формантты көрсетеді. Ол дауыс жолдарының бір немесе бірнеше жоғары резонанстарымен байланысты деп саналады. 3000 Гц-тегі энергияның артуы әншілердің оркестрдің шуылында да естіліп, түсінілуін қамтамасыз етеді. Бұл формант дауыстық жаттығулар арқылы белсенді дамытылады, мысалы, voce di strega немесе "бірқараған дауысы" деп аударылатын жаттығулар арқылы, және дауыс жолының бөлігі резонатор ретінде жұмыс істеуі нәтижесінде пайда болады. Классикалық музыкада және вокалдық педагогикада бұл құбылыс сквильо деп те белгілі.