Caracteristicas Acusticas de Sonidos Del Habla

Las caractersticas acsticas de los sonidos del habla


La onda sonora

La onda simple La onda compuesta

La resonancia y los formantes La clasificacin acstica de los sonidos del habla

El modelo de la fuente y el filtro Clasificacin acstica de los sonidos del habla en funcin de la fuente y el filtro

Las caractersticas acsticas de los elementos segmentales Los elementos suprasegmentales

La onda sonora

La onda sonora simple

El resultado del paso del aire por la glotis es la emisin de una serie de sucesivas bocanadas de aire al ritmo de abertura y cierre de las cuerdas vocales

Para la produccin de la onda sonora las molculas de aire deben entrar en vibracin, lo que se consigue por su paso a travs de los pliegues voclicos

Movimiento vibratorio de una molcula de aire:

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El ciclo de un movimiento vibratorio

Fuerza que desplaza la molcula Alejamiento de la posicin inicial de reposo Vuelta a la posicin de partida debido a la elasticidad Desplazamiento hacia el lado contrario por inercia Vuelta a la posicin inicial



BORDEN, G.J. - HARRIS, K.S. (1980) Speech Science Primer. Physiology, Acoustics and Perception of Speech. Baltimore: Williams & Wilkins.

Amplitud del movimiento vibratorio: distancia entre la posicin de reposo y el punto de mximo desplazamiento. La amplitud se cuantifica en unidades de presin desde el punto de vista fsico o en unidades de intensidad (Decibelios, dB) desde el punto de vista perceptivo Duracin del movimiento vibratorio: depende de la fuerza aplicada inicialmente y de la resistencia que ofrezca el medio en el que se produce la vibracin. La duracin de los sonidos del habla se cuantifica en milisegundos (ms) El movimiento de vaivn se repite diversas veces a lo largo del tiempo, dando lugar a un sonido peridico caracterizado por la repeticin de una serie de ciclos



Frecuencia de un movimiento vibratorio: nmero de veces que se va de la posicin de reposo (A) al punto de separacin mxima respecto a esta posicin (B), se vuelve al punto de reposo (C), se llega de nuevo al punto de separacin mxima (D) y se vuelve a la posicin de reposo (E), es decir nmero de ciclos por unidad de tiempo.

La onda sonora es el resultado de la vibracin de las molculas del aire, y puede definirse en funcin de su amplitud, su frecuencia y del tiempo durante el cual se lleva a cabo el movimiento



KENT, R.D.- READ, Ch. (1992) The Acoustic Analysis of Speech. London - San Diego: Whurr Publishers - Singular Publishing Group.

La onda sonora compuesta

La onda sonora producida en la glotis corresponde al tipo de sonidos denominados compuestos o complejos, consistentes en la superposicin de varias ondas simples (tonos puros) como las mostradas hasta ahora

Una onda sonora compuesta es la suma de las ondas sonoras simples que la componen

(S. Heller, Talking Machines, HyperCard Stack, 1991)




Fundamental (F0): onda sonora simple de frecuencia ms baja entre las que forman una onda sonora compleja Armnicos: resto de componentes de una onda sonora compleja

Unidades de medida

Frecuencia: la unidad de medida de frecuencia es el Hercio (Hz), equivalente a un ciclo por segundo

La frecuencia del fundamental corresponde a la frecuencia de abertura y cierre de las cuerdas vocales

Aproximadamente 100 Hz (100 veces por segundo) en hombres Aproximadamente 250 Hz en las mujeres

La representacin oscilogrfica (oscilograma) muestra la evolucin de la amplitud a lo largo del tiempo

La representacin espectral (espectro) muestra la amplitud de cada uno de los armnicos en un momento en el tiempo



La resonancia y los formantes

El espectro de la onda sonora tal como se produce en la glotis presenta una amplitud descendente en los armnicos a medida que aumenta la frecuencia



Espectro de la onda sonora producida por las cuerdas vocales LIEBERMAN, P.- BLUMSTEIN, S.E. (1988) Speech Physiology, Speech Perception and Acoustic Phonetics. Cambridge: Cambridge University Press (Cambridge Studies in Speech Science and Communication).

El paso de la onda sonora por las cavidades supraglticas modifica la amplitud de los armnicos debido al fenmeno de la resonancia http://liceu.uab.es/~joaquim/phonetics/fon_anal_acus/fon_acust.html (10 de 27)12-08-2006 15:09:03


Efecto del filtro sobre la fuente LIEBERMAN, P.- BLUMSTEIN, S.E. (1988) Speech Physiology, Speech Perception and Acoustic Phonetics. Cambridge: Cambridge University Press (Cambridge Studies in Speech Science and Communication).

La resonancia consiste en la modificacin de la amplitud de los armnicos de un sonido complejo ejercida por la cavidad en la que se produce la vibracin de las molculas de aire

Por regla general, las cavidades pequeas refuerzan la amplitud de los armnicos de frecuencia alta - por este motivo percibimos un sonido agudo en el caso del violn -



Las cavidades grandes refuerzan la amplitud de los armnicos de frecuencia baja - con lo que, como en el caso de los contrabajos, obtenemos sonidos percibidos como graves -

En las cavidades supraglticas la amplitud de los armnicos de la onda sonora procedente de la glotis queda alterada en funcin de la posicin adoptada para la articulacin de cada sonido

Especialmente en el caso de los sonidos peridicos complejos, se refuerza la amplitud de grupos de armnicos situados alrededor de una determinada frecuencia, configurndose as los formantes

Configuracin de las cavidades supraglticas en la vocal anterior [i] y en la posterior [u]

En la vocal anterior [i] el adelantamiento de la lengua crea una cavidad anterior al punto de constriccin de tamao relativamente pequeo, mientras que la cavidad posterior a este punto presenta un tamao mayor. Esto se refleja en un espectro con primer un formante de frecuencia baja - relacionado con la cavidad posterior - y un segundo formante de frecuencia alta - relacionado con la cavidad anterior -



En la vocal posterior [u], el punto de constriccin, situado en la zona velar, crea dos cavidades grandes, una anterior - a la que contribuye tambin el adelantamiento de los labios - y otra posterior. Esto se refleja en el espectro de [u], que presenta dos formantes de frecuencia baja

Desde el punto de vista acstico las vocales se diferencian por la frecuencia a la que se encuentran esas zonas de armnicos de amplitud reforzada por accin de la resonancia de las cavidades supraglticas o formantes

(S. Heller, Talking Machines, HyperCard Stack, 1991)




La presencia de formantes es caracterstica de todos aquellos sonidos que se producen con resonancia en el tracto vocal como las vocales, las nasales o las laterales

En los sonidos como las fricativas sordas la turbulencia en la corriente de aire creada por el estrechamiento en el punto en que se produce la



constriccin tiene como resultado un sonido que en trminos acsticos puede describirse como un sonido aperidico continuo La falta de periodicidad - debido a que no se da vibracin de las cuerdas vocales - se manifiesta en un espectro sin armnicos

En la produccin de los sonidos aperidicos se observa igualmente una influencia del volumen de las cavidades supraglticas en funcin del lugar en el que se produce la constriccin

La clasificacin acstica de los sonidos del habla puede resumirse de la forma siguiente:

Sonidos peridicos compuestos o complejos Vibracin de las cuerdas vocales (frecuencia del fundamental, F0) y resonancia (armnicos) vocales, nasales, laterales

Sonidos aperidicos impulsionales Cierre y explosin en el tracto vocal oclusivas

Sonidos aperidicos continuos Friccin en el tracto vocal fricativas



Existe una relacin directa entre las caractersticas acsticas de los sonidos del habla y el modo de produccin



Produccin Parmetros acsticos

Frecuencia de vibracin de las cuerdas vocales Frecuencia del fundamental

Configuracin de las cavidades supraglticas Composicin espectral

Fuerza espiratoria Amplitud

Duracin de la espiracin Tiempo

La clasificacin acstica de los sonidos del habla

El modelo de la fuente y el filtro

El aparato fonador puede considerarse en trminos de una fuente - el lugar donde se produce la corriente de aire indispensable para la produccin del sonido - y un filtro - el conjunto de cavidades que, por el fenmeno de la resonancia, modifican las caractersticas de la fuente -



Modelo de la fuente y el filtro LIEBERMAN, P.- BLUMSTEIN, S.E. (1988) Speech Physiology, Speech Perception and Acoustic Phonetics. Cambridge: Cambridge University Press (Cambridge Studies in Speech Science and Communication).

Caractersticas de la fuente

Sonidos con una fuente peridica: producidos con vibracin de las cuerdas vocales



Espectro de la onda sonora producida por las cuerdas vocales LIEBERMAN, P.- BLUMSTEIN, S.E. (1988) Speech Physiology, Speech Perception and Acoustic Phonetics. Cambridge: Cambridge University Press (Cambridge Studies in Speech Science and Communication).

Sonidos con fuente aperidica: impulsiones producidas por una explosin en algn punto del tracto vocal o sonidos http://liceu.uab.es/~joaquim/phonetics/fon_anal_acus/fon_acust.html (21 de 27)12-08-2006 15:09:03


aperidicos continuos causados por una friccin

La estructura del aparato fonador humano permite combinar esas dos fuentes simultneamente: por ejemplo, las consonantes fricativas sonoras se producen mediante con una fuente peridica - la vibracin de las cuerdas vocales - combinada con una fuente aperidica - la turbulencia en el lugar de constriccin -

Caractersticas del filtro

Las cavidades supraglticas modifican la amplitud de los armnicos de la fuente por efecto de la resonancia. Este efecto es equivalente al de un filtro que permite el paso de determinados elementos y, en cambio, obstruye el de otros

El concepto de filtro LIEBERMAN, P.- BLUMSTEIN, S.E. (1988) Speech Physiology, Speech Perception and Acoustic Phonetics. Cambridge: Cambridge University Press (Cambridge Studies in Speech Science and Communication).



Efecto del filtro sobre la fuente LIEBERMAN, P.- BLUMSTEIN, S.E. (1988) Speech Physiology, Speech Perception and Acoustic Phonetics. Cambridge: Cambridge University Press (Cambridge Studies in Speech Science and Communication).

La funcin de transferencia (o funcin de filtro): descripcin matemtica de las caractersticas de las cavidades de resonancia en funcin de los armnicos que amplifican o reducen



Funcin de transferencia del tracto vocal LIEBERMAN, P.- BLUMSTEIN, S.E. (1988) Speech Physiology, Speech Perception and Acoustic Phonetics. Cambridge: Cambridge University Press (Cambridge Studies in Speech Science and Communication).



El modelo de la fuente y el filtro BORDEN, G.J. - HARRIS, K.S. (1980) Speech Science Primer. Physiology, Acoustics and Perception of Speech. Baltimore: Williams & Wilkins.

El filtro puede considerarse como fijo en los sonidos durante la produccin de los cuales no se altera la forma de la cavidad de resonancia - por ejemplo en las vocales -

El filtro puede considerarse como variable cuando necesariamente tiene que producirse un cambio, como en el caso de las oclusivas que constan de una fase de oclusin y otra de explosin

La resonancia puede darse en la cavidad oral o en la cavidad nasal, en funcin de la posicin de la vula cerrando o abriendo el paso de la corriente del aire hacia las fosas nasales

Clasificacin acstica de los sonidos del habla en funcin de la fuente y el filtro

Fuente Filtro Clase de sonidos

Peridica Fijo, oral vocales orales

Aperidica continua Fijo, oral fricativas sordas

Aperidica impulsional Variable, oral oclusivas sordas

Aperidica continua + peridica Fijo, oral fricativas sonoras



Aperidica impulsional + peridica Variable, oral oclusivas sonoras

Aperidica impulsional + peridica Variable, nasal nasales

Aperidica continua + peridica Variable, oral laterales y vibrantes

Adaptado de LANDERCY, A.- RENARD, R. (1977) lments de phontique. Mons / Bruxelles: Centre International de Phontique Applique / Didier.

Las caractersticas acsticas de los elementos segmentales

Vocales

Oclusivas orales

Oclusivas nasales

Fricativas

Laterales

Vibrantes

Los elementos suprasegmentales



Bibliografa

Las caractersticas acsticas de los sonidos del habla Joaquim Llisterri, Universitat Autnoma de Barcelona http://liceu.uab.es/~joaquim/phonetics/fon_anal_acus/fon_acust.html Last modified: 19/03/06 21:48


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