Статья: Влияние типа ударения и позиции гласного во фразе на ширину его формант

Тип ударения и фразовая позиция гласного оказывают статистически достоверное влияние на ширину всех четырех формант: F(8, 222) = 10,759; р = 0,0000; при этом значения критерия Фишера ^ 8, 222) и р-значения для оценки влияния типа ударения на ширину формант гласного [а] Fand p-values to evaluate stress type impact on the bandwidths of the vowel [a]

Рис. 2. Ширина формант гласного [а], произнесенного с нейтральным и эмфатическим ударением в различных позициях во фразе (диктор ХТ)

Fig. 2. Formant bandwidths of the Russian vowel [a] uttered with neutral and emphatic stresses in various phrasal positions (speaker KhT)

Рис. 3. Ширина формант гласного [а], произнесенного с нейтральным и эмфатическим ударением в различных позициях во фразе (диктор ПА)

Так, в начальной фразовой позиции BW1 одинакова для гласного, произнесенного с ударениями обоих типов, в то время как в середине и конце фразы в случае эмфатического ударения диапазон форманты сужается. В случае BW2 в начальной фразовой позиции тип ударения не оказывает влияния на ширину диапазона, в то время как в середине фразы эмфатическое ударение сопровождается расширением диапазона, а в конце - его сужением по сравнению с нейтральным ударением. Произнесение гласного с эмфатическим ударением приводит к сужению диапазона BW3 в начале и конце фразы и его расширению в срединной фразовой позиции. BW4 увеличивается в начальной позиции во фразе при эмфатическом ударении, в то время как изменение типа ударения не оказывает влияния на ширину диапазона в середине и конце фразы.

В произношении диктора КН выявлено статистически достоверное влияние фразовой позиции гласного, произнесенного с нейтральным ударением, на ширину трех диапазонов.

В случае BW1 наблюдается статистически достоверное сокращение диапазона первой форманты гласного в начальной фразовой позиции, у BW2 ширина диапазона в начале фразы достоверно превышает ширину диапазона в конечной фразовой позиции, а BW4 характеризуется расширением диапазона по мере перемещения гласного от начала к концу фразы. Фразовая позиция гласного, произнесенного с нейтральным ударением, не оказывает статистически достоверного влияния на ширину диапазонов форманты F3.

Фразовая позиция оказывает статистически достоверное влияние на ширину диапазонов гласных, произнесенных с эмфатическим ударением: BW1 характеризуется расширением в конечной фразовой позиции, в то время как ширина диапазона BW2 минимальна в начале фразы. BW3 принимает максимальное значение в середине фразы, BW4 - в ее начале.

Факторный анализ показал, что ширина формант определяется статистически достоверным взаимодействием позиции гласного во фразе и типа ударения: F(8, 222) = 10,02; р = 0,0000. Изменения ширины формант в протеризованы как разнонаправленные (аналогично рассмотренным выше случаям реализаций гласного звука в произнесении остальных информантов). При произнесении анализируемого гласного с эмфатическим ударением ширина первой форманты сокращается в начальной и срединной фразовых позициях, ср. произнесение с нейтральным ударением. Кроме того, наблюдается сокращение ширины форманты BW2 в начальной фразовой позиции и уменьшение значения BW3 во всех трех фразовых позициях по сравнению с соответствующими значениями в случае нейтрального ударения. Расширение диапазонов формант при произнесении гласного с эмфатическим ударением отмечено в срединной и конечной фразовых позициях в случае BW2 и начальной и срединной позициях в случае BW4 относительно соответствующих значений, полученных при произнесении анализируемого гласного с нейтральным ударением.

Рис. 4. Ширина формант гласного [а], произнесенного с нейтральным и эмфатическим ударением в различных позициях во фразе (диктор КН)

Как следует из графиков, представленных на рисунках 1-4, величины характеризуются высокой степенью вариативности, при этом стандартное отклонение ширины форманты имеет тенденцию к возрастанию с увеличением номера форманты, а в случае BW3 и BW4 в произнесении всех четырех информантов является максимальным. Полученные результаты коррелируют с имеющимися в литературе данными о размахе выборок, в частности приведенными коллективом испанских исследователей [Formant..., 2016]. Кроме того, прослеживается тенденция к расширению ширины формант BW3 и BW4 относительно BW1 и BW2, которая также подтверждается имеющимися в литературе наблюдениями о расширении ширины формант с увеличением их номера [Kent, Vorperian, 2018; Krishna, Rajashekhar, 2013]. Несомненно, что высокая вариативность полученных данных затрудняет выявление закономерностей функционирования формантных диапазонов при реализации ударения анализируемых типов в различных фразовых позициях. Информантам, вероятно, было сложно использовать ширину формант в качестве акустического коррелята громкости при произнесении гласного с различными типами ударения - нейтральным и эмфатическим. Тем не менее, произношение диктора БС характеризуется расширением диапазонов BW1 и BW2 во всех фразовых позициях при произнесении гласного с эмфатическим ударением по сравнению с нейтральным, что частично подтверждается экспериментальными данными об использовании BW1 в качестве акустического коррелята эмоционально окрашенной речи [Gobi, Chasaide, 2003]. Кроме того, в речи всех информантов было выявлено, что фразовая позиция влияет на ширину формант. Особый интерес представляет в этом плане реализация ширины формант при произнесении гласного с нейтральным ударением в речи диктора ПА: значения диапазонов четырех формант минимальны в срединной позиции анализируемого гласного в составе фразы. У диктора ХТ в случае нейтрального ударения подобная закономерность прослеживается для двух формант - BW1 и BW3; в случае эмфатического ударения, наоборот, форманты BW1 и BW4 в середине фразы характеризуются расширением диапазонов. Эти наблюдения, на наш взгляд, свидетельствуют в пользу гипотезы о том, что ширина формант звуков может быть одним из параметров, закладываемых в фонетический образ слова при порождении высказывания протяженностью "синтагма - фраза".

Выводы

В работе исследовано влияние позиции гласного в составе фразы (начальная, срединная и конечная) и типа ударения (нейтральное vs эмфатическое) на значения ширины формант BW1, BW2, BW3 и BW4. Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы:

1. Позиция слова во фразе оказывает влияние на ширину формант BW1, BW2, BW3 и BW4 при произнесении анализируемого слова как с нейтральным, так и с эмфатическим ударением, при этом наблюдается изменение ширины формант в начальной, срединной и конечной фразовых позициях. Величина и направление изменений диапазонов формант зависят от индивидуальных особенностей дикторов.

2. Закономерности в величине и направлении изменения ширины формант в зависимости от фразовой позиции в исследованном экспериментальном корпусе прослеживаются у двух из четырех привлеченных к эксперименту информантов; степень влияния позиционного фактора на изменения ширины формант определяется идиолектом говорящего.

3. Закономерности варьирования значений ширины формант в зависимости от типа ударения прослеживаются только у одного из четырех привлеченных к эксперименту дикторов: в произнесении диктора БС ширина диапазонов BW1 и BW2 при эмфатическом ударении превышает соответствующие значения при нейтральном ударении. В остальных случаях изменение значений ширины формант в значительной степени обусловлено особенностями идиолекта информантов: при изменении ударения с нейтрального на эмфатическое ширина формант может увеличиваться, уменьшаться или оставаться неизменной.

4. Взаимодействие факторов фразовой позиции гласного и типа ударения является достоверным в произношении всех привлеченных к эксперименту информантов.

Таким образом, позиция гласного в составе фразы, степень его ударности, а также взаимодействие этих факторов оказывают влияние на такие параметры формантной картины гласного, как ширина диапазона первых четырех формант. Несмотря на междикторскую вариативность, у информантов прослеживаются определенные тенденции в динамике изменения ширины формант в зависимости от вышеперечисленных условий. Полученные результаты свидетельствуют в пользу предположения о программировании формантных характеристик звуков при порождении высказываний протяженностью "синтагма - фраза".

Список литературы

1. Баталин С.В., 2019. Зависимость формантных характеристик гласного от позиции во фразе и типа ударения // Вестник Пермского университета. Российская и зарубежная филология. Т 11, вып. 4. С. 5-15. DOI: https://doi.org/ 10.17072/2073-6681-2019-4-5-15.

2. Валуйцева И.И., Хутуни Г.Т., 2016. Эмоции в звучащей речи: экспериментальное исследование // Вопросы психолингвистики. № 3 (29). С. 45-55.

3. Златоустова Л.В., 1983. Интонация и просодия в организации текста // Звучащий текст: сб. науч.-аналит. обзоров / отв. ред. Ф.М. Березин, Р.К. Потапова. М. : ИНИОН АН СССР. С. 11-21.

4. Нушикян Э.А., 1986. Типология интонации эмоциональной речи. Минск: Выща школа. 157 с.

5. Фант Г., 1964. Акустическая теория речеобразова- ния. М. : Наука. 284 с.

6. Чудновская И.Н., 1997. Исследование акустических параметров звуков русской речи на микро- сегментном уровне: автореф. дис. ... канд. филол. наук. М., 1997. 28 с. URL: http:// cheloveknauka.com/v/402520/a?#?page= 1 (дата обращения: 04.02.2019).

7. Easwar V., Scollie S., Purcell D., 2019. Investigating Potential Interactions Between Envelope Following Responses Elicited Simultaneously by Different Vowel Formants // Hearing Research. Vol. 380. P. 35-45. DOI: https://doi.org/10.1016/ j.heares.2019.05.005.

8. Formant Frequencies and Bandwidths in Relation to Clinical Variables in an Obstructive Sleep Apnea Population, 2016 / A. M. Benavides [et al.] // Journal ofVoice. Vol. 30, №>. 1. P 21-29. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/jjvoice.2015.01.006.

9. Glasberg B. R., Moore B. C. J., 2002. A Model of Loudness Application to Time Varying Sounds // Journal of the Audio Engineering Society. N° 50. P 331-342.

10. Gobl C., Chasaide A., 2003. The Role of Voice Quality in Communicating Emotion, Mood and Attitude // Speech Communication. Vol. 40. P 189-212.

11. Hanna N., Smith J., Wolfe J., 2016. Frequencies, Bandwidths and Magnitudes of Vocal Tract and Surrounding Tissue Resonances, Measured Through the Lips During Phonation // Journal of Acoustical Society of America. Vol. 139, № 5. P. 2924-2936. DOI: http://dx.doi.org/10.1121/ 1.4948754.

12. Kent R. D., Vorperian H. K., 2018. Static Measurements of Vowel Formant Frequencies and Bandwidths: A Review // Journal of Communication Disorders. № 74. P 74-97. DOI: https://doi.org/ 10.1016/j jcomdis.2018.05.004.

13. Koolagudi S. G., Rao K. S., 2012. Emotion Recognition from Speech: A Review // International Journal of Speech Technology. Vol. 15, iss. 2. P. 99-117. DOI: https://doi.org/10.1007/s10772-011-9125-1.

14. Krishna Y., Rajashekhar B., 2013. Association Between Bandwidths of Vowel Formants and Age, Gender and Consonant Context in Telugu // Language in India. Vol. 13, № 3. P. 574-584. URL: https:// docplayer. net/30951662-Association-between- bandwidths-of-vowel-formants-and-age- gender-and-consonant-context-in-telugu.html (date of access: 05.02.2019).

15. Mannepalli K., Sastry P N., Suman M., 2018. Analysis of Emotion Recognition System for Telugu Using Prosodic and Formant Features // Speech and Language Processing for Human-Machine Communications. Advances in Intelligent Systems and Computing / ed. by S. Agrawal [et al.]. Vol. 664. P 137-144. DOI: https://doi.org/ 10.1007/978-981-10-6626-9_15.

16. Medabalimi A. J. X., Seshadri G., Bayya Y., 2014. Extraction of Formant Bandwidths Using Properties of Group Delay Functions // Speech Communication. N° 63-64. P 70-83. DOI: https:/ /dx. doi.org/ 10.1016/j. specom.2014.04.006.

17. Petrushin V. A., 2000. Emotion Recognition in Speech Signal: Experimental Study, Development, and Application // Sixth International Conference on Spoken Language Processing (ICSLP 2000), Beijing, October 16-20, 2000. Vol. 2. P 222-225. URL: https://www.isca-speech. org/archive/ archive_papers/icslp_2000/i00_4222.pdf (date of access: 04.02.2019).

18. Scherer K. R., 1986. Vocal Affect Expressions: A Review and a Model for Future Research // Psychological Bulletin. Vol. 99. P 143-165.

19. Sluijter A. M. C., Van Heuven V. J., 1996. Acoustic Correlates of Linguistic Stress and Accent in Dutch and American English // The Fourth International Conference on Spoken Language Processing (ICSLP 96). Philadelphia, October 3-6, 1996. Vol. 2. P 630-633. URL: http://www.asel.udel.edu /icslp/cdrom/vol2/604/a604.pdf (date of access: 20.03.2019).

20. Tamburini F., Caini C., 2005. An Automatic System for Detecting Prosodic Prominence in American English Continuous Speech // International Journal of Speech Technology. Vol. 8, iss. 1. P 30-33. DOI: https://doi.org/10.1007/s10772-005-4760-z.

21. The Effect of Emphatic Stress on Consonant Vowel Coarticulation, 2007 / B. Lindblom [et al.] // Journal of Acoustical Society of America. Vol. 121, № 6. P 3802-3813. DOI: https://doi.org/ 10.1121/1.2730622.

22. Ververidis D., Kotropoulos C., 2006. Emotional Speech Recognition: Resources, Features, and Methods // Speech Communication. Vl. 48, iss. 9. P 1162-1181.

23. Zwicker E., Flottorp G., Stevens S. S., 1957. Critical Band Width in Loudness Summation // Journal of Acoustical Society of America. Vol. 29. P 548557. URL: http://dx.doi.org/10.1121/L1908963 (date of access: 20.01.2019).

24. REFERENCES

25. Batalin S.V., 2019. Zavisimost formantnykh kharakteristik glasnogo ot pozitsii vo fraze i tipa udareniya [The Effect of Phrasal Position and Type of Stress on the Formant Features of Vowels]. Vestnik Permskogo universiteta. Rossiyskaya i zarubezhnaya filologiya [Perm University Herald. Russian and Foreign Philology], vol. 11, iss. 4, pp. 5-15. DOI: https:// doi.org/10.1772/2073-6681-2019-4-5-15.

26. Valuytseva I.I., Khutuni G.T., 2016. Emotsii v zvuchashchey rechi: eksperimentalnoe issledovanie [Emotions in Speech: Experimental Research]. Voprosy psikholingvistiki [Journal of Psycholinguistics], iss. 3 (29), pp. 45-55.

27. Zlatoustova L.V., 1983. Intonatsiya i prosodiya v organizatsii teksta [Intonation and Prosody in Text Organization]. Berezin F.M., Potapova R.K., eds. Zvuchashchiy tekst: sb. nauch.-analit. obzorov [Oral Text: A Collection. of Scientific- Analytical Reviews]. Moscow, INION AN SSSR, pp. 11-21.

28. Nushikyan E.A., 1986. Tipologiya intonatsii emotsionalnoy rechi [Intonation Typology of Emotional Speech]. Minsk, Vyshcha shkola Publ., 157 p.

29. Fant G., 1964. Akusticheskaya teoriya recheobrazovaniya [Acoustic Theory of Speech Production]. Moscow, Nauka Publ., 284 p.

30. Chudnovskaya I.N., 1997. Issledovanie akusticheskikh parametrov zvukov russkoy rechi na mikrosegmentnom urovne: avtoref. dis. ... kand. filol. nauk [Investigation of Acoustic Parameters of Russian Speech Sounds at the Microsegmental Level. Cand. philol. sci. abs. diss.]. Moscow. 28 p. URL: http://cheloveknauka.com/vZ402520/ a?#?page=1 (accessed 4 February 2020).

31. Easwar V., Scollie S., Purcell D., 2019. Investigating Potential Interactions Between Envelope Following Responses Elicited Simultaneously by Different Vowel Formants. Hearing Research, vol. 380, pp. 35-45. DOI: https://doi.org/10.1016/ j.heares.2019.05.005.

32. Benavides A.M., Murillo J.L.B., Pozo R.F., Cuadros F.E., Toledano D.T., Alcazar-Ramyrez J.D., Gomez L.A.H., Murillo J.L.B., Pozo R.F., Cuadros F.E., 2016. Formant Frequencies and Bandwidths in Relation to Clinical Variables in an Obstructive Sleep Apnea Population. Journal of Voice, vol. 30, no. 1, pp. 21-29. DOI: http://dx.doi.org/ 10.1016/jjvoice.2015.01.006.

33. Glasberg B.R., Moore B.C.J., 2002. A Model of Loudness Application to Time Varying Sounds. Journal of the Audio Engineering Society, no. 50, pp. 331-342.

34. Gobl C., Chasaide A., 2003. The Role of Voice Quality in Communicating Emotion, Mood and Attitude. Speech Communication, vol. 40, pp. 189-212.

35. Hanna N., Smith J., Wolfe J., 2016. Frequencies, Bandwidths and Magnitudes of Vocal Tract and Surrounding Tissue Resonances, Measured Through the Lips During Phonation. Journal of Acoustical Society of America, vol. 139, no. 5, pp. 2924-2936. DOI: http://dx.doi.org/10.1121/ 1.4948754.

36. Kent R.D., Vorperian H.K., 2018. Static Measurements of Vowel Formant Frequencies and Bandwidths: A Review. Journal of Communication Disorders, no. 74, pp. 74-97. DOI: https://doi.org/10.1016/ jjcomdis.2018.05.004.

37. Koolagudi S.G., Rao K.S., 2012. Emotion Recognition from Speech: A Review. International Journal of Speech Technology, vol. 15, iss. 2, pp. 99-117. DOI: https://doi.org/10.1007/s10772-011-9125-1.

38. Krishna Y., Rajashekhar B., 2013. Association Between Bandwidths of Vowel Formants and Age, Gender and Consonant Context in Telugu. Language in India, vol. 13, no. 3, pp. 574-584. URL: https:// docplayer. net/30951662-Association-between- bandwidths-of-vowel-formants-and-age- gender-and-consonant-context-in-telugu.html (accessed 5 February 2019).