Большая Советская Энциклопедия (РЕ)

  Импульсы потока воздуха, создаваемые голосовыми связками (см. Голосовой anпарат) при произнесении звонких звуков Р., с достаточной точностью могут считаться периодическими. Соответствующий период колебаний называется периодом основного тона голоса, а обратная величина — частотой основного тона, она лежит обычно в пределах от 70 до 450 гц. При произнесении звуков Р. частота основного тона изменяется. Это изменение называется интонацией. У каждого человека свой диапазон изменения основного тона (обычно немного более октавы) и своя интонация. Последняя имеет большое значение для узнаваемости голоса. Импульсы основного тона имеют пилообразную форму и поэтому при их периодическом повторении получается дискретный спектр с большим числом обертонов или гармоник. При произнесении взрывных и щелевых звуков Р. поток воздуха проталкивается через узкие участки (щели) речевого тракта, образуя завихрения, создающие шумы с широкополосным сплошным спектром. Таким образом, при произнесении звуков Р. через речевой тракт проходит сигнал с тональным или шумовым, или с тем и другим спектром. Речевой тракт представляет собой сложный фильтр акустический с рядом резонансных полостей, создаваемых артикуляционными органами Р., в результате чего выходной сигнал, т. е. произносимая Р., имеет спектр с огибающей сложной волнообразной формы. Максимумы концентрации энергии в спектре звука Р. называются формантами, а резкие провалы — антиформантами. В речевом тракте у каждого звука Р. свои резонансы и антирезонансы, поэтому огибающая спектра этого звука имеет индивидуальную форму. Для большинства гласных звуков Р. характерно своё расположение формант, антиформант и соотношение их уровней; для согласных важен также ход изменения формантных частей во времени (

см. рис. 1, 2, 3).

  У звонких звуков Р., особенно гласных, высокий уровень интенсивности, у глухих — самый низкий. Поэтому при произнесении Р. громкость её непрерывно изменяется, особенно резко при произнесении взрывных звуков. Диапазон уровней Р. находится в пределах 35—45 дб. Длительность гласных звуков Р. в среднем около 0,15 сек, согласных — около 0,08 сек,

звука «п» — около 0,03 сек.

  Образование звуков Р. происходит в результате подачи команд в виде биоэлектрических сигналов мышцам артикуляционных органов Р. от речевого центра мозга. Этих сигналов не более 10, изменяются они медленно (в темпе смены звуков Р., т. е. от 5 до 10 звуков в 1 сек); в результате общий поток этих сигналов составляет 50—100 информационных единиц (

бит/сек), тогда как весь речевой сигнал — в 1000 раз больше. Объясняется это тем, что речевой сигнал представляет собой своего рода модулированную несущую (см. Модуляция колебаний).

Вся информация заключается в спектральной модуляции (в изменении формы огибающих спектра и уровня Р.), а в самой несущей информация о смысле Р. отсутствует.

  Основное назначение Р. — передача информации от человека к человеку, как при их непосредственном общении, так и с помощью средств связи. Так как для передачи натуральной Р. требуется пропускная способность тракта связи около 50 000 — 70 000 бит/сек, то с целью её экономии и соответственно увеличения количества возможных переговоров стремятся сжимать поток речевого сигнала на передающем конце тракта с последующим его расширением на приёмном конце. Например, ослабляя уровень громких звуков Р., уменьшают разность уровней между громкими и слабыми звуками (сжимают динамический диапазон). Так же можно сжимать частотный диапазон речевого сигнала. Наконец, можно исключать из Р. участки сигнала, не несущие информации (средние участки длительных звуков), т. е. компрессировать Р. во времени. На приёмном конце соответственно восстанавливают диапазоны и заполняют исключенные участки звуков.

  Если отделить модулирующий сигнал от несущей, то потребуется ещё меньшая пропускная способность тракта связи для передачи Р. Подобную задачу в системах связи решают так называемые вокодеры.

  В современных исследованиях по общению человека с машиной решаются две проблемы: автоматическое управление машинами и процессами с помощью Р. (устный ввод в ЭВМ, автоматическая пишущая машинка и т.п.) и синтез Р. по различным кодовым сигналам (устный вывод из ЭВМ, говорящие машины для чтения текста слепыми и т.п.).

  М. А. Сапожков.