4. AZ ARTIKULÁCIÓ ÉS AZ AKUSZTIKUM KAPCSOLATA
A bcszédetaz artikulációs szervek működtetésével hozzuk létre, amint azt az előző fejezetben részletesen tárgyaltuk. Az artikuláció révén modulált Icvcgáfolyam mint rezgés továbbítódik a levegőben, ezért mondjuk azt, hogy az artikulációsjelenségck következményei az akusztikus jelenségek. A beszéd mint rezgés objektívcn, műszerekkel vizsgálható. Az egyes artikulációs jelenségek mcgfe1eltethctók bizonyos akusztikai következményeknek. A beszéd bármely részének elemezhető az akusztikai szerkezete. Ez azt jelenti, hogy a beszédhangok, hangkapcsolatok, szavak, mondatok cjtésénck akusztikai következménye. a rezgés vizsgálható. A beszéd akusztikai szerkezete a bcszélőtól és a beszédhelyzett61 (átviteli körülmények) ftiggőcn változik, a beszédfeldolgozás normalizációs folyamatai azonban biztosí~ák, hogy az akusztikai-fonetikai különbözőségek ellenére a fonológiai döntések állandóak maradjanak. Ennek a folyamatnak a biztosításáról a nyelvspccifikus beszédészlelés gondoskodik. Minthogy a beszélők beszédszervei kisebb-nagyobb mértékben különböznek, továbbá az artikuláció még az ugyanazon nyelvet beszélők esetében sem tökéletesen egyforma, a létrehozott beszéd akusztikailag is különböző lehet. A beszélőrejellemző sajátosságok egyfelől anatómiailag meghatározottak, másfelől a beszélő adott helyzetben létrehozott artikulációs mozgássoraival kapcsolatosak. Ez azt jelenti, hogy a beszélő fonetikai kimenete, tehát az artikuláció végeredménye részben biológiai eredetű, részben tanult hasonlóságokra, illetőleg különbözőségekrevezethető vissza. Az akusztikai fonetika célja az artikuláció akusztikai következményeinek elemzése, eredményei ezáltal egyszersmind a percepciós fonetika kiindulásai is. Mielőtt a beszéd mint akusztikaijel vizsgálatát elkezdenénk, áttekingük azokat az ismereteket, amelyek ehhez szükségesek.
Beszédakusztikai alapok HANGREZGÉS, HANGTOVÁBBÍTÁS A beszédhangok fizikai értelemben ugyanolyan hangrezgések, mint amilyenek a mindennapi életben körülvesznek bennünket. A beszéd tehát fizikai jelenség is. Környezetünkben a legkülönfélébb események eredményeznek hangot (ajt6csapódás, telefoncsengés, gitározás, szélzúgás, fóldrengés, vízesés stb.). Ezek az események valamiféle mozgással járnak együtt. Ez a mozgás pedig nyomásváltozást, nyomásingadozást eredményez a minket körülvevőlevegőben.Amikorez a nyomásváltozás eléri a dobhártyánkat, mozgásba hozza azt, és a hallási mechanizmus idegimpulzusokká alakítja, amelye-
92
AZ ARTIKULÁCiÓ ÉS AZ AKUSZTIKUM KAPCSOLATA
ket valamilyen hangként azonosítunk. Úgy is fogalmazhatunk cehát, hogy a rezgés az időben végbcmcnó nyomásingadozás. A beszéd is rezgéssorozat, ezért ismernünk keH a rczgések főbb általános akusztikai sajátosságait, hogy megérthessük a beszédnek mint akusztikai jelnek a fizikai tulajdonságait. Az akusztikai rezgésnek időre van szüksége ahhoz, hogy a forrást6l az emberi fülig clJUSSOIl. Az akusztikai hullámforma tehát a levegőben különböző hosszúságú "utakat" tesz meg. Ebben az értelemben az akusztikai hullámform;Ít úgy is definiálhaguk, hogy nem más, mint levegőben terjedő nyomásváhozás (nyomásingadozás). Könnyebben elképzelhcgük ezt, ha arra a helyzetre gondolunk, amikor kavicsot dobunk egy tóba. A kő hatása meglehetősen hosszan tartó változást idéz elő a vfztÜkÖrben. A víz lényegében nem mozog, ám a kődobás hatására létrejött víznyomás-ingadozás igen. Még szemléletesebb az a példa, amelyben egy pénztár előtt álló embersort képzelünk el. Amikor az első ember lép egyet előre, ",vákuum" keletkczik utána, azaz üres hely, amely lehetősé get ad a mögötte állónak, hogy ő is előrelépjen. Ezt követi a harmadik, a negyedik, a tizedik. Egy idő után az utolsó ember is előrelép, s láttuk, hogy az ő mozgását is az indította meg, hogy a legelső emberelőrelépett. Mindez- akusztikai kifejezést használva -a nyomásváhozás mozgása következtében jÖtt létre, pedig a sorban az egyes emberek csak igen kicsit mozdultak el. Az akusztikai hullám veszít energiájából a levegőben történő mozgása során, mivel energiát igényel, hogy a molekulák mozogjanak.
A HANGOK OSZTÁLYOZÁSA A hangokat többféleképpen osztályozhatjuk. Vannak egyszerű és összetett (komplex) hangok. Az egyszerű hangok a tisztahangok vagy szinuszhangok (más szóval szinuszrezgések). Az összetett hangok lehetnek zenei hangok vagy zörejek, zajok. A hangok aszerint is katcgorizálhatók, hogy periodikusak vagy nem periodikusak, azaz aperiodikusak. A periodikus hangok rezgései meghatározott időtartarnak szerint ismétlőd nek, az aperiodikus hangok nem. A tisztahang periodikus, az összetett hangok azonban lehetnek periodikusak vagy aperiodikusak (38. ábra). Az ábra felső ablakában három szinuszrezgésből (600 Hz-es, 1000 Hz-es és 3000 Hz-es) létrehozott periodikus hang rezgésképe (oszcillogramja) látható. Az alsó ablak 'fehér zajt' mutat, amely nem periodikus, rezgésképe szabálytalan formájú. A környezetünkben igen gyakoriak a különböző zörejek, zajok (amelyeket a legkülönfélébb - nemegyszer hangutánzó vagy hangulatfestő - szavakkal nevezünk meg, mint susogás, zizze'lés, robbtlnás, dörrenés, dörgés, csobbanás, puffanás, csörrenés, zuhogás, krákogás és még sorolhatnánk). A tisztahangok (vagy szinuszhangok) a természetben nem fordulnak elő, de mesterségesen e1őállíthatók (pl. hangvillával). A hangvillát használó énektanár szinuszhangot hoz létre, s ezzel adja meg az énekkarnak, avagy az egyes szólamoknak a kezdőhangot. Az audiológus és az audiológusasszisztens ugyancsak hangvillát használ, amikor szubjektív hallásvizsgálatot végez. A 39. ábra három ablakában háromféle szinuszrezgés látható, felül 500 Hz-cs, középen 100 Hz-cs és alul 1000 Hz-es; a jellegzetes rajzolatok ismétlődnek, de ugyanazon
BESZ~DAKUSZTIKAlAU.POK
93
IUcl.1 : (Xll'Y - :iCALE
0.-
0.-
0.-
II.~
38. ÁBRA
Periodikus (!tM ablak) h apniodiAms ÖSSZl'lt/I halp (alsó ablak)
~
idŐtart:l.moon a rezgésckszám2 különböző. Az ábrán szemléltetett, különböző frekvenciájú szinuszrezgésck amplitúd6ja azonos. Az amplitúd6 az akusztikusjcladon időpontban érvényes hangnyomása, 2 rezgésképcn a pozitív és negatív iTál1ylÍ legnagyobb kitérés.
>CIO I : S IllE \IlIlJE
;
i 0.-
>
J i • >chi: SI1U: IIAUE
<
o>
0.-
0.39. ÁBRA
l(jJ/ölIb&ó~jlÍ srinus;lJumgo« ~WI 500 Hz-c, ködpm 100 H.::-c, alul 1000 Hz-c)
94
AZARTlKUL.ÁCIÓ ~1\Z"KUSZTlKUMKAI'CSOl./l.T.....
Az ősszctcU hangokat felbonthatjuk összetevő (szinusz) rezgésekrc, azaz tiszta hangokra. A 40. ábrán látható rezgés egy 500 Hz-es, 1000 Hz-es és 5000 Hz-es tiszta rezgésre bontható fcl. Az eltérő összetevők különböző összetett rezgéseket eredményeznek. Egy teljes rczgésminút nevezünk periódusnak (vagy ciklusnak). Az az idót:l.rt:3m. amely alatt a folyamat lezajlik, a periódusidö. Egy-egy periódus tartama alatt a rezgésminta
teljes egészében
megismétlődik.
'.-..zet
>dll : SlJUI.KSr - SCfW.&
-11ZZ>
j
i
......
, 0.40. ÁBRA
Kompkx pmodiklU tUgb, amdy 500 Hz-a, 1000 Hz-<s ts 5000 HZ-f:$ srinuszhangro bonÚUJ/éjtI
A periodikus összetett (komplex) hangok tehát szinuszhangokb61 épülnek fcl, ilyen például a zene vagy a beszédben a magánhangzó. A periodikus és az aperiodikus akusztikai jelek rezgése jellegzetesen különböző. A 41. ábrán két beszédhang, a [Jo] hangkapcsolat rczgésképc (oszcillogramja) szemlélteti ezt a különbséget. Az oszcillogram első szakaszában a mássalhangzórajellemz6 zörej látható, ez aperiodikus. A magánhangzó rezgésképe periodikus. A zörejmássalhangzó amplitúdója lényegesen kisebb, mint a magánhangz6é.
95
BESZÉDAKUSZTIKAl ALAPOK ~
"
,
,
-
-
,
-
1 · -
41. ÁBRA
A so hangkapcsolal rrzg/sk4N
AKUSZTIKAI PARAMÉTEREK Az akusztikai rezgések h3rom alapparamétere az idő, a frekvencia és az intenzitás. A komplex rezb.tsekben ez a h3rom paraméter bonyolultan Higg össze, és rendszert alkot. Az időtartam azt az időtjclemi, amely alan az akusztikaijclenség lezajlik. A frekvenciaszerkczct az összctcvő frckvenciák értékeit tartalmazza. Az intenziússzcrkezet a rezgésben e1őfordul6 összetcvők erőssége. A hang rezgése az időben megy vége. Att61 ftiggócn, hogy milyen tartamú és milyen típusú hangot elemzünk, kell megválasztanunk az idő mértékegységét. fu akusztikai fonetikában leggyakrabban a milliszekundumot (ms), azaz az ezredmásodpercet (a másodperc ezrcdrészét), ritkábban a szekundumot (s) használják. Előfordulhat a másodperc, bizonyos esetekben a perc és legritkábban (hosszú közlések időtartarnának a meghatározására) az 6ra használata. A rezgések frekvenciája az idócgységre csó periódusok száma, ez adja a hang magasságát. Úgy is fogalmazhatunk, hogy a hang magassága a másodpercenkémi rezgésszámt61 ftigg. Mértékegysége a Hertz (Hz), tehát 1 Hz = 1 rezgés I s idő alan. Például: 180 I-Iz aztjelenti, hogy 1 másodperc alatt a rezgés 180 periódust végzett. Az összetett beszédhang legkisebb frekvenciájú összetcvője az alaphang, az ennél magasabb frekvenciájúak pedig - amelyek az alaphang egész számú többszörösci - a felbangok vagy felharmonikusok. A szabályos összetett rezgés más kifejezéssel a zenei hang. Zenei hangr61 tehát akkor beszélünk, ha a komplex hangot összctevó rezgések egymás egész számú többszörösei.
96
AZ ARTIKULÁCIÓ ÉS AZ AKUSZTIKUM KAPCSOLATA
A legtöbb rezgés nem zenei hang, más szóval zörej vagy zaj. A beszédhangok szabálytalan rezgései t zörejeknek nevezzük. Az időbeli lefolyáslIk szerint a zörejek és zajok lehetnek folyamatosak vagy mcgszakításosak, továbbá ismédődhemck is. A zenei hang és a zaj között számos fokozat létezik, a zörejek, zajok is tartalmazhatnak periodikus részleteket, például a fúrógép keltette zaj, az autó motorjának hangja, a harkály kopácsolása, a madarak csivitclésc vagy a kutyaugatás. A rezgésnek az egyensúlyi hclyzctból történő lcgnab'Yobb kitérését neveztük amplicúdónak. A rezgés kilengésének nagysága adja a rezgésjellemző hangcrősségét, azaz intenzitását. Más megfogalmazásban azt mondjuk, hogy a hanghullám haladási irányára merőleges egységnyi felületen egységnyi idő alatt átáramlott energia jellemzi a hang Intenzitását (a hangerősséget). (A tetszőleges felületelemen időegységalatt átáraml6 energía a hang teljesítménye.) A beszédelemzésben kétféle imenzitásszerkezet létezik. Az egyik a beszédhangokat felépítő frekvencia-összetevők intenzitásszerkezete; a másik pedig a beszédhangok átlagintenzitása. Az első eset az, amikor a beszédhangok különböző komponenseinek (formánsok, zörejösszetevők) intenzitásviszonyait vizsgáljuk (pl. megállapíguk az első formáns imenzitásértékét a harmadik formánshoz képest). A második eset pedig az, amikor a hangkapcsolatban vagy, szóban vagy mondatban megjelenő beszédhang(ok) intenzitásának (specifikus intenzitásának) összehasonlítását végezzük el. A természetes és a mesterséges (technikai) hangforrások hangreljesítménye igen nagy átfogású. A leghangosabb néhány billiószor múlja fülül a leghalkabb forrás hangteljesítményét. Ilyen széles tartományban nehéz mérni, ezért célszerű a logaritmusos skála bevezetése. Ennek a skálának az egységét Alexander Graham Bell tiszteletére belnek nevezték; az akusztikában a tízszer kisebb egységet vezették be, ez a decibel (dB). A dccibclskála mindaddig relatív, amíg alapérték nincs rögzítve hozzá. Mindenfajta teljesítmény vagy teljesítménnyel arányosjellegű fizikai mennyiség kifejezhető decibelben, így tehát a hangintenzitás is (Tarnóczy 1984). (A decibelnek az audiológíában használatos referenciaszingérőllásd Az emberi hallás dmG fejezetet.) A fentiekből egyértelmű, hogy a decibel viszonyszám, ezért mindig meg kell határoznllnk azt a referenciaszintet (alapértéket), amihez viszonyítunk. Bármely két teljesítmény számszerű értékénekösszehasonlítására az akusztikában a két érték hányadosának tízes alapú logaritmusát használják. Ez a szintérték dimenzió nélküli szám, amelynek a tízszerese a decibel: L = JűIg W, (dB)
W,
A hangnyomás nemzetközileg rögzített alapszinge: PO = 2,04xlO-5 (N/m 2). Atnikor a bcszédelemzésbcn az intenzitás kifejezésére a decibeh használják, akkor vagy az adott hangmintában meglévő legnagyobb amplitúdóhoz viszonyígák (ekkor az amplitúdóértékeket negatív számok fejezik ki), vagy a legkisebb amplitúdóhoz, ekkor az amplitúdóértékeket pozitív sz.imok fejezik ki. Ez azért tehető meg, mert a beszédben a legtöbb esetben nem az abszolút észlelési decibelértékre van szükségünk, hanem az adott beszédmintában található amplitúdók viszonyának kifejezésére. Például a bcszédhangok specifikus intenzitásánakjellemzésére az [a:1 magánhangzó intenzitását tekintették OdB-nek, ez volt a referenciaszim, ehhez viszonyították a többinek az intenzitását (lásd a 144. oldalon).
97
A BESZÉD MINT AKUSZTIKAI HULlÁM
A beszéd mint akusztikai hullám A bcszédhangok fizikai sajátosságai a képzésükból adódnak. Ez aztjelenti, hogy ha az artikuláció változik, akkor akusztik2i következménye is változik. Például, ha egy résmássalhangmt ejtünk, akkor a résképzés helyétől fUggóen más-más lesz az arra a résmássalhangz6ra jellemző frekvenciaszerkczct. A beszédhullám forrása a hangszalagok rezgésc és/vagf a szájüreg különböző helyein keletkező zörejek. A beszéd frekvencia-, intenzitás- és idószerkezeti sajátosságai vizuális és numerikus formában szemléhethetók, illetőleg adhat6k vissza.' A hangszalagrezgés kváziperiodikus, vagyis csaknem teljesen periodikus. Azén nevczzüka hangszalagrezgést majdnem-periodikusnak (kvázi), men a szigorú énclemben ven periodikusság nem tökéletesen érvényesül a hangszalagmúködés következtében létrejön hangban. A hangszalagok rezgésének eredményét nevezzük zöngének, amely az alaphangból és a felhangokból (felharmonikusokból) áll. A fonetikában a zöngén és az alaphangon lényegében ugyanaztértik. (Az 'alaphang' szinonimái még az alaphangmagasság és az alapfrekvencia.) Az alaphang(magasság)jele az FO. A 42. ábra a zönge vagy alaphang rezgésképét szemlélteti. _C>clrll : wpy
! j
r\
(\
(\
(\
ViiI/V T ....
<..""
f\
r'
v
v
0.-
42. ÁBRA
A ZÖIIgf rezglsldpt' (női "aIIg)
• A 'I:l.tható beszéd' (visible specch) a 20. sz.izad negyvenes Minek dején a Bdl Telephone: uboratories (USA) által kifejlesztett, i1Jet6lega beszéd vizsgálatára alkalmazott hangszínktp-elemzési elj:l.rásljdentette (FalU 1961).
98
AZARTIKUtACl6 ~AZAKUSZTIKUMKAPCSOLATA
A zönge felhangokban (fe1hannonikusokban) gazdag (43. ábra). A felhangok száma az alaphang frekvenciaértékétól fogg. Minél magasabb az alaphang, annál kevesebb felhang található ugyanabban a frekvenciatartományban. Ha egy nISi hang aJapfrekvenciája 200 Hz, akkor a felhangok- 1,5 kHz-es tartományban - a következők: 400 Hz, 600 Hz, 800 Hz, 1000 Hz, 1200 Hz, 1400 Hz. Ha egy férfihangalapfrckvcnciája ISO Hz, akkor
ugy2nehbcn a tartományban a fclhangok a következők: 300 Hz, 450 Hz, 600 Hz, 750 Hz,9fX) Hz, 1050 Hz, 1200 Hz, 1350 Hz, 1500 Hz. Az ábr2 szemlélteti azt is, hogy a fclhamlonikusok imcnzitása (erőssége) változik a frekvencia függvényében. Minél magasabb a felhang frekvenciája, annál kisebb az imcnzitása. A Icgimcnzívebb tehát az alaphang. Az alaphang magassága a hangszalagok fiziológiai paramétcreitől fligg, ennélfogva az egyes embereknél az alaphang frckvenciaénéke különböző. 8< 32.36>
••
• 4J. ÁBRA
-
A haTlgsza/a,l"ZglsftlharmoTlikusailUlk a1mízo/dsa afrtkwlláa (vízszinles fmgdy) ts a dB-bm k!fr.juttl imtnzilás (fiiggo1tga /ttIgtly)jUggllirlylbtn
A 44. ábra a frekvencia és az idő viszonyában, hangszfnképen szemlélteti az alaphangot és a felharmonikusokat az I:)] hang képzésekor. Az elemzett frekvenciasáv 1500 Hz, a beszélő alaphangmagassága t04 Hz. A vastag nyíl az alaphangot muta9a, a vékonyabb nyilak néhány felharmonikustjeleznek.
99
A I3ESZÉDMINT AKUSZTIKAI HULLÁM
.!
..
-
" - <•• ~.
alaphang
..~
fclhangok 44. ÁBRA
k a/apluJltg ts a ftl/larnumikusok az I:) jlllag<Ínha"gzólllÍl II jtlklletllifl (fiiggo1qp /t"Ilgd)'f"l) ts az idé (vízsrinla /t"Ilgd)'f"l) ~onY'löan (1500 Hz-a Iartollufnyban)
fu ábrán az is megfigyelhető, hogy a felhannonikusok nem egyformán sötétek, ami azt jelzi, hogy az intenzitásuk különböző. A magánhangzók létrejötte akusztibilag a következőképpen frható le. A:z alaphangból és a felhangokból álló zönge áthalad az üregrendszerell. A:z üregrendszcr (garatüreg, szájüreg. orrüreg) rezonátorként viselkcdik A rezonátorviselkedés azt jelenti, hogy a zönge frckvenciáiból az üreg a sajátfrckvenciájának megfelelő vagy ahhoz közel esó felhallgobt (felhannonikusokat) felcrősíti. Ezen a m6clon cncrgiakoncentráció alakul ki bizonyos frckvellciákon. Ezekct az cllcrgiakoncemrációk.at ncvezzük formánsoknak. Úgy is fogalmazhatunk, hogy a fonnánsok a zöngének a rezonátorüregekben felerősödött felhannonikusai (45. ábra). A:z ábra bal felső ablakában (A) a zöngerezgés oszcillografikus képe, ajobb felső ablakban (c) pedig az [a:] magánhangzó képzésérejellemzó rczgéskép látható azután, hogy a modulált levcgő elhagyta az ajbkat. Normális körülmények között a zöngét nem hallhatjuk, hiszen a hangszalagrezgés minden esetben keresztiiImegy a toldalékcsövön. (MGszerrel, elektroglottográffal azonban rögzíthetó és fgy elemezhető a zönge.) Az ábra bal alsó képén (B) a frekvencia (vfzszintes tengely) és az intenzitás (ftiggljleges tengely) ftiggvényébcn látható a zönge rezgés energiaspektruma. A legnagyobb amplitúdójú az alaphang, a többi a felharmonikus. Az ábra jól érzékelteti a felharmonikusok intenzitásának csökkenését a magasabb frekvenciákon. A jobb alsó ábrakép (E) azt mutatja meg, hogy a toldalékcső üregrcndszerc mint rezonátor hogyan alakítja ki a formánsokat. A toldalékcső az la:) magánhangzó képzési konfigurációjának
100
AZARTIKULÁCIÓ éi!rZAKUSZ1lKUM KhPCSOUtTA
;45.ÁIJRA
A formJAAJk lriDlaku/dsa (tu (..:) mDgá,JhDngzöva1 suml8Jdvt)
felcl mcg, az ennek következtében módosult üregrendszer sajátfrckvcnciáit szemlélteti a vékony fekete vonal. Ez cr5siti, illetve gyengíti a zönge fel hangjait, aminek következtében létrejönnek a fomlánsok (46. ábra). Ezen az ábrán az [i J magánhangzó energiaspektruma látható. A formánsokat F-fcl jelöljük, és sorszámozzuk aszerint, hogy milyen távolságban vannak az alaphangtól. Az alaphangjcle az fO, az első formánsé Fl, a másodiké F2, a harmadiké F3 és fgy tovább. Három formáns jól meghatároz egy magánhangzót, három formánsnál többet csak különleges célok esctén szoktak megadni. A magánhangzó kialakulását akusztikailag tehát úgy kell clképzc1nünk, hogy a gazdag felhangtartalmú zönge áthalad a toldaJékcsövön - a toldaJékcsóekkor már egy adott magánhangzóra jellemző artikulációs helyzetben van -, a toldalékcsóben bizonyos felhangok felerősödnek, és létrejönnek a form~nsok. A zöngés beszédhang létrejöttében tehát a forrás a zönge. A garat- és a szájüreg olyan méretú és alakú lesz, amilyen az adott hang képzéséhez szükséges. Másmilyenek az üregek, ha [o: l, vagy ha [i:] magánhangzót anikulálunk. A különféle üregek akusztikai lag különböző rezonátorokkém viselkcdnek. Ennélfogva sajátfrekvenciájuk is eltérő. Ennek a következménye az, hogy különböző frekvenciahelyeken fogják fe1er6síteni a zönge felhangjait; különböző frekvenciájú formánsok keletkeznek. Ezek a formánsok pedig jellemzők lesznek az adott képzési konfigur.kióra. A szájürcgből távozó modulált levegő tartalmazza az adott hangra jcllemző képzési konfigur:íció összes akusztikai következményét. A felharmonikusok
101
A BESZÉD MINT AKUSZTIKAI J-lUu.J.M
I(
""
.
)
~
••
• a12phang
fomúnsok
-
46. ÁBRA
Az liljOrmd,uai,Ulk m~aftrklflNUia (ví=in/c tmgdy) haz inltnzitáJ (fiiggo1egc rn,gdy) viuotlyába" (5000 Hz-c rarlomdnyban)
cnergiakoncentrációi, azaz a formánsok a hangszínképen erős feketedéskéntjelentkeznek (47. ábra). Az ábra egy hangszínkép (hangspcktrogram). A hangszínkép fligg51eges tengelyén olvashatók le a frekveneiaértékek, a vízszintes tengelyen pedig az idóviszonyok. A feketedés mértéke a beszédhangrajellemző összetevó elemek intenzitását szemlélteti (a feketedés mértéke az adott fonnáns intenzitisának erősségét jelzi). A fomlánsok intenziciseloszlása éppúgy az artikuláció következménye, mint a formáns frekvenciák maguk. A magyarban rendszerint az első fonnáns a legintenzívebb, a további fonnánsok esetében az intenzitásénék csökken. A pcriooikus hangrezgés minden periódusjnak a hangszínképen egy fligg5leges vonal felel meg, így az id6egység alatti vonalak sdmából meghatározható a hang alaprezgésszáma. A formánsok meghatározhatók a frekvenciaénékükkel és az intenzitásértékükkel, valamint a formánssávszélességgcl. A formánsok sávszélességét az adott formáns burkológörbéjének maximumpon~ához viszonyított -3 dB-cs két szélső pont frekvenciatávolsága adja.Jclölésük: Bl, B2, B3 stb. Az artikulációs konfiguráció tehát akusztikai következményekkel jár. Az artikuláció és az akuszrikum között bonyolult az összefliggés (pickett 1980). Az első fonnáns megfclclazals6állkapocs nyitásszögének, illetőlega szájüreg nyfltságának. Úgy is fogalmazhatunk, hogy a nyelv fliggóleges mozgása összefUggést mutat az F l értékével. Minél alacsonyabb az FI, annál magasabb nyclvállású a magánhangzó. Például az [i:] fe1s6 nydvállású magánhangzó c1s6 fonnánsa 260 Hz körüli, míg az [a:] legalsó nyclvállású
102
AZ ARTIKULÁCiÓ ÉS /'IZ AKUSZTIKUM KAPCSOLATA
3.':l67Jr.<
"
!
1
formánsok
formánsok Y'
0'
47. ÁBRA
AJom,ónsok megjelenése II /UlIlgszítlktpen
[o: l fi
magánhangz6é mintegy 700 Hz. A második formáns a nyclvvízszintcs mozgásával hozható kapcsolatba. A hátul képzett magánhangz6knak alacsonyabb, az elöl képzcttcknck magasabb frekvenciaértékű F2-je van. Például az [u:] hátul képzett magánhangzó F2-je mintegy 600 Hz-cn van, az fy:] elöl képzett magánhangz6é I700 Hz körüli. Az ajakréses magánhangzók második formánsa is magasabb frckvcnciáj6, mint az ajakkerckítésescké. Például az le:] és az [0:] magánhangzók FZ-je 2000 Hz, illetőleg 1600 Hz körül található. A közclítóhangok vagy a nazálisok éppúgy meghatározhatók formánsokkal, mint a magánhangzók; sőt minden zöngés mássalhangz6 esetében beszélhetünk formánsokr61 is. A beszédhangok közül periodikusak a magánhangzók, a közelít6hangok, a nazálisok és ejtést61 fuggőcn a pergőhang. A zörejmássalhangzók vagy obstruensek aperiodikusak; ez aztjelenti, hogy a levegőmolekulák mozgása esetükben rendszertelen. Akusztikai szcmpontból Iehctnek kevert típusúak is, amikor a zörcjnyalábok mellé ~ a hangképzés következményeként - a zönge rezgése is társul. A 48. ábra hangszinképen szemléltcti a formánsokat, illetőleg a beszéd zörejösszetevőit. A hangszfnképen látható a zöngés és a zöngétlen hangok akusztikai következménye az alaphang meglétében és hiányában. A zöngétlen hangnál a 400 Hz alatti tartományban nem láthatók a hangszalagmúködésre utaló, periodikusságot jelző pálcikák. A magánhangzóknál ezek természetesen a felsőbb frekvenciákon is mutatkoznak. A nem periodikus zörejösszetev6kjcllegzetesen eltérnek a periodikus hangok komponenseitól.
103
A BESZÉD MINT AKUSZTIKAI HULLÁM
"
. !
1
zörejösszetevők
forminsok
('I
(0'1 "'ÁBRA
A szó lump rjthiről kbzjjll/lJJngszínkipJhfi rjthlKn
ÖSSZEFOGLALÁS Az artikuláció következményeként jön létre a rezgés, amim alcveg6 az ajkakon át kike-
rülalevegoóc. A beszéd mint rezgés (vagy mint hullám) ugyanazokkal az akusztikai paraméterekkeljcllemezhető, mint bármilyen másakusztikaijel. A beszéd tehát ekkor fizikai jelenség, amely meghatározott időtartamban zajlik, meghatározott frekvenciaszerkezete és intenzitásszerkezete van. Mindezek megértéséhez ismernünk kell az akusztikai alapfog:;almakat. A rezgéseknek két csoportjuk van, az egyszeru és az összetett hangok. A hangok továbbá lehetnek periodikusak és apcriodikusak. Az, összetett hangok felbonthatók tiszta hangokra. Egy teljes rezgésminta idejét llcvezzük pcriódusnak. A rezgésck frekvenciája az időcgységre esó pcriódusok száma, ez adja a hang magasságát, amit Hz-ben fejezünk ki. Alaphangnak a komplex hang legkisebb frekvenciájó összetevőjét nevezzük, az ennél magasabb frekvenciájóak, amelyek az alaphang legkisebb egész számó többszörösci, a fclhangok vagy felhannonikusok. A beszédhangok fizikai sajátosságai az artikuláci6juk következménye. Ez aztjelenti, hogy ha az artikuláció változik, akkor annak akusztikai kövctkezménye is változik. A beszédhullám forrása a hangszalagok rezgése, valamint a szájüreg különböző helycin keletkező zörejek. A beszéd frekvencia-, intenzitás- és időszerkezeti sajátosságai a hangszfnképpel (spektrum) jól slemléltethetók. A hangszalagrezgés kváziperiodikus, vagyis
104
AZARTllruu\CIÓ ÉSAZAKUSZTIKUM KAPCSOlATA
csaknem teljesen periodikus, a zönge tehát periodikus összetett hang. A magánhangzók létrejötte akusztikailag úgy történik; hogy a zönge áthalad az üregrendszeren, amely rczonátorként viselkedik; és a zönge frekvenciájából az üreg a sajátfrekvenciájának megfelelő vagy ahhoz közel esó felhangokat (vagy fclharmonikusokat) felerősíti. Az így létrejött cncrgiakonccmrációt nevezzük formánsnak. A magánhangzók és a zöngés mássalhangzók a fonnánsokkal jellemezhetők. A formánsok sorszáma arra utal, hogy a
zöngéhcz (fO) képest milyen távolságra helyezkednek cl (Fl, F2 stb.). A zörejmássalhangzók slcrkezctét az artikuláci6nak megfelelő akusztikai következmény jellemzi (zárfelpattanás, turbulens zörej). A beszédet mint akusztikai hullámformát ugyanazon három paraméterreljellemezzük. mim a többi akusztikai rezgéssorozatot: az idótartammal, a frekvenciáv;ll és az intenzitással.
