! Susanne Schötz! ! akustisk-fonetisk analys! ! grupparbete!! om vi hinner: introduktion till Praat (kort demo)!

Transkript

1 Introduktion till akustisk analys (av tal)!! akustiska elementa!! akustisk analys!! grupparbete: akustisk analys!! om hinner: introduktion till Praat!! mina bilder finns att ladda ner här: vem är jag?!! Susanne Schötz!! Fonetiker! fonetik: läran om det talade språket, studiet av enskilda språkljud (vokaler, konsonanter), talrytm och melodi!! Humanistlaboratoriet! forskare! it-pedagog!! F.d. hobbymusikant + har drivit en egen ljudstudio, men ingen musikvetare (kan inte lova att jag kan svara på era frågor)! 1! 2! varför är jag här? (bakgrund & syfte med den här föreläsningen)!! Tobias Neumann (musvet)!! hälsade på i Humanistlaboratoriet! ekofria rummet! var med på min föreläsning om akustisk analys!! vill att musikvetare ska få en inblick i! hur fonetiker jobbar med akustisk analys av tal! grunderna i analysverktyget Praat! akustisk-fonetiska begrepp (t.ex. formanter)! översikt!! akustiska elementa!! akustik & akustisk fonetik!! vad är ljud? vad är tal?!! vågrörelser! amplitud, frekvens (period/s), resonans (filtrering)!! akustisk-fonetisk analys!! vågdiagram!! spektrogram!! grupparbete!! om vi hinner: introduktion till Praat (kort demo)! 3! 4!

2 vad är akustik?!! studiet av ljud (ljudvågor)!! ung vetenskap!! mikrofonen uppfanns 1877 (i USA av Emile Berliner, en tysk immigrant)! vad är akustisk fonetik?!! studiet av ljudvågor som uppstått i talapparaten!! analys av ljudvågor mha maskiner och datorer!! viktigt även för signalbehandling och talteknologi!! handlar om att mäta, analysera och beskriva språkljud objektivt på olika sätt:!! intensitet (SPL (sound pressure level), amplitud), duration, grundtonsfrekvens, energins fördelning på olika frekvenser!! länken mellan talproduktion (artikulatorisk fonetik) och talperception! 5! 6! vad är ljud?!! ljud är resultatet av små hastiga fluktuationer i lufttrycket orsakade av någon slags rörelse: ljudvågor!! luftmolekyler som vibrerar: förtätningar och förtunningar (som sprids i alla riktningar i lufthavet)!! ljudvågorna (vibrationerna) når trumhinnan, mellanörat, innerörat, där de omvandlas till nervimpulser som leds upp till hjärnans hörselcentrum!! kan registreras mha mikrofon + bandspelare och spelas upp eller visas i olika diagram!! inte alla vågor hörs! ultraljud: > 20 khz, djur kan uppfatta!!!!infraljud: < 20 Hz, pulserande tryck!! url-tips:!!! 7! vad är ljud?!! enkel periodisk svängning (sinusvåg, t ex av stämgaffels skänklar)! 1 period 1 period (bild: (förtätningar, topparna)! (förtunningar, dalarna))! 8!

3 vad är ljud?! vad är ljud?!! de allra flesta ljud är sammansatta svängningar!! de består av flera enkla svängningar (= flera deltoner)!! deltonen med lägst frekvens kallas grundton, alla andra deltoner kallas övertoner.!! alla tonande ljud består normalt av en grundton och att antal övertoner!! tonande = periodiska svängningar = regelbunden i tiden!! tal är kvasiperiodiskt, talapparaten är ett slags blåsinstrument!! de flesta periodiska ljud består av flera enkla svängningar (= sammansatta periodiska svängningar)! +! = (200 Hz)! (600 Hz)! ( Hz)! alla tonande ljud består! normalt av en grundton! (lägst frekvens)! + ett antal övertoner! (alla andra deltoner)! +! (1000 Hz)! (bilder & ljud: 9! 10! = ( ! Hz)! +! = (1400 Hz)! ( ! Hz)! vad är tal?!! sammansatta kvasiperiodiska svängningar (t ex vokaler)!! operiodiskt brus (t ex tonlösa frikativor som /s/ och /f/)!! transient operiodiskt brus (t ex tonlösa klusiler som /ptk/)! 11! Några akustisk- fonetiska termer!! amplitud!! vågdiagram!! frekvens!! spektrogram!! resonans/filter!! akustisk finstruktur!! formanter!! spektrum! 12!

4 amplitud!! den svängande kroppens avvikelse från viloläget, svängningarnas storlek!! beror på den kraft varmed svängningarna åstadkoms!! större kraft större svängningar högre amplitud högre intensitet (vi hör ett) starkare ljud (hörstyrka)!! ljudets intensitet, mäts i db (Decibel)!! vi hör ca db (normal talstyrka 65 db, rop 85 db)! ampl (db)! ampl (db)! 100 db! 30 db! ampl.! vågdiagram (oscillogram, tid-amplitud-diagram)! s t eː n a r! skilja ljudgrupper åt (klusiler, frikativor, vibranter, vokaler) mha duration & amplitud! skilja tonande från tonlösa ljud! men inte skilja enskilda ljud från varandra (t ex identifiera vilken vokal det är) 0! tid! 13! 14! frekvens (perioder/tidsenhet)!! beror på kroppens storlek och form (större storlek, tjockare och/eller slappare ampl! form lägre frekvens låter mörkare)!! perioder (cycles) per sekund, mäts i Hz (Hertz)!! ex. en kvinnas stämläppar svänger 200 ggr/ sekund!! 1:a deltonens (= grundtonens) svängning på 200 Hz!! övertoner på 400, 600, 800 Hz osv.! ampl!! periodiska ljud: regelbundna svängningar i tiden på en eller flera frekvenser!! operiodiska ljud: uppbyggda av en mängd oregelbundna svängningar i tiden på olika frekvenser (brus & pulser)! 2 perioder på 10 ms (0,01 s): 2/0,01 = 200Hz! 6 perioder på 10 ms (0,01 s): 6/0,01 = 600Hz 15! spektrogram (frekvens-tid-amplitud, smalband & bredband)! amplitud = svärtningsgraden!! 16! tid!

5 Skillnad mellan smal- och bredbandsspektrogram!! Analysfönstrets längd (duration) påverkar analysens bandbredd!! Fönsterlängd på 30 ms =bandbredd på 43 Hz = smalbandsspektrogram!! Fönsterlängd på 5 ms = bandbredd på 260 Hz = bredbandsspekttrogram! smalbandsspektrogram (frekvens-tid-amplitud, mer noga i frekvens)! amplitud = svärtningsgraden!! s! t eː n a r! tid! urskilja deltoners (inkl. grundtonens!) frekvens i tonande ljud! skilja tonande från tonlösa ljud! skilja starka från svaga deltoner 17! Sinuston! 18! bredbandsspektrogram (frekvens-tid-amplitud, mer noga i tid)! amplitud = svärtningsgraden!! Att de olika ljuden har så olika mönster i ett spektrogram beror bl.a. på resonans (filter)! s! t e: n a r! tid! s! t eː n a r! tid! skilja ljudgrupper åt (klusiler, frikativor, vibranter, vokaler)! skilja tonande från tonlösa ljud! skilja enskilda ljud från varandra (t ex identifiera vilken vokal det är) 19!! ljud uppstår i talapparaten när luftströmmar stöter på hinder!! när ljudvågorna vandrar fram genom luften i talapparatens håligheter (munhåla, svalg etc) ändras de genom resonans (filtrering)!! resonans innebär att vissa frekvenser gynnas och andra missgynnas - vilka frekvenser beror på resonatorns (hålighetens) form och storlek!! denna energifördelning på olika frekvenser visas i ett spektrogram! 20!

6 akustisk finstruktur! akustisk grövre struktur! större mönster som ljudenergin bildar i spektrogram! tid! s! t e: n a r! tre typer:! lodrät strimmighet (stämbanden har vibrerat)! oregelbunden finstruktur (brusljud)! pulsenergi (klusilexplosion)! (avsaknad av råmaterial, dvs tysta faser)! 4000 Hz 3000 Hz 2000 Hz används för att bl a skilja mellan! tonande och tonlösa ljud! klusiler, frikativor, tremulanter! 1000 Hz 21! Några fler typer av spektrogram! Färg:! formanter (förstärkta energiområden av begränsad frekvensbredd) och deras rörelser (transitioner): F1, F2, F3, F4! många konsonantiska segment har mkt dämpade formanter, istället titta på frekvensutbredning, tyngdpunkt el nedre skarpa gräns! används för att skilja på ljud inom en grupp, t ex vokaler, frikativor osv! 3D:! 22! Spektrum (frekvens-amplitud-diagram)! Energins klassiskt musikstycke ampl.! fördelning på olika frekvenser i ett enda ögonblick! ex: vokalen /e:/! topparna = formanter! violin valthorn 23! 24!

7 Repetition: formanter = av resonans förstärkta energiområden med begränsad frekvensbredd (grövre struktur i spektrogram)!! formanter ej alltid synonymt med förstärkta deltoner!! både tonande och tonlösa ljud har formanter!! grundtonen påverkar ofta inte formanterna! Artefakter!! artefakt = fel i en analys eller ett diagram som beror på yttre faktorer, t.ex. bakgrundsljud, för hög (eller låg) inspelningsnivå, fel i analysen (datorprogrammet) mm! a! i! överstyrd inspelning! bakgrundsljud! (slag i bordet)! sa! tja! sja! 25! 26! Grupparbete: vågdiagram- och spektrogramanalys!! 2-4 i varje grupp (egen indelning)!! även ok att jobba på egen hand!! uppgiften (delas ut strax): para ihop vågdiagram+spektrogram med rätt ljud!! en timme på er (ta rast under tiden också)!! gemensam genomgång här om en timme! Introduktion till Praat!! genomgång av enkla funktioner!! självstudiematerial (handledning med stegför-steg-instruktioner) finns att ladda ner:! 27! 28!

8 Självstudiematerial Humanistlaboratoriet! handledning till akustisk analys av tal i Praat! anpassad för Windows, men kan även användas för Mac (kan se lite annorlunda ut)! frågor till flera av övningarna! Språk- och Litteraturcentrum + Nya Zoologen! Används av hela HT-området (inkl. musvet!)! Yttre labbet:! svara gärna på dessa om ni vill (eller spar dem till ett senare tillfälle)! facit finns (maila mig om ni vill ha)! Inre labbet: referenslitteratur:! Per Lindblad: Grundläggande akustisk fonetik (s. 1-10, köp hela kompendiet i SOL-receptionen)! 29! Artikulografi!!! avancerad utrustning: Eye tracking, EEG (ERP), VR, 3D-skanning, Digitalisering av audio/video, Ekofritt rum, Artikulograf, Motion tracking mm! Zoologen:! datorsalar, dialogbås, undervisning! LARM-studio, ateljé/verkstäder mm! 30! Ekofria rummet! 31! 32!