Mètodes d’anàlisi acústica de la parla

La conversió d’analògic a digital

La conversió d’analògic a digital (AD) és el primer pas per a emmagatzemar un senyal sonor en un sistema digital:

• Disc dur.
• Casset digital (DAT, Digital Audio Tape).
• Disc compacte (CD, Compact Disc).
• CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory).
• Memòria flaix (Flash memory).

Senyals analògics

Els senyals analògics són senyals continus.

L’amplitud d’un senyal analògic pot tenir qualsevol valor en qualsevol moment en el temps.

Representació d’un senyal analògic.

Rosen, S. i Howell, P. (2011). Signals and systems for speech and hearing (2a ed.). Emerald.

Senyals digitals

Els senyals digitals són senyals discontinus.

Els valors d’un senyal digital són discrets (limitats); els valors d’amplitud es troben espaiats regularment al llarg del temps.

Els valors d’un senyal digital es poden representar en una taula numèrica.

Representació gràfica i representació numèrica d’un senyal digital.

Rosen, S. i Howell, P. (2011). Signals and systems for speech and hearing (2a ed.). Emerald.

Quantificació

La quantificació és una operació que es realitza en el domini de l’amplitud.

Reducció dels valors continus d’amplitud a un conjunt de valors discrets predeterminats en funció dels nivells de quantificació que es facin servir.

Els nivells de quantificació s’expressen en bits.

Conversió d’analògic a digital amb 11, 21 i 111 nivells de quantificació.

Rosen, S. i Howell, P. (2011). Signals and systems for speech and hearing (2a ed.). Emerald.

Mostratge

També anomenat ‘mostreig’ (en anglès, sampling).

El mostratge és una operació que es realitza en el domini del temps.

El nombre de valors d’amplitud en cada moment en el temps que es guarden en digitalitzar el senyal ve determinat per la freqüència de mostratge.

Freqüència de mostratge (en anglès, sampling rate o sampling frequency): intervals temporals emprats per a emmagatzemar l’amplitud del senyal.

La freqüència de mostratge s’expressa en hertzs (Hz) o mostres per segon.

Conversió d’analògic a digital amb una freqüència de mostratge de 400 Hz (400 mostres per segon), 1 000 Hz (1 kHz, 1 000 mostres per segon) i 2 000 Hz (2 kHz, 2 000 mostres per segon).

Rosen, S. i Howell, P. (2011). Signals and systems for speech and hearing (2a ed.). Emerald.

La freqüència de mostratge ha de ser equivalent al doble de la freqüència màxima del senyal que es vol digitalitzar.

Anàlisi oscil·logràfica o de la forma d’ona

Oscil·lograma o forma d’ona.

En anglès, waveform.

És una representació de les variacions d’amplitud (eix vertical) al llarg del temps (eix horitzontal) en el senyal sonor.

Es pot utilitzar per a l’anàlisi de la sonoritat, l’amplitud, la durada, les pauses silencioses, l’accent, la velocitat d’elocució i el ritme.

Oscil·lograma o forma d’ona de l’enunciat El viento norte y el sol ‘La tramuntana i el sol’ obtingut mitjançant el programa Praat.

Oscil·lograma o forma d’ona de l’enunciat El viento ‘El vent’ obtingut mitjançant el programa Praat.

Oscil·lograma o forma d’ona de la seqüència El ‘El’ obtingut mitjançant el programa Praat.

Anàlisi de la forma d’ona mitjançant el programa Praat

Anàlisi espectral

«Espectro acústico: Representación gráfica de un sonido, habitualmente complejo ( = compuesto por la suma de muchas ondas de distinta frecuencia), que muestra la contribución que cada una de las frecuencias componentes realiza al sonido final resultante» (p. 539).

 

Gil, J. (2007). Fonética para profesores de español: de la teoría a la práctica. Arco/Libros.

Juana Gil (Font de la imatge: Juana Gil Fernández. (s. d.). https://www.juanagilfernandez.com)

Espectre obtingut mitjançant la transformada ràpida de Fourier

Espectre FFT.

S’obté per un procediment conegut com a transformada ràpida de Fourier (en anglès, Fast Fourier Transform o FFT).

És una representació de la freqüència (eix horitzontal) i la intensitat o nivell de pressió sonora (eix vertical) dels harmònics del senyal sonor en un instant en el temps.

S’utilitza per a l’anàlisi de l’estructura formàntica i també permet observar la sonoritat.

Espectre FFT de la vocal [i] obtingut mitjançant el programa Praat.

Espectre FFT de la consonant [s] obtingut mitjançant el programa Praat.

Anàlisi espectral FFT mitjançant el programa Praat

Espectre obtingut mitjançant codificació per predicció lineal

Espectre LPC.

S’obté per un procediment conegut com a codificació per predicció lineal (en anglès, Linear Predictive Coding o LPC).

És una representació de la freqüència (eix horitzontal) i la intensitat o nivell de pressió sonora (eix vertical) dels pics espectrals que corresponen a les ressonàncies del tracte vocal (els formants) en un instant en el temps.

S’utilitza per a l’anàlisi de l’estructura formàntica.

Espectre LPC de la vocal [i] obtingut mitjançant el programa Praat.

Comparació entre l’espectre LPC (en vermell) i l’espectre FFT (en negre) de la vocal [i] obtinguts mitjançant el programa Praat.

Anàlisi espectral LPC mitjançant el programa Praat

Anàlisi espectrogràfica

Espectrograma.

«Espectrograma: Representación tridimensional del sonido que nos permite visualizar cuánta energía existe en cada frecuencia a través del tiempo» (p. 539).

 

Gil, J. (2007). Fonética para profesores de español: de la teoría a la práctica. Arco/Libros.

Juana Gil (Font de la imatge: Juana Gil Fernández. (s. d.). https://www.juanagilfernandez.com)

Representació de les variacions de la freqüència (eix vertical) i l’amplitud o intensitat (escala de grisos) del senyal sonor de la parla al llarg del temps (eix horitzontal).

S’utilitza per a l’anàlisi de la sonoritat, la durada, l’estructura formàntica, l’amplitud o intensitat, les pauses, l’accent, la velocitat d’elocució i el ritme.

Espectrograma de l’enunciat El viento norte y el sol ‘La tramuntana i el sol’ obtingut mitjançant el programa Praat.

Espectrograma de l’enunciat El viento ‘El vent’ obtingut mitjançant el programa Praat.

Espectrograma de la paraula norte ‘nord’ obtingut mitjançant el programa Praat.

Representació dels formants de la vocal [i] en un espectrograma (a l’esquerra) i en un espectre FFT (a la dreta) obtinguts mitjançant el programa Praat.

Anàlisi espectrogràfica i anàlisi dels formants mitjançant el programa Praat

Anàlisi espectrogràfica

Anàlisi melòdica

Corba melòdica.

En anglès, fundamental frequency contour o f₀ contour.

Representació de les variacions de la freqüència fonamental (f₀) del senyal sonor de la parla (eix vertical) al llarg del temps (eix horitzontal).

S’utilitza per a l’anàlisi de la melodia, l’accent i l’entonació.

Corba melòdica de l’enunciat El viento norte y el sol ‘La tramuntana i el sol’ obtingut mitjançant el programa Praat.

Anàlisi de la corba melòdica mitjançant el programa Praat

Anàlisi de la freqüència fonamental

Anàlisi de la intensitat

Corba d’intensitat.

Representació de les variacions de l’amplitud de l’energia sonora del senyal de la parla (eix vertical) al llarg del temps (eix horitzontal).

S’utilitza per a l’anàlisi de l’amplitud o intensitat, l’accent, les pauses i el ritme.

Corba d’intensitat (energia sonora) de l’enunciat El viento norte y el sol ‘La tramuntana i el sol’ obtingut mitjançant el programa Praat.

Anàlisi de la corba d’intensitat mitjançant el programa Praat

Anàlisi de l’espectre mitjà

Espectre mitjà.

En anglès, Long-Term Average Spectrum (LTAS).

Representa la mitjana de les mesures de diversos espectres successius realitzades en el senyal de la parla.

Representació de la freqüència (eix horitzontal) i l’energia sonora (eix vertical) de l’espectre obtingut a partir de la mitjana d’una sèrie d’espectres calculats en punts successius en el temps.

S’utilitza per a l’anàlisi de la qualitat de veu.

Espectre mitjà de la lectura del text sencer de la il·lustració de l’Alfabet Fonètic Internacional «El viento norte y el sol» per un locutor femení.

Anàlisi de l’espectre mitjà mitjançant el programa Praat

LTAS, Long-Term Average Spectrum

Visualització de les característiques acústiques de la parla en els documents d’anàlisi acústica

Vegeu també

Eines per a l’anàlisi acústica i la transcripció de la parla

Tècniques d’anàlisi acústica de la parla

Tècniques d’anàlisi acústica de la parla