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1. Propiedades acústicas de la señal vocal
2. Rasgos generales de la percepción del
habla
3. Percepción de segmentos fonéticos
4. Teorías sobre la percepción del habla
5. Efecto del contexto en la percepción del
lenguaje
Tema 4:
Percepción del habla
Prof. Ana D’Ocon
1. Propiedades acústicas de la señal vocal
Habla: señal acústica compleja:
• contiene muchos tipos de información en muy poco tiempo (125- 180
palabras/min; 25-30 segmentos fonético/seg)
• es una señal continua , aunque la percibimos en segmentos discretos
• no presenta patrones invariantes ( ausencia de invariantes )
No existe una correspondencia biunívoca entre los fonemas de una lengua y sus realizaciones acústicas: Un determinado segmento fonético cambia dependiendo del contexto en que se inserte (efectos de contexto o de coarticulación) Las propiedades físicas de los sonidos de la lengua varían en función del emisor (varón, mujer, niño) El habla conversacional se caracteriza por la rápida articulación
Tres sistemas en la producción del habla:
1. Tracto vocal 2. Laringe 3. Sistema infraglótico
Cómo se produce el habla:
Diagrama de pliegues vocales abiertos o en abducción Diagrama de pliegues vocales cerrados o en aducción
Clasificación de las vocales Tres rasgos distintivos: Posición vertical de la lengua: Alta, baja o media Posición horizontal de la lengua: Anterior, central y posterior Disposición de los labios: Redondeado y no redondeado
i alta, anterior y no redondeada
u alta, posterior, redondeada
o media, posterior, redondeada
e media, anterior, no redondeada
a baja, central, redondeada
Propiedades físicas de los sonidos del habla:
Todos los sonidos del habla están compuestos por ondas sonoras complejas que contienen simultáneamente muchas frecuencias diferentes Dos clases de ondas complejas:
- Periódicas : los patrones de vibración se producen de forma periódica. Sonidos dotados de tonalidad (notas musicales y vocales) SONIDOS SONOROS
- Aperiódicas : no se aprecian ciclos repetitivos. Se perciben como ruidos, sin tono (un soplo, golpe, fricción, explosión… consonantes sordas) SONIDOS SORDOS Onda pura o simple : sucesión de ciclos que se repiten en el tiempo. Frecuencia : ciclos por segundo (Hercio) Amplitud : Intensidad del desplazamiento de la onda (decibelio)
Figura 5-2. A) Onda acústica de la frase «Los médicos salen a la calle». B) Fragmento ampliado de la onda aperiódica correspondiente a la consonante /s/ de «médicos»; en ella no se aprecian ciclos periódicos y se percibe como un ruido. C) Fragmento de onda periódica de la vocal /e/ de «salen»; en ella se aprecian claramente los ciclos periódicos Las diferencias entre sonidos del habla están determinadas por las características del resonador (cavidad oral o tracto vocal) durante su producción:
- Los cambios en el sonido se originan por el cambio en el tamaño y en la forma del espacio vacío a través del cual el aire fluye al exterior (movimientos articulatorios en el tracto vocal que modifican el flujo aéreo)
- La vibración (apertura y cierre) de las cuerdas vocales modulan el flujo aéreo: tono laríngeo
Los componentes del espectro sonoro son:
- Frecuencia fundamental (FO): tasa de ocurrencia del tono laríngeo. Es el valor más bajo de frecuencia (Hz)
- Armónicos (múltiplos de FO): bandas de frecuencia resonantes simultáneas a la FO El ANÁLISIS ESPECTOGRÁFICO permite extraer las características acústicas contenidas en la señal y presentarlas en el ESPECTOGRAMA respecto a las dimensiones de frecuencia , tiempo e intensidad
Oscilograma y espectrograma del enunciado "El año tiene cuatro estaciones" producido por un hablante adulto Oscilograma y espectrograma del enunciado "El año tiene cuatro estaciones" producido por un hablante adulto afectado de disartria
2. Rasgos generales de la percepción del habla
Rapidez : la capacidad de resolución
temporal con los estímulos acústicos es muy limitada, pero es mucho mas amplia para sonidos del habla.
Robustez : la percepción del habla es muy eficaz, incluso ante condiciones en la que hay
muchas interferencias (ruido), o el estímulo está muy degradado (distorsionado). Identificamos los sonidos de una forma robusta, ya que el habla es muy resistente a la deformación.
Complejidad : El estimulo del habla es extremadamente complejo. Aun hay gran dificultad
para simular la percepción del habla artificialmente. Pero nuestro sistema natural de percepción es altamente flexible y adaptable a la enorme variabilidad de la señal del habla.
Automática : La mayor parte de los subprocesos implicados son de naturaleza automática,
y se llevan a cabo sin esfuerzo aparente y sin conciencia de ello.
Diferente : La percepción del habla difiere de la de los demás estímulos auditivos en
algunos aspectos. Procesamos correctamente más fonemas por segundo que otras unidades acústicas que no son lenguaje. También realizamos mejor tareas de identificación que discriminación de fonemas. Cuando las tareas se refieren a tonos, discriminamos mejor que identificamos. Esto también pasa con estímulos visuales (colores).
Percepción del habla : Proceso complejo por el cual una señal acústica
continua y altamente variable activa representaciones mentales discretas y estables de los fonemas de una lengua
Ausencia de invarianza : Existe una enorme variabilidad en la producción de
los sonidos del habla: Variabilidad entre sujetos: la FO de hombres, mujeres y niños difiere, siendo mas baja en varones que en mujeres y niños. Variabilidad intrasujeto: nuestra voz puede cambiar en función de la situación, nuestro estado, etc. Variabilidad debida al contexto fonético: un mismo fonema puede diferir acústicamente debido a la influencia de los fonemas precedentes y posteriores: Efecto de coarticulación Pero, por encima de todas estas variaciones, nuestro sistema perceptivo es capaz de identificar el patrón acústico que hace que todas las diferentes representaciones de un fonema sean identificadas como ese fonema y no otro: Percepción categorial ¿Tenemos un mecanismo especializado para percibir habla? : 2 posiciones SI: tenemos un mecanismo especial distinto de la percepción general de los sonidos. Un módulo de funcionamiento rápido, automático y encapsulado. NO: lo especial es el estímulo, no el sistema perceptivo. Solo hay un sistema perceptivo. El habla humana es un tipo de estimulación sobre aprendida.
Normalización de las vocales : El proceso de percepción transforma los
valores absolutos en estándares. Se establece una escala común que admite la comparación entre sí de las vocales. En un primer momento este proceso se explicó a través de la teoría de la razón entre formantes : la identificación de la vocal no depende de valores absolutos de los dos primeros formantes sino de la proporción entre ellos. Esta teoría no explica completamente el proceso de normalización. Dos hipótesis adicionales: Modelos de normalización intrínseca : cada vocal aporta suficiente información acústica en si misma para permitir la normalización. Los formantes superiores (F 3 …) y el valor de FO (que varía en función de la edad y el sexo) ayudan a la identificación de la vocal. Modelos de normalización extrínseca : los oyentes necesitan información externa a la vocal para establecer un marco de referencia sobre las características del hablante. Las vocales individuales se perciben en relación con el inventario completo de vocales de un hablante determinado. Las vocales presentadas en contexto de frase estaban influidas por los cambios formánticos de la frase. El oyente evaluaba los formante de una vocal en relación con el rango de valores contenidos en la frase precursora.
Percepción continua de las vocales : las vocales se perciben de forma
continua, a diferencia de algunas consonantes La variación en las frecuencias de los formantes es percibida por el oyente, quien percibe cambios continuos y graduales. Los cambios continuos y graduales de las frecuencias de los formantes se perciben de forma continua. En el ejemplo se han sintetizado 8 estímulos con valores de F y F2 comprendidos entre los típicos de una /i/ y los de una /e/. En ese orden se perciben como una /i/ que se va transformando progresivamente en una /e/
Percepción de consonantes:
Las consonantes se producen por movimientos articulatorios rápidos (los de la vocales son mas lentos). La coordinación de la articulación de las consonantes con las vocales se organiza en unidades silábicas (el centro es la vocal). Las consonantes no pueden formar sílabas por si solas, las vocales si. Algunas consonantes (p.e. las oclusivas) necesitan los formantes de transición a la vocal adyacente para ser percibidas y producidas. No es posible producirlas de forma aislada. Existen múltiples pistas perceptivas para identificar las diferentes consonantes.
Una de las mas estudiadas son las transiciones de los formantes
vocálicos.
Cuando se produce una vocal de modo aislado, los formantes tienen una apariencia estable. Si se pronuncian en combinación con una consonante, la trayectoria del formante se ve alterada hacia arriba o hacia abajo. Las transiciones de los formantes (especialmente el F2) son cruciales para la percepción de las consonantes.
Vocales con diferentes transiciones
Intervalo de inicio de sonoridad (VOT, voice onset time): tiempo que transcurre entre la relajación de la presión de aire en la ocusiva (explosión) y el inicio de la vibración vocálica (sonoridad) de la vocal siguiente En un espectrograma se representa por el intervalo temporal entre el comienzo brusco de las bandas anchas de energía (explosión) y el inicio de la transición de formantes (comienzo de la vibración de las cuerdas vocales) El VOT es la pista acústica que mejor marca la diferencia entre sílabas cuya consonante inicial es una oclusiva sonora y aquellas cuya inicial es una oclusiva sorda Contraste sonoro-sordo en consonantes oclusivas (Abramson y Lisker, 1967) Las ocusivas sordas (p,t,k) tienen un VOT mas largo que las oclusivas sonoras (b,d,g) Los valores de VOT asociados a oclusivas sonoras y sordas varían entre distintas lenguas
Tarea de identificación: Indica el rango y los límites de una categoría de fonemas : un grupo de estímulos físicamente diferentes es considerado como el mismo fonema de forma consistente Los resultados en esta tarea indican que hay límites críticos que sirven de fronteras entre las categorías. En las fronteras aparece una estrecha zona de incertidumbre, en la que los estímulos no se identifican claramente. Tarea de discriminación: Indica si los estímulos en un continuo se perciben de forma categorial : una diferencia de la misma magnitud no se discrimina con la misma precisión; dada una determinada cantidad de diferencia física, ésta no tiene el mismo impacto perceptivo en todos los lugares del continuo. Los resultados en esta tarea indican que los oyentes:
- tienen dificultades entre pares de estímulos dentro de la categoría
- Las discriminaciones son casi perfectas cuando los estímulos pertenecían a categorías diferentes Ventajas de la percepción categorial
- El oyente puede centrarse en los aspectos de la señal relevantes para la identificación de fonemas e ignorar variaciones no esenciales dentro de la categoría fonética
- Es una adaptación del sistema perceptivo para la percepción del habla , muy útil para manejar la variabilidad, evita que percibamos los sonidos ambiguos: simplifica el proceso.
- Permite que el sistema perceptivo descargue su trabajo y nos permita concentrar los recursos cognitivos en la extracción de significados.
- Alternativa a la teoría motora
- El objeto de la percepción es de tipo articulatorio o motor , pero NO supone que el oyente tenga que acceder a su sistema de producción para reconstruir los fonemas.
- Niega la existencia de un módulo especializado en decodificar lenguaje
- Se basa en teoría de la percepción directa de Gibson : un modelo ecológico dirigido a todas las modalidades sensoriales: La estructura del estímulo incorpora toda la información necesaria para percibir. La percepción es un proceso “directo”, no necesita pasos intermedios ni “construcción” o elaboración Gracias a la evolución. los sistemas sensoriales ya están calibrados para captar el mundo físico en el que se desenvuelven: perspectiva ecológica.
- La señal acústica es un estímulo proximal que proporciona información de los estímulos distales ( movimientos articulatorios que la han provocado) Al oír la señal auditiva, se capta de forma directa los movimientos articulatorios que la han producido, igual que se percibe el origen de todos los sonidos del entrono Crítica : ¿podemos percibir el sonido de un violín sin conocer el instrumento, su estructura o el material del cual está hecho?
Teoría realista directa (Fowel) Lab Haskins
- Los mecanismos perceptivos generales de la audición son los responsables de la percepción del lenguaje ( NO hay un mecanismo o módulo específico)
- La percepción del lenguaje no está mediada ni se basa en la percepción de los movimientos articulatorios La resolución de la variabilidad de la señal del habla se basa en la capacidad del oyente de hacer uso de múltiples señales acústicas imperfectas para categorizar estímulos complejos. La percepción de la constancia no requiere la recuperación de mov articulatorios y un módulo especializado: evidencia de percepción categorial en animales (que no tienen habla articulada)
- Hipótesis de la potenciación auditiva : los sonidos de cada lengua se han adaptado para convertirse en robustas señales que explotan las características del sistema auditivo Las lenguas desarrollan un inventario de fonemas que optimiza la distintividad fonética
Teoría auditiva general (Kuhl y Miller; Pisoni)
5. Efecto del contexto en la percepción del habla La percepción del habla en contextos naturales está fuertemente apoyada por la información del contexto En la percepción del lenguaje coinciden dos fuentes de información: Información acústica del estímulo (abajo-arriba) Representaciones sintácticas, semánticas y pragmáticas: efecto del contexto (arriba-abajo) Cuanta más información de contexto (arriba-abajo) tengamos, menos información entrante necesitaremos del estímulo (abajo-arriba) El contexto facilita la percepción: Las palabras presentadas con ruido de fondo se identifican mejor en contexto de frase que si se presentan de forma aislada (Pollack y Pickett,
Estudios de Warren (1970)
- Estímulos: palabras donde se ha sustituido un segmento fonético (p.e. /s/ en legislatura) por un sonido de tos de la misma intensidad que el segmento escindido
- Se presentaba esta palabra en un contexto de frase
- Resultados: los sujetos no conseguían identificar la tos, sino que escuchaban la palabra completa y la tos se escuchaba como un sonido de fondo. Los sujetos restauraban el fonema que no formaba parte de la señal.
- La información cognitiva procedente de procesos superiores era capaz de suplir la información física ausente de la señal de habla y restaurar el fonema que faltaba
- Este efecto no se producía en pseudo-palabras
- Tampoco se producía si el sonido era sustituido por un silencio : el proceso de restauración fonémica necesita un ruido para poder reconstruir el fonema ausente https://www.youtube.com/watch?v=UlJs24j3i8E
Restauración fonémica (1) :
