Автореферат (Акустические характеристики речи детей 5-16 лет), страница 2

АН СССР Г.В. Гершуни (Санкт-Петербург, 2013); конференции смеждународным участием «Проблемы онтолингвистики» (Санкт-Петербург,2009, 2011, 2016); на международной конференции «SPECOM 2013», Пльзень,Чехия, 2013; на секции «Физиология речи» в рамках постоянно действующегосеминара«Акустикадетскойречи»(Санкт-Петербург,2014),наIIВсероссийской акустической конференции (Нижний Новгород, 2017); навсероссийской конференции молодых ученых «Психология XXI века:системный подход и междисциплинарные исследования» (Санкт-Петербург,2017); на 8 Всероссийской конференции с международным участием«Центральные механизмы речи», посвященной памяти проф.

Н.Н.Трауготт,(Санкт-Петербург, 2017).ПубликацииПо теме диссертации опубликована 31 печатная работа, из них – 13статей: 8 статей – перечня ВАК, 5 статей – WOS и Scopus.Структура и объем диссертацииДиссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методикиисследования, результатов, их обсуждения, выводов, списка сокращений,списка литературы, приложения. Текст диссертации изложен на 139 страницах,содержит 40 рисунков, 17 таблиц.

Приложения представлены на 11 страницах.Список литературы включает 177 источников, из них 125 зарубежных.Работа поддержана персональным грантом Американского акустическогообществаRUX1-33053-XX-11,2012;ИменнойстипендиейСанкт-Петербургского Общества Естествоиспытателей им. Колосова Н.Г., 2012.Участие в качестве исполнителя в работе по грантам (руководитель Е.Е. Ляксо):8РФФИ - № 09-06-00338а, 13-06-00281а, 16-06-00024а; РГНФ - 11-06-12042в; 1306-00041а, 17-06-00503а.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫМатериалы и методы исследованияВ исследовании приняли участие 240 детей в возрасте от 5 до 16 лет (по10 мальчиков и 10 девочек в каждом возрастном срезе).

Речевой материал длядетей в возрасте 5-7 лет взят из базы данных детской речи «CHILDRU» (Ляксои др., 2007); детей в возрасте 8-16 лет - записан в средней школе имени А.С.Пушкина. Дети развивались в соответствии с возрастной нормой позаключению педиатров; не имели диагностированных нарушений слуха и речи.Исследование одобрено Этическим Комитетом Санкт-Петербургскогогосударственного университета.Аудиозапись речи детей с паралельной видеорегистрацией их поведенияпроводили в ситуации диалога с экспериментатором с использованиемстандартного набора вопросов. Количество вопросов экспериментатораварьировало в зависимости от возраста детей, стандартными для всех детейявились 9 вопросов. Такого количества оказывалось достаточно для построениядиалога, в котором дети употребляли сходные (однокоренные) или одинаковыеслова, что требовалось для дальнейшего сравнения акустических характеристикударных и безударных гласных, произнесенных детьми разного возраста.Средняя продолжительность диалога составила 5 - 10 минут, при общемвременивзаимодействия(знакомство,определениеэкспериментаторафизиологическихсребенкомпоказателей,20-30минутобъяснениепоследовательности заданий, т.д.).Записанный речевой материал организован в базу данных диалоговойречи русскоязычных детей 8-16 лет.

База содержит записи диалога ребенка сэкспериментатором, ранжированные по возрастам для каждого ребенка, слова9детей включенные в тестовые последовательности для перцептивногоисследования, фонематическое и фонетическое описание слов.Акустический спектрографический анализ. Инструментальный анализосуществляли с использованием компьютерных программ «Cool Edit Pro 2.0»(Syntrillium Software Corporation, USA, 2002) и Adobe Audition 1.5 (AdobeSystem Corporation, USA, 2004).

В данных программах осуществлялипрослушивание речевого материала и выбор слов, на которые падает фразовоеударение. Для выделенного слова определяли длительность. По аналоговойформе слова выделяли ударный и безударные гласные (первый гласный послеударного, и первый гласный перед ударным, которые в дальнейшеманализировали вместе); стационарные участки гласных, определяли ихдлительность.Спектральный анализ осуществляли на основе быстрого преобразованияФурье, данные взвешивали с помощью окна Хемминга при 1024 точках отсчета.За стационарный участок принимали участок спектрограммы, на которомзначения формант претерпевают минимальные изменения, то есть артикуляцияпрактически не изменяется (Бондарко, 1988).

Границы стационарного участкаопределяли в точках изменения частот спектральных составляющих.Для ударного и безударного гласного на стационарном участкеопределяли значения частоты основного тона (F0), значения первой (F1) ивторой (F2) формант. Первый спектральный максимум принимали за ЧОТ.Спектральный максимум – это наиболее энергетически выраженная областьчастот,поотношениюкокружающимобластям,значениечастотыспектрального максимума определяли в максимальной точке огибающейспектра при визуальной аппроксимации. За форманты принимали наиболееэнергетически выраженные спектральные максимумы или резонансные пики наогибающей спектра сигнала, следующие за первым спектральным максимумом(Деркач и др., 1983) (Рисунок 1).

На двухформантной плоскости в координатахдвух первых формант (значения F1 по горизонтальной оси, значения F2 по10вертикальнойоси)строилиформантныетреугольникисвершинами,соответствующими значениями двух первых формант кардинальных гласных[a], [u], [i] для ударных и безударных гласных.А – осциллограмма с выделенным словом, по горизонтальной оси – время, мс, повертикальной оси – условные единицы. Б – динамическая спектрограмма с выделеннымстационарным участком ударного гласного [и]. В - представление ударного гласного вкоординатах: по горизонтальной оси – частота, Гц, по вертикальной оси – интенсивность, дБ.Рисунок 1. Пример акустического спектрографического анализа (слово«крики», девочка 14 лет).Считали значения площади по формуле (Vorperian, Kent, 2007),модифицированной для русского языка (Ляксо, Григорьев, 2013).Площадь = 0,5*{(F2[i]*F1[a]+F2[a]*F1[u]+F2[u]*F1[i]) (F1[i]*F2[a]+F1[a]*F2[u]+F1[u]*F2[i]}(1)где F1[x] и F2[x] - значения первой и второй форманты соответствующихгласных (х).По значениям первой и второй форманты определяли значения индексаартикуляции гласных (ИАГ, vowel articulation index, VAI) (Roy et al, 2009).VAI = (F1[a]+F2[i])/(F1[i]+F1[u]+F2[a]+F2[u])(2)Интенсивность формант En нормировали по отношению к интенсивностиЧОТ (E0), En/E0.11Перцептивное исследование.

Для перцептивного анализа созданы 42тестовые последовательности, по 21 последовательности, содержащей речьмальчиков и речь девочек. Каждая тестовая последовательность состояла из 30слов, каждое слово повторялось по три раза, интервалы между предъявлениямиразных слов составляли 15 секунд, между повторениями – 5 секунд.Предъявление тестовых последовательностей осуществляли в свободном поле.В исследовании приняли участие 543 аудитора (188 мужчин и 355женщин) в возрасте 19,3±1,2 лет.

Аудиторам для заполнения были предложеныанкеты, в которых напротив номера каждого слова было необходимопобуквеннозаписатьегозначение.Аудиторынеимелиранеедиагностированных нарушений слуха. У части (n=35) аудиторов дополнительнопроизводили измерение порогов слуха и проверку фонематического слуха, чтопозволило исключить наличие поражения слуховой системы (Бобошко и др.,2010). В речевом диапазоне все аудиторы имели пороги слышимости впределах нормы (0-20 дБ) по данным тональной аудиометрии; нарушенийфонемного восприятия не выявлено.Обработка анкет включала в себя определение верно распознанных слов.Истинное значение слова определял экспериментатор на основании контекстапри прослушивании фразы ребенка, в случае необходимости – при просмотревидео материала диалогического взаимодействия экспериментатора с ребенком.Полностью распознанными считались слова, лексическое значение которыераспознали более чем 75% аудиторов.Фонетическое описание слов осуществлено в системе САМПА длярусского языка и международного фонетического алфавита (МФА).Статистическая обработка данных.

Статистическую обработку данныхосуществляли в статистическом пакете «Statistica 10.0» с использованиемнепараметрических критериев Манна-Уитни, Краскела-Уоллиса, ранговойкорреляции Спирмена (при уровне значимости p<0,05), регрессионного,множественного регрессионного и дискриминантного анализа.12Результаты исследования и их обсуждениеЗначения длительность гласных из слов детей 5-16 лет.

Впроведенном исследовании показано нелинейное изменение временныххарактеристик гласных. Значения длительности ударных гласных в словахдевочек составляют в 5 лет 156 мс (медианные значения), значимо повышаютсяк 7 годам (171 мс) (p<0,05; критерий Манна-Уитни), понижаются в возрасте 911 лет (153 мс в 9 лет и 134,5 мс в 11 лет) (p<0,01; критерий КраскеллаУоллиса) и стабилизируются в возрасте 13-16 лет (129,5 мс в 13 лет и 121 мс в16 лет) (p<0,001) (Рисунок 2А). Значения длительности ударных гласных изслов мальчиков в 5 лет составляют 243 мс, и снижаются к возрасту 13 лет (124мс) (p<0,05) (Рисунок 2Б).Значения длительности безударных гласных из слов девочек в 5 лет – 113мс, снижаются к возрасту 13-16 лет (от 86 мс в 13 лет до 90 мс в 16 лет)(p<0,05).

Значения длительности безударных гласных из слов мальчиковсоставляют в 5 лет 104 мс и снижаются к 13 годам (87 мс) (p<0,05) .А – данные для девочек, Б – данные для мальчиков. Линия с квадратным маркером –длительность ударных гласных, линия с треугольным маркером – длительность безударныхгласных, линия с круглым маркером – длительность стационарных участков ударныхгласных, линия с Х-маркером – длительность стационарных участков безударных гласных.* - p<0,05; ** - p<0,01; *** - p<0,001, критерий Краскела - Уоллиса. По горизонтальной оси –возраст, лет; по вертикальной оси – длительность, мс.Рисунок 2.

Значения длительности ударных и безударных гласных изслов девочек и мальчиков 5-16 лет.Полученные данные о стабилизации значений длительности ударных ибезударных гласных к возрасту детей 13 лет могут свидетельствовать об13окончании формирования речевого дыхания к этому возрасту. Согласнолитературным данным, речевое дыхание детей в 7 лет отличается от речевогодыхания, присущего взрослым (Hoit et al., 1990).