Transcript Taal en de menselijke natuur

Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
Fonetiek
de studie van spraak (en zang)
Gerrit Bloothooft
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
spraak
– Spraak kwam voor tekst
– Spraak komt overal (in een ruimte)
– Als baby leren we een taal door hem te
spreken
– We communiceren met spraak veel meer
dan alleen taal
– Fluisteren, spreken, schreeuwen, zingen:
stem en spraak
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
een vreemde taal
• Een stroom van klanken
– Welke woorden?
– Welke spraakklanken?
– Welke emotie?
• Een Maya taal
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
de spraakketen
spreker
luisteraar
bedoelen
formuleren
begrijpen
taalkennis
spreken
verstaan
horen
spraakgeluid
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
aandachtsgebieden
spreker:
• Articulatorische fonetiek
– stand van keel, mond, neus, kaak, tong, lippen
• Akoestische fonetiek
– stemgeluid en spraakgeluid
luisteraar:
• Auditieve fonetiek
– waarneming van spraak
technologie:
• Spraaksynthese
– spraak maken
• Automatische spraakherkenning
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
de spraakketen (computer)
resultaat
formuleren
spraak
synthese
spraakgeluid-uit
handelen
(bv vertalen)
talen
kennis
begrijpen
spraak
herkennen
geluid
analyseren
spraakgeluid-in
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
onderwerpen vandaag
• De bouwstenen van spraak/zang
• spraakklanken
• fonetisch alfabet
• Hoe maken we spraak/zang
• Klinkers en medeklinkers
• golfvormen
• articulatie
• Melodie van spraak/zang
• Zangsynthese
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
communicatievoorwaarden
spreker en luisteraar
– hebben toegang tot elkaar
•
•
via de lucht (akoestisch)
via de telefoon (elektronisch en akoestisch)
– kennen elkaars taal(code)
•
op klankniveau
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
hoe werkt gesproken taal
alle talen zijn opgebouwd uit
• eindige verzameling van bouwstenen
(klanken)
• eindige verzameling van regels om
bouwstenen te combineren
(klanken tot woorden)
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
de spraakklank
• Foneem: kleinste klank die betekenisonderscheidend is
• mast # mest, dus ’a’ en ‘e’ duiden op een
verschillend foneem
• maar elke ‘a’ (van jou en mij) kan weer
verschillend klinken (zonder betekenisverschil)
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
de valstrik van de letter
• De relatie tussen klank en letter is niet
eenduidig
• Die relatie is voor talen verschillend
• Bad (eng/nl/du)
• ..en per taal complex
• verleden
• col, cel, chaos, chef
• kolom, kool
zelfde symbool, andere klank
zelfde klank, ander symbool
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
.. en van de akoestiek
spraak bevat geen
duidelijk
begrensde
klanken: hoeveel
zie je er in dit
fragment?
0
0.1
0.2
0.3
Tijd (s)
0.4
0.5
Dit is een golfvorm van spraak = met een microfoon
opgenomen geluiddrukverandering
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
fonetisch alfabet
• alle (betekenisonderscheidende)
klanken van de talen in de wereld
hebben een uniek symbool
• voor het Nederlands
•
•
•
•
~ 27 medeklinkers
~ 13 klinkers
3 tweeklanken (ui, au, ei)
maar geen klikklank bijvoorbeeld
http://nl.youtube.com/watch?v=OHxkiXALQjU
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
hoe maken we spraakklanken?
• Stembron
• beweging stemplooien
• vernauwing (ruis)
• Articulatie
• vorm van de mond-, neus-, keelholte
spreker
luisteraar
bedoelen
formuleren
begrijpen
taalkennis
spreken
verstaan
horen
spraakgeluid
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
het
instrument
Neusholte
Mondholte met onderkaak,
tong, lippen
Keelholte met strotteklep
Strottehoofd met
stemplooien
Longen en luchtpijp
Slokdarm
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
strottehoofd
strotteklep
dwarsdoorsnede
valse
stemplooien
stemplooien
luchtpijp
complex apparaat
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
stemplooien
van boven gezien
in vertraagde beweging
Toonhoogte =
aantal malen
open/sluiten per seconde
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
demonstratie
kunst strottehoofd (kunstlarynx)
• brongeluid
• toonhoogte
• luidheid
• effect van articulatie
• timbre(klankkleur)verandering: klinkers!
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
toonhoogte
aantal malen openen en sluiten van de
stemplooien, per seconde
mannen
vrouwen
kinderen
zang
60 - 600
120 - 1500
200 - 3000
spreken
~ 120 Hz
~ 240 Hz
~ 360 Hz
1x openen/sluiten duurt << 10 milliseconde
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
het fonetogram
mannenstem
Luidheid (dB SPL)
krachtige boventonen
“borststem”
spreken
zwakke boventonen
zacht, of “falsetstem”
Toonhoogte (Hz)
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
geluid (golfvorm)
Geluid bestaat uit luchtdrukvariaties
Hierboven staan twee zuivere tonen (sinus)
frequentie = 1/periodeduur
(f = 1/T) in Hertz (Hz)
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
complexe trillingen
• Zuivere tonen van verschillende frequenties
kun je optellen tot complexe trillingen
• Zoals in deze klinker /a/
periode > grondtoon met toonhoogte
stemplooien sluiten
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
toonhoogte van een klinker
• 25 trillingen in 200 milliseconden (0.2 seconde)
• 1 trilling duurt 8 milliseconde
• grondtoon is 125 Hz (trillingen per seconde)
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
klinkerarticulatie (plaats)
• tong hoog/laag
[i][u] / [a]
• tong voor/achter
[i] / [u][a]
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
articulatieplaats
Amerikaans-Engels + NL
y fuut
ø peuk
ɑ tak
taak
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
klinkerakoestiek
• Periodiek brongeluid
• grondtoon en boventonen
• Resonanties in mond-keelholte
• versterking van frequenties, afhankelijk van de
vorm van de stemweg (articulatie)
• die resonanties noemen we formanten
• formanten zijn klinkerspecifiek
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
het spraakspectrum
SPRAAK
GELUID
SPRAAK
KANAAL
TRILLENDE
STEMPLOOIEN
formanten (a,b,c)
grondtoon
boventonen
LUCHTDRUK IN
LONGEN
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
formanten en klinkers
• vooral formant 1 en formant 2 bepalen
welke klinker we waarnemen
• hogere formanten vertellen ons meer
over de spreker
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
pauze
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
kun je boventonen horen?
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
boventonen horen
• in boventoonzang
• heel langzame articulatieverandering
• waardoor steeds een andere boventoon
door de (2e+3e) formant wordt versterkt
• Van [u] naar [i] en terug
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
van [u] naar [i] en terug
F1 F2
boventoon 6, articulatie [u]
F1
F2 boventoon 14, articulatie [i]
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
samenwerkende formanten
(via articulatie) in boventoonzang
F2
0
1000
F3
2000
3000
Frequentie (Hz)
4000
5000
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
versterking!
F2+F3
0
1000
2000
3000
Frequentie (Hz)
4000
5000
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
waarom kun je een zangeres
niet verstaan als ze hoog zingt?
(veel) minder boventonen
bij hogere grondtoon
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
Amplitude (dB)
klinker /i/ met grondtoon van 200 Hz
en grondtoon van 800 Hz
0
1000
2000
Frequentie (Hz)
3000
4000
grondtoon en aantal boventonen
• grondtoon (Hz)
• 100
• 200
• 400
• 800
• 1400
Taal en de menselijke natuur
(tot 5000 Hz) Fonetiek
• aantal boventonen
tot 5000 Hz
• 50
• 25
• 12
• 6
• 4
Met weinig boventonen kan het oor niet meer
bepalen waar de formanten zitten.
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
Kun je de klinkers herkennen?
sopraan
• grondtoon = 392 Hz
• grondtoon = 880 Hz
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
medeklinkers
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
medeklinkers
• Plofklanken
• korte afsluiting, gevolgd door ruisexplosie
• Wrijfklanken (fricatieven)
• luchtturbulentie in vernauwing -> ruis
• Nasalen
• wel stem, maar via de neus
• Liquida (retroflexen, [l], [r] en [R])
• complexe tongvorm, tongtip [r] of brauw [R]
• Halfvokalen ([w] en [j])
• beweging
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
plofklanken (golfvorm)
[apa]
stemloos
(geen aspiratie in NL)
[aba]
stemhebbend
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
wrijfklanken (golfvorm)
Stemloos
(ruis)
stemhebbend
(periodiek en
ruis)
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
articulatie
plaatsen
voor medeklinkers
tandboog
(alveolair)
zachte verhemelte
(velair)
Harde verhemelte
(palataal)
(plaatsen van vernauwing)
huig
(uvulair)
tanden
(dentaal)
lippen
(labiaal)
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
intonatie
• De melodie en ritme van spraak
• Overkoepelt de spraakklanken
• is suprasegmenteel
• is tamelijk taalspecifiek
• en staat er in tekst niet bij
• Uitgedrukt in
• toonhoogtebeweging
• duren (inclusief pauzes)
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
twee niveaus
• Woordklemtoon
• juiste realisatie vereist [fonologische regels]
• in toontalen betekenisonderscheidend
– Chinees, Zweeds (beperkt),..
• Zinsrealisatie (accent)
•
•
•
•
benadrukken van informatie (oud/nieuw)
vraagzin
zinseinde, continuering
emotie (boos, verdrietig, blij)
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
betekenis
onderscheid!
• Toonhoogtecontour
• blauw
• alleen stemhebbende
klanken
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
een computer laten spreken en
zingen
• van letter naar klank
• melodie bepalen
• voor zang gegeven
• klanken synthetiseren
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
voorbeelden spraaksynthese
• http://www.fluency.nl
• Loquendo (Willem)
http://tts.loquendo.com/ttsdemo/default.asp?page=id&voice=Willem
• RealSpeak (Claire)
http://212.8.184.250/tts/demo_last.jsp
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
zangsynthese
• bas
• sopraan
• met begeleiding
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
meer over spraak
• Niveau 1
• Spreken en Verstaan (blok 2), geen ingangseisen
• Niveau 2
• Transcriptie van spraak (blok 2), geen ingangseisen
• Niveau 3
• Melodie en ritme van spraak (blok 2), eist S&V
• Akoestiek van spraak en muziek (blok 1), eist S&V
Taal en de menselijke natuur
Fonetiek
vragen?