RELATORIA: SPEECH PRODUCTION A REVIEW

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA DEPARTAMENTO DE FONOAUDIOLOGÍA

NUCLEO CURRICULAR: Desordenes Comunicativos

RELATORIA SPEECH PRODUCTION: A Review

En: Zemlin, W.R. Speech and Hearing Sciences: Anatomy and Physiology. Ally & Bacon; 1997

Este obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento 4.0 Internacional.

Por: Heriberto J. Rangel Navia

2015

I. Tesis:

“…the speech wave as it is emitted is the response of the vocal tract to one or more sound sources” 1

II. Organización del Texto

El texto discurre a través de tres acápites; a saber:

a. Speech Production: A Review. Segmento a partir del cual se introduce el tema de la producción de sonidos del habla, en función de la oposición resonancia/disipación

b. Resonance: Aborda las categorías de análisis del fenómeno de resonancia c. The Source-‐Filter Theory of Speech Production: aborda la argumentación de

la tesis desde la propuesta de Fant (1970), a partir de los siguientes pasos argumentales:

i. Introducción, corresponde al texto que sigue a la titulación del acápite, dentro de el se documenta la ecuación de Fant y se plantea la tesis del texto

ii. Characteristics of the source, analiza las propiedades acústicas de la glotis a partir de la función de área

iii. Transfer Function of the Vocal Tract, da cuenta de la resonancia como función de transferencia selectiva

iv. The Vocal Tract as a Uniform tube, define las características anatómicas del tracto vocal

v. Formant Frequencies (Resonances), establece la emergencia de los formantes como resultado de la función de resonancia

vi. Effects of Configurations of the Vocal Tract, da cuenta de las relaciones entre configuración del tracto vocal y efectos acústicos

vii. Radiation Resistance, describe los efectos del último elemento de la ecuación de Fant sobre las vocales inglesas

III. Argumentación

a. Speech Production: El suministro de aire subglotal puede cambiar su presión al introducir resistencia al paso de la columna de aire mientras las fuerzas de exhalación están preparadas para pasar, la resistencia al flujo de aire puede ocurrir en varios puntos a lo largo del tracto vocal, sabemos como la resistencia al flujo

1 Traducción Libre: “…el sonido del habla es la respuesta del tracto vocal a una o más fuentes sonido”






del aire genera un tono glótico, sin embargo, los movimientos vibratorios de los pliegues vocales por si solos no son la fuente de vibraciones que finalmente escuchamos como sonidos del habla. Esos movimientos vibratorios son la base de los sonidos del habla. Al principio puede parecer complicado, pero si reconocemos que los pliegues vocales vibran a una tasa de 150 veces por segundo, entonces una explosión de aire es lanzada al tracto vocal 150 veces cada segundo. La amplitud de las vibraciones desaparece rápidamente, pero la constante sucesión de explosiones mantienen la columna de aire en vibración. La vibraciones desaparecen al poco tiempo por que la energía vibratoria se disipa, llamamos a esto disipación2 de vibraciones. El resultado acústico de la vibración de los pliegues vocales es una disipación rápida en serie de vibraciones generada en la supraglótis Las vibraciones generadas por los pliegues vocales tienen tres parámetros –frecuencia, intensidad, y duración– que por sí mismos tienen muy poco significado, sin embargo, la capacidad de respuesta a las vibraciones del tracto vocal puede ser modificado por las estructuras que se encuentran entre los pliegues vocales y la apertura de la boca, estas modificaciones deben considerarse a través del principio de resonancia y su antítesis, la disipación

a. Resonance: i. Natural frequency, casi cualquier materia, bajo las condiciones

apropiadas, cuando se energiza por una fuerza externa, vibra a su propia frecuencia natural. La frecuencia de vibración de los pliegues vocales, energizada por la corriente de aire, es una función directa de la tensión e inversa de la masa.

ii. Forced Vibration, cuesta una irrazonable cantidad de fuerza cambiar la “frecuencia o el periodo natural” a un “periodo antinatural”; es decir, tener que forzar la vibración. Las vibraciones de algo que vibra a una frecuencia antinatural, o ejecutando vibrando forzado, cesaran abruptamente al retirar la fuerza. Podría decirse que esta clase de sistema esta altamente disipado

iii. Radiation of Energy, Cualquier cosa que absorba energía a una

frecuencia especifica radia mejor la energía a esa misma frecuencia

iv. Resonant Frequencies of Vibrating Air Columns, Las columnas de aire tienen su propia frecuencia natural, la tasa a la que la columna de aire

2 El texto en ingles utiliza el vocablo DAMPED






es dirigida hacia la vibración determina el pitch3, mientras que la frecuencia o frecuencias a las que la columna de aire resuene determinan la calidad del tono.

b. The Source-‐Filter Theory of Speech Production: i. Introducción, la siguiente expresión es una ecuación simbólica de

las funciones involucradas en la producción de cualquier sonido hablado:

𝑃 𝑓 = 𝑈 𝑓 ∙ 𝐻 𝑓 ∙ 𝑅(𝑓) Donde P(f) es el espectro4 de presión del sonido; U(f) corresponde al espectro de la velocidad del volumen generado por la fuente; H(f),la función de transferencia para la ganancia selectiva de frecuencias; y, R(f) es la radiación característica de los labios. Las barras verticales nos dicen que las magnitudes involucradas en estas funciones, acompañadas de la anotación (f), describen funciones de frecuencia. La expresión indica que el sonido del habla es la respuesta del tracto vocal a una o más fuentes sonido.

ii. Characteristics of the source, en 1958 Flanagan utilizando datos normativos sobre la presión subglótica fue capaz de calcular a partir de la función de área glotal, la resistencia glótica, la cual provee información sobre el flujo de aire a través de la glotis, es decir el volumen de velocidad o U(f). La amplitud espectral (amplitud como función de frecuencia), es el resultado de la relación entre área-‐resistencia glótica-‐presión de volumen en la fuente, a partir de la cual se concluye que el tono laríngeo es un tono complejo, compuesto por una frecuencia fundamental que esta determinada por la tasa de vibración de los pliegues vocales, y varios parciales con frecuencias que son múltiplos integrales de la frecuencia fundamental, así, los parciales son armónicos de la frecuencia fundamental. Esta es la fuente espectral generada por la laringe, la materia prima de la cual esta compuesta el habla. La amplitud de los armónicos decrece

3 El pitch es una medida psicoacústica sobre la frecuencia percibida, referida al tono natural (Fo ) de un sonido particular 4 Un espectro es el resultado de la dispersión de un conjunto de radiaciones, de sonidos y, en general, de fenómenos ondulatorios, de tal manera que resulten separados de los de distinta frecuencia






uniformemente mientras la frecuencia aumenta, lo cual representa la fuente espectral de nuestros sonidos hablados.






iii. Transfer Function of the Vocal Tract, de los tres factores de la ecuación de filtrado de fuente, las propiedades acústicas del tracto vocal están directamente relacionadas con las diferencias






percibidas entre los sonidos del habla, identificadas como función de transferencia para la ganancia selectiva de frecuencias es decir H(f). La función de transferencia esta directamente relacionada con la frecuencia, de hecho la curva de resonancia del tracto vocal representa su función de transferencia.

iv. The Vocal Tract as a Uniform tube, el tracto vocal puede aproximarse a un tubo uniforme, área de sección transversal, con un average de longitud de 17.5 cm en hombres adultos, 14.7 en mujeres, también adultas, y, 8.5 cm en niños pequeños. Debemos representar el tubo






cerrado en un extremo y abierto en el otro a causa de la elevada resistencia de la glotis y la virtualmente nula resistencia de los labios abiertos. Un tubo cerrado en un extremo y abierto en otro resonará o absorberá mejor la energía que tenga una longitud de onda (𝜆) cuatro veces más larga que el tubo, es decir 17,5cm x 4 = 70 cm, así, si tomamos la velocidad del sonido (340 metros por segundo), la frecuencia de resonancia, dada por la ecuación fundamental de onda, es:

𝑓 = 𝑉𝜆=340 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠/𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠

70 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑖𝑚𝑒𝑡𝑜𝑟𝑠= 485.7 𝐻𝑧

Tubos cerrados en un extremo y abiertos en otro resonarán a frecuencias que son múltiplos impares de la frecuencia de resonancia más baja; así, si redondeamos la primera frecuencia de resonancia (485.7 Hz) a 500 Hz, la segunda frecuencia de resonancia será 500 ∗ 3; 500 ∗ 5, y así sucesivamente. Solo las tres primeras frecuencias de resonancia son necesarias para producir cualquier vocal especifica, sin embargo, a lo largo del tracto vocal existen cuatro o cinco de estas resonancias, llamadas formantes. Los formantes corresponden a las ondas detenidas entre las oscilaciones de presión de aire en el tracto vocal

v. Formant Frequencies (Resonances), existe una cercanía entre la frecuencia de los parciales (armónicos) del espectro de la fuente con la frecuencia de los formantes que incrementa mientras más cerca estén de los labios. Si la frecuencia de un parcial fuera la misma que la de un formante la amplitud radiada en los labios sería la máxima, sin embargo, la frecuencias de los parciales solo están cerca de las frecuencias de los formantes del tracto vocal para reforzarlas, pero, nunca coinciden exactamente. Sundelberg (1977), “Son estas perturbaciones en las envolventes5 de la fuente vocal las que producen sonidos hablados distinguibles: frecuencias formantes particulares manifestadas ellas mismas dentro del espectro radiado como picos en la envolvente, y esos picos son característicos de sonidos particulares”

5 Una envolvente es una gráfica determinada por varios puntos unidos entre si por rectas. En el eje X esta representado el tiempo, y en el eje Y puede haber cualquier cosa: volumen, pitch, filtro, nivel de modulación de frecuencia. Una envolvente representa la variación de un determinado parámetro en el tiempo, para más información ver Martínez Celdrán E. Análisis espectográfico de los sonidos del habla. Ariel Practicum: 1998






vi. Effects of Configurations of the Vocal Tract, resonancias o frecuencias formantes son determinadas por la forma y longitud del tracto vocal. Como el tracto es alargado, todas las frecuencias formantes disminuyen, si fuera acortado, las frecuencias aumentarían El tracto vocal es un tubo complejo delimitado primariamente por la faringe, cavidad oral, y, cavidades nasales. El tracto vocal tiene la capacidad de reforzar (resonar) algunos parciales del espectro glotal, así, el tono glotal esta definido por las configuraciones del tracto vocal. De esta manera, F1 tiende a aumentar con la apertura de la mandíbula, F2 esta especialmente influenciado por la forma de la parte posterior de la lengua, mientras, F3, lo está por la ubicación del apex lingual.

vii. Radiation Resistance, para completar la ecuación de la teoría del

filtrado de fuente en la producción del habla, las características radiadas de los labios R(f) donde la velocidad a través de los labios se convertirá en patrón de presión sonora (de habla), la resistencia radiada favorece las frecuencias altas en oposición a las bajas en una tasa de 6 decibeles por octava

SAL SOL

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