Základy fonetiky Fonetický přepis Hlásky Počítačové zpracování řeči Luděk Bártek Fakulta Informatiky Masarykova Univerzita Brno podzim 2019 Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči O Základy fonetiky £ Fonetický přepis O Hlásky • Samohlásky • Souhlásky Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči F Základy fonetiky Fonetický přepis Hlásky • Přírodní věda na pomezí lingvistiky, anatomie, fyziologie a fyziky (akustiky) • Zkoumá zvukovou stánku jazyka z různých aspektů jazyka: fyziologickou činnost mluvidel • akustickou podstatu zvuků. • Dělení fonetiky: • artikulační - tvorba fónů ve zvukovém ústrojí • akustická - přenos zvuků prostředím, jejich frekvence, ... o percepční - jak jsou zvuky přijímány, Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Základy fonetiky Fonetický přepis Hlásky • Foném - elementární zvukový segment, který je schopný diferencovat vyšší znakové jednotky jazykového systému (morfémy). o Fonémy: 9 samohlásky: • základní frekvence 9 formanty * souhlásky: • znělé - na vzniku se spolupodílí hlasivky • neznělé. Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Základy fonetiky Fonetický přepis Hlásky • Koartikulace - vzniká změnou parametrů řečového ústrojí při přechodu z jedné hlásky na druhou • další řečové jednotky: o alofón • difón • trifón • Fonetický přepis - Jednoznačný a přesný zápis mluvené reci. Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči • Přesný a jednoznačný zápis mluvené řeči. • IPA- International Phonetic Alphabet • součást standardu UNICODE. • Národní fonetické abecedy. • TTS - většinou využívají ľbitový ASCII přepis znaků z IPA (SAMPA - Speech Assessment Methods Phonetic Alphabet)např. DITe o pravidla pro přepis: • změna znělosti na hranici znělá souhláska - neznělá souhláska • měkčení souhlásek, pokud následuje /, ě 9 ... • Občas může být přepis regionálně závislý: • sh\ 9 Čechy - sch • Morava - zh Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Základy fonetiky Fonetický přepis Hlásky THE INTERNATIONAL PHONETIC ALPHABET (2005) consonants (pulmonic) IASIAI. mnou Al. IJňRSAl. KAIlKAl. .-U.V. ■ A' Bilabial Uhi p dental Dental Alveolar^'"0" Retrace* p.u.i v.l.. „.„!„ Glottal Masai m U) n n. P n n Plosive p i> ;\: á? t d ti *■ J k g q c i Fricative ♦ P f v e 5 1 s z 1 J 3 s \ S j " v x K h fi Afiproxim.inf v j i j _a_ Trill B r _^ Tap, Flap v r t fricative t If Lateral 4 1'..» Jľ 1 l /C L Later íl flap J chilli'". .11 .'■ F .IfTiľ ilľtK'.l.iit:: CONSONANTS (nON-PULMONIC) ■prestnts a rnotklly voice d con so nam, «cept for mm CONSONANTS ( CO- ARTICULATED) Anterior click releases implcs.ves Ejectives 0 Pilanjalfricatfd 1 Lamina] alveolar 1 fricated ("'dental") 1 Apkai(poSt!,.iv^:.Ľ-■ ihrur! ("r^iT'.ill.'x ; i LIn-, nil |>-.:',l.>!■.■':■.■■!.,[ I abrupt "palatal") II Lateral nkvobr " ŕricatŕJ ("lateral", 6 Bilabial -f Dentaler J Palatal tj" Velar (f LK,,L, Examples: p' Bilabial t- Dentaler k' Velar j.' Alveolar s fricative .Jt.lu.i ■appro k p tS Aífric led labialized velar approximate :closs jj.ikirali Zťti |.;osr j! ve-olar ulwoio p ulatal) friejtiuŕ .:e.l i-.iľi^.iliv.e.i |'.'sí,il'.Vi,_.tr f.i.v.olť imI.iI.lI ) :i:C:i::v.- Simultane ruš v and/ (disputed) •i :i:iiL Ľlľ arluiil.ilio SUPRASEGMENTALS Primary stress Eitra stress , Secondary stress f./bona'tl/sTlJ e: Long e' Half-long e Short e Extra-short . Syllable break Unking ~ [no break) INTONATION I Minor (foot) break I Major (intonation) break / Global rise \ Global fall > may be joined by a ; ON K DIACRITICS diacritic; mly be pi are d above a symbol with a descender, as g. if ít: ior.es Can lour, ton e examples ě 1 Top Č Rising é 1 High ľ 1 ,íIj:k: ě ^ Mid č :li,:ľ, ris-.iiť é J Low ' e J Bottom é * lid: i,.ľi:lf Wiping ě s] Low falling ' Ups.ep S -i Peaking 1 Downstep k1 SYII ABI..][T..,KH.A... rutin ill on PHMAKYMTievLATioi. s Ft: [>r.r.AKYÄRTICUL« 71 on n j Syllabic Voiceless or Slad vo.ee tb Dental t-d- Labialized 0 X More rounded e ö Non-syllabic sei Mi..l ll v.-i: :- r-i Stiff voice t d Apical t< ď Palatalized 0 xw Less rounded t" ■ aspirated tí a Breathy voice t d t—inJ t«d> V.lariaei é ž (Jasali zed d" Nasal release n a Creaky vece u t Advanced ť ď Pharynge alized Rhoticity ď Lateral release Strident i t Retracted ii Velarii.eo.or pĽ.ryi.^.iL-l-J eo Advanced f Ho audible nd Linguo] tibial ä j Centralized Vi Mid- e o Retracted Líivŕered (jß is a bilabial approximant) e i K. jí ff d (j is ľ. voiced alveolar ľ. .'ľ. sibiiii.it tri rati ve, ľ a fricative trill! Podrobnosti viz stránky International Phonetic Association (http://www.längsci.ucl.ac.uk/ipa/) Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči • Krátké samohlásky: 9 a a pata, ee led, li lid, oho rod, uu ruka • Dlouhé samohlásky: o a: a:, á pátá; 8: e:, é léto; i: i:, í lípa; o\h\ o:, ó tón; u: u:, ú úkol • Dvojhlásky: • au au, au auto: eu eu, eu euforieT 013/013 ou ou houba • Souhlásky: • m m matkaT rr) rr), tramvajT n n nosji ň kůň g g banka • p p pes; b b babička; 11 táta; d d dům; c i íapka; k k kost; g g gram » ts c cot ck 3, dzT leckdoT fjc čápT <£, dž džem • f f fujT v v vodaT s s serr z z zubT [ š šípT 3Ž ženaT x x, ch chlébT xxabych byh fih hra a r r rakT r ř řekaT r r, r rybár j j já;11 les • r r krkT I I vlkT m m rožmberk Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Základy fonetiky Fonetický přepis Hlásky Ukázka textu v abecedě SAMPA spolu s výsledkem. • Fonetický přepis věty "Čeština je krásná řeč" • tSeSTina je kra:sna: r\etS • Syntetizovaná věta "Čeština je krásná řeč." (data/čeština.wav) Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Základy fonetiky n , ,, , . , , „ . Samohlásky Foneticky přepis . r | Souhlásky Hlásky Fonetika - samohlásky • Krátké samohlásky - a, e, i, o, u o Dlouhá samohlásky - á, é, í, (ó), ú • Dvojhlásky - (eu), (au), ou • Samohlásky: • základní hlasivkový tón - 100 - 400 Hz • formanty - rezonancí v dutinách hlasového traktu zesílené části akustického spektra Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Základy fonetiky Fonetický přepis Hlásky Samohlásky Souhlásky F or rr ía n ty • Určující pro rozpoznávání samohlásek o Formant vzniká rezonancí v dutině ústní • Formant F2 vzniká rezonancí v dutině hrdelní o Hlavní formanty - spektrální poloha a intenzita může být dána: • muž • žena • dítě • individuálně • Vyšší formanty F3 - 9 výskyt bývá individuální Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Základy fonetiky Fonetický přepis Hlásky Samohlásky Souhlásky Formanty Fi a F2 pro česk ;é samohlásky hláska F [Hz] F2 [Hz] a 750 - 1100 1100 - 1500 e 500 - 700 1500 - 2000 ■ i 300 - 500 2000 - 3000 0 500 - 700 900 - 1200 u 300 - 500 600 - 1000 Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Základy fonetiky n , ,, , . , , „ . Samohlásky Foneticky přepis . r | Souhlásky Hlásky Četnost výskytu samohlásek • e-10% • a, o, i - 6 — 7 % • í-4% • další jen s nepatrnou frekvencí: • á, u, é, ou, ú • ó, au, eu Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči 29 Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči 49 I I I . 1 li H lni i , ■Hl I I. lil ŕlk Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Základy fonetiky ^ , ,, , . , , „ . Samohlásky Foneticky přepis . r | Souhlásky Hlásky České dvojhlásky - au A.........III. ■■ii ■ii ■ !■■■■■ ■ ■■■■■■ iiihnhi iiib ■■■■ niHHPLim IBilllill j'lil nlPJJllfJpj lir iiip ■■■■■■■■liliu ■■■■■■■■lili ■■■■■■■■lili ■■■■■■■■lili Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči IIJ1I iil1i WH lil ITililIff JIH H UBI1 J I ■ ■■■■■■iii ■ ■■■■■■iii ■ ■■■■■■iii ■ ■■■■■■iii ■ ■■■■■■iii ■ ■■■■■■iii r ■■■iiiiii laiiiiim ■ i ■■min ■niniiiiii iiruiinm ■■■■■■■lllllllll ■■■■■lllllllllll ■■■■■■■lllllllll ■■■■■■■lllllllll ■■■■■■■lllllllll Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Základy fonetiky Fonetický přepis Hlásky Samohlásky Souhlásky S 01 u h lá .sl ky (1 kor ísor ía n ty) • Zvukově dynamické děje. o Pojem formantu ztrácí význam o tónový charakter mají pouze části některých souhlásek. • Klasifikace: • znělé (sonorní) © neznělé (šumové) « fonetikové dále podle místa a způsobu artikulace na: e retné - m, b, p, w, v, f • zubní - n, d, t, dh, th « dásňové - c [ts], z, s, dz • patrové - ň, cf, i, ž, š • závěrové (okluzívy, ražené, explozívy) - b, d, cf, g, p, i • úžinové - v, z, ž, f, th, s, š, ... Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Znělé souhlásky • charakteristické přítomností základního tónu • na vytváření se aktivně podílejí hlasivky. Neznělé souhlásky o hlasivky jsou pasivní (otevřené) Párové • neliší se artikulací, pouze znělostí • např. b-p, d-t. z-s, ... Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Základy fonetiky . . , „ . Samohlásky Foneticky přepis _ Hlásky Porovnání párových souhlásek (waveform) Figure: Souhláska s Figure: Souhláska z A.AA,^ A A A m a ^ ^ jk\ Aj4. /,A m Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Základy fonetiky . . , „ . Samohlásky Foneticky přepis u.-i Souhlásky Hlásky Porovnání párových souhlásek (spektrum) Figure: Spektrum souhlásky s -24dB -30dB tm r mn í n1 ■ I -36dfr --39dB — itíiia -4 5dB lil — — — Ulil ■Hl M -54dBS [H i - — — — — ■II ■■■ it Ĺ -60dßJ -I56dßj - - — — — — — - It lllllfe. i — - - — — — — — - i \ ft B -7ßdB-^H JOOOHz 3OO0HZ 500 )Hz 700'OHZ ' 10000Hz 12000Hz ÍSOOOHZ 17000Hz 200 OHz Figure: Spektrum souhlásky z -4BÚB- -54dB--60dB--56dB--72ÚB--7EdB- 1 na mm iL lOOOHľ 3000Hľ 5000HI 7000Hľ 10000Hz 12000Hz 15000Hz 17000Hz 20000Hz Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Základy fonetiky Fonetický přepis Hlásky Samohlásky Souhlásky Pod lez > JSO bi jl tvor by a Okluzívy • závěrové souhlásky o vytvořena překážka výdechovému proudu vzduchu: • jazyk • zuby • rty • (p, b), (t, d), (f, cf). (k, g), m, n, ň • Fr i kat i vy • úžinové • zúžení výdechové cesty při artikulaci • (s, z), (š, ž), (f, v), (ch, h), I, j, r, ř • Semiokluzívy • polouzávěrové • vytváří se jak překážkou, tak zúžením výdechové cesty • c, č Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Základy fonetiky . . , „ . Samohlásky Foneticky přepis u.-i Souhlásky Hlásky Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Figure: Souhláska r Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Figure: Souhláska c Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Modifikace fonému v řečovém kontextu. Nutnost přenastavit řečový trakt na další foném. Způsobuje problémy při: • syntéze řeči • rozpoznávání řeči. Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Základy fonetiky Fonetický přepis Hlásky Samohlásky Souhlásky Ukázka vlivu koartikulace - původní fonémy Figure: Souhláska p i lil 1 ilil-f ■Jini ml Ahfiji vi -'i-.i., i-. ■■ ■ , ..... 1 Ii ! m i 1 i 'ľ fľf Figure: Samohláska a Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči Základy fonetiky Fonetický přepis Hlásky Figure: Spojené hlásky p a a Figure: Slabika pa lllfl ňň ň\H\h\ IrtlMMii^AAA A A A A A A A A A A A A -A -A A A A V A A A A ^ A * - - fl l Luděk Bártek Počítačové zpracování řeči