Akustische Phonetik - Klinische Phonetik


Hausarbeit, 2007

13 Seiten, Note: 1,0


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Physikalische Grundlagen

3. Digitale Signaldarstellung im Rechner
3.1 Abtastung
3.2 Quantisierung

4. Darstellungsmöglichkeiten von akustischen Signalen
4.1 Zeitbereichsdarstellung (Oszillogramm)
4.2 Frequenzbereichsdarstellung (Kurzzeitspektogramm)
4.3 Zeit- und Frequenzbereichsdarstellung (Breit-/ Schmalbandsonagramm)

5. Schlussbemerkung

1. Einleitung:

Die Phonetik befasst sich im Allgemeinen mit der Entstehung, Übertragung und Wahrnehmung von Schallereignissen, produziert durch die menschlichen Artikulationsorgane. Ihre Basis sind die Erkenntnisse aus Anatomie, Physiologie, Neurologie und Physik. Man unterscheidet verschiedene Bereiche der Phonetik. Die artikulatorische Phonetik befasst sich hierbei mit der Lautproduktion, die akustische Phonetik mit der Lautübertragung und die auditive mit der Lautwahrnehmung, auch Lautperzeption genannt.

In dieser Hausarbeit soll auf die akustische Phonetik eingegangen werden, welche die Sprachlaute unter dem Aspekt der Lautübertragung untersucht[1]. Ihr Gegenstand ist somit die physikalisch-akustische Struktur der Sprachlaute.

2. Physikalische Grundlagen:

Die akustische Phonetik behandelt die physikalische Natur der Schallwellen, die die Laute bilden.[2]

Schall bezeichnet dabei alle sich im Wasser, in der Luft oder in einem anderen elastischen Medium wellenförmig ausbreitende Schwingungen, die vom menschlichen Gehör wahrgenommen werden können. In der akustischen Phonetik sind die Schallschwingungen Luftdruckschwankungen um einen Mittelpunkt herum, so genannte Kreisschwingungen.

Diese Kreisschwingungen werden „fast ausschließlich als Zeitfunktionen verwendet“[3]. Das heißt also, dass die mathematische Funktion der Sinusschwingung, wie die Kreisschwingung als fundamentale Grundschwingung dargestellt wird, dazu dient, Veränderungen von physikalischen Größen in Abhängigkeit von der Zeit darzustellen.[4] Sprachschall breitet sich in Longitudinalwellen aus und überträgt somit das akustische Ereignis vom Sender, das heißt Sprecher, zum Empfänger, das heißt Hörer.

Die Schwingung wird durch die Parameter Periodendauer, Amplitude und Frequenz charakterisiert.

Die Zeitdauer der Schwingung wird als Periodendauer bezeichnet. Sie wird physikalisch als T in ms dargestellt. Das Signal wiederholt sich nach einer Periode in identischer Weise.

Die Amplitude ist die physikalische Bezeichnung für die maximale Auslenkung einer Schwingung aus der Mittellage heraus. Das heißt sie bezeichnet die Stärke der periodischen Schwankung. Sie wird als Maximalwert der Ordinate abgetragen. Die Amplitude steht physiologisch für die Lautstärke und wird in dB angegeben.

Die Grundtonhöhe einer periodischen Schwingung wird durch die Frequenz definiert. Sie gibt die Anzahl der Schwingungen in einem bestimmten Zeitraum an und wird durch in Hz gemessen. Die Bezugsgröße für Hz ist immer 1 Sekunde.

Das menschliche Gehör kann verschiedene Komponenten der Frequenz wahrnehmen.

Der Ton ist physikalisch betrachtet eine reine periodische Sinusschwingung. Er verändert sich in Abhängigkeit von Amplitude und Frequenz. Reine Töne oder Sinustöne kommen in der Natur nicht vor, jedoch definieren sie die Grundschwingung und somit den Grundton einer Schwingung.

Eine weitere Komponente ist der Klang. Er ergibt sich aus einer Überlagerung mehrerer periodischen Sinusschwingungen und besteht aus einem Grundton und seinen ganzheitlichen Vielfachen, den so genannten Ober- oder Teiltönen. Somit sind Klänge immer harmonisch. Auch beim Wegfall des Grundtones bleib die Periodizität und die Periodendauer T einer Schwingung erhalten. Ein Klang kann sich somit aus einem Grundton und seinen Obertönen und einem ersten Teilton und seinen weiteren Teiltönen zusammensetzen. Die Vokale im Deutschen sind Klänge.

Stimmlose Konsonanten sind dagegen Geräusche. Sie haben keinen phonatorischen Anteil. Ein Geräusch ergibt sich aus der Überlagerung mehrerer aperiodischer Sinusschwingungen. Das es heißt es besteht aus nicht ganzzahligen Vielfachen eines Grundtones.

Neben Vokalen und stimmlosen Konsonanten gibt es im Deutschen noch stimmhafte Konsonanten. Diese werden als Klang-Geräusch-Gemische bezeichnet, da sich periodische und aperiodische Schwingungen überlagern.

Das Erscheinungsbild dieser physikalischen Information, dem Schall, wird als Signal bezeichnet. Ein Signal ist zum einen beschreibbar durch eine mathematische Funktion zum anderen auch durch ein Verteilungsgesetz und schließlich empirisch durch eine Messreihe, wozu die meisten Signale gehören. „Ist ein Signal Funktion nur einer Veränderlichen, so sprechen wir von einem eindimensionalen Signal, sonst von mehrdimensionalen Signalen.“[5] Zu den eindimensionalen Signalen zählen akustische Signale aller Art (Musik, Geräusche), biologische Signale (z.B. EEG) und eben auch Sprachsignale. Diese Signale sind von nur einer Variablen abhängig und durch diese veränderbar. Mehrdimensionale Signale können z.B. zweidimensionale Bilder sein.

Eindimensional Signale sind meist Zeitfunktionen und somit Vorgänge. Das Signal stellt die Augenblicksamplitude, den Momentanwert oder den Wert des Signals zu einem bestimmten Zeitpunkt dar.[6]

Die akustische Phonetik beschäftigt sich vorrangig mit Sprachsignalen, deswegen soll im Folgenden primär darauf eingegangen werden.

Das Sprachsignal ist der Kommunikationsträger für den Menschen. Es ist zeitveränderlich und in der Art und Weise wie die Zeitveränderung erfolgt, liegt die Information.

In einigen Abschnitten ist das Signal quasiperiodisch, was als Klang, somit als Vokal, und Klang-Geräusch-Gemisch, das heißt als stimmhafter Konsonant, identifiziert werden kann. In anderen Abschnitten gibt es eine zeitliche Struktur des Rauschens, was den Geräuschen und somit den stimmlosen Konsonanten entspricht. Weiterhin existieren Pausen, die teilweise auch sehr kurz sein können. Das Sprachsignal ist ein kontinuierlicher Datenstrom und die Änderungen erfolgen stetig und fließend.

Sprachsignale können verschiedenartig angeregt werden. Entweder durch Phonation, dann spricht man von einer stimmhaften Anregung. Die entspricht dann im Signal den quasiperiodischen Schwingungen, da durch Stimmgabe ein Klang oder Klang-Geräusch- Gemisch erzeugt wird. Im Gegensatz dazu wird das Rauschen bei der stimmlosen Anregung von einer Engstelle bestimmt. Diese geräuschartige Signalform ist dann einem stimmlosen Konsonanten, hauptsächlich dem Frikativ, gleichzusetzen, da hier durch Veränderung des Ansatzrohres die Luft durch einen Engpass entweicht. Bei der transienten Anregung schließlich, staut sich die Luft durch einen Verschluss im Mund und durch ein plötzliches Öffnen wird der Druck anschließend abgebaut. Dies entspricht im Deutschen den Plosiven.

Im Signal ist hier eine kurze Pause erkennbar und anschließend hört man ein Öffnungsgeräusch, den so genannten „Burst“, der sich dann mit dem folgenden Laut verbindet und diesen dann beeinflusst. Die Beeinflussung wird als Koartikulation bezeichnet und belegt somit die ständige Dynamik und Veränderung des Sprachsignals.

[...]


[1] Vgl. http://www.fb10.uni-bremen.de/linguistik/khwagner/phonetik/phonologie1.htm; 09.03.2007; 14:55

[2] Vgl. http://phonetik.know-library.net/; 17.01.2007 ; 12 :04

[3] http://www.phonetik.uni-muenchen.de/AP/APKap1.html; 16.02.2007; 13:24

[4] Vgl. http://www.phonetik.uni-muenchen.de/AP/APKap1.html; 16.02.2007; 13:24

[5] Prof. Dr.-Ing. W. Hess: „Grundlagen der Sprachsignalverarbeitung“

[6] vgl. : Prof. Dr.-Ing. W. Hess: „Grundlagen der Sprachsignalverarbeitung“

Ende der Leseprobe aus 13 Seiten

Details

Titel
Akustische Phonetik - Klinische Phonetik
Hochschule
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
Veranstaltung
Klinische Phonetik
Note
1,0
Autor
Jahr
2007
Seiten
13
Katalognummer
V111157
ISBN (eBook)
9783640092499
ISBN (Buch)
9783640759378
Dateigröße
478 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Akustische, Phonetik, Klinische Phonetik
Arbeit zitieren
Sinikka Föllner (Autor), 2007, Akustische Phonetik - Klinische Phonetik, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/111157

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