Многомерно психологическо скалиране на ритмично-интонационни структури

Герганов, Енчо и др. Многомерно психологическо скалиране на ритмично-интонационни структури // Годишник на СУ Философски факултет книга – Психология / Енчо Герганов, Емилия Алексиева . – София, 1988, № 77, с. 58-92

Статия от ГОДИШНИК НА СОФИЙСКИЯ УНИВЕРСИТЕТ „КЛИМЕНТ ОХРИДСКИ", ФИЛОСОФСКИ ФАКУЛТЕТ, Том 77,- Психология, 1988

МНОГОМЕРНО ПСИХОЛОГИЧЕСКО СКАЛИРАНЕ НА РИТМИЧНО-ИНТОНАЦИОННИ СТРУКТУРИ

ЕНЧО ГЕРГАНОВ, ЕМИЛИЯ АЛЕКСИЕВА

Катедра по психология

Редактор доц. Цани Цанев

ВЪЗПРИЕМАНЕ НА РИТМИЧНО-ИНТОНАЦИОННИ СТРУКТУРИ - ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИ ПРОБЛЕМИ

Увод

Като средство за общуване езикът се реализира в речевата дейност на човека. Тъкмо в речевата дейност се пораждат и възприемат езиковите единици, които пренасят смисловата информация от говорещия (пишещия) към слушащия (четящия). За пълноценното протичане на езиковата комуникация особено важна е ролята на перфективните механизми, които осигуряват тяхната детекция, дискриминация и класификация. Ето защо проблемите на речевото възприятие са привличали и продължават да привличат вниманието на много изследователи - психолози, психофизиолози, психолингвисти, лингвисти, акустици и др. Науката вече разполага с добре изградени теории за речевото възприятие. Натрупани са експериментални данни за съществени моменти в перцепцията на езиковите единици от различни равнища като говорни звукове, срички, думи, синтагми, изречения и др. Сред тях най-слабо проучени в перцептивен план са т. нар. суперсегментни единици: словно, логическо и фразово ударение; различни видове интонации, носещи когнитивна информация; емфази и др. Те определят и ритмично-интонационните структури, които играят голяма роля в езиковата комуникация. Под ритмично-интонационна структура във фонетиката се разбира комбинация от словно, логическо и фразово ударение. Различните комбинации между тях водят до различни ритмично-интонационни структури.
Задачата на студията е да се изследват перцептивните механизми, благодарение на които човек разпознава отделни видове ритмично-интонационни структури. За решаването на поставената задача се насочихме към съвременната методология на математическо моделиране, която ни дава възможност да използваме продуктивни теоретични модели от хипотетико-дедуктивен тип, да извеждаме от тях съдържателни следствия-хипотези и да ги проверяваме експериментално чрез адекватни и надеждни психометрични методи.

Психометричен модел на речевото възприятие

В съвременните теории за възприемане на речта речевите единици се разглеждат на три равнища на описание - акустическо, психофизично и психологическо [Чистович, 1970 ; Чистович, 1976, и др.]. Трите равнища се отчитат и в психометричния модел на речевото възприятие, предложен от Герганов и сътр.
Според този модел речевата единица (напр. говорният звук) се представя като точка в n-мерно акустично пространство, чиито оси х1, х2, ... хn съответствуват на независими акустични параметри - честота по първа форманта, честота по втора форманта, интензитет, времетраене и т. н. Психофизични оператори трансформират осите на многомерното акустично пространство в психофизични параметри х1, х'2, . . ., х'n. Например акустичният параметър „честота на звука" се преобразува в психофизичния височина на тона, интензитетът - в гръмкост и т. н. Като резултат от тези трасформации се формира n-мерно психофизично пространство, което е изоморфно на акустичното и осигурява детекцията и дискриминацията на речевите единици. Осите на психофизичното пространство от своя страна се „претеглят” от оператори v1, v2, . . ., vn за приписване степен на същественост, необходима за правилната класификация на речевите единици. Тъкмо тези оператори обуславят структурата на психологическото пространство на речевото възприятие. Тъй като някои от психофизичните параметри получават нулеви тегла, поради което не се включват в структурата на психологическото пространство, естествено е да приемем, че то не е изоморфно на психофизичното. В рамките на разгледания модел могат да се формулират интересни съдържателни хипотези:
1. Психофизичните оператори са вродени и „работят” по един и същи начин у всички хора с нормални органи на слуха независимо от характера на познавателния им опит.
2. Операторите за приписване степен на същественост на психофизичните параметри се формират в процеса на усвояване на родния език и зависят от фонологичната му система. Поради това може да се предположи, че у носители на езици със съществено различни фонологични системи ще се формират оператори, които ще приписват различни тегла на едни и същи психофизични параметри.
3. Изходът на модела - „черна кутия” (осите на психологическото пространство) е функция на входа му (осите на акустичното пространство).
Могат да се предложат и множество други хипотези. Преобладаващата част от тях ще засяга структурата на психологическото пространство на възприятие на всякакви речеви единици. От гледище на автоматичното разпознаване на речта обаче особено важни са опитите изходът на перцептивната система да се описва като функция на входа й, т. е. да се търсят акустични аналози на психологически оси и, обратно - да се проверява дали някои акустични параметри имат „представителство" в психологическото пространство на възприятие.
Хипотезите, формулирани в рамките на разгледания модел, могат да се проверят експериментално само ако има устройства за акустични измервания на речевите сигнали и ако съществуват методики за разкриване структурата на психологическото пространство на възприятие.
През последните няколко десетилетия за акустични измервания на речевите сигнали успешно се използуват различни електронни устройства като сонаграф, спектрален анализатор, интонограф и други, а за разкриване структурата на психологическото пространство на възприятие е създадена психометрична теория - теорията на многомерното психологическо скалиране.
В следващите два параграфа ще дадем най-обща представа за акустичния анализ на речта и за многомерното психологическо скалиране на лингвистични обекти.

Акустичен анализ на речта

Отделните говорни звукове и веригите, които се образуват при подреждането им, са сложни звукови комплекси, съдържащи множество различни честотни компоненти. Задачата на акустичния анализ е да се отделят простите звукове в тези комплекси, да се измери честотата им и да се определят количествените им съотношения. За целта в експериментално-фонетичните изследвания се използува сонаграфът, състоящ се от система честотни филтри, всеки от които пропуска само звук с определена честота. Специално пишещо устройство отразява на хартия честотите на простите звукове в който и да е отрязък на говорния поток. Получава се картина, наречена сонаграма, която съдържа богата информация за честотните, интензитетните и времевите характеристики на говорните звукове [Чери, 1972]. Като резултат от многобройни сонаграфски анализи са разкрити някои съществени компоненти в честотния спектър на говорния поток, които задължително се отчитат при акустичното описание на всеки език [Тилков, Бояджиев, 1977; Фланаган, 1968; Бондарко, 1981; Бондарко, 1977 и др.]. В сонаграмата на един гласен звук например ясно се очертават три зони на концентрация на звуковата енергия. Зоната с най-ниска честота отразява движението на основния тон, който определя различните видове интонации, словното и логическото ударение. Освен това по честотата на основния тон F0 се разпознава мъжкият от женския глас, басът от тенора и т. н. Следващите две концентрации на звукова енергия са известни като първа и втора формантна област. Честотите на първа F1 и втора F2 форманта имат решаваща роля за разпознаването на отделните гласни. В сонаграмата добре се очертават и формантните преходи на границата между съгласна и гласна. Резултатите от сонаграфския анализ обикновено се представят в числов вид. С други думи, той е процедура за измерване на говорния звук по множество акустични параметри.
Когато се изследват суперсегментните характеристики на речта като интонация, словно и логическо ударение, се използува и интонографът, който записва само движението на основния тон във фразата [Мишева, 1985]. И при този анализ се получават числови стойности по различни акустични параметри, отразяващи прозодическите характеристики на речта.
През последните години акустичният анализ на речта се обогати с нови идеи, породени от големите възможности на компютърната техника. С помощта на аналогo-цифрови преобразуватели акустичният спектър на речевия сигнал се представя в паметта на компютъра в цифров вид. По-нататък цифровата информация се обработва чрез специални програми за разлагане в реда на Фурие и така се получават честотите на простите звукове, съставящи говорния звуков комплекс, интензитета им, фазовите им отклонения и други [Ли, 1983].
От краткия преглед на възможностите речта да се изследва чрез устройства и процедури за акустично измерване става ясно, че акустичното й описание може да се извършва изцяло на езика на параметрите и числовите им стойности. С други думи, съвременната акустична фонетика разполага с мощни средства за установяване метричната структура на акустичното признаково пространство, което е първият компонент на разгледания психометричен модел на речевото възприятие. Нека сега да видим как може да се разкрие психометричната структура на психологическото пространство на възприятие чрез многомерното психологическо скалиране.

Многомерно психологическо скалиране

Задачата на многомерното психологическо скалиране може да се формулира най-общо така.
Дадено е множество от k обекта, които се характеризират с неизвестен брой независими (некорелирани) количествени свойства. С други думи тези свойства могат да се разглеждат като оси на многомерно пространство. Като се използуват съжденията на изследвани лица (по-нататък и. л.) за сходството между обектите, да се намерят:
а) осите на пространството;
б) скаловите стойности на обектите по всяко свойство, т. е. проекциите на съответните точки върху всяка ос.
В случая се постулира, че многомерното психологическо пространство е субективно отражение на обективно съществуващи независими свойства на обектите. Постулира се още, че разстоянията между две точки в пространството е функция на сходството между съответните обекти - колкото сходството между два обекта е по-голямо, толкова разстоянието между съответните им точки в психологическото пространство е по-малко.
Всяка процедура на многомерно психологическо скалиране се основава на две теории: теория за характеристиките на многомерното пространство и теория, която съотнася наблюдаваните отношения на сходство между обектите към разстоянията между съответните им точки в многомерното психологическо пространство.
Първата теория е пряко свързана с математическата теория на метричните пространства, която е много добре разработена в съвременната математика. Втората теория пък е свързана с психометрията на сходството, достигнала висока степен на развитие в съвременната математическа психология. Ще разгледаме някои основни положения във втората теория.
Съжденията на изследваните лица (и. л.) за относителното сходство между обектите се интерпретират като разстояния между съответните им точки в многомерното психологическо пространство. За скалиране на това сходство се прилагат следните методи.
Метод на равноизглеждащите интервали. Обектите се подават на и. л. по двойки. Като използват седембална скала с названия, и. л. оценяват степента на сходство между двата обекта във всяка двойка. Средната аритметична от оценките на множество и. л. е скаловата стойност на сходството между обектите в съответната двойка.
Метод на тетрадите. Обектите се комбинират по двойки така, че всеки обект да влиза в двойка с всеки друг обект. След това всяка двойка се подава в комбинация с всяка друга двойка. И. л. трябва да отговарят в коя от двете сравнявани двойки обектите повече си приличат. Отговорите на и. л. се обработват чрез аналитичните процедури на закона за сравнителните съждения на Търстоун, в резултат на което се получава интервална скала на сходствот