Рис. 4. Невербальная экстралингвистическая информация голоса оказывается более помехоустойчивой (по сравнению с лингвистической) не только по отношению к действию шума, но и по отношению к частотному ограничению спектра.
График показывает, что ограничение высоких частот до 400 Гц почти полностью разрушает лингвистическую информацию (разборчивость слов падает до 5,5 %), определение же эмоций в таком сигнале, так же как и узнавание диктора, в значительной степени сохраняются, 60 % и 70 % соответственно (Морозов и др., Язык эмоций, мозг и компьютер, 1989).
Высота голоса и ее изменения во времени выступают носителем не только эмоциональной, но и других видов невербальной информации, например возрастной, половой, индивидуально-личностной. Биофизической основой этого является, в частности, обратно пропорциональная зависимость частоты основного тона речи человека от длины и массивности его голосовых складок[2] (Медведев и др., 1959). У женщин и детей, складки которых короче и тоньше, чем у мужчин, высота голоса соответственно выше, примерно на октаву. Этой же закономерностью определяются индивидуальные различия в высоте голоса разных людей: высокие и массивные люди имеют, как правило, более крупную гортань и соответственно более низкие голоса по сравнению с низкорослыми и худыми людьми. Указанные закономерности находят отражение в высоких коэффициентах корреляции между высотой голоса людей, с одной стороны, и их полом, возрастом и весом, с другой стороны.
Наряду с этим установлено, что важнейшим средством психоакустического кодирования невербальной информации является спектр звука, определяющий, как известно, тембр голоса. Интегральный спектр голоса и речи с различным эмоциональным содержанием существенно различаются, особенно в высокочастотных областях спектра (см. рисунок 5). Так, для гнева характерно усиление высоких обертонов, что приводит к увеличению звонкости, «металличности» тембра, а для страха, наоборот, сильное падение высоких обертонов, что делает голос глухим, «тусклым», «сдавленным». Радость приводит к смещению формантных частот в более высокочастотную область, в результате того что человек говорит как бы «на улыбке» (см. рисунок 5 спектр голоса Ф. Шаляпина при выражении разных эмоций).
Рис. 5. Интегральные спектры голоса Ф. Шаляпина при исполнении им отрывков из вокальных произведений, насыщенных различным эмоциональным содержанием, показывают сильные различия в уровне и частотном положении высоких обертонов голоса при выражении радости, горя, гнева, страха. Эти различия и обусловливают характерные изменения тембра голоса артиста при выражении эмоций.
Эмоционально окрашенные фразы взяты из следующих произведений: гнев из сцены И. Сусанин в лесу («Табор вражеский заснул. Спите крепко до зари») из оперы «Жизнь за царя». Радость речитатив Галицкого: «Грешно таить, я скуки не люблю» из оперы «Князь Игорь». Печаль «Ах ты, ноченька» русская народная песня «Ноченька». Страх «Вон, вон там! Что это там?! В углу!!! Колышется!..» сцена из оперы «Борис Годунов» (Морозов, 1989).
При распознавании знакомых и незнакомых людей по звуку их голоса (индивидуально-личностная невербальная информация) испытуемые указывают, что они ориентируются на свойственное разным людям различие в тембрах (т. е. в спектрах) голосов наряду с интонационными и другими особенностями их речи (Пашина, Морозов, 1990). Сила голоса, и в особенности динамика ее изменений во времени, также важное акустическое средство кодирования невербальной информации. Так, для печали характерна слабая, а для гнева увеличенная сила голоса и т. п. Изменение силы голоса во времени весьма информативный показатель: медленные ее нарастания и спады (так же, как и высоты тона) характерны для печали («плачущие интонации»), а резкие взлеты и обрывы для гнева (с м. рисунок 6).
Рис. 6. Осциллограммы голоса, т. е. графическое изображение динамики звука во времени, показывают, что каждая эмоциональная интонация радость, горе, безразличие, гнев, страх выражается своими особыми, характерными для нее акустическими средствами (Морозов, 1989)
Подчеркнем, что именно динамика акустических параметров важнейшее средство кодирования всех видов речевой информации.