Voces

EL GÉNERO DE LAS VOCES
El propósito de este trabajo fue determinar si la información que utiliza el cerebro para distinguir las vocales, depende del sexo del emisor.

INTRODUCCIÓN
La voz humana es producida por el paso del aire procedente de los pulmones, que al llegar a la laringe, produce la vibración de los dos pares de cuerdas vocales (figura 1). Las cavidades de la cabeza, relacionadascon el sistema respiratorio y nasofaríngeo, actúan como resonadores, mientras que los dientes, labios y paladar, como articuladores. La combinación de éstos, permiten generar distintos sonidos (vocales y consonantes). En el caso de las vocales, el paso del aire no se ve interrumpido en el tracto vocal, diferenciándose únicamente por su forma (configuración boca lengua, paladar). Esto es lo queproduce la amplificación o atenuación de las frecuencias generadas previamente. Aquellas que son reforzadas, son las que se denominan formantes y son las que caracterizan a cada vocal. Éstas aparecen en el espectro como envolventes que modifican las amplitudes de los armónicos de la fuente sonora. El formante con la frecuencia más baja se desgina F1, el segundo F2, el tercero F3. En muchas lenguas,como en el caso de la castellana, los dos formantes principales permiten distinguir la mayoría de sonidos vocálicos del habla. Para lenguas con mayor cantidad de vocales, como por ej. el inglés, es necesario recurrir a más formantes para caracterizarlas. Centrándose en las propiedades de las Figura 1: Esquema del tracto vocal. vocales, el sistema vocálico del Español está constituido por cincosonidos bien diferenciados: /i,e,a,o,u/ de los cuales /i,u/ son vocales cerradas y /e,o,a/ son vocales abiertas. Tomando en cuenta el modo de articulación, las vocales /i/ y /u/ son altas; las /e/ y /o/ son medias y la /a/ es baja. Según el lugar de articulación, las vocales /u/ y /o/ son anteriores, la /a/ es central y las vocales /i/ y /e/ son posteriores. Si se enfrenta el lugar de articulación(desde la /i/ labial hasta la /u/ glotal) y la apertura, se obtiene la secuencia i-e-a-o-u en forma de triángulo con al /a/ en la cúspide: i u e o a

DESARROLLO
Se grabaron voces de 14 hombres y 14 mujeres de edades comprendidas entre 18 y 60 años (para evitar resultados no representativos debido al cambio de voz en la pubertad), en dos canales (estéreo) y una frecuencia de sampleo de 44100 Hz.Para cada sujeto se obtuvieron archivos.wav de 2 segundos de duración para cada una de las vocales. El análisis de estos archivos se efectuó con el Matlab. Primero, se
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realizó una transformada de Fourier obteniendo gráficos de intensidad en función de frecuencia (figura 2 izq.). Con esto se pretendió encontrar la frecuencia fundamental y las formantes como parámetros para caracterizarposteriormente a las vocales. Dado que dichos parámetros corresponden a máximos de la función obtenida, y ésta presentaba infinitos máximos, identificarlos se tornaba muy dificultoso. Por lo tanto, se procedió a intentar hallarlos por medio de gráficos de frecuencia en función del tiempo e intensidad de la señal representada por colores, llamados espectrogramas (figura 2 der.). Esto finalmente no seimplementó porque se encontró un método más simple y directo que es un modelo autorregresivo del tracto vocal. Aplicando este modelo se pueden encontrar las formantes para cada audio fácilmente. Una vez encontradas las formantes, en base a lo investigado, se procedió a realizar un gráfico de la primera formante (F1) vs. la segunda (F2).

Frecuencia fundamental Formantes

Formantes

Figura 2:Vocal A de emisor masculino. (izq.) Transformada de Fourier (der.) Espectrograma: Máxima intensidad corresponde a rojo y mínima intensidad, a celeste.

RESULTADOS
Al realizarse los gráficos de la figura 3, se observó una distribución similar de las vocales en ambos sexos. En los dos casos, además se pudo apreciar que la letra U presenta una considerable superposición con la letra I.

Figura 3:...