Midiendo la vibración del habla

Midiendo la vibración del habla

vibración-hablaEl sonido del habla es radiado no solamente por la boca y cavidades nasales, sino también desde las superficies de la cabeza y el cuello. Científicos japoneses son ahora capaces de usar vibrómetros láser para estudiar el habla, midiendo las vibraciones causadas por la fonación… Descubre cómo lo realizaron.

El sonido del habla es radiado no solamente por Ia boca y cavidades nasales, sino tamblén desde las superficies de Ia cabeza y el cuello.

Científicos japoneses son ahora capaces de usar vibrómetros láser para estudiar el habla, midiendo las vibraciones causadas por Ia fonación, aprovechando su habilidad para analizar vibraciones en una banda de frecuencias de particular interés.

Configuración

Se le pidió al partIcipante que articulara enunciados repetidamente mientras mantenía inmóvil su cabeza durante las mediciones. El sonido de su voz se grabó por medio de un micrófono.Los patrones de vibración en las superficies de Ia cabeza y el cuello así como su contribución para el sonido en conjunto han sido estudiadas inapropiadamente hasta ahora. Un hombre (de 22 años de edad) sin ningün desorden del habla participó en estas mediciones a través de Ia vibrometría láser con el objetivo de dar una imagen de los patrones de vibración que se generan al hablar.

El sonido del habla es radiado no solamente por Ia boca y cavidades nasales, sino también desde las superficies de Ia cabeza y el cuello.

La velocidad de Ia vibración se obtuvo con un sistema de vibrómetro Doppler de escaneo láser (Polytec PSV-400-M4). El vibrómetro Doppler es un transductor óptico que percibe Ia variación de frecuencia de Ia luz reflejada por una superficie que vibra a causa del efecto Doppler. Se puede determinar Ia velocidad de vibración y el desplazamiento hasta cierto punto. El vibrómetro también puede escanear y probar múltiples puntos de una superficie en vibración automáticamente. La fig.1 muestra Ia configuración experimental. El cabezal de exploración del vibrómetro fue montada en un tripié perpendicular con el piso. El participante fue colocado justo debajo del cabezal de exploración.

Los patrones de vibración de Ia superficie facial fueron medidos en Ia dirección frontal, que es perpendicular a Ia frente y en dirección transversal, que es casi perpendicular a Ia mejilla derecha y al lado izquierdo de Ia nariz.

En el experimento, los puntos de exploración en Ia superficie facial fueron determinados usando un software de control. Durante las mediciones, el vibrómetro escaneó cada punto y determino Ia velocidad de vibración. Se tomó aproximadamente un segundo en probar cada punto. La velocidad de vibración y el sonido de Ia voz fueron medidos a 5 KHz.

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Figura 1: Configuración experimental

Resultados

Las dos imágenes superiores en la fig.2 muestran los patrones de vibración en la superficie frontal de la cara durante las fonaciones.

Se encontraron diferencias significativas entre los patrones de velocidad de vibración para las vocales (izq) y las consonantes nasales (der). Para la vocal, la superficie facial cercana a la boca abierta vibró más en comparación con otras regiones. En contraste con la consonante nasal, las superficies de la nariz y sus partes cercanas vibraron de manera más fuerte debido a resonancias en los senos nasales. La superficie de la frente también vibró a cierto grado, posiblemente como indicador de que los senos nasales resonaron durante la producción de la consonante nasal.

Las dos imágenes más grandes en la fig.2 muestran los patrones de velocidad de vibración de la superficie facial izquierda para los fonemas. Se observó que la vibración al costado de la nariz fue más fuerte para ambos fonemas. Esto significa que la dirección de la luz láser es un factor determinante en este método de medición. El resultado también reveló que para el sujeto bajo estudio, la superficie de la nariz vibró incluso cuando produjo la vocal y no sólo cuando se produjo la consonante nasal.

¿Cómo puede usarse?

El método propuesto nos permite evaluar el habla de pacientes con paladar hendido o insuficiencia velofaríngea. El patrón de vibración puede ser de ayuda como retroalimentación visual de un ejercicio vocal para tales pacientes. El patrón de vibración puede relacionarse fácilmente con su somestesia así como los espectros de su habla. Esto también puede ser útil para ejercicios de canto.

El método permite evaluar el habla de pacientes paladar hendido o insuficiencia velofaríngea.

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Figura 2. Los patrones de la velocidad de vibración de la superficie facial frontal e izquierda durante la articulación de las vocales (izquierda) y consonantes nasales (derecha). La unidad es m/s [dB] y 0 dB es igual a 1 m/s.

En conclusión, el método propuesto permite una medición multi-punto rápida y sin contacto de la velocidad de vibración en superficies cutáneas. Los resultados ampliarán nuestro conocimiento en la producción del habla. El siguiente paso que debe investigarse es la relación entre patrones de velocidad de vibración con los formantes y anti formantes de sonidos del habla.

Prof. Tatsuya Kitamura |Faculty of Intelligence and Informatics,Konan University, Kobe, Japan, InFocus|Issue02|2012. “Measurement of vibration velocity pattern of facial surface during phonation using scanning vibrometer”. Web Polytec [documento en línea: www.Polytec.com/ acceso: Enero del 2013]

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