Современная аппаратура, которая служит для объективного исследования голоса и артикулированной речи создает возможность для подробной и конкретной оценки как вокальных качеств исследуемого, так и характера повреждения голоса. Эта аппаратура оказывает большую помощь при клинических обследованиях в диагностических целях, при составлении плана лечения, а также при контролировании полученных результатов хирургического, фармакологического и фониатрического лечения. Для этой цели используется звуковой анализ, который производится при помощи специальной аппаратуры, дающей возможность выделить отдельные тоны, входящие в состав звука. Такого рода аппаратами являются спектрометры, имеющие приспособления для фиксирования частоты и интенсивности составляющих звук тонов.
Графики результатов анализа акустического спектра изображаются с помощью координатной системы. На оси ординат обозначается интенсивность в соответствующих единицах, например, дб. или же mV (милливольтах), а на оси абсцисс — частота в цикл/сек.
На рисунке представлен анализ звука а нормально говорящего человека. Приведенный анализ был сделан на анализаторе частот Bruela-Kjaera тип 2105, который даёт возможность разложить звуковой комплекс гласного звука на составляющие тоны и отдельные частоты, входящие в состав звука, учитывая также уровень их интенсивности и место в шкале частот. Таким образом можно объективно определить тембр отдельных звуков и сравнить нормальный спектр со спектром, полученным при нарушениях голоса.
Простыми и быстрыми в употреблении являются спектрометры, имеющие приспособления для фильтрования сразу целого ряда частот. В такого рода устройствах звук может быть разложен на отдельные пучки: 320 до 400 цикл/сек, 400 до 500 цикл/сек., 500 до 640 цикл/сек. и т.д. Отрицательной стороной этого метода является невозможность получения непрерывного спектра. Кроме того нельзя четко разделить отдельных пучков, т.к. в боковых участках они накладываются друг на друга.
В зависимости от количества и ширины полос переноса принято различать октавные, 1/2-октавные и 1/3-октавные фильтры. Для более точных анализов пользуются спектрометрами, называемыми анализаторами частот, аппаратами "Видимой речи", и т.п.
Благодаря быстрому развитию электроакустики возникают всё новые и новые типы аппаратов для спектрального анализа голосовых явлений, что создаёт предпосылки для прогресса в области патофизиологии голоса и речи.
Для акустического анализа, при котором речь становится видимой (visible speech), существует специальный аппарат, с помощью которого можно производить двоякого рода анализы:
а) горизонтальный, с помощью широкого (300 цикл/сек) или узкого (45 цикл/сек) фильтра,
б) вертикальный (так называемый профильный).
Акустический анализ с помощью данного аппарата производится следующим образом: произвольная короткая фраза записывается на магнитофонной пленке, приклеенной к поверхности цилиндра. Запись на пленке можно многократно повторять. С магнитофонной пленки запись следует перенести на гетеродиновый анализатор, ширина полос которого составляет 300 цикл/сек, или же 45 цикл/сек. В анализаторе последовательно изменяется высота средней частоты анализируемого участка, в соответствии с перемещением вверх пишущего конца рычажка, который рисует определенную кривую на бумаге, укрепленной на вращающемся цилиндре. Для произведения анализа записанная фраза должна быть проиграна 400 раз. Вначале анализатор регистрирует только низкие тоны, постепенно с каждым новым оборотом несколько повышается средняя частота полосы; результат анализа записывается на специальном листе бумаги для регистрации.
В горизонтальном направлении регистрируются поочередно последовательные участки записанной фразы, причём можно определить продолжительность фонации каждой отдельной звуковой или шумовой фонемы. В вертикальном направлении записываются все частоты, находящиеся в данном моменте в определенном участке исследуемого слова; эта запись фиксируется на бумаге, укреплённой на вращающемся цилиндре, и представляет собой черное пятно с зазубренными краями.
Интенсивность окраски этого пятна определяется интенсивностью звука в данной полосе частоты.
Согласно Handzel, автоматический метод анализа с помощью аппарата "Видимой речи" имеет ряд преимуществ по сравнению со всеми ранее применявшимися методами, а именно:
1) является очень быстрым,
2) даёт возможность произвести анализ целой фразы при однократном её произношении,
3) не требует растягивания отдельных звуков,
4) даёт возможность проследить за плавным переходом формантов одного звука в форманты другого звука.
С помощью аппарата "Видимой речи" Handzel произвел акустический анализ гласных в речи нормальных и глухонемых детей.
На рисунке приведён пример нормальной горизонтальной записи гласных у, о, а, э, ы, и.
Кроме горизонтальной записи, можно получить также и вертикальную запись (так называемую, профильную), которая даст возможность определить полный, тотальный состав звуков в определённом, избранном нами момент их произношения. Таким образом мы получаем точный и подробный акустический спектр гласных. Он состоит из самого низкого тона и ряда высоких тонов, группы которых образуют форманты. Пример такой записи приведен на 39 рисунке.
Аппаратура для звукового анализа является очень чувствительной и дорогой и поэтому запись звуков на магнитофонную пленку в диагностических целях и их анализ должны производиться в соответствующем образом оборудованных электроакустических лабораториях, оснащенных всем необходимым для данного вида исследований.
Для анализа голоса необходимо, чтобы эмиссия каждого исследуемого звука продолжалась 2 минуты. Вполне понятно, что это практически является невозможным, поэтому голос записывается на магнитофонную пленку, причём продолжитсльност эмиссии может не превышать 1 секунды. Отрезок пленки с записью следует затем склеить и полученную петлю укрепить на магнитофоне так, чтобы запись постоянно пробегала под звукоснимателем.
Таким образом можно продлить звучание отдельных звуков. Плёнка с записью служит для произведения звукового анализа в специальной аппаратуре. Для записи голоса с целью его анализа могут быть использованы лишь магнитофоны высокого класса, диапазон частот которых доходит до 25000 цикл/сек. Магнитофоны с малым объёмом частот, так называемые диктафопы, непригодны для записей, агужащих для звукового анализа голоса.
