Väitös puhe- ja kieliteknologian alalta, TkL Tiina Murtola

Tutkimusmenetelmien yhdistelmät valottavat puheäänen syntymekanismeja

Uudet tavat yhdistellä mittaus- ja analyysimenetelmiä sekä mallinnusta paljastavat, kuinka puheentuoton eri osa-alueet vaikuttavat vokaaliäänteiden syntymiseen ihmisen puhe-elimistössä. Vokaalit ovat soinnillisia äänteitä, jotka yleisellä tasolla syntyvät, kun keuhkoista purkautuva ilmavirta saa äänihuulet värähtelemään ja äänihuulten värähtely puolestaan jaksottaa ilmavirran suhteellisen säännölliseksi aaltomuodoksi. Avoin ääntöväylä muokkaa tätä ilmavirtausta lisää tuottaen kullekin vokaaliäänteelle ominaisen tunnistettavan rakenteen mm. kielen ja huulten asennon mukaan. Tässä vokaalintuottoprosessissa on kuitenkin yksityiskohtia, joita ei vielä ymmärretä täysin, koska puhe-elinten toiminnan mittaaminen äännön aikana on vaikeaa.

Tässä väitöstutkimuksessa vokaalintuoton tutkimisen ongelmaa on lähestytty kahdesta näkökulmasta: (i) keräämällä aineistoa suomen kielen vokaalien tuotosta käyttäen useampia mittausmenetelmiä samanaikaisesti sekä (ii) hyödyntäen kerättyä aineistoa kahden epäsuoran tutkimusmenetelmän, laskennallisen fysikaalisen mallinnuksen ja glottaalisen käänteissuodatuksen, käytössä. Laskennallisten mallien avulla on mahdollista tutkia yksittäisten muutosten vaikutusta syntyvään ääneen, mutta niiden käytön haaste on tulosten yleistäminen siihen, mitä ihmisen puhe-elimistössä tapahtuu. Glottaalinen käänteissuodatus puolestaan tarjoaa työkalun, jolla voidaan laskea äänihuulien läpi kulkeva ilmavirta puheäänestä. Tämän menetelmän toimivuuden todentaminen on kuitenkin hankalaa, koska ilmavirran suora mittaaminen kurkunpäästä vertailua varten ei ole mahdollista. Väitöskirjassa näitä menetelmiä sekä kerättyjä vokaaliaineistoja yhdistelemällä on ollut mahdollista tutkia vokaalintuoton yksityiskohtia pitkissä vakaissa äännöissä, ääntöjen aluissa sekä äännöissä, joissa äänenkorkeus muuttuu tasaisesti.

Vastaväittäjä toimii professori Jan Švec, Palacký University Olomouc, Tsekki

Valvojana on akatemiaprofessori Paavo Alku, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu, signaalinkäsittelyn ja akustiikan laitos.

Väitöskirjan verkkosivu

Väittelijän yhteystiedot: Tiina Murtola, p.050 371 0909, [email protected]