Например, Бобцов

ФОНЕТИЧЕСКИ ПРЕДСТАВИТЕЛЬНЫЙ ТЕКСТ ДЛЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПРИКЛАДНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РУССКОЙ РЕЧИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ И АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБРАБОТКИ И АНАЛИЗА
РЕЧЕВЫХ И ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ
УДК 811.161.1
Н. С. СМИРНОВА, М. В. ХИТРОВ
ФОНЕТИЧЕСКИ ПРЕДСТАВИТЕЛЬНЫЙ ТЕКСТ ДЛЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПРИКЛАДНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
РУССКОЙ РЕЧИ
Приведен фонетически представительный текст, разработанный с применением новейших достижений в области лингвистических технологий. Полнота покрытия текстом фонетических единиц русской речи позволяет использовать его при формировании речевых корпусов для разработки и оценки экспертных и автоматических речевых систем различного назначения.
Ключевые слова: фонетически представительный текст, фонетически сбалансированный текст, статистические характеристики русской речи, частотность и дистрибуция фонетических единиц.
Если обратиться к прикладным областям речевых исследований, то можно заметить, что сегодня использование небольших фонетически представительных текстов при создании автоматических систем синтеза и распознавания речи уже не столь актуально, и приоритет отдается машинным методам статистического моделирования с использованием обучающих массивов текстовых и речевых данных очень больших объемов. Такие массивы данных называют также базами данных или корпусами (текстовыми или речевыми). Часто под корпусом понимают преимущественно те массивы данных, которые переведены в электронную форму и специальным образом обработаны, структурированы и аннотированы для целей разработки речевых приложений [1]. В настоящей статье опорным текстовым корпусом будет называться большой по объему массив текстов различного жанра, использованный нами для получения опорного статистического распределения фонетических единиц русской речи.
Однако наряду с разработкой речевых систем не менее актуальной остается задача выработки объективных критериев оценки их качества, и в этом случае тестовым материалом для оценки и сравнения систем автоматического синтеза и распознавания речи могут стать небольшие фонетически представительные тексты (ФПТ), позволяющие оценить полноту покрытия системой фонетических единиц целевого языка и выявить возможные недостатки ее работы. Кроме того, на таких текстах удобно проводить быструю подстройку системы под нового диктора.
В общем случае под фонетически представительным (репрезентативным) понимается такой текстовый материал, в котором частотное распределение фонетических единиц (фонем, аллофонов, слогов) соответствует общеязыковому распределению, получаемому из статистического анализа опорного текстового корпуса. В задачах, предполагающих исследование
ИЗВ. ВУЗОВ. ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. 2013. Т. 56, № 2

6 Н. С. Смирнова, М. В. Хитров
региональной вариативности речевых характеристик, в качестве дополнительного критерия фонетической представительности текста должно рассматриваться наличие фонетических позиций и контекстов, способствующих проявлению региональной речевой специфики говорящего.
Фонетическая представительность, подобно фонетической сбалансированности, естественным образом предполагает присутствие в тексте всех фонем целевого языка в их основной дистрибуции. Фонетически сбалансированные и фонетически представительные тексты традиционно используются в качестве материала для изучения фонетических характеристик звучащей речи. Преимущество использования фонетически представительных текстов состоит, прежде всего, в их компактности наряду с информационной насыщенностью. С одной стороны, такие тексты обычно невелики по объему, а с другой — отражают фонетическое многообразие языковой системы не хуже произвольно взятых текстовых массивов значительного объема. Это достигается путем кропотливой работы по конструированию текста — наполнением его словами, содержащими требуемые фонетические единицы, а также сокращением его объема путем удаления элементов с низкой информативностью. В результате получается удобный для прочтения материал (обычно не более 600 слов), позволяющий исследовать характер реализации и варьирования в речи носителей определенного языка значимых фонетических характеристик и сформировать полноценный речевой портрет говорящего.
В русистике известно несколько фонетически представительных текстов, составленных на основе списков наиболее частотных слогов, приведенных в работах В. М. Елкиной и Л. С. Юдиной [2, 3]. Один из них — „Был тихий серый вечер“ [4] — лег в основу материала для Фонетического фонда русского языка.
Слог традиционно считается минимальной произносительной единицей, и потому оценка встречаемости слогов может лечь в основу формирования текстового материала. Однако на частоту встречаемости и состав выделяемых слогов оказывает влияние ряд факторов, в частности, характер опорного текстового материала (на основе которого получены показатели частотности слогов), используемая система транскрипции текста и степень ее подробности, а также принятая стратегия слогоделения. В отношении частотного распределения слогов, приведенного в работах [2, 3] и использованного впоследствии при составлении текста „Был тихий серый вечер“, следует отметить, что оно было получено на текстах радиотехнической тематики и с применением довольно спорной теории деления на открытые слоги, предложенной Л. В. Бондарко [5]. Кроме того, в классификации [2, 3] не различаются предударные и заударные слоги (а для некоторых гласных фонем — также ударные и безударные варианты), что приводит к серьезным упрощениям в оценках частотности и сочетаемости аллофонов русских фонем.
Исследовав методологию и инструментарии, ранее использовавшиеся при составлении фонетически представительных текстов, авторы разработали несколько иной подход, предполагающий, в частности, применение более подробной транскрипции текстового материала (с учетом предударной/заударной позиции гласного), преимущественно стилистически нейтрального текстового материала для получения опорной статистики, а также увеличение объема опорного текстового материала. Кроме того, поскольку существующие теории слогоделения допускают вариативность межслоговых границ для сочетаний ГС и СС (Г — гласный, С — согласный) и, как следствие, по-разному представляют состав и количество слогов русского языка (ср., например, принципы, предложенные М. В. Ломоносовым, Р. И. Аванесовым, Л. В. Щербой, Л. В. Бондарко [6]), было решено в качестве базовых единиц при составлении текста использовать последовательности СГ, поскольку при любом подходе они относятся к одному слогу. При этом в последовательностях типа ГГ в качестве самостоятельных элементов выделялись гласные, а на конце слова допускались закрытые слоги типа СГС. В качестве дополнительных критериев учитывалась встречаемость двухфонемных и трехфо-
ИЗВ. ВУЗОВ. ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. 2013. Т. 56, № 2

Фонетически представительный текст для исследований русской речи

7

немных сочетаний (так называемых дифонов и трифонов). Кроме наиболее частотных фонетических единиц в текст были введены звуковые последовательности и позиции, диагностически важные для выявления региональной речевой специфики.
Данный принцип построения текста был предпочтен „слоговому“ как более адекватный и экономичный для получения фонетической представительности. Если следовать слоговому принципу построения текста, то для полноценного выявления региональных особенностей говорящих потребовалось бы дополнительно включить в текст целый ряд низкочастотных звукосочетаний и позиций, что в комбинации с обеспечением высокой слоговой представительности неизбежно привело бы к увеличению объема текстового материала. Так, в составе частотных слогов отсутствует целый ряд элементов, чрезвычайно важных для исследования вариативности русской речи — в частности, конечный мягкий и другие мягкие губные. Например, первый в списке по теории Аванесова [7] слог с конечным „ф’“ [к аз/уд ф’] имеет ранг 989, слог [б Оуд ф’] — 1352, а первый по частотности слог с конечным мягким „п’“ (слово „степь“) — лишь 3993. Подобная ситуация наблюдается и в отношении ряда других важных в диагностическом плане звуковых элементов. Кроме того, известно, что на качественные характеристики гласных в русском языке преимущественное влияние оказывает левый контекст, и неслучайно при различных подходах к слогоделению именно последовательность СГ неизменно относится к одному слогу.
Материал для получения опорной статистики был скомпонован из текстов классической и современной литературы, а также современной публицистики (отекстованные интервью, репортажи, дискуссии). Он включает в себя более 460 тыс. словоформ, более 1 млн слогов (по сравнению с более 100 тыс. в работах [2, 3]), более 2,5 млн фонемоупотреблений. Была оценена встречаемость фонем (монофонов), звукосочетаний (двух- и трехфонемных) и слогов (по трем различным сценариям слогоделения). Кроме того, для ряда фонем был составлен список фонетических позиций и контекстов, потенциально значимых для выявления региональной вариативности русской речи (например, мягкие губные в конечной позиции, определенные сочетания согласных). Опорный текстовый корпус и его статистические характеристики приведены в работах [8, 9].
На основе статистик, полученных на опорном материале, с учетом фонемных позиций и комбинаций, способствующих выявлению региональной произносительной специфики, был составлен новый фонетически представительный текст. Он состоит из 533 слов, 1197 слогов (по числу гласных). Всего текст насчитывает 2902 фонемоупотребления. Текст включает в себя как описательную, так и богатую диалоговую часть (все коммуникативные типы); в нем представлены все фонемы русского языка во всех допустимых аллофонах (включая межсловные озвонченные аллофоны непарных глухих русских фонем / х /, / ч /, / ц / и / щ / — соответственно хозв, чозв, цозв и щозв). В тексте присутствует более 99 % сочетаний типа СГ (из них 98 % — наиболее частотные 258), 92 % возможных в русском языке двухфонемных сочетаний (из них 62 % — 250 наиболее частотных), значительно расширен (по сравнению с существующими текстами) набор сочетаний „согласный + ударный гласный“, возможных в русской речи. Для трех рассмотренных вариантов слогоделения (по [6, 7, 10]) доля покрытия типов слогов не ниже 70 % (что на 4—5 % выше, чем в тексте „Был … вечер“). Отметим также, что в текст целенаправленно были введены слова со звукосочетаниями, важными для исследования региональной и индивидуальной произносительный вариативности, в том числе иностранного происхождения, что привело к повышению доли низкочастотных слогов.
В табл. 1 приведены данные о встречаемости в нашем тексте аллофонов русских фонем в сопоставлении с их статистическим распределением в опорном текстовом корпусе. При обозначении аллофонов русских фонем используются следующие конкретизаторы: п/уд — предударный, з/уд — заударный, б/уд — безударный, озв — озвонченный, ’ — мягкий.

ИЗВ. ВУЗОВ. ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. 2013. Т. 56, № 2

8 Н. С. Смирнова, М. В. Хитров

В тексте присутствует 56 типов аллофонов русских фонем (как уже упоминалось выше,

отсутствуют лишь редкие безударные аллофоны фонемы / е /).

Таблица 1

Ранг

Ранг

Ранг

Ранг

Аллофон

в опорном и встречаемость Аллофон

в опорном и встречаемость

корпусе

в тексте

корпусе

в тексте

а1-й п/уд аз/уд из/уд й

1 2 3 7

1 (137) 2 (132) 3 (131) 4 (124)

т'
ф
Ыуд г

23 36 40 32

29 (39) 30 (38) 31 (38) 32 (36)

ип/уд

4

5 (123)

в'

37

33 (34)

Оуд

9

6 (119)

ж

38

34 (34)

т

6

8 (115)

м'

39

35 (34)

Ауд

5

7 (114)

ч

28 36 (33)

н

8

9 (107)

уп/уд

31

37 (32)

р

12

10 (101)

б

29

38 (31)

к

14

11 (95)

ш

30

39 (30)

с

10

12 (88)

ып/уд

43

40 (29)

в

11

13 (88)

ц

42

41 (27)

Еуд

13

14 (86)

д'

35

42 (23)

м

17

15 (77)

х

41

43 (20)

д

21

16 (68)

к'

44

44 (17)

п

16

17 (63)

п'

45

45 (16)

л’

18

18 (62)

щ

46

46 (12)

а2-й п/уд

20

19 (60)

б'

47

47 (11)

ыз/уд

24

20 (54)

з'

49

48 (9)

н'

15

21 (54)

ф'

51

49 (7)

с'

25

22 (53)

об/уд

48

50 (5)

л

19

23 (51)

г'

50

51 (5)

Ууд

34

24 (50)

х'

53

р'

26

25 (47)

хозв

52

з

27

26 (47)

чозв

55

уз/уд

33

27 (44)

цозв

56

Иуд

22

28 (42)

щозв

58

52 (4) 53 (3) 54 (1) 55 (1) 56 (1)

Как видно из табл. 1, распределение частотности аллофонов в разработанном тестовом

материале достаточно близко к распределению в опорном корпусе.

Совпадает состав 14 наиболее частотных аллофонов и 13 наиболее редких (разница в

ранге — не более 3). В частотах остальных 39 аллофонов наблюдаются более существенные

различия в рангах. В среднем разница в рангах составляет 2,89; максимальная разница в ранге

наблюдается для ударного „У“ — 10.

Основные статистические характеристики созданного фонетически представительного

текста приведены в табл. 2.

Таблица 2

Типы единиц

Типы единиц в ФПТ относительно опорного корпуса, %

Общее покрытие единиц опорного корпуса в ФПТ, %

Фонемы

96,6 99,9

Последовательности СГ

72,3

99,9

Дифоны

46,2 91,6

Трифоны

6,6 42,3

Слоги (по Аванесову)

6,2

74,1

Слоги (по Щербе)

5,9

72,6

„Открытые“ слоги

5,6

74,1

ИЗВ. ВУЗОВ. ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. 2013. Т. 56, № 2

Фонетически представительный текст для исследований русской речи

9

Из табл. 2 видно, что наш текст обеспечивает практически стопроцентное покрытие фонемного состава опорного текстового корпуса. Столь же высокий процент покрытия обеспечивают и присутствующие в сформированном тексте сочетания СГ (отсутствующие 118 типов таких последовательностей составляют менее 1 % опорного корпуса). Из числа возможных типов слога в разработанном тексте присутствует лишь 5—6 %, однако они покрывают 73—75 % всех слогов, встречающихся в опорном корпусе. В тексте встречается чуть менее половины (46 %) возможных в русском языке дифонов, однако при этом общая степень покрытия реализаций дифонов опорного корпуса достигает 92 %. Состав трифонов опорного корпуса наиболее обширен и насчитывает более 35 тыс. типов. Созданный текст включает более 2 тыс. типов трифонов (7 %), что покрывает 43 % всех реализаций трифонов опорного корпуса.
Всего в тексте присутствует 1197 гласных и 1705 согласных, консонантный коэффициент 1,42, что несколько выше, чем в опорной статистике (1,35 в опорном корпусе; 1,38—1,39 — по литературным источникам [11]). К более высокому значению консонантного коэффициента привело введение в текст слов с диагностическими консонантными последовательностями и позициями, а также дополнение текста словами с низкочастотными звуками и звукосочетаниями (в основном консонантными). Таким образом, фонемный состав текста был сбалансирован для получения более надежных результатов исследований.
Приведем фонетически представительный текст.

Дом, в котором я живу, расположен на окраине маленького городка, у самой подошвы горы. Здесь мягкий климат и редко идут дожди. Ночью небосвод бывает так густо усеян звездами, что кажется, будто все миллиарды их из нашей галактики разбросаны вверху над моей головой. Летним утром, как только я открываю окно, моя большая комната наполняется запахом цветов. Ветки черешен смотрят мне в окна, и легкий теплый ветер усыпает мой письменный стол белыми лепестками.
Я слушаю щебет птиц. Вот с искрометным задором пропел зяблик. Где-то дятел устраивает дупло. А это черные дрозды — поют не хуже соловьев. Прямо передо мной внизу — пестрый узор из крыш городских домов, а вдалеке, на краю горизонта, тянется серебряная цепь снеговых вершин... Весело жить в такой земле! Отрадное чувство разливается в жилах: вокруг величественные горы, воздух чистый и свежий, солнце яркое, небо синее — чего еще желать?.. Бьют настенные часы над камином: пять, шесть, семь, восемь, девять... Нужно торопиться в бюро. Минуты две-три ищу в шкафу электрическую схему, привезенную французским коллегой. Наконец заглядываю в портфель, нахожу ее внутри и вкладываю в книгу. После этого плотно закрываю жалюзи, однако сквозь щелки все равно пробивается солнечный свет. Выхожу на крыльцо и запираю ключом дверь.
Спустившись ниже к центру города, иду бульваром. Часть дороги проходит по пешеходному мосту через реку. Гибкие стальные тросы держат невысокий мост. Они привязаны к специальным тяжелым якорям, врытым в землю. Останавливаюсь в начале мостика у ограды, чтобы полюбоваться рельефными склонами горных хребтов, всматриваюсь в речную рябь. Под мостом с шумом плещутся мелкие рыбешки, возмущая водную гладь. Откуда-то доносится музыка: ноктюрн Шопена — позывные местной радиостанции.
Вдруг позади себя я слышу: „Сережа, неужели это ты? Вот так встреча!“. Я узнаю этот низкий голос. Оборачиваюсь — так и есть: Андрей Сафонов! Очень радостно видеть его вновь. С Андреем мы знакомы с конца восьмидесятых — служили вместе в армии. Его, энергичного и общительного, всегда на помощь готового прийти, любили все. Меня покорили его честность и недюжинная сила. Мы были дружны, но потом, мало-помалу, связь наша оборвалась.
— Здравствуй, Андрюша! Как ты тут оказался? — Командировка в архив: предлагают снять сюжет про судоверфь. Вчера приехали — сегодня уезжаем. Вернее, улетаем — к четырем в аэропорт. — Так скоро? И куда? — Следующим пунктом Уфа. Прямой рейс. А ты, значит, теперь здесь живешь? Давно? — Два года будет в феврале. Обменял свою городскую квартиру на бревенчатую избу. — Серьезно? Не жалеешь? В глазах моего приятеля мелькнул веселый огонек. — Нисколько. Отдыхаю от километровых пробок, сутолоки и пыли. — По-прежнему плывешь против течения? Счастливый ты человек, Сергей. — Ладно, расскажи лучше о себе. Мы тысячу лет не виделись. Как жизнь? Как семья? — Все у нас хорошо, все здоровы. Мы с женой работаем, дочь гимназию заканчивает. — Ну а Федор как? Учится?

ИЗВ. ВУЗОВ. ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. 2013. Т. 56, № 2

10 Н. С. Смирнова, М. В. Хитров
— Он в этом году поступил в медицинский. — Какой молодец! Поздравляю вас! — Спасибо. — Кстати, ты позавтракал? — Немного кофе выпил в гостинице. С удовольствием бы съел что-нибудь. — Недалеко отсюда есть кафе. Мы привыкли там есть. Пойдем, провожу тебя. Вполне приличный сервис, разнообразное меню. Одно из их „фирменных“ блюд — рыба по-бенгальски. Рекомендую: вкус необыкновенный — для настоящих гурманов. — Звучит слишком изысканно. Попроще ничего нет? — Как насчет яичницы с грибами? — В самый раз. А ты торопишься? Может быть, составишь мне компанию? За разговорами и воспоминаниями незаметно пролетел завтрак. Приближалось время сказать „до свидания“. Мы расстались в твердом намерении больше не терять друг друга из виду.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кривнова О. Ф. Фонетическое обеспечение для построения речевого корпуса // Акустика речи. Медицинская и биологическая акустика. Сб. тр. XIII сессии Российского акустического общества. Т. 3. М.: ГЕОС, 2003. С. 118—122.

2. Елкина В. М., Юдина Л. С. Статистика слогов русской речи // Вычислительные системы. Новосибирск, 1964. Вып. 10. С. 58—78.

3. Елкина В. М., Юдина Л. С. Статистика открытых слогов русской речи // Там же. Вып. 14. С. 55—91.

4. Степанова С. Б. Фонетические свойства русской речи: реализация и транскрипция: Дис. ...канд. филол. наук. Л., 1988.

5. Бондарко Л. В. Фонетика современного русского языка. Л., 1998. С. 196—211

6. Бондарко Л. В. Структура слога и характеристики фонем // Вопросы языкознания. 1967. № 1. С. 34—46.

7. Аванесов Р. И. О слогоразделе и строении слога в русском языке // Там же. 1954. № 6. С. 88.

8. Смирнова Н. С., Чистиков П. Г. Программа анализа фонетических статистик в текстах на русском языке и ее использование для решения прикладных задач в области речевых технологий // Матер. XXVII Междунар. конф. „Диалог“. М., 2011. С. 632—644.

9. Smirnova N., Chistikov P. Statistics of Russian Monophones and Diphones // Proc. of Specom-2011. Kazan, Russia, 2011. P. 218—223.

10. Щерба Л.В. Теория русского письма. Л., 1983. С. 29—33.

11. Фонетика спонтанной речи / Под ред. Н. Д. Светозаровой. Л., 1988. С. 210.

Наталья Сергеевна Смирнова Михаил Васильевич Хитров

Сведения об авторах — канд. филол. наук; ООО „ЦРТ“, Санкт-Петербург; руководитель груп-
пы лингвистов; E-mail: nsmirnova@speechpro.com — канд. техн. наук; ООО „ЦРТ“, Санкт-Петербург; генеральный дирек-
тор; Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, кафедра речевых информационных систем; зав. кафедрой; E-mail: khitrov@speechpro.com

Рекомендована кафедрой речевых информационных систем

Поступила в редакцию 22.10.12 г.

ИЗВ. ВУЗОВ. ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. 2013. Т. 56, № 2