Интегральные характеристики спектра были сняты с помощью спектрального интегратора. В связи с тем что продолжительность звучания фраз с разными эмоциональными контекстами различна, показания, снятые с интегратора, приводились к единице времени (1 с). Это дало возможность сравнивать спектры разных фраз, с различным эмоциональным контекстом, в исполнении разных певцов. Анализу были подвергнуты 45 условий из 9 наиболее удачно исполненных программ.

На рисунке 6 приведены наиболее типичные спектрограммы. Прежде всего, спектрограммы показывают весьма заметные изменения высокой певческой форманты (ВПФ) по уровню и частотному положению. Изменения интенсивности и частотного положения ВПФ в большей степени проявляются при исполнении вокализов и отдельных гласных, т. е. тогда, когда певец вынужден прибегать к тембровым характеристикам голоса как эмоционально выразительным средствам, так как число средств выражения эмоций сокращается.

Рис. 6. Изменение интегральных характеристик спектра в зависимости от эмоционального контекста.

Гласн. А – высота 311 Гц, тенор В. В-в. По горизонтали – средние частоты фильтров спектрометра (Гц); по вертикали – уровень спектральных составляющих (дБ): 1 – радость, 2 – горе, 3 – безразличие, 4 – гнев, 5 – страх

Интересен тот факт, что при радости вершина ВПФ сдвигается в наиболее высокую частотную область. На слух это воспринимается как легкое, «светлое» звучание голоса. При горе и гневе частотное положение ВПФ понижается. По-видимому, это и определяет такое изменение тембра голоса, как его «потемнение».

Для гнева наряду с тем, что ВПФ занимает наиболее низкую частотную область, характерно значительное увеличение интенсивности звука в целом и происходящее в связи с этим возрастание интенсивности крайних высоких составляющих. Увеличивается и уровень низкой певческой форманты. Звук становится более плотным, массивным и насыщенным «металлом».

При страхе и горе интенсивность высоких частот в звуке падает и выраженность ВПФ уменьшается. В крайних случаях при выражении страха спектрограмма теряет типичные «вокальные» черты и приближается по своим очертаниям к спектрограммам речевого сигнала. Голос полностью теряет блеск, звонкость и приобретает глухой, сдавленный характер.

Временные и динамические характеристики исследовались по осциллограммам 137 вокальных фраз и вокализов, отобранных из 16 программ по указанной выше методике.

На осциллограммах (снятых на осциллографе К-115), помимо звукового сигнала в целом, с помощью линейного амплитудного детектора регистрировалась кривая изменения среднеэффективного значения напряжения исследуемого сигнала (огибающая). Для того чтобы точнее воспроизвести форму огибающей по амплитуде, частота среза фильтра НЧ на выходе детектора была выбрана на уровне 40 Гц.

Типичные осциллограммы фразы Спи, дитя мое, исполненной с различными эмоциональными оттенками, представлены на рисунке 7. Можно видеть, что временные и динамические характеристики фразы существенно изменяются в зависимости от эмоционального контекста.

При обработке осциллограмм были измерены следующие параметры: 1) средняя длительность слога во фразе (Т, мс); 2) коэффициент вариации длительности слогов во фразе (V_>T, %); 3) относительная длительность пауз во фразе по отношению к общей длительности фразы (t, %); 4) средний уровень силы звука слогов во фразе (Р, дБ); 5) коэффициент вариации силы голоса по слогам (V_>p, %); 6) средняя длительность фронта (увеличения звука) с логов (τ