Les ondes sonores son ondes mecániques llonxitudinales, aniciar pol movimientu de dalguna porción d'un mediu elásticu (sólidu, líquidu o gaseosu) con al respective de la so posición d'equilibriu, y por cuenta de les propiedaes elástiques del mediu, esta perturbación puede movese d'un llugar a otru. Esiste un gran marxe de frecuencies ente les cualos puede xenerase ondes mecániques llonxitudinales. Les ondes sonores amenorgar a les llendes de frecuencia que pueden aguiyar l'oyíu humanu pa ser percibíes nel celebru como una sensación acústica. Estes llendes de frecuencia estender d'aproximadamente 20 Hz a cerca 20 KHz y llámense llendes d'audición. Les ondes oyibles son producíes por cuerdes en vibración (por casu el violín y les cuerdes vocales), por columnes d'aire en vibración (l'órganu y el clarinete) y por plaques y membranes en vibración (el casu del tambor) [Resnick, Halliday. 1965].
Descripción del aparatu fonador humanu left|thumb|225px|Aparatu fonador humanu.
L'aparatu fonador ye'l conxuntu d'órganos que tienen como función producir la voz humana, conformar los pulmones, que producen un fluxu d'aire; la larinxe, que contién les cuerdes vocales, la farinxe, los cuévanos oral y nasal y una serie d'elementos articulatorios como los llabios, los dientes, el alvéolo, el cielu la boca, el velu del cielu la boca y la llingua.
Nel procesu de xeneración de la voz, el soníu inicial provién de la vibración de les cuerdes vocales conocida como vibración glotal, esto ye, l'efectu sonoru xenerar pola rápida apertura y zarru de les cuerdes vocales conxuntamente col fluxu d'aire emitíu dende los pulmones. Les cuerdes vocales son dos membranes allugaes dientro de la larinxe, l'abertura ente dambes cuerdes denominar glotis. Cuando la glotis empieza a cerrase, l'aire proveniente dende los pulmones esperimenta una turbulencia, emitiéndose un ruíu d'orixe aerodinámicu. thumb|225px| Modelu simplificáu de los cuévanos oral, llabial y nasal. Al cerrase más les cuerdes vocales empiecen a cimblar a manera de llingüetes, produciéndose un soníu tonal, ye dicir periódicu y que la so frecuencia varia en forma inversa al tamañu de les cuerdes. Esti soníu ye propiu del falante y ye más agudu pal casu de muyeres y neños. Escarez d'información llingüística.
Depués de travesar la glotis el soníu pasa al traviés del cuévanu supraglótica, que ye la porción del aparatu fonador que dexa modificar el soníu dientro de márxenes bien amplios. Ta conformáu principalmente por trés cuévanos, el cuévanu oral, el cuévanu llabial y el cuévanu nasal, correspondientes al gargüelu, los llabios y la ñariz respeutivamente. Estos cuévanos constitúin resonadores acústicos, que modifiquen los soníos d'alcuerdu a la forma qu'adopten, la llingua y los llabios dexen efectuar esta variación de manera voluntaria.
Carauterístiques fundamentales de la señal de voz Forma d'onda de la señal de voz none|thumb|225px|Forma d'onda de la pallabra 'Esplorador'.
La señal de voz ta constituyida por un conxuntu de soníos xeneraos pol aparatu fonador. Esta señal acústica pue ser tresformada por un micrófonu nuna señal llétrica. La señal de voz nel tiempu puede ser representada nun par d'exes cartesianes. Como tou los soníos, ta formáu esencialmente por curves elementales (senos y cosenos) pero les posibles combinaciones d'éstes pueden ser complexes. A manera d'exemplu, amuésase la forma d'onda de la pallabra esplorador' (Imaxe estrayida de [Peralta, Cotrina. 2002]). La representación de la señal de voz en función del tiempu ye importante yá que brinda información sobre carauterístiques importantes como la enerxía y les cruces por cero, que faciliten el so estudiu y analís.
Enerxía y cruces per cero La función d'enerxía d'una señal representa la enerxía disipada por una resistencia de 1 ohm cuando se-y aplica un voltaxe . Nuna señal continua, la Enerxía total nel intervalu de tiempu a ta definida como:
Pal casu de les señales discretes onde ye'l númberu de muestres de la señal, la enerxía definir por:
La variación d'enerxía na señal de voz deber a la variación de la presión subglotal y de la forma del tracto vocal. La Enerxía ye útil pa estremar segmentos sordos y sonoros na señal de voz, por cuenta de que los valores d'esta carauterística aumenten nos soníos sonoros al respective de los sordos.
Les cruces por cero indiquen el númberu de vegaes qu'una señal continua toma'l valor de cero. Pa les señales discretes, un encruz por cero asocede cuando dos muestres consecutives difieren de signu, o bien una muestra toma'l valor de cero. Consecuentemente, les señales con mayor frecuencia presenten un mayor valor d'esta carauterística, el ruíu tamién xenera un gran númberu de cruces per cero.
none|thumb|225px| Cruces per Cero. a) Señal Continua. b)Señal Discreta.
La formulación matemática de la Densidá de cruces per cero pa señales discretes esta representa na siguiente fórmula, na cual, ye la función signu y ye'l númberu de muestres de la señal.
Amuésase les gráfiques d'enerxía y cruces per cero de la pallabra 'seis'. Como puede reparase, el valor de la enerxía varia en rellación direuta cola amplitú de la señal. La función de Densidá de Cruces per Cero algama los sos valores más altos cuando se trata de soníos tales como la 's', que son conocíos como soníos fricativos.
none|thumb|225px|Enerxía y cruces per cero de la pallabra 'seis'.
Realízase l'estudiu de la señal de voz nel dominiu de la frecuencia, cola cuenta de conocer les sos carauterístiques espectrales. Amuésase l'espectru d'una señal de voz correspondiente a la pallabra 'Dos'.
none|thumb|225px|Espectru de frecuencia de la pallabra 'dos'.
La frecuencia fundamental, nun tien de confundir se col pitch, brinda información sobre la velocidá a la que cimblen les cuerdes vocales al producir un soníu, que ye xeneráu pola rápida apertura y zarru de les cuerdes vocales con pequeñes soplíes d'aire, produciendo un espectru de frecuencia similar al amosáu na figura siguiente. Esti espectru podría ser llográu si asitiárase un micrófonu d'ampliu rangu direutamente nel gargüelu, enriba de les cuerdes vocales, pero debaxo de les estructures resonantes del tracto vocal. El pitch ye aquel atributu de la perceición auditiva pola cual los soníos pueden ordenar nuna escala musical,"American national standard acoustical terminology" (1994). American National Standards Institute, ANSI S1.1-1994 (R1999) la unidá na que se mide'l pitch ye la Escala del Mel. La frecuencia, intensidá y les propiedaes de uns soníu interactúan en formes bien complexes pa dar la perceición de pitch que puede ser un reflexu bien probe de la frecuencia fundamental.
L'espectru ta conformáu d'harmónicos de la frecuencia fundamental. Magar l'espectru lleva un gran componente cerca de la frecuencia pitch (aprox. 50 Hz), tien gran cantidá d'harmónicos, y asina tien componentes de frecuencia que s'estiende hasta pasáu los 5 KHz. [Flores. 1993]. Otra carauterística importante ye la envolvente espectral. Un analís fayadizu sobre esta carauterística dexa llograr información sobre los distintos tipos de soníu.
none|thumb|225px|Envolvente espectral.
Frecuencies formantes Los cuévanos que conformen el cuévanu supraglótica actúen como resonadores acústicos. Si realiza un analís espectral del soníu depués de travesar estos cuévanos, l'efectu de la resonancia produciría un énfasis en determinaes frecuencies del espectru llográu, a les que se-yos denominara 'formantes'. Esisten tantes formantes como resonadores tien el tracto vocal. Sicasí considérase que namái les trés primeres, acomuñaes al cuévanu oral, bucal y nasal respeutivamente y apurren l'abonda cantidá d'información pa poder estremar los distintos tipos de soníu. Na figura amuésase l'espectru de la pallabra 'unu', y denominar F1, F2 y F3 a los sos trés principales frecuencies formantes. L'amplificación de caúna d'estos trés frecuencies depende del tamañu y forma qu'adopta'l cuévanu bucal y el cuévanu oral, y si l'aire pasa o non pela ñariz.
none|thumb|225px|Frecuencies formantes.
Tipos de señales de voz Básicamente, la Señal de Voz puede clasificase nos siguientes tipos, Sonora, Non Sonora y Plosiva [Flores. 1993].
Señal sonora La señal sonora xenerar pola vibración de les cuerdes vocales calteniendo la glotis abierta, lo que dexa que l'aire fluya al traviés d'ella. Estes señales carauterizar por tener alta Enerxía y un conteníu frecuencial nel rangu de los 300 Hz a 4000 Hz presentando cierta periodicidad, ye dicir son de naturaleza cuasiperiódica. El tracto vocal actúa como un cuévanu resonante reforzando la enerxía alredor de determinaes frecuencies (formantes). Na figura siguiente amuésase'l comportamientu d'esti tipu de señales nel tiempu. Toa les vocales carauterizar por ser sonores pero esisten consonantes que tamién lo son, tales como, la 'b', 'd' y la 'm', ente otres.
none|thumb|225px| Señal sonora.
Señal non sonora A esta señal tamién se-y conoz como señal fricativa o sorda, y carauterízase por tener un comportamientu aleatoriu en forma de ruíu blanco. Tienen una alta densidá de Cruces per Cero y baxa Enerxía comparaes coles señales de tipu sonora. Mientres la so producción nun se xenera vibración de les cuerdes vocales, yá que, l'aire traviesa un estrechamientu, y xenera una turbulencia. Les consonantes que producen esti tipu soníos son la 's', la 'f' y la 'z' ente otres. La figura siguiente amuesa la forma d'onda d'una señal non sonora.
none|thumb|225px| Señal non sonora.
Señal plosiva
Esta señal xenérase cuando'l tracto vocal cerrar en dalgún puntu, lo que causa que l'aire s'atropu pa dempués salir espulsáu de secute (esplosión). Caracterícense por que la espulsión d'aire ta precedida d'un silenciu. Estos soníos xenérense por casu, cuando se pronuncia la pallabra 'campu'. La p ye una consonante de calter plosivo, y esiste un silenciu ente les sílabes 'cam' y 'po'. Otres consonantes que presenten esta carauterística son 't', y 'k', ente otres. La figura siguiente amuesa'l comportamientu d'esti tipu de señal.
none|thumb|225px|Señal sonora.
Modelu del tracto El tracto vocal pórtase como un filtru, que los sos parámetros varien nel tiempu en función de l'acción consciente que se realiza al pronunciar una pallabra. Amuésase la diagrama de bloques del modelu del tracto vocal. Considérense dos posibles entraes que van depender del tipu de señal a reproducir, sonora o non sonora. Pa señales sonores, la escitación va ser un tren d'impulsos de frecuencia controlada, ente que pa les señales non sonores la escitación va ser ruíu aleatorio. La combinación d'estes señales modela'l funcionamientu de la glotis. L'espectru de frecuencies de la Señal de Voz puede llograse a partir del productu del espectru de la escitación pola respuesta en frecuencia del filtru.
none|thumb|225px| Modelu del tracto vocal.
El control de ganancia G, determina la intensidá de la escitación. El tracto vocal manifiesta un númberu bien grande de resonancies, pero como s'afirmó enantes, namái se consideren trés y en dellos casos cuatro, esto ye por cuenta de que les resonancies d'alta frecuencia son atenuaes pola carauterística frecuencial del tracto que tiende a actuar como un filtru pasabajo. Esti modelu ye una simplificación del procesu de la fala. Los soníos fricativos, nun se penerar pol tracto cola mesma estensión en que lo faen les señales sonores, polo que'l modelu nun ye bien precisu pa esti tipu de señales. Amás, el modelu supón que los dos señales pueden dixebrase ensin considerar nenguna interacción ente elles, lo que nun ye del tou ciertu, una y bones la vibración de les cuerdes vocales ye afeutada poles ondes de presión dientro del tracto. Sicasí, estes considerancies pueden ser inoraes, resultando'l modelu lo suficientemente fayadizu.
Factores qu'afecten la señal de voz