Proses Produksi Suara Manusia Proses Produksi Suara Manusia Written by Mr. Endi on May 5, 2009 – 11:20 am -
Proses produksi suara pa pada da man manusi usia a da dapa patt di diba baii me men! n!adi adi ti tia a bu bua" a" pr prose oses s #is #isio$ io$o ois, is, yai yaitu tu : pembentukan pemben tukan a$iran udara dari paru-p paru-paru, aru, peruba"an a$iran udara dari paru-paru men!adi suara, baik voiced , mau maupun pun unvoiced unvoiced yan yan dike dikena$ na$ den denan an isti$ isti$a" a" phonatio phonation n, dan artiku$asi artiku$asi yaitu pro proses ses modu$asi% penaturan suara men!adi bunyi yan spesi#ik. &ran tubu" yan ter$ibat pada proses produksi suara ada$a" : paru-paru, tenorokan ' trachea trachea(, (, $arin 'larynx 'larynx (, (, #arin ' pharynx pharynx (, (, pita suara 'vocal ' vocal cord (, (, rona mu$ut 'oral ' oral cavity (, (, rona "idun 'nasal cavity (, (, $ida" 'tongue 'tongue(, (, dan bibir 'lips ' lips(, (, seperti dapat di$i"at pada ambar diatas) &ran tubu" ini dapat dike$ompokkan men!adi tia baian utama, yaitu : vocal tract 'bera*a$ 'bera*a$ di a*a$ bukaa bu kaan n pit pita a su suara ara ata atau u $o $otti ttis, s, da dan n ber berak" ak"ir ir di bi bibir bir(, (, nasa nasall tra tract ct 'da 'dari ri +e$u +e$um m samp sampai ai nost nostri$( ri$(,, dan source generator 'terdiri 'terdiri dari paru-paru, tenorokan, dan larynx (. (. kuran vocal tract ber+ariasi ber+ariasi untuk setiap indi+idu, namun untuk $aki-$aki de*asa rata-rata pan!annya sekitar 1 m. /uas dari +oa$ trat !ua ber+ariasi antara 0 'ketika se$uru"nya tertutup( "ina sekitar 20 m2. etika velum velum,, oran yan memi$iki #unsi sebaai pintu pen"ubun antara vocal tract denan denan nasal tract , terbuka, maka ma ka se sear ara a aku akusti stik k nasa nasall trac tract t aka akan n ber bera and nden ena an n de den nan an +o +oa$ a$ tra trat t un untuk tuk men men" "asi asi$ka $kan n suaranasal suara nasal . $iran udara yan di"asi$kan dorona doronan n otot paru-pa paru-paru ru bersi#at konstan. etika pita suara da$am keadaan berkontraksi, a$iran udara yan $e*at membuatnya beretar. $iran udara tersebut dipotonpoton o$e" erakan pita suara men!adi sinya$ pu$sa yan bersi#at quasi-periodik quasi-periodik .. Sinya$ pu$sa tersebut t ersebut kemudian kemu dian men mena$am a$amii mod modu$as u$asii #rek #rekuens uensii keti ketika ka me$e me$e*ati *ati pharynx pharynx , ro ron na a mu mu$u $utt ata ataup upun un pad pada a rona ron a "id "idun. un. Sinya$ suar suara a yan yan di"a di"asi$ka si$kan n pad pada a pro proses ses ini din dinamak amakan an sinya sinya$$ voiced . amu amun, n, apabi$a pita suara da$am keadaan re$aksasi, maka a$iran udara akan berusa"a me$e*ati e$a" sempit pada pad a per permu$a mu$aan an +oa +oa$$ tra tratt se"i se"in na a a$ir a$iranny annya a men! men!adi adi tur turbu$e bu$en, n, pro proses ses ini akan men men"a "asi$ka si$kan n sinya$ unvoiced . e etik tika a su sumb mber er su suara ara me$ me$a$u a$uii voca vocall trac tract t , kand kandun unan an #rek #rekuens uensinya inya men mena$a a$ami mi modu$asi modu $asi se"i se"in na a ter! ter!adi adi reso resonans nansii pada voca vocall trac tractt yan disebut formants formants.. p pabi$ abi$a a siny sinya$ a$ suar suara a yan di"a di"asi$ka si$kan n ada ada$a" $a" siny sinya$ a$ voiced , ter teruta utama ma +ok +oka$, a$, ma maka ka pa pada da se se$an $an *a *aktu ktu ya yan n sin sink kat at bentuk voca vocall tract tract re$a re$ati+e ti+e kons konstan tan 'be 'berub ruba" a" sea seara ra $amb $ambat( at( se"i se"in na a ben bentuk tuk voca vocall trac tractt dapat diperkirakan diperkirak an dari bentuk spektra$ sinya$ voiced . $iran udara yan me$e*ati pita suara dapat dibedak dibedakan an men!adi phonatio bisikan,frication,, phonation n, bisikan,frication kompresi komp resi,, +ibr +ibrasi asi atau ataupun pun komb kombina inasi si dian diantara taranya. nya. Phonated Phonated excitation excitation ter ter!a !adi di bi$ bi$a a a$i a$ira ran n ud udar ara a dimodu$asi o$e" pita suara. Whispered excitation di"asi$kan excitation di"asi$kan o$e" a$iran udara yan bererak epat masuk ke da$am $oron bukaan seitia kei$ antara arytenoids cartilage di cartilage di be$akan pita suara yan "ampir tertutup. Fric ica ati tio on exc xcit ita ati tion on di"asi$kan o$e" desakan di +oa$ trat. Compression excitation di"a di"asi$ka si$kan n akib akibat at pe$e pe$epasa pasan n uda udara ra me$a me$a$ui $ui +oa +oa$$ tra tratt yan tertutup tertutup
denan tekanan tini. Vibration excitation disebabkan o$e" udara yan dipaksa memasuki rusan se$ain pita suara, k"ususnya $ida". Suara yan di"asi$kan o$e" Phonated excitation disebut voiced. Suara yan di"asi$kan o$e" Phonatedexcitation ditamba" frication disebut mixed voiced sedankan yan di"asi$kan o$e" se$ain itu disebut unvoiced . arakteristik suara tiap indi+idu bersi#at unik karena terdapat perbedaan da$am "a$ pan!an maupun bentuk +oa$ trat. Pengenalan Suara pada Manusia Pada sistem penena$an suara o$e" manusia terdapat tia oran pentin yan sa$in ber"ubunan yaitu : te$ina yan berperan sebaai transduser denan menerima sinya$ masukan suara dan menuba"nya men!adi sinya$ syara#, !arinan syara# yan ber#unsi mentransmisikan sinya$ ke otak, dan otak yan akan menk$asi#ikasi dan menidenti#ikasi in#ormasi yan terkandun da$am sinya$ masukan. arakteristik 3e$ina 3e$ina terbai men!adi tia baian, yaitu baian $uar, tena", dan da$am. Pinna, sebaai baian $uar te$ina, ber#unsi sebaai oron, untuk menumpu$kan sinya$ suara menu!u auditory canal se"ina dapat memberikan kesan ara" sinya$ suara yan diterima. !uditory canal ada$a" struktur berbentuk pipa $urus sepan!an 2, m, denan diameter sekitar 0, m, yan pada baian u!unnya terdapat se$aput membrane, yaitu endan te$ina. Membran ini merupakan pintu masuk te$ina baian tena", yaitu ruanan berisi udara denan +o$ume sebesar 2 m4, yan terdiri dari tia bua" tu$an, yaitu malleus'marti$(, incus '$andasan(, dan stapes 'sanurdi(. aian ini ter"ubun denan tenorokan me$a$ui "ustachian tube. 6etaran pada endan te$ina ditransmisikan kemalleus me$a$ui incus, dan stapes, yaitu membentuk oval #indo# . 3e$ina baian da$am ' labyrinth( memi$iki tia baian, yaitu vestibule 'ruan pintu masuk(, semicular canal , dan cochlea. Vestibule ter"ubun denan te$ina baian tena" me$a$ui dua !a$ur, yaitu oval #indo# , dan round #indo# . eduanya tertutup untuk menea" ke$uarnya airan yan menisi te$ina te$ina baian da$am. Pada cochlea, yan berstruktur seperti ruma" siput, terdapat syara# pendenaran. Syara# ini meman!an sampai ke basilar membrane. Pada baian atas basilar membrane terdapat organ of corty yan memi$iki empat baris se$ rambut 'sekitar 4 7 108 se$ se$uru"nya(. Proses pendenaran Proses pendenaran pada te$ina manusia di!e$askan sebaai berikut : 1. Sinya$ suara memasuki sa$uran te$ina dan +ariasi tekanan yan di"asi$kannya menekan endan te$ina. arena sisi baian da$am dari endan te$ina mempunyai tekanan yan ni$ainya di!aa konstan maka endan te$ina akan beretar. 2. 6etaran dari endan te$ina disa$urkan pada tia rankaian tu$an yaitu martil ,incus dan stapes. Mekanisme ini diranan untuk menkope$ +ariasi suara dari udara $uar ke te$ina baian da$am. arena $uas permukaan penampan yan ditekan stapes $ebi" kei$ dari $uas penampan endan te$ina maka tekanan suara yan sampai ke te$ina baaian da$am bertamba" besar. 4. airan pada cochlea beretar denan #rekuensi yan sama denan e$omban yan datan. $asilar membrane kemudian memisa"kan sinya$ berdasarkan #rekuensinya. $asilar membrane berstruktur kuat dan pan!an di daera" sekitar oval #indo# namun bersi#at $entur pada baian u!unnya. ;rekuensi resonansi yan di"asi$kan membrane tersebut berbeda sepan!an dimensi basilar membrane.
1. Sinya$ silence : sinya$ pada saat tidak ter!adi proses produksi suara uapan, dan sinya$ yan diterima o$e" pendenar dianap sebaai bisin $atar be$akan. 2. Sinya$ unvoiced : ter!adi pada saat pita suara tidak beretar, dimana sinya$ eksitasi berupa sinya$ random. 4. Sinya$ voiced : ter!adi !ika pita suara beretar, yaitu pada saat sinya$ eksitasi berupa sinya$ pu$sa kuasi-periodik. Se$ama ter!adinya sinya$ +oied ini, pita suara beretar pada #rekuensi #undamenta$ – ini$a" yan dikena$ sebaai pitch dari suara tersebut. Analisis Sinyal Ucapan =n#ormasi yan terdapat di da$am sebua" sinya$ uapan dapat diana$isis denan berbai ara. eberapa pene$iti te$a" membai beberapa $e+e$ pendekatan untuk menambarkan in#ormasi tersebut, yaitu $e+e$ akustik, #onetik, #ono$oi, mor#o$oi, sintatik, dan semantik. 1. /e+e$ kustik Sinya$ uapan merupakan +ariasi tekanan udara yan di"asi$kan o$e" sistem artiku$asi. ntuk menana$isa aspek-aspek akustik dari sebua" sinya$ uapan, dapat di$akukan denan trans#ormasi dari bentuk sinya$ uapan men!adi sinya$ $istrik denan menunakan tranduser seperti microphone te$epon, dan sebaainya. Sete$a" me$a$ui berbaai peno$a"an sinya$ diita$, maka akan di pero$e" in#ormasi yan menun!ukkan si#at-si#at akustik dari sinya$ uapan tersebut yan me$iputi #rekuensi #undamenta$ ';0(, intensitas, dan distribusi eneri spektra$. 2. /e+e$ ;onetik /e+e$ ini menambarkan baaimana suatu sinya$ suara diproduksi o$e" oran-oran di da$am tubu" manusia. 4. /e+e$ ;ono$oi 5? Pada pene$itian ini untuk $e+e$ mor#o$oi, sintatik, dan semantik diabaikan karena pene$itian ini "anya menekankan pada ana$isis karakter suara yan berkaitan denan parameter-parameter #isis seperti #rekuensi #undamenta$';0(, durasi #onem dan intensitas suara. Intonasi Sebagai Aspek Akustik Sinyal Ucapan =ntonasi 'prosodi( sebaai aspek akustik sinya$ suara sanat membantu di da$am menidenti#ikasi setiap semen akustik denan #onem. Setiap #onem di"asi$kan terutama o$e" sistem +oka$ se$ama artiku$asi yan se$an!utnya mempenaru"i dinamika spektrum spektra$ suara 'da$am "a$ ini #ormant(. Penuapan suatu kata dapat seara substansia$ ber+ariasi di da$am intonasinya mempenaru"i idetitas kata. ;onem dapat men!adi pan!an atau pendek, keras atau $ema", dan memi$iki po$a pitch 'nada( yan ber+ariasi. ;enomena intonasi dapat direpresentasikan ke da$am beberapa $e+e$ antara $ain ada$a" sebaai berikut : 1. /e+e$ kustik 3erdiri atas beberapa komponen pentin yaitu ;rekuensi ;undamenta$ ';0(, amp$itudo, dan durasi sinya$. 1. /e+e$ Perseptua$ Merepresentasikan #enomena intonasi sebaaimana yan didenar o$e" pendenarnya. eberapa komponennya antara $ain pitch 'nada(, keras atau $ema"nya suara, dan pan!an atau pendeknya suara. 1. /e+e$ a"asa '/inuistik( Merepresentasikan #enomena prosodi ke da$am bentuk simbo$ atau tanda. eberapa komponennya antara $ain bunyi 'tone(, intonasi, dan aspek tekanan. Menon!o$kan suku kata yan mendapat tekanan ter"adap suku kata yan $ain yan tidak mendapat tekanan ada$a" #unsi utama sebua" intonasi 'prosodi(. Suku kata yan mendapat tekanan men!adi
$ebi" pan!an, $ebi" intens, dan memi$iki po$a ;0 yan menyebabkan mereka $ebi" menon!o$ dibandin suku kata $ainnya. Parameter-parameter yang diperlukan dalam Pengidentifikasian %uara &anusia Pit" Pitch diunakan sebaai standar tini-renda" dari sebua" tone atau suara. Sinya$ suara umumnya merupakan proses seara #isis yan terdiri dari dua baian: yaitu sebaai "asi$ dari sumber suara 'pita suara( dan sebaai "asi$ dari penyarinan 'o$e" $ida", bibir, dan ii(. menana$isa pitch berarti menoba untuk menankap #rekuensi dasar sumber bunyi dari kese$uru"an proses penuapan suara. ;rekuensi dasar sendiri merupakan #rekuensi yan dominan yan dike$uarkan o$e" sumber bunyi. ;rekuensi dasar merupakan parameter pa$in kuat untuk meneta"ui kore$asi baaimana suatu suara diterima o$e" pendenar ditin!au dari sei intonasi dan tekanan suaranya. ;ormant ;rekuensi #undamenta$ dikena$ !ua denan ;0 yan ko"eren da$am bentuk transisi #ormant ;1, ;2, dan sebaainya. omponen #rekuensi dominan yan menkarakterisasi #onem-#onem yan ber"ubunan denan komponen #rekuensi resonansi dari sistem +oka$ dide#inisikan sebaai #ormant. Suara yan teruapkan, seara k"usus ada$a" +oka$, biasanya memi$iki 4 bua" #ormant dan serinka$i disebut sebaai #ormant kesatu, kedua, dan ketia, dimu$ai denan komponen #rekuensi terenda". etianya se$a$u ditu$iskan sebaai ;1, ;2, dan ;4. #ormant 8 dan #ormant 5 dbutu"kan untuk mendapatkan ni$ai parameter #ormant yan $ebi" detai$ karena bi$a sinya$ suara yan kita o$a" "anya memi$iki #ormant yan kuran dari 4 bua", maka dapat dipastikan ana$isa ter"adap data tersebut akan aa$. Durasi Fonem Sa$a" satu komponen terpentin di da$am intonasi ada$a" durasi sinya$. Setiap #onem yan memberikan kontribusi da$am menentukan po$a intonasi suatu ka$imat.
suda" ditentukan standarnya yaitu pada 10 -12W%m2 pada 1000 DF 'yaitu amban pendenaran pada 1000DF(. >A? Spektogram Spektoram suara me$ukiskan +ariasi-+ariasi da$am batas yan pendek yaitu +ariasi intensitas dan #rekuensi da$am bentuk ra#ik. Gariasi tersebut memberikan banyak in#ormasi yan berman#aat tentan artiku$asi suara. Po$a spektoram yan di"asi$kan untuk setiap uapan akan memi$iki perbedaan. a"kan ketika dua oran menuapkan kata yan sama artiku$asi mereka sama, namun tidak identik. Se"ina spektoram mereka akan menun!ukkan kemiripan !ua perbedaan. Metode Principal Component Analysis PCA! Principal Component !nalysis 'P( merupakan suatu metode reduksi +ariabe$-+ariabe$ da$am suatu matrik.
Sebaai i$ustrasi, pe$ati"an denan super+ise dapat diandaikan sebaai skripsi yan dibimbin o$e" seoran dosen. Pada setiap ka$i penumpu$an berkas skripsi, dosen akan menkritik, menara"kan, dan meminta perbaikan aar kua$itas skripsi meninkat. Seba$iknya, da$am pe$ati"an tanpa super+isi ' unsupervised learning ( tidak ada Luru yan akan menara"kan proses pe$ati"an.
