汉语擦音的实验分析.ppt
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汉语擦音的实验分析.ppt
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汉语擦音的实验分析汉语擦音的实验分析擦音概说定义:
擦音是声道中有阻碍但没有完全闭塞,气流从缝隙中摩擦发出的辅音。
擦音不是每一种语言都出现的音类,它不如爆发音普遍。
擦音最常见的部位是舌尖。
现代汉语方言擦音丰富,每一种方言都至少包括一个舌尖擦音/s/。
汉语方言中擦音最少的为两个(厦门话),最多的为8个(青岛话,上海话)。
清擦音比浊擦音占绝对优势。
关于擦音研究的综述对擦音进行声学方面的调查是一项有意义的课题,尽管擦音性质非常复杂,不像元音、塞音相对简单,他们的声学特征是含时长变量的连续体,而不是冲直条。
关于英语和其他一些语种擦音研究的文献已有很多,但是关于汉语擦音研究的相对较少。
此外,早期的擦音研究偏重于单音节中的声学特征与音渡现象(Fant,1960;Fant,1977;Stevens,1960;Stevens,1987;Shoup,1976;Ladefoged&Wu,1984;吴宗济,1988等等)。
关于擦音研究的综述自从20世纪50年代以来,强频集中区及其过渡被认为是擦音的全部特征。
因此,对擦音的研究多重于这两方面的考察。
但是,由于擦音本身的复杂性,其中可能还包含其它重要的因素,比如音节内部辅音可能有的各种协同发音作用等等,吴宗济先生在普通话清擦音协同发音的声学模式一文中曾经提到过这种说法。
研究擦音(格局)的原因和意义:
辅音是音素的一大类别,辅音种类繁多,特征各异,而且多具离散性。
在辅音的研究中要按类别分为不同的系列,实验的程序方法和测算的指标也各有不同。
辅音格局的研究是语音格局研究的重要内容。
元音、声调在声学表现上往往具有较长的时长,其本身的声学特征容易考察分析,而辅音则略显复杂。
研究擦音(格局)的原因和意义:
首先首先是辅音的种类很多,其下位类别包括塞音()、擦音、塞擦音、鼻音、边音、颤音、闪音等。
这些辅音不管是在发音特征上,还是声学表现上都很不相同,要进行整体贯通的辅音格局分析是很困难的。
其次其次,很多辅音本身的声学特征不容易提取,例如塞音,其时长非常短,一般都在数十毫秒以内。
而有的辅音虽然时长较长,但怎样提取到充分体现其声学特点的数据很不容易,例如擦音、鼻音等。
进行辅音格局研究应该在总体的格局观念方法指导下,按不同种类辅音的特点,分类别进行考察。
换言之,就是在总体的辅音格局下进行不同的下位子格局研究。
)在所有辅音中,塞音是最能体现辅音特点的一类音,它在发音时声道形成有完全的闭塞,塞音格局的分析是辅音格局研究的重要内容。
擦音在发音时气流通过声道中狭窄的摩擦缝隙,也是辅音发音特点的重要体现,擦音格局的分析擦音格局的分析也是辅音格局研究的重要部分。
冉启斌(2011,当代外语研究辅音声学格局研究)汉语普通话清擦音的声学空间分析冉启斌(2008,第八届中国语音学学术会议)一、前言1、研究对象、研究对象:
汉语普通话清清擦音普通话声母当中清擦音共有5个,是12345、/f/、/x/。
声母r的语音性质,研究者们曾有各种不同看法,有人认为是浊擦音,也有人认为是浊通音、闪音,还有人认为是半元音、元音等(焦立为等2004:
262)。
石锋、廖荣蓉(1987)用声学实验的方法研究了普通话的r声母,指出声母r在部位和方法上都存在变体,本身在语音性质上并不是单一的,正因为如此才出现不同研究者看法的分歧。
由于r声母不是单纯的擦音,所以本节考察擦音只包括普通话中的前述5个清擦音。
2、研究任务研究任务:
本文利用Svantesson(1986)的方法对普通话5个清擦音的声学空间重新进行了分析。
由于Svantesson(1986)所用的发音语料很少,1)得到的结论在更多的语料中是否仍然如此;2)同时,擦音空间分析的方法在不同擦音的区分效力上如何;3)以及擦音空间分析的各项参量存在哪些内在关系,这都还可以进一步进行考察。
结果看到,1)/s/的谱重心最高,分散程度最小,分布范围最小;/x/的谱重心最低,分散程度最大,分布范围最大。
2)普通话5个清擦音可以分为两类,谱重心高而分散程度小、分布范围小的一类/s/、/、/./;谱重心低而分散程度大、分布范围大的一类/f/、/x/。
3)擦音某个时间点上的能量分布情况与该擦音在一段时间上的整体表现具有一致性。
文章分析指出,这种一致性与擦音的发音生理具有密切关系。
3、研究方法、研究方法Svantesson(1986)的方法辅音中的擦音具有较长的时长,和短暂的爆发音相比,擦音的频谱能够相对容易地考察到。
利用不同擦音的频谱特性,分析得到相关数据,可以做出擦音的声学空间图。
Svantesson(1986)对汉语普通话中的六个擦音声母(包括r声母)和六个塞擦音声母进行了研究。
Svantesson研究的方法是通过临界带谱计算出各个声母的频谱重心频谱重心(centerofgravity),在频率轴上能量的分分散程度散程度(dispersion)参数,以及不同声母的平均强度级平均强度级(meanintensitylevel)。
以上述三个参量中的任意两个参量作为二维坐标,便可以形成一个擦音空间。
不同擦音由于其参量的不同在二维坐标中就有了一定的位置。
本文所用的声学参量本文所用的声学参量谱重心、分散度谱重心、分散度1)谱重心:
所有临界带内最强频率的集中区域;2)分散程度:
该时间点上能量在整个频率范围内的分散情况。
(一般地说,擦音的特性主要表现在强频集中区的不同分布状况上,包括强频集中区的位置高低及强频集中区的分散程度。
)为什么不用Svantesson(1986)平均强度级平均强度级这个声学参量?
这个声学参量?
不同的擦音在音强上是有差别的,但是音强也不是一个绝对参量,它与发音时用力的程度、录音时的不同增益等都有关系。
只有在这些外在条件完全相同的情况下音强才具有可比性。
因此,在本文的擦音空间分析中我们只取谱重心谱重心和分散程分散程度度这两个相对不容易变化的参量为考察对象,只对由谱重心和分散程度构成的二维空间进行分析。
3、这种分析方法的意义、这种分析方法的意义这种方法提取了不同擦音的声学参量,这些参量基本上能反映不同擦音的声学特性。
并且,由于各个擦音在声学空间中都有了一定位置,也就可以对不同语言中的擦音进行对比。
Svantesson说:
“这种做出临界带谱并计算出有关参量的方法,使得在擦音空间中显示一种语言中某个擦音的位置特点成为可能,并可以比较不同语言中的擦音。
”另外,利用这种擦音声学空间分析的方法,还可以对不同方言点中的所有擦音进行较为全面的考察,从声学角度发现方言中擦音的很多细微表现。
二、实验方法与材料1、谱重心和分散程度的计算1)声学参量的测量方法:
按Svantesson(1986),谱重心和分散程度的测量方法为,先在擦音的某个时间点上做快速傅立叶变换(FFT),得到该点的即时功率谱。
然后将即时功率谱转换为临界带(criticalband)谱。
转换为临界带谱的原因主要是为了匹配人耳的听觉特性。
2)计算公式a.划分临界带的公式为:
fn=650sinh(n/7)其中得到的fn就是第n个临界带的频率上限。
由于第1个临界带的频率范围在093Hz之间,对语音研究的意义不大,一般只取后面的23个临界带进行分析。
b.频谱重心的计算公式为:
这样得出的结果m为2-24之间的一个数值,表示谱重心在第个临界带。
c.分散程度的计算公式为:
这样得出的结果s为分散程度的一个参量。
上述公式中的值为:
2、实验操作与语料、实验操作与语料本文发音人为一名北京生北京长的青年女性。
发音表为带有普通话清擦音声母的二字组各25个(发音表从略)。
擦音前面和后面邻接有不同类型的元音。
录音采样频率为22050Hz。
计算擦音某个时间点上的谱重心和分散程度时选取波形图上能量相对较强的位置,计算出的数值即该点的声学参量。
对一段擦音做擦音空间图时一般选择擦音中间的一段,长度约50毫秒。
数据的统计分析使用SPSS10.0完成。
测量数据及分析结果均精确到百分位。
2、实验操作与语料、实验操作与语料我们以谱重心作为横坐标,以分散程度作为纵坐标,将按照上述公式计算出的数值绘入坐标系中,得到该擦音在擦音空间中的位置。
桌上语音工作室(MiniSpeechLab)能够按照上述公式自动计算出擦音某个点上的谱重心、分散程度和平均强度级。
本文只取谱重心和分散程度进行考察。
同时,在波形图上选择擦音的一段一段,桌上语音工作室还能够自动对该段该段作谱重心和分散程度的分析,并在二维坐标中画出相应的点。
三、实验结果与分析实验分为两个方面两个方面:
一是从擦音的波形图上取一点一点计算其谱重心和分散程度;二是在擦音波形上选取一段一段作出擦音空间图。
录音时每个擦音声母各25个样本,由于有的文件意外受损,声母s和h的实际样本只有17个。
测得所有擦音某时间点上谱重心和分散程度的数据较多,这里从略。
1、五个清擦音的谱重心与分散程度、五个清擦音的谱重心与分散程度计算得到的五个清擦音的谱重心与分散程度的平均值结果见下表1。
数据结果分析数据结果分析1)谱重心:
s的谱重心是最高的,为22.36临界带单位,换算成赫兹,大约在8000Hz左右。
h的谱重心最低,为15.99临界带单位,大约在3000Hz左右。
2)从分散程度上看,h的分散程度最高,为4.72,f的分散程度也很高,达到3.95;分散程度最低的是s,为1.38;x、sh两个声母的分散程度数值也比较小。
谱的重心与擦音的能量集中区具有一定的关系。
一般能量集中在某个频率范围,谱的重心也会离这个频率范围不远。
由谱重心得出的擦音的相对关系从能量集中区及音强方面得到的擦音的相对关系大致一致,只是f的谱重心略高。
数据结果分析数据结果分析3)五个擦音大致显示出分为两组的趋势。
按分散程度得出的擦音的相对关系与它们长度上的关系是完全一致的,即h、f为一组,s、x、sh为一组。
前一组在时长上比较短,音强上比较弱,在能量集中区、谱重心上则相对较低;后一组在时长上比较长,音强上比较强,在能量集中区、谱重心上则相对较高。
发音生理原因分析发音生理原因分析我们认为这是由不同擦音发音时的不同生理状态决定的。
不同擦音收紧处缝隙的大小是不同的。
s、x、sh三个音的缝隙较小,而h、f相对较大。
由于h、f发音时开口缝隙较大,从而造成气流泄露的面积较宽,形成平流(阻碍缝隙和气流速度越大则摩擦噪声越强,为湍流;反之,为平流)的成分较多,在高频区以及在某个频率范围上的能量都降低了,这样就造成整个谱的重心下降,能量的分散程度增加。
初步认为正是由于缝隙大小的不同造成了这5个擦音声学表现上的各种差异。
与Svantesson(1986)数据比较比较结果比较结果:
1)1)具体数值上存在差异:
本表显示s的谱重心为最高,其次是x,f,sh,h。
这种顺序与表1一样。
分散程度表2中最高的是f,最低的为x,与表1略为不同。
2)2)总体数据上,表1各个擦音数值的跨度更大,相互的区别更明显。
相比之下,表2的数值跨度略小,换言之,不同擦音参量之间仍然存在差异,但差别较小。
这可能是表2将四个发音人的数值进行了平均的结果,也可能Svantesson(1986)的语料相对较少有关。
不过从f、h与s、x、sh两组的情况来看则它们的相互关系在总体上仍然一致。
2、擦音空间分析的方法在不同擦音的区分效力擦音空间分析的方法在不同擦音的区分效力本文得到的五个普通话清擦音的谱重心参量和分散程度参量在区分不同擦音的效果怎样?
即五个擦音分别在谱重心和分散程度上的差异是否显著?
为此分别进行了多变量的Post-Hoc检验,以显著性系数的大小来判别几个擦音之间是否能够得到区分。
结果发现,根据谱重心能够两两之间进行区分的有以下擦音对:
f-h,s-sh,s-h,sh-x,sh-h,x-h,上述擦音对之间的显著性系数都小于0.05。
根据分散程度能够两两之间进行区分的有以下擦音对:
f-s,f-sh,f-x,s-h,sh-h,x-h,上述擦音对之间的显著性系数也都小于0.05。
综合上面的谱重心和分散程度两组参数,至少有一组参数能够区分的有如下擦音对:
f-h,s-sh,s-h,sh-x
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