正常青年人不同語料測試基頻的研究△

Kim Ha-kyung趙風云劉曉明黃昭鳴

1華東師范大學言語聽覺康復科學系(上?！?00062) ; 2　華東師范大學言語聽覺科學教育部重點實驗室; 3北京聯(lián)合大學特殊教育學院

正常青年人不同語料測試基頻的研究△

Kim Ha-kyung1，2趙風云1劉曉明3黃昭鳴1，2

1華東師范大學言語聽覺康復科學系(上海200062) ; 2華東師范大學言語聽覺科學教育部重點實驗室; 3北京聯(lián)合大學特殊教育學院

【摘要】目的分析正常青年人不同語料測試的平均基頻，探討適合測試言語基頻的語料形式。方法應用Praat軟件對60例正常青年人(男22例，女38例)發(fā)元音/a/、/i/、/u/和朗讀短文的聲樣進行錄音，并選取穩(wěn)定段分析其基頻。結果正常青年人發(fā)/u/和/i/的平均基頻最高，/a/次之，朗讀短文的基頻最低;男生發(fā)/u/、/i/、/a/及朗讀短文的平均基頻依次為148.47、146.77、136.33、132.85 Hz，女生依次為: 257.39、250.52、239.43、222.16 Hz，男生發(fā)/a/音的平均基頻低于發(fā)/i/、/u/音，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)，但與朗讀短文的平均基頻差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.01)，女生不同語料測試的平均基頻之間差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)。結論朗讀短文的形式可更準確地反映正常人的習慣基頻，而測試語料為元音時，元音/a/更合適。

【關鍵詞】基頻;元音;短文

△上海市哲學社會科學項目(2012JG003-BYY963)、國家自然科學基金青年項目(81301678)聯(lián)合資助

音調、音強和音色共同構成了聲音的三要素，其中，音調對應的物理量為基頻(F0)，是指聲帶每秒鐘振動的次數(shù)，其高低是由聲帶的長度、單位質量、彈性張力等諸多因素所決定的，它是評估嗓音質量的重要指標之一［1］。因此，對言語基頻的測量與分析，對言語的評估與矯正都是至關重要的。特別是對言語障礙患者進行研究時，更需要正常人的常模。

測量言語基頻常用的語料主要有三種形式:元音、對話、朗讀，常用的元音包括/?/音或/a/音等［2，3］;對話可通過日常交流或玩耍的過程中錄音的方式，也可采用固定的對話形式，如:測試者問“你叫什么名字?你今年幾歲了?”，受試者完整回答“我叫×××，我今年×歲了?！保?］;朗讀是測試者提供固定的材料。言語分析及測量基頻時，要求受試者采用自然舒適的方式發(fā)音，情緒不能受到外界條件的影響;對話的過程中，由于測試者和受試者的陌生關系可能會出現(xiàn)受試者緊張的情況，從而導致測試結果不準確;而朗讀時受試者沒有溝通交流的壓力，能更好地反映受試者的習慣基頻;因此，對識字能力較好的學齡兒童和成人進行嗓音分析時，朗讀是不錯的選擇。

盧海丹等［4］使用以上語料進行對比研究時發(fā)現(xiàn)，平均言語基頻并不受語料的影響;雷科［5］、路績云［6］等研究發(fā)現(xiàn)不同的元音之間一些言語指標存在顯著差異;張建國等［1］以/?/為測試語料，得到正常男性的平均基頻為160.81 Hz，女性的平均基頻為297.42 Hz;黃昭鳴等［7］采用對話的形式對正常成人進行嗓音樣本采集，得到男性的平均基頻為124.43 Hz，女性的平均基頻為232.07 Hz;上述報道的平均基頻存在著一定的差異，這種差異是否由測試語料不同所引起，需要進一步研究。故本研究擬通過分析正常青年人發(fā)不同元音和朗讀時的言語基頻，探討不同語料對基頻的影響及適合測試言語基頻的語料形式。

1　資料與方法

1.1研究對象隨機抽取北京市在校大學生60名為研究對象，其中女生38名，男生22名。入選標準為:①均在本地出生且居住18年以上;②年齡18～22周歲(平均20.5±1.5歲) ;③大學本科及以上學歷;④聽力、智力等各方面正常，無言語障礙和嗓音疾病，且測試期間無感冒、鼻炎、咽喉疾病等。

1.2測試方法采用Praat軟件進行錄音的采集，采樣頻率為16 000 Hz，測試者由獲得一級言語語言病理師資格的老師擔任。所有聲音樣本的采集均在隔聲室里進行，保證錄音時環(huán)境噪聲低于45 dB A。測試前，測試者向受試者介紹清楚測試要求，然后進行一對一的測試并錄音。要求受試者采取自然舒適的端坐位，且麥克風與桌面的夾角為45°，受試者口距麥克風大約5 cm，以平穩(wěn)自然的嗓音分別發(fā)元音/a/、/i/、/u/，每個元音連續(xù)測3次，每次約5秒鐘，選取3次錄音中聲音較穩(wěn)定的一次，取樣本中間2～3 s的平穩(wěn)段進行分析;短文選取統(tǒng)一的材料(見附錄1)，該材料文字簡單、內容通俗易懂;朗讀前首先讓受試者熟悉短文材料，朗讀時要求受試者按照日常說話的自然一致的音調和音強進行。短文聲樣選取整篇短文中較穩(wěn)定的文字進行分析，選取的文字內容為:“大伯陪舅舅下棋。姑姑、嫂子學刺繡。思思在家打掃屋子，給小狗洗澡。小齊去跑步、打臺球、踢足球?？煽蓭У艿苋ケ砀缂覍W吉他、一起打排球?！彼惺茉囌咴摬糠值睦首x時間在14～20 s。分析受試者發(fā)不同元音及朗讀短文時的基頻。

1.3統(tǒng)計學方法采用SPSS16.0對實驗數(shù)據(jù)進行分析，采用兩因素混合實驗測量統(tǒng)計分析不同語料對平均言語基頻(MSFF)的影響，其中，自變量為性別和語料的類型，性別分兩個水平(男、女)，語料分兩個水平(元音、短文) ;因變量為平均言語基頻(MSFF)。以P＜0.01為差異有統(tǒng)計學意義。

2　結果

正常青年人不同語料測試的平均基頻見表1，男生和女生各種語料測試的平均基頻差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)。

表1　不同語料測試男女生的平均基頻比較(Hz，珋x±s)

女生不同語料測得的平均基頻之間差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)。男生不同語料測得的平均基頻比較P值見表2，可見，男生發(fā)元音/i/和/u/時平均基頻差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.01)，發(fā)元音/a/與/i/、/u/的平均基頻之間差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)，而發(fā)元音/a/與短文的平均基頻差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.01)。雖然男生發(fā)/i/和/u/、/a/和短文的平均基頻比較差異無統(tǒng)計學意義，但/u/的平均基頻略大于/i/，短文的平均基頻小于/a/。

表2　男生不同語料測得的平均基頻比較P值

3　討論

Natour等對阿拉伯人發(fā)聲的基頻研究發(fā)現(xiàn)，不論男生、女生和兒童發(fā)元音/a/與說話時的平均基頻之間均存在著顯著性差異［8］。而本研究得出女生發(fā)元音/a/時的平均基頻與朗讀時的平均基頻之間有顯著性差異，而男生發(fā)元音/a/時的平均基頻與朗讀時的平均基頻之間無顯著性差異。這兩種結果之間的差異與阿拉伯語和漢語兩種語系的不同有一定關系。阿拉伯語體系中本身沒有元音字母，需與輔音相結合，其中存在短元音/a/和長元音/a:/，且兩種發(fā)音方式存在顯著性差異。阿拉伯人在發(fā)漢語/a/音時，發(fā)音特點或聲音的高低強弱略有不同，使得發(fā)出的音雖接近但不完全相同，從而導致研究結果不同。發(fā)元音/a/時更易受其它因素的影響從而造成不同受試者的基頻不同，而朗讀時間稍長于發(fā)/a/音，更容易獲得受試者的習慣基頻，故朗讀時的基頻可能更好地反映患者是否存在音調過高或過低的情況。文中結果顯示男生發(fā)元音/a/時的平均基頻與朗讀時的平均基頻無顯著差異，可能與受試者數(shù)量較少有關，此有待于增加受試者樣本量進一步研究。張建國等［1］報道正常成人嗓音的基頻值明顯高于黃昭鳴等［7］報道的基頻值，其差異可能與二者所采用的測試語料不同有關，張建國采用的語料是元音/?/，而黃昭鳴采用的是對話的形式。

元音是在呼吸氣流不受阻礙的情況下發(fā)出的，更能反映聲帶振動的實質［9］。Person等［10］、Lehiste等［11］和Assman等［12］的研究發(fā)現(xiàn)發(fā)/u/的平均基頻最高，/i/次之，/a/最小，本研究結果顯示女生發(fā)/a/、/i/和/u/元音的平均基頻之間均存在顯著差異，而男生發(fā)/i/和/u/的平均基頻之間無顯著性差異，發(fā)元音/u/的平均基頻最高，/i/次之，/a/最小。上述研究結果基本一致。基頻除受聲帶長度、質量、張力等方面的影響外，還受頸部肌群各方面的影響;發(fā)音方式不同，喉部周圍肌群的運動也不同，從而使基頻存在一定的差異;發(fā)/a/時聲帶呈較自然的狀態(tài)［13］，發(fā)/i/時，環(huán)杓肌的活動增強，聲帶張力增高，聲門下壓增大，同時/i/和/u/都是高位元音，發(fā)音時舌根向上運動，舌位升高帶動舌骨的運動，使得發(fā)/i/和/u/音的平均基頻較發(fā)/a/音高。發(fā)/u/音時噪聲能量值太大，可能會影響其聲學參數(shù)的準確性［14］。因此，對正常人選用元音進行基頻測試時，選擇/a/音較為合適。

總之，本研究結果提示朗讀短文的形式可更準確地反映正常成人發(fā)聲的習慣基頻，而選擇語料為元音進行發(fā)聲基頻測試時，以元音/a/更合適;但本研究采用的受試者例數(shù)較少，且較局限，今后應擴大樣本量，同時選擇不同地域、不同年齡受試者進行研究。

4參考文獻

1張建國，黃敏齊，李敏雄，等.正常青年人基頻及嗓音參數(shù)結果分析［J］.臨床耳鼻咽喉科雜志，1999，13: 403.

2萬勤，胡金秀，黃昭鳴，等.3～6歲聽障兒童與健聽兒童嗓音聲學特征比較［J］.聽力學及言語疾病雜志，2013，21: 353.

3潘滔，馬芙蓉，曹克利，等.語前聾成人人工耳蝸植入者嗓音的聲學分析［J］.中華耳鼻咽喉頭頸外科雜志，2013，40: 271.

4盧海丹，顧婷婷，萬勤，等.不同測試語料下3～6歲健聽與聽障兒童音調比較研究［J］.聽力學及言語疾病雜志，2011，19: 223.

5雷科，楊旭，沈建中，等.成人嗓音聲學參數(shù)正常參考值的研究［J］.臨床耳鼻咽喉科雜志，2000，14: 255.

6路績云，劉莎，徐文，等.正常青少年嗓音的元音發(fā)音特性［J］.聽力學及言語疾病雜志，2007，15: 195.

7黃昭鳴，杜曉新，蔡紅霞，等.平均言語基頻常模的制訂及其相關研究［J］.中國聽力語言康復科學雜志，2005(2) : 26.

8 Natour YS，Wingate JM.Fundamental frequency characteristics of jordanian arabic speakers［J］.Journal of Voice，2008，23: 560.

9王修信，胡維平，王強，等.嗓音頻譜分析中/a/、/i/音采樣的比較［J］.聽力學及言語疾病雜志，1998，6: 129.

10 Person GE，Barney HL.Control methods used in a study of vowels ［J］.Journal of the Acoustical Society of America，1952，24: 175.

11Lehiste I，Person GE.Transitions，glides，and diphthongs［J］.Journal of the Acoustical Society of America，1961，33: 268.

12 Assman PF，Katz WF.Time-varying spectral change in the vowels of children and adults［J］.Journal of the Acoustical Society of America，2000，108: 1856.

13馮葆富，齊忠政，劉運樨.歌唱醫(yī)學基礎［M］.第二版.上海:上海科學技術出版社，1987.75～82.

14候麗珍，韓德民，張麗，等.嗓音檢測中元音聲樣的選擇［J］.聽力學及言語疾病雜志，2002，10: 16.

(2015-01-26收稿)

(本文編輯雷培香)

·臨床研究·

The Study of the Fundamental Frequencies of Different Speech Materials for Normal Adults

Kim Ha-kyung*，Zhao Fengyun，Liu Xiaoming，Huang Zaoming
(*Department of Speech＆Hearing Rehabilitation，ECNU，Shanghai，200062，China)

【Abstract】Objective This study is to analyze the fundamental frequencies of different speech materials.Methods 60 normal subjects (22 males，38 females) were studied.When pronouncing/a/，/i/，/u/and the short paragraphs，the fundamental frequencies were measured using Praat software.Results The analysis of the fundamental frequencies for different materials indicates that/i/and/u/were the highest while/a/was the next and the paragraphs were the lowest.For males，the fundamental frequencies from high to low were: 148.47 Hz，146.77 Hz，136.33 Hz，and 132.85 Hz; for females，they were: 257.39 Hz，250.52 Hz，239.43 Hz and 222.16 Hz.The experimental results showed that there was no significant difference between the fundamental frequencies of vowels between the two genders but there were significant differences when pronouncing different vowels among the female subjects.ConclusionWhen measuring fundamental frequencies，reading short paragraphs can be more accurate and the vowel/a/is more useful in this purpose.

【Key words】Fundamental frequency; Vowel; Paragraph

通訊作者:黃昭鳴(Email: yantingecnu@126.com)

作者簡介:Kim Ha-kyung，女，韓國人，博士，講師，主要研究方向為言語病理學。

【中圖分類號】H018.4

【文獻標識碼】A

【文章編號】1006-7299(2015) 06-0575-03

DOI:10.3969/j.issn.1006-7299.2015.06.002

網(wǎng)絡出版時間:2015-9-10 16: 45

網(wǎng)絡出版地址: http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1391.R.20150910.1645.002.html