普通話不送氣/送氣音的氣流氣壓信號(hào)研究

蘇　敏，于洪志

(西北民族大學(xué) 中國民族信息技術(shù)研究院，甘肅 蘭州 730030)

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普通話不送氣/送氣音的氣流氣壓信號(hào)研究

蘇敏，于洪志

(西北民族大學(xué) 中國民族信息技術(shù)研究院，甘肅 蘭州 730030)

文章采用語音空氣動(dòng)力學(xué)PAS6600，對(duì)所提取生理學(xué)參數(shù)進(jìn)行分析，從生理上說明漢語普通話輔音中不送氣/送氣音在發(fā)音過程中的生理變化：漢語普通話不送氣音與之相對(duì)應(yīng)的送氣音，在發(fā)音時(shí)發(fā)音部位并不是完全相同的；塞音在發(fā)音時(shí)，輔音收緊點(diǎn)越靠后，在聽感上越響亮.這主要是由于聲門下壓力的影響.

普通話;不送氣/送氣音;峰值氣流;峰值氣壓

0　引言

氣息是語音產(chǎn)生的“原動(dòng)力”，沒有氣息也就沒有語音.研究語音產(chǎn)生時(shí)壓力、氣流變化的學(xué)問，稱為語音空氣動(dòng)力學(xué)[1].近年來隨著實(shí)驗(yàn)語音設(shè)備以及計(jì)算機(jī)的發(fā)展，人們開始利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備來研究語音發(fā)音時(shí)的生理變化.這對(duì)傳統(tǒng)語音學(xué)中音系的描寫加以佐證，同時(shí)對(duì)一些不易被感知的發(fā)音器官有了一定的認(rèn)識(shí).關(guān)于不送氣/送氣音的研究在國外開始得較早.美國語言學(xué)家布龍菲爾德指出:在形成封閉的方式上,氣流壓力的大小和嘴唇或舌頭的活動(dòng)力強(qiáng)度可以分為不同的等級(jí)，壓力和活動(dòng)程度小的是弱音,大的是強(qiáng)音[2].布洛赫認(rèn)為，凡在發(fā)音的時(shí)候,用的力氣比較強(qiáng)而肌肉又比較緊張的輔音就叫強(qiáng)音,反之用的力氣弱而肌肉又不太緊張的輔音就叫弱音[3].在國內(nèi)，吳宗濟(jì)(1988)把世界各語言中送氣輔音與不送氣輔音的關(guān)系分為兩類.在一類語言中,發(fā)音部位相同的兩個(gè)輔音,由于發(fā)音方法有送氣與不送氣的差別而形成兩個(gè)對(duì)立音位.在另一類語言中,發(fā)音部位相同的兩個(gè)輔音,雖然發(fā)音方法有送氣和不送氣的差別,但由于它們出現(xiàn)在不同環(huán)境中,因此互為音位變體.漢語普通話中不送氣/送氣輔音的區(qū)別屬于第一種情況.

使用氣流氣壓設(shè)備PAS6600在語音學(xué)研究中的歷史由來已久.在研究初期，該設(shè)備主要用于呼吸性疾病和肺功能不足患者的呼吸和發(fā)聲時(shí)的氣流氣壓測量[6].19世紀(jì)70年代，瑞典皇家理工學(xué)院的Fant和Gauffin將言語空氣動(dòng)力學(xué)與語音學(xué)相結(jié)合，借助氣流氣壓設(shè)備采集人體在不同言語狀態(tài)下的氣流氣壓信號(hào)，來探索發(fā)音器官的變化，尤其是聲帶、聲腔等不易被人們所觀察的發(fā)聲器官.在國外，John J. Ohala從氣流氣壓的角度對(duì)音位進(jìn)行整合，同時(shí)提出音位整合也應(yīng)該考慮心理及社會(huì)文化等相關(guān)因素[7].Christine M. Sapienza將語音的生理研究與物理研究相結(jié)合，從氣流參數(shù)及聲學(xué)角度對(duì)非裔美國人的嗓音特征研究后發(fā)現(xiàn)：除了最大流量偏差率的區(qū)別，非裔美國人與白種人在嗓音特征上沒有顯著差別[8].國內(nèi)關(guān)于言語空氣動(dòng)力學(xué)的研究開始于20世紀(jì)80年代.吳宗濟(jì)先生從氣流氣壓的角度來研究漢語普通話輔音時(shí)提出：塞音不送氣音與送氣音在除阻之前都有一定的壓力峰值，但是不送氣音的氣壓更大.至于氣流量，不送氣音與送氣輔音之間沒有顯著的區(qū)別[9].

1　實(shí)驗(yàn)方法

1.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備及發(fā)音人

實(shí)驗(yàn)中語音信號(hào)的采集采用美國KAY公司生產(chǎn)的言語空氣動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)phonation aerodynamic system(PAS6600).該系統(tǒng)集語音、圖像、數(shù)據(jù)于一體，是進(jìn)行語音生理分析的一項(xiàng)重要實(shí)驗(yàn)儀器.錄音在隔音條件良好的錄音室進(jìn)行，錄音前對(duì)發(fā)音人進(jìn)行幾次發(fā)音訓(xùn)練,從而使發(fā)音人熟悉設(shè)備的基本原理.在發(fā)音過程中使氣流面罩與臉部緊貼，為的是保證所提取的生理參數(shù)的準(zhǔn)確性，也為發(fā)音人創(chuàng)造一個(gè)良好的發(fā)音環(huán)境.

實(shí)驗(yàn)共選取五名發(fā)音人，五人均為在校大學(xué)生且普通話水平在二級(jí)甲等以上，語音純正，無聽力障礙及嗓音疾病史.為保證發(fā)音人在發(fā)音時(shí)氣流的穩(wěn)定性，在錄音時(shí)，當(dāng)一個(gè)音節(jié)讀完時(shí)停5秒再發(fā)下一個(gè)音.

1.2參數(shù)簡介及詞表的建立

峰值氣流(Peak Expiratory Airflow, PEA)是輔音發(fā)聲時(shí)單位時(shí)間內(nèi)氣流流出聲門的最大速率，一般與聲門的開張面積成正比.開張面積越大，單位時(shí)間內(nèi)通過的氣流量就越多，單位面積的氣流速率就越大.

峰值氣壓(Peak Air Pressure, PAP)是輔音聲母除阻前口腔內(nèi)的最大氣壓值.在發(fā)音過程中由于輔音氣壓值的變化比較大，氣壓峰值在很大程度上能決定一個(gè)輔音的性質(zhì).一般情況下，除阻時(shí)間越長則氣壓峰值越大.在生理上，塞音的峰值氣壓與聲門下壓力一致.

由于不送氣/送氣音屬于漢語普通話的輔音范疇，而輔音在發(fā)音過程中時(shí)長較短，因此為了保證所采集的生理參數(shù)的準(zhǔn)確性，在每個(gè)不送氣/送氣音后分別加元音a、i、u來進(jìn)行呼讀.漢語普通話有6對(duì)輔音，由于氣流氣壓設(shè)備在采集信號(hào)過程中氣壓管無法到達(dá)發(fā)音人舌根位置，因此通過設(shè)備采集到的不送氣/送氣舌根音g、k的生理參數(shù)并不準(zhǔn)確，因此本文對(duì)舌根音不做研究.將b、p、d、t、z、c、zh、ch、j、q與a、i、u相拼后共計(jì)30個(gè)語音樣本，采用人工標(biāo)記輔音的方法提取不同輔音的生理參數(shù)，對(duì)所提取到的不同情況下的相同輔音的參數(shù)求平均，得到漢語普通話輔音的氣流氣壓參數(shù)表.

2　實(shí)驗(yàn)分析

漢語普通話共有21個(gè)輔音，傳統(tǒng)語言學(xué)按發(fā)音方法將輔音分為五類：塞音、塞擦音、擦音、鼻音以及邊音；按發(fā)音部位將輔音分為：唇音(雙唇音、唇齒音)、舌尖音(舌尖前、舌尖中、舌尖后)、舌面音(舌面前、舌面后).其中，塞音和塞擦音有不送氣/送氣的區(qū)別.實(shí)驗(yàn)語音學(xué)采用氣流氣壓設(shè)備PAS 6600進(jìn)行信號(hào)采集，得到了漢語普通話雙唇不送氣/送氣塞音b、p，舌尖中不送氣/送氣塞音d、t，舌尖前不送氣/送氣塞擦音z、c，舌尖后不送氣/送氣塞擦音zh、ch，舌面前不送氣/送氣塞擦音j、q的氣流氣壓參數(shù)表.

表1漢語普通話不送氣/送氣輔音的氣流氣壓參數(shù)表

圖1為漢語普通話不送氣/送氣輔音氣流氣壓參數(shù)分布圖.其中橫軸代表峰值氣壓，縱軸代表峰值氣流，菱形代表10個(gè)不同不送氣/送氣輔音.通過對(duì)實(shí)驗(yàn)中所有不送氣/送氣輔音樣本進(jìn)行分析，在整體上較為直觀地指出不送氣/送氣音在峰值氣流以及峰值氣壓上的區(qū)別，從而說明漢語普通話不送氣/送氣輔音生理特征的不同.

圖1漢語普通話不送氣/送氣輔音氣流氣壓參數(shù)分布圖圖2漢語普通話不送氣/送氣輔音峰值氣流圖

漢語普通話不送氣/送氣輔音在峰值氣流與峰值氣壓圖上表現(xiàn)為不規(guī)則四邊形，b、p、j、q為不規(guī)則四邊形的四個(gè)頂點(diǎn).其他不送氣/送氣輔音幾乎位于這個(gè)不規(guī)則輔音的內(nèi)部.通過對(duì)圖1的觀察可以發(fā)現(xiàn)：從整體上看，不送氣音的峰值氣壓普遍大于與之相對(duì)應(yīng)的送氣音的峰值氣壓，送氣音的峰值氣流普遍大于與之相對(duì)應(yīng)的送氣音的峰值氣流.不送氣音點(diǎn)與相對(duì)應(yīng)的送氣音點(diǎn)所形成的直線在傾斜方向上幾乎一致.

從峰值氣流來看，在漢語普通話不送氣/送氣輔音氣流氣壓參數(shù)分布圖上分為兩大區(qū)域.其中，峰值氣流<1.5 Lit/Sec的區(qū)域形成小峰值氣流聚集區(qū)，峰值氣流>1.5 Lit/Sec的區(qū)域形成大峰值氣流聚集區(qū).在小峰值氣流聚集區(qū)內(nèi)都是不送氣音，大峰值氣流聚集區(qū)內(nèi)都為送氣音.從峰值氣壓來看，漢語普通話不送氣/送氣輔音的峰值氣壓分布相對(duì)分散，峰值氣壓差達(dá)到10.55 cmH2O.其中，雙唇送氣塞音p的峰值氣壓最小，舌面后不送氣塞擦音j的峰值氣壓最大.以下分別從峰值氣流和峰值氣壓的角度對(duì)普通話中的不送氣/送氣輔音進(jìn)行分析.

圖3　漢語普通話不送氣/送氣輔音峰值氣壓圖

從峰值氣流的角度來看：①從發(fā)音方法來看，漢語普通話中，在塞音中，雙唇送氣輔音p的峰值氣流最大，雙唇不送氣輔音b的峰值氣流最小.在塞擦音中，舌面后送氣輔音q的峰值氣流最大，舌尖前不送氣輔音z的峰值氣流最小.送氣音輔音的峰值氣流普遍大于不送氣輔音.在送氣音中，按大小排序后依次為：q>p>ch>c>t.在不送氣音中，按大小排序后依次為：j>zh>z>d>b.②從發(fā)音部位來看，在塞音中，就送氣音而言，發(fā)音部位越靠后，峰值氣流越小.就不送氣音而言，發(fā)音部位越靠后，峰值氣流越大.在塞擦音中，就送氣音而言，發(fā)音部位越靠后，峰值氣流越大.就不送氣音而言，發(fā)音部位的改變與峰值氣流沒有明顯的關(guān)系.

從峰值氣壓的分布來看：①發(fā)音方法，總體上在漢語普通話不送氣/送氣輔音當(dāng)中，不送氣輔音的峰值氣壓都大于送氣輔音的峰值氣壓.塞音的峰值氣壓小于塞擦音的峰值氣壓，其中，舌面后不送氣塞擦音j的峰值氣壓最大，雙唇送氣塞音p的峰值氣壓最小.②從發(fā)音部位來看，在塞音內(nèi)部，無論送氣與否，舌尖中音的峰值氣壓都將大于雙唇音.在塞擦音內(nèi)部，無論送氣與否都表現(xiàn)為：舌面前音>舌尖后音>舌尖前音.

3　討論

3.1漢語普通話不送氣/送氣音的峰值氣流差異

峰值氣流的大小與聲門開張面積有關(guān)，峰值氣流越大,在發(fā)音時(shí)聲門的開張面積也就越大，反之則聲帶開張面積小.在漢語普通話不送氣輔音中，峰值氣流大小排序?yàn)椋篵

漢語普通話不送氣/送氣音中，送氣音聲門開張面積的大小排序與之相對(duì)應(yīng)的不送氣音不存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此根據(jù)發(fā)音方法劃分出來的不送氣音和送氣音在發(fā)音部位上并不是完全相同的：不送氣音和與之相對(duì)應(yīng)的送氣音在發(fā)音過程中有相同的發(fā)音收緊點(diǎn),即成阻的發(fā)音器官相同.但是在聲門開張的面積上，不送氣音和與之相對(duì)應(yīng)的送氣音有不同的表現(xiàn)形式.

3.2漢語普通話不送氣/送氣音的峰值氣壓差異

峰值氣壓反映輔音除阻前口腔內(nèi)的最大氣壓值.對(duì)發(fā)音過程中的漢語普通話不送氣/送氣音的峰值氣壓分析發(fā)現(xiàn)，不送氣音的峰值氣壓按大小排序后為b

聲門下壓是促使、維持聲帶振動(dòng)的重要作用力，對(duì)聲音的音調(diào)和響度具有顯著的影響.在發(fā)爆破音時(shí)，聲門下支氣管壓力快速上升促使口腔內(nèi)壓力上升，其中有一段時(shí)刻聲門下壓與口腔內(nèi)壓力一致，而此時(shí)為口腔內(nèi)壓力最高的時(shí)刻，因而可以通過口腔內(nèi)壓推測聲門下壓.由于聲門下壓力測量困難，因此通過測量其他生理參數(shù)近而推算音位的聲門下壓力變得很有必要.在漢語普通話不送氣音與送氣音中，就塞音而言，d和t的峰值氣壓均大于b和p的峰值氣壓，因此可以推出，輔音的成阻部位越靠后在聽感上響度yi 越大.這主要是由于聲門下壓力的升高使得在發(fā)音時(shí)輔音基頻升高，從而造成音位在響度上的增加.

4　結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)采用語音空氣動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)PAS6600設(shè)備，通過對(duì)漢語普通話輔音的氣流峰值參數(shù)與氣壓峰值參數(shù)分析，說明在漢語普通話中不送氣/送氣輔音在發(fā)音過程中一些不易被感知到的發(fā)音器官的變化，從而說明不送氣輔音與送氣輔音間的區(qū)別，細(xì)化了輔音的描寫.

通過實(shí)驗(yàn)分析可以得出如下結(jié)論：①漢語普通話輔音中，不送氣音和與之相對(duì)應(yīng)的送氣音在口腔內(nèi)的發(fā)音器官相同，即輔音成阻點(diǎn)相同，但是在聲帶的開張面積上有一定的區(qū)別.因此，漢語普通話中不送氣音與之對(duì)應(yīng)的送氣音在發(fā)音部位上并非完全相同.②塞音在發(fā)音過程中，輔音收緊點(diǎn)越靠后在發(fā)音上就越響亮，這主要是由于塞音在發(fā)音過程中聲門下壓力較大，因此基頻較大，在聽感上也就越響亮.

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【Abstract】The physiologic parameters of unaspirated/aspirated sounds in Mandarin were extracted in the process of pronunciation through PAS 6600. it shows the nature of unaspirated/aspirated sound in Mandarin: the articulations of unaspirated/aspirated sounds are not identical in pronunciation. Owing to the influence of Subglottic pressure, the more rearward in consonant tightened point, the louder in the sense of hearing. This paper also gives function equation about unaspirated / aspirated sound in Rear tongue after testing the samples in the experiment.

Study of Unaspirated/Aspirated sounds in Mandarin Based on PAS

SU Min , YU Hong-zhi

(National Languages Information Technology, Northwest University for Nationalities, Lanzhou Gansu 730030, China)

Mandarin; unaspirated/aspirated sounds; Peak Expiratory Airflow; Peak Air Pressure

2016-01-02

2014年研究生科研(實(shí)踐)創(chuàng)新項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：Yxm2014138).

蘇敏(1991—)，女，河南安陽人，碩士研究生，主要從事實(shí)驗(yàn)語音學(xué)方面的研究.

H193；H11

A

1009-2102(2016)01-0018-05