誦讀音聲的采錄與韻律特征分析

寧威林，劉亞麗

(中國傳媒大學(xué) 傳播聲學(xué)研究所，北京100024)

1 引言

“誦”是一種運(yùn)用聲音的韻律、節(jié)奏變化來達(dá)到記憶的方式[1]。“讀”涵蓋“誦”的內(nèi)容，更關(guān)注對內(nèi)容的感悟與理解[2]。所以在秦漢前“誦”和“讀”分開使用，然后才有“誦讀”的合稱[3]。廣義的誦讀音聲，包括古代詩詞的吟誦，當(dāng)今校園朗朗讀書聲，流行音樂說唱，伊斯蘭教的宣讀和佛教寺的誦經(jīng)等。

佛教初期對于世俗音樂的享受是禁止的，所以誦讀音聲不同于市面流行的佛教音樂，不在于發(fā)音技巧或嘩眾，而是以至誠心，使用介于言語和歌唱的形式誦讀佛教的經(jīng)文和咒語[4-5]。該音聲于公元前6世紀(jì)，隨佛教一起進(jìn)入我國，以口傳心授的方式傳承至今，具有神圣性、宗教性，是為宣揚(yáng)佛法教義和專門修行的法門。所以本文采集的素材不包括佛教音樂。

韻律凌駕于語義之上，是對語音流表達(dá)方式的結(jié)構(gòu)性安排，決定語音是否聽起來自然順耳、抑揚(yáng)頓挫等。該特征的情感區(qū)分能力已得到語音情感識別領(lǐng)域研究者們的廣泛認(rèn)可和使用，常用的韻律特征有基頻、音高、能量、時(shí)長等[6-9]。目前對于誦讀音聲的學(xué)科分析還有欠缺。本文從實(shí)驗(yàn)語音學(xué)的角度，以信號處理的手段，對其進(jìn)行韻律學(xué)特征的提取和分析。

2 誦讀音聲的采錄

寺廟的朝暮課誦是每日修行必做的法事儀軌，所以素材主要針對朝暮課誦，并兼具個(gè)別經(jīng)咒的誦讀。

參與錄音的誦讀者為出家僧眾，均具備豐富的誦讀經(jīng)驗(yàn)。朝暮課誦錄音地點(diǎn)為寺廟大殿，個(gè)別經(jīng)咒錄音地點(diǎn)不限制，以安靜適宜為原則。

3 誦讀音聲的特征分析

本文根據(jù)誦讀音聲的特點(diǎn)，對其提取韻律學(xué)特征。

人工聽辯素材，將其分三類：

(1)調(diào)子：誦讀者使用固定的調(diào)子反復(fù)循環(huán)的誦讀，類似于音樂單一的旋律循環(huán)；

(2)平調(diào)：誦讀者使用平調(diào)誦讀，類似于言語無情感的陳述；

(3)調(diào)子接平調(diào)：上述兩者的結(jié)合，先調(diào)子循環(huán)后接平調(diào)誦讀。

由于調(diào)子接平調(diào)類型兼具其余兩類的特點(diǎn)，所以下文僅對該類素材進(jìn)行特征提取和分析。

3.1 基頻統(tǒng)計(jì)分析

基頻決定語音的語調(diào)?？赏ㄟ^時(shí)域短時(shí)自相關(guān)函數(shù)計(jì)算出基音頻率。

式中k是自相關(guān)滯后時(shí)間，m表示短時(shí)自相關(guān)函數(shù)所處理的信號幀序列。

圖1 調(diào)子基頻圖

圖2 平調(diào)基頻圖

圖1為調(diào)子接平調(diào)類型中固定調(diào)子單次循環(huán)的基頻圖(橫軸代表時(shí)間，縱軸代表頻率)，圖2為后接平調(diào)部分的基頻圖。先對前部分的調(diào)子類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，再對后接平調(diào)部分統(tǒng)計(jì)分析，后續(xù)各特征類似。

使用軟件Praat，人工聽辯，手動切分，以調(diào)子一次循環(huán)為單位，按時(shí)間順序統(tǒng)計(jì)基頻均值、基頻最大值和基頻最小值如圖3(橫軸代表以時(shí)間順序排列的調(diào)子編號，縱軸代表頻率，大代表基頻最大值，小代表基頻最小值，均代表基頻均值，黑線為多項(xiàng)式擬合趨勢線，后續(xù)各圖類似)。

圖3 調(diào)子基頻均值、基頻最大值和基頻最小值

對圖3數(shù)據(jù)計(jì)算均值和標(biāo)準(zhǔn)差結(jié)果如表1。

表1 調(diào)子各基頻均值和標(biāo)準(zhǔn)差(Hz)

觀察圖3和表1可知：無論是基頻均值、基頻最大值還是基頻最小值，數(shù)據(jù)波動很小，趨勢平穩(wěn)，趨勢線幾乎呈平行直線。

對圖3的數(shù)據(jù)和基頻范圍，4組數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析如表2(大代表基頻最大值，小代表基頻最小值，均代表基頻均值，范代表基頻范圍，后續(xù)各表類似)。

由表2可知，各類基頻彼此相關(guān)性極低?；l均值和基頻范圍都由最大值和最小值計(jì)算得到，但由于是固定的調(diào)子(圖1)循環(huán)，所以各類基頻和基頻范圍基本互不影響。

表2 各基頻和基頻范圍的相關(guān)系數(shù)

具體過程與上述類似，統(tǒng)計(jì)后接平調(diào)部分各音節(jié)的基頻均值、基頻最大值和基頻最小值如圖4：

圖4 平調(diào)音節(jié)的基頻均值、基頻最大值和基頻最小值

對圖4數(shù)據(jù)計(jì)算均值和標(biāo)準(zhǔn)差結(jié)果如表3。

表3 音節(jié)各基頻均值和標(biāo)準(zhǔn)差(Hz)

觀察圖4和表3可知：數(shù)據(jù)在一定范圍內(nèi)波動，基頻最大值和基頻均值趨勢均略有下降，基頻最小值略有提升，總體而言各基頻趨勢較為平穩(wěn)。

相關(guān)性分析結(jié)果如表4。

表4 各基頻和基頻范圍的相關(guān)系數(shù)

基頻最大值和基頻均值顯著相關(guān)，基頻最小值和基頻均值中都相關(guān)，其余均為極低相關(guān)性。

3.2 音高統(tǒng)計(jì)分析

為比較單個(gè)調(diào)子和素材整體以及部分間的音高分布情況，把素材整體按時(shí)間平均分為前、中、后三部分，并隨機(jī)選取單個(gè)調(diào)子和素材整體，對上述5者提取音高如圖5(橫軸代表音高，縱軸代表歸一化的能量值，單代表單個(gè)調(diào)子，整代表素材整體，依此類推)。

圖5 調(diào)子各部分音高分布

對圖5數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表4：

表5 調(diào)子各部分相關(guān)系數(shù)

觀察圖5和表5可得：各部分音高分布相同，主要集中在D和E兩處。

統(tǒng)計(jì)平調(diào)的整體、前、中和后音高分布，如圖6。

圖6 平調(diào)各部分音高分布

對圖6數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表6：

表6 平調(diào)各部分相關(guān)系數(shù)

從表6系數(shù)可知：各部分之間音高的分布相同。

觀察圖5、6發(fā)現(xiàn)音高分布類似，對其進(jìn)行相關(guān)性分析，相關(guān)系數(shù)0.92(顯著相關(guān))。

從音高分布來看，調(diào)子循環(huán)和平調(diào)兩部分音高成分少，且分布相同，所以誦讀音聲并不具有歌唱豐富音高，而更接近語言性的特點(diǎn)。

3.3 能量統(tǒng)計(jì)分析

能量體現(xiàn)信號強(qiáng)弱，可對應(yīng)誦讀者所發(fā)聲音的大小情況。對于某一幀語音數(shù)據(jù)，能量等于該幀語音數(shù)據(jù)的采樣值的平方，如下式：

(1)

按時(shí)間順序統(tǒng)計(jì)逐個(gè)調(diào)子的能量最大值、能量均值、能量最小值，如圖7。

圖7 調(diào)子能量最大值和最小值

對圖7數(shù)據(jù)計(jì)算均值和標(biāo)準(zhǔn)差結(jié)果如表7。

表7 調(diào)子各能量均值和標(biāo)準(zhǔn)差(dB)

觀察上述統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知：能量最小值的趨勢從開始到結(jié)束有約為5dB的增加，能量最大值和能量均值趨勢平穩(wěn)。體現(xiàn)出誦讀者對每個(gè)調(diào)子的發(fā)音力度下限隨時(shí)間略有提升，上限和均值穩(wěn)定不變。

對圖7數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表8：

表8 各能量和能量范圍的相關(guān)系數(shù)

觀察表8可知：除了能量最小值和能量范圍極高度相關(guān)外，其余彼此均為中度相關(guān)。

統(tǒng)計(jì)平調(diào)部分各音節(jié)的能量最大值、能量均值、能量最小值，如圖8。

圖8 平調(diào)能量最大值和最小值

對圖8數(shù)據(jù)計(jì)算均值和標(biāo)準(zhǔn)差結(jié)果如表9。

觀察圖8和表9可知：能量最小值的趨勢從開始到結(jié)束有約3dB的增加，能量最大值和能量均值趨平穩(wěn)。總體而言體具有和前述調(diào)子能量近似的特點(diǎn)。

表9 平調(diào)各能量均值和標(biāo)準(zhǔn)差(dB)

對圖8數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表10：

表10 各能量和能量范圍的相關(guān)系數(shù)

觀察表可知：除了能量最小值和能量范圍極高度相關(guān)外，其余彼此均為中、低度相關(guān)。與前述調(diào)子能量的特點(diǎn)近似。

3.4 時(shí)長統(tǒng)計(jì)分析

時(shí)長的特點(diǎn)可體現(xiàn)誦讀語速的快慢。

圖9 調(diào)子時(shí)長

統(tǒng)計(jì)逐個(gè)調(diào)子的時(shí)長，如圖9。由于每個(gè)調(diào)子內(nèi)音節(jié)數(shù)不一定相同，雖然時(shí)長趨勢是逐漸下降，但會出現(xiàn)圖3中調(diào)子編號29和30等，時(shí)長增加的情況。

咨詢相關(guān)人士了解到，每個(gè)調(diào)子內(nèi)誦讀的音節(jié)數(shù)，是口傳心授約定俗成的結(jié)果，不同寺廟間各不相同。

圖10 調(diào)子內(nèi)音節(jié)平均時(shí)長

在圖9的基礎(chǔ)上統(tǒng)計(jì)每個(gè)調(diào)子內(nèi)音節(jié)的平均時(shí)長如圖10。時(shí)長趨勢平滑下降，音節(jié)時(shí)長均勻遞減。表明誦讀節(jié)奏由慢變快，語速緩緩加快。

圖11 調(diào)子內(nèi)每秒音節(jié)數(shù)

在圖9和10基礎(chǔ)上統(tǒng)計(jì)調(diào)子內(nèi)每秒誦讀的音節(jié)個(gè)數(shù)，如圖11。

對上圖9、10和11數(shù)據(jù)計(jì)算均值和標(biāo)準(zhǔn)差結(jié)果如表11。

表11 調(diào)子時(shí)長和音節(jié)數(shù)均值和標(biāo)準(zhǔn)差(s)

每秒240-360音節(jié)/分鐘，屬于正常語速[10-11]，即每秒4.0-5.7個(gè)音節(jié)。所以調(diào)子循環(huán)部分整體而言，語速明顯慢于正常語速。

統(tǒng)計(jì)平調(diào)部分音節(jié)時(shí)長和每秒音節(jié)數(shù)如圖12、13。

圖12 平調(diào)音節(jié)時(shí)長

圖13 平調(diào)部分每秒音節(jié)數(shù)

對圖12和13數(shù)據(jù)計(jì)算均值和標(biāo)準(zhǔn)差結(jié)果如表12。

平調(diào)部分延續(xù)了調(diào)子部分語速緩慢加快的趨勢，以正常語速開始，最終以略快于正常的語速結(jié)尾。

表12 平調(diào)時(shí)長和音節(jié)數(shù)均值和標(biāo)準(zhǔn)差(s)

3.5 討論與分析

綜合上述對誦讀音聲韻律學(xué)特征的提取和分析，得到調(diào)子循環(huán)部分與后接平調(diào)部分雖然類型不同，但是卻具有近似的特點(diǎn)。換言之，后接平調(diào)延續(xù)了調(diào)子循環(huán)的特點(diǎn)，使得兩者順利地過度，從而構(gòu)成了完整的誦讀音聲?？傮w而言該音聲具有語調(diào)平穩(wěn)，旋律單一固定，誦讀者發(fā)音平和，節(jié)奏由緩慢到略快的特點(diǎn)。

在樂理知識中旋律分為上升式、水平式和下降式。水平式的音高走勢平穩(wěn)，旋律節(jié)奏緩慢，表現(xiàn)安靜祥和的氣氛[12]?？梢哉f誦讀音聲中調(diào)子循環(huán)部分近似水平式的特點(diǎn)，所以易給人安靜放松的感覺，這也基本符合通常人們對該類音聲的主觀感受。

前人對誦讀音聲的研究多定性的描述：用詠誦的形式來表達(dá)，近語言性，并且速度較快[13]。半講半唱的語調(diào)旋律，音調(diào)平穩(wěn)[14]。聽起來可使人安靜平和。旋律流暢、基調(diào)穩(wěn)重、和聲簡潔、曲式短小[15]等特點(diǎn)。通過本文定量的分析，結(jié)論基本符合上述描述。

[1]許慎，段玉裁.說文解字注[M].上海：上海書店出版，1992，91.

[2]張心科.論誦讀的內(nèi)涵、意義及要求[J].教育學(xué)報(bào)，2009，(5)：60-65.

[3]周慶元，于源溟.誦讀法的歷時(shí)演化與現(xiàn)時(shí)解讀[J].中國教育學(xué)刊，2004，(10)：46-48.

[4]伏俊璉.漢譯佛經(jīng)誦讀方式的來源[J].敦煌研究蘭州，2002，(2)：95-97.

[5]鄒燕凌.論佛教音樂的宗教功能[J].求索，2006，(2)：167-169.

[6]Caminos L，Garcia-Gonzalez A，Gonzalez-Herrera A.Numerical Analysis of the Influence of the Auditory External Canal Geometry on the Human Hearing Response[C].AIP Conference Proceedings-American Institute of Physics，2011，1403(1)：515.

[7]Schroder M，Cowie R.Issues in emotion-oriented computing—Towards a shared understanding[J].Proc of the 2006 Workshop on Emotion and Computing，Hannover：IEEE Computer Society，2006，865-868.

[8]Lee C M，Narayanan S S.Toward detecting emotions in spoken dialogs[J].IEEE Trans on Speech and Audio Processing，2005，13(2)：293-303.

[9]Luengo I，Navas E，Hernaez I，Sanchez J.Automatic emotion recognition using prosodic parameters[J].Proc of the 2005 INTERSPEECH，Lisbon：ISCA，2005，493-496.

[10]朱瑩堃.央視春晚33年主持人語速流變[J].新聞知識，2015，(9)：93-95.

[11]穆佳帥.有聲語言表達(dá)方式的語速研究[D].西安：西安工程大學(xué)，2014.

[12]趙健諭.語音情感識別方法研究[D].遼寧：遼寧大學(xué)，2011.

[13]張陽.大相國寺儀式音樂研究一以浴佛節(jié)和朝暮課誦儀式為例[D].天津：天津音樂學(xué)院，2013.

[14]李姣.峨眉山佛事梵唄探微—以伏虎寺為例[J].中央音樂學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，(7)：76-86.

[15]鄒燕凌.論佛教音樂的宗教功能[J].求索，2006，(2)：167.