上海普通話版“林氏六音”頻率范圍分析△

王非凡 于玨 馬良 張美琪 夏欣雨

臨床聽力篩查(hearing screening)方法多樣，其中“林氏六音”測(cè)試方法被認(rèn)為具有以下優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)易、高效、結(jié)果可靠、價(jià)格低廉[1],因此被廣泛應(yīng)用于臨床聽覺言語語言能力的康復(fù)效果評(píng)估[2]，以及助聽器或人工耳蝸等設(shè)備的功能評(píng)估。

“林氏六音”由美國(guó)康復(fù)學(xué)家Daniel Ling提出，主要為三個(gè)元音和三個(gè)輔音。元音為[i]、[a]、[u]，輔音包含兩個(gè)擦音[?](/sh/)、[s]以及一個(gè)鼻音[m][3,4](“[ ]”內(nèi)為國(guó)際音標(biāo)，“/ /”內(nèi)為拉丁或拼音字母)。之所以選擇這六個(gè)音，主要原因是這六個(gè)音基本涵蓋了一種語言里語音從低到高的頻率范圍[4]。元音的音色是由聲腔的共振頻率決定的，第一共振峰(first formant,F1)和第二共振峰(second formant,F2)的頻率基本上可以決定一個(gè)元音的音色[5]。一般情況下，[i]、[a]、[u]三個(gè)元音通常代表舌活動(dòng)范圍的極限[5]，因此這三個(gè)元音的F1、F2大體能反映一種語言元音的頻率分布情況。輔音主要看中心頻率或能量集中區(qū)(center of gravity)，一般而言，擦音的能量集中區(qū)頻率相對(duì)較高，鼻音的能量集中區(qū)頻率相對(duì)較低，因此在六音中需要考察擦音和鼻音的能量集中區(qū)頻率。由這六音的頻率，基本上可以確定一種語言的語音大體上的頻率分布范圍，為臨床應(yīng)用提供一定的參考依據(jù)。

不同語言發(fā)音方式不同，語音各異，因此“林氏六音”實(shí)際在不同的語言中有不一樣的頻率范圍，需要具體情況具體分析。比如，Agung等[6]根據(jù)澳大利亞英語將[u]替換為[]，Hung等[7]對(duì)臺(tái)灣地區(qū)普通話進(jìn)行分析時(shí)增添了塞擦音[h](/j/)，這些都是根據(jù)具體情況做出的修改。孫雯等[8]在北京調(diào)查了男女各30例青年人，初步確立了漢語普通話“林氏六音”的頻率范圍，也表明了漢語普通話和美國(guó)英語在“林氏六音”頻率方面有所不同。文中指出，我國(guó)幅員遼闊，方言多樣，受各地方言發(fā)音方式的影響，當(dāng)?shù)厝苏f的普通話六音頻率范圍可能會(huì)有所變化。另外，漢語是聲調(diào)語言，聲調(diào)中尤其是第三聲的頻率往往會(huì)比較低，故考察頻率范圍時(shí)或許也應(yīng)考慮聲調(diào)的頻率問題。于玨[9]也曾指出，上海普通話與標(biāo)準(zhǔn)普通話在語音上存在較大差異。因此本研究擬選擇日常以上海普通話交流者為研究對(duì)象，分析上海普通話版“林氏六音”的頻率范圍，同時(shí)考慮聲調(diào)因素，為其臨床應(yīng)用及相關(guān)研究提供參考。

1 資料與方法

1.1研究對(duì)象 以41例年齡19～30周歲正常青年人(男16例，平均年齡22±2.8歲；女25例，平均年齡21±1.4歲)為研究對(duì)象，均為上海市區(qū)出生成長(zhǎng)，日常在家庭生活中使用上海方言，在其他大部分場(chǎng)合均使用普通話口語交流，無耳科疾病史。

1.2“林氏六音”錄音方法 對(duì)41例研究對(duì)象進(jìn)行普通話版“林氏六音”/a/、/i/、/u/、/m/、/s/、/sh/(國(guó)際音標(biāo)[a]、[i]、[u]、[m]、[s]、[?])錄音。孫雯等[8]按照普通話的拼讀習(xí)慣加錄了三個(gè)音節(jié)“摸”/mo/、“詩”/shi/、“思”/si/，主要為了對(duì)比純輔音與音節(jié)中輔音的差異；本研究在此基礎(chǔ)上還考察了擦音在純輔音(/s/、/sh/)、音節(jié)中輔音(/si/、/shi/)和輕聲中輔音(/·sh/、/·s/)三種語言環(huán)境下輔音是否有差異，輕聲中輔音的材料為“意思”、“意識(shí)”；同時(shí)/a/、/i/、/u/三個(gè)元音加測(cè)了第三聲。

錄音地點(diǎn)為復(fù)旦大學(xué)中文系徐彥平語言學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)隔音室，信噪比基本控制在90 dB以上。錄音設(shè)備統(tǒng)一為Mbox Mini聲卡，AKG C544L 頭戴式麥克風(fēng)，錄音軟件為Cool Edit Pro 2.1。采樣頻率44.1 kHz，采樣精度16 bit。發(fā)音人帶上頭戴式麥克風(fēng)，保證話筒離口唇相對(duì)12～16 cm左右的距離。每位發(fā)音人按照“ā、ǎ、衣、以、烏、五、摸、詩、思、/m/、/s/、/sh/、意思、意識(shí)”順序循環(huán)發(fā)音錄制5次。錄制前對(duì)發(fā)音人進(jìn)行如下培訓(xùn)：①盡量保持自然發(fā)音，看字、詞和拼音直接讀出，保持正常語速和音量；②/m/、/s/、/sh/三個(gè)音發(fā)成普通話第一聲，注意不要拼讀成音節(jié)；③“意思”和“意識(shí)”兩個(gè)詞的第二個(gè)字都發(fā)成輕聲，聲帶不要振動(dòng)。以上注意事項(xiàng)在發(fā)音前都經(jīng)過一定時(shí)間的訓(xùn)練，并在發(fā)音錄制過程中全程由專業(yè)人士在一旁監(jiān)控。

1.3數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 所有的錄音文件都在praat 6.0.37軟件中進(jìn)行切分、標(biāo)注和數(shù)據(jù)提取。所有元音提取F1、F2和基頻(fundamental frequency)；所有輔音主要提取中心頻率(center of gravity)和標(biāo)準(zhǔn)差(standard deviation)。每個(gè)研究對(duì)象的5次錄音數(shù)據(jù)先進(jìn)行人工校對(duì)，修正部分誤差，隨后取平均值進(jìn)行分析。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析及作圖均在R 3.4.1軟件中進(jìn)行，統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法視數(shù)據(jù)正態(tài)性而定，分別采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)或Mann-Whitney U非參數(shù)檢驗(yàn)。三種不同語言環(huán)境下的擦音中心頻率數(shù)據(jù)比較使用單因素方差分析進(jìn)行檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1元音/a/、/i/、/u/共振峰分析 表1為41例對(duì)象三個(gè)元音的F1、F2。女性/a/音的F1 (t=5.979，P<0.001) 和F2 (t=6.344，P<0.001)、/i/音的F1 (t=4.825，P<0.001) 和F2 (t=6.473，P<0.001) 及/u/音的F1(t=3.117，P=0.004<0.01)均顯著高于男性，但/u/音的F2男女性差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (t=1.965，P=0.057>0.05)；總體來看，上海普通話與北京普通話六音中的元音差別不大。圖1為男女上海普通話簡(jiǎn)單元音聲學(xué)空間圖，可見，男性的聲學(xué)空間相對(duì)小于女性，元音之間的相對(duì)距離較小，從聽辨的角度來說更加不容易聽出差別。

表1 男性和女性對(duì)象上海普通話“林氏六音”元音第一、第二共振峰平均值

注：*與女性比較，P<0.01，所有數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布。

圖1 上海普通話男女簡(jiǎn)單元音聲學(xué)空間圖

2.2輔音/m/、/sh/、/s/中心頻率分析 表2是男、女性對(duì)象上海普通話“林氏六音”輔音中心頻率的平均值?？梢?，只有鼻音/m/女性顯著高于男性(輔音/m/：t=5.537，P<0.001；音節(jié)/mo/：t=8.52，P<0.001)。而兩個(gè)擦音，無論是純輔音(/s/：t=0.341，P=0.822>0.5；/sh/：t=0.341，P=0.736>0.5)、輕聲中輔音(/·s/：t=0.341，P=0.6>0.5；/·sh/：t=0.105，P=0.918>0.5)還是音節(jié)中輔音(/si/：t=0.341，P=0.741>0.5；/shi/：t=0.029，P=0.977>0.5)，男女間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

無論是女性(t=3.561，P<0.001)還是男性(t=-3.044，P<0.01)，純輔音/m/的中心頻率都顯著高于在音節(jié)/mo/中的輔音。

兩類擦音分別在純輔音、音節(jié)中輔音和輕聲中輔音三種語言環(huán)境下的中心頻率對(duì)比(考慮到?jīng)]有顯著的性別差異，因此將男女?dāng)?shù)據(jù)合并分析)，單因素方差分析結(jié)果表明，無論是擦音/s/(F=0.144，P=0.866)還是/sh/(F=0.285，P=0.752)，在純輔音、音節(jié)中輔音和輕聲中輔音三種語言環(huán)境下的中心頻率差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，即：不同的語音環(huán)境對(duì)擦音的中心頻率并沒有顯著的影響。

表2 男性和女性對(duì)象上海普通話“林氏六音”輔音中心頻率平均值

2.3上海普通話版與其他版本“林氏六音”的比較 上海普通話版“林氏六音”與普通話版和美語版“林氏六音”的比較見表3?？偟膩碚f，上海普通話版“林氏六音”的頻率范圍比美語寬，與普通話接近；但上海普通話版“林氏六音”存在以下幾個(gè)特點(diǎn)：①/u/音的第二共振峰比美語和普通話低，也就是說上海普通話/u/的舌位相對(duì)更加靠后；②上海普通話/sh/音的中心頻率明顯低于標(biāo)準(zhǔn)普通話，反而與美語中的[?]音比較接近；/s/音的中心頻率也比普通話低，盡管也存在大于10 000 Hz的頻率，但普遍還是低于標(biāo)準(zhǔn)普通話。

表3 “林氏六音”普通話版、美語版和上海普通話版F1、F2頻率比較(Hz)

注：輔音對(duì)比參數(shù)為譜峰，取值范圍大概為中心頻率加減標(biāo)準(zhǔn)差的范圍，但/s/音的標(biāo)準(zhǔn)差較大，也有部分大于10 000的數(shù)據(jù)。普通話及美語數(shù)據(jù)摘自孫雯等[8]。

2.4上海普通話版“林氏六音”元音聲調(diào)分析 本研究主要考察了六音中三個(gè)元音的聲調(diào)基頻，處理時(shí)，因?yàn)榈谝宦暿瞧秸{(diào)，因此直接將聲調(diào)數(shù)據(jù)求平均值；第三聲是先降后升的曲折調(diào)，因此每例數(shù)據(jù)都取最大值和最小值，最后進(jìn)行平均處理?？梢?，較低的男性聲調(diào)無論是第一聲還是第三聲，均低于六音中的最小值，即鼻音/m/的頻率范圍。

表4 男性和女性上海普通話“林氏六音”元音聲調(diào)基頻平均值

3 討論

本研究結(jié)果顯示，上海普通話版“林氏六音”在元音層面與美語及普通話頻率相差都不大，反映了/a/、/i/、/u/三個(gè)元音的普遍穩(wěn)定性；上海普通話六音中的/u/音舌位相對(duì)更靠后，導(dǎo)致其第二共振峰相對(duì)較低；這與孫雯等[8]研究的普通話版“林氏六音”的頻率范圍類似。主要原因可能是由于/u/音的第一、第二共振峰數(shù)據(jù)在所有元音中是最低的，本身變化范圍不大，導(dǎo)致顯著性并不明顯。男性上海普通話元音聲學(xué)空間相對(duì)小于女性，元音之間的相對(duì)距離較小，容易導(dǎo)致聽辨上的難度增加。因此，從聲學(xué)空間的角度而言，使用女性發(fā)音做刺激材料可能更適合進(jìn)行林氏六音的檢測(cè)。

從本研究結(jié)果看，上海普通話版“林氏六音”中兩個(gè)擦音/s/和/sh/的頻率范圍與標(biāo)準(zhǔn)普通話差異較大，反而和美語接近，這可能是由于不同語言和方言之間的語音差異所造成的。上海方言中并不存在普通話的卷舌音輔音/sh/，在實(shí)際發(fā)音時(shí)，上海普通話的/sh/發(fā)音位置相對(duì)更靠前，而/s/音的實(shí)際發(fā)音位置卻不如標(biāo)準(zhǔn)普通話靠前。但上海普通話/s/音的變異較多，同樣也存在大于10 000 Hz的頻率，說明在普通話語境下的聽障患者，仍然需要注意高頻語音的感知問題。

Scollie等[10]總結(jié)了“林氏六音”測(cè)試的兩種主要方法，即察知(detection)和識(shí)別(identification)。察知主要考察受試者是否聽到聲音，而識(shí)別則需受試者做出反應(yīng)。與孫雯等[8]結(jié)果不同的是，本研究中上海普通話版“林氏六音”中的擦音在不同語言環(huán)境下的中心頻率并無顯著差異，鼻音則顯示純輔音中心頻率要高于在音節(jié)中的輔音。因此，建議在言語識(shí)別測(cè)試過程中可以豐富測(cè)試的語言材料形式，特別是拼讀音節(jié)，因?yàn)槠涓咏匀徽Z言狀態(tài)，以適合識(shí)別的反饋；同時(shí)，含有鼻音的拼讀音節(jié)也可以作為低頻測(cè)試的重要手段。

從本研究結(jié)果可見，男女六音中元音第三聲基頻的最低點(diǎn)都要低于六音中頻率最低的鼻音/m/的中心頻率。因此，建議利用帶聲調(diào)的元音進(jìn)行更進(jìn)一步的低頻區(qū)測(cè)試，可在實(shí)際測(cè)試中增加第三聲的針對(duì)性測(cè)試，尤其是男聲材料的測(cè)試，對(duì)低頻區(qū)的調(diào)試可能有比較重要的參考意義。同時(shí)，建議在不同方言區(qū)進(jìn)行“林氏六音”相關(guān)的調(diào)查分析，并將聲調(diào)的因素考慮在內(nèi)，為“林氏六音”在不同地區(qū)的臨床應(yīng)用提供更實(shí)用的參考。