论文部分内容阅读
摘 要： 本文用EGG信号研究梅县方言的声调。实验结论：1）梅县6个单字调：阴平44，阳平21，上声31，去声52，阴入32，阳入5；2）单字调时长模式为：阴平〉阳平〉上声〉去声〉阴入〉阳入；3）阴平、阳平、上声为正常嗓音，去声与两入声嗓音类型需进一步分析确认。
关键词： EGG 开商 梅县方言声调 入声
语音可以从发声和调音两个方面进行研究，通过共鸣调制产生的不同音色是调音音质，而通过发声产生的不同音质是发声音质。以往的声调实验研究基本属于调音音质的研究，即由口腔辐射出、以声波传递的声调的音高、音长等物理特性的分析，多未及声门状态。涉及声门状态的发声音质研究仅见个别研究，未见系统研究。
广东省梅州市是广东省客家人聚居的地区，梅县话是客家方言的代表话，是客家方言的“标准语”。梅县话有六个声调，其中两个入声完整地保留了［p t k］三种塞尾。本文基于EGG信号从发声和调音音质两方面研究梅县方言声调，分析梅县方言的声调系统，并初步分析其发声类型。
1.实验介绍
1.1语料采集
（1）录音设备
录音设备有IBM笔记本电脑，Creative外接声卡，Sony话筒，调音台，美国KAY公司生产的CSL-4300B电子声门仪（EGG）。
（3）录音软件及参数设置
录音软件为Adobe Audition 1.5。录音采样率44100Hz，为双声道：左声道用SONY-ECM话筒采集语音信号，右声道用美国KAY公司的喉头仪采集EGG信号，解析度为32位。录音在南京师范大学综合语音实验室的录音间进行。
1.2语音分析软件
（1）用美国KAY公司的Real-Time EGG Analysis软件提取EGG信号的基频、开商、速度商等数据。
（2）Praat5.2.02语音分析软件，用于语音标注。
（3）Matlab7.01，用于小波降噪和数据处理。
（4）Excel2003和SPSS17.0，用于统计分析和制作各类图表。
1.3 EGG信号的滤波和降噪
采集的声门阻抗信号，是声带振动的高频信号和喉头相对运动的低频信号的叠加，需要在提取有用参数之前进行滤波和降噪。本文采取傅里叶变换方法滤除与语言学研究无关的低频信号，借助软件Adobe Auditon 1.5进行滤波。本次实验降噪采用小波变换分析。
1.4语音标注和数据处理
（1）语音标注
实验使用Praat5.2.02软件进行语音样本标注。标注分为三层：第一层汉字音标层（HY），以声波图上语音的开始为音节的前边界，F2的终点为音节的后边界［文献8］。第二层为声韵层（SY），声母段和韵母段的切分以韵母段F2的出现为标准［文献8］。第三层为声调层（SD）。梅县方言音节末尾的鼻音音段所占时长较长，具有调位意义，我们视其为载调段的一部分。所以本文保留韵尾，以主要元音和韵尾作为声调负载段。
（2）数据处理
①提取声调段的数据。根据Praat标注提取的声调段的时间点即起点时间和末点时间，提取该时间段内EGG信号的基频、开商、速度商等参数，相关参数由Real-Time EGG Analysis软件提取。
②时间归一化处理。在Matlab中将提取的原始数据规整为等距离的20个点，进行时间归一化处理。
③内插三倍。
④统计分析和作图。在Excel中对处理后的数据进行统计分析，并作图。
1.5发音合作人
古祥生，男，生于1950年10月，农民，初中文化，从小生活在广东梅县，主要说梅县话，也会说普通话。录音时间为2011年7月。
1.6实验词表
表1 梅县方言声调实验字表
2.梅县方言声调音高与时长实验研究
2.1音高研究
（1）单字调基频数据及T值曲线图
表2给出了梅县发音人的单字调基频均值（m）和标准差（s），单位Hz，P表示采样点，每个调类的样本为12个。
表2 梅县方言单字调基频均值及标准差（单位Hz）
本文采用T值法归一基频数据，公式如下。［文献3，10页］计算结果见表3。
T=5■（x、a、b分别为测点值、最大值、最小值）
表3 梅县方言单字调基频T值
根据表3制作梅县方言T值曲线图，见图1。
图1 梅县方言T值曲线图
（2）五度值
为解决T值转换成五度值时在临界点上的归属问题，我们采用刘俐李师提出的界域理论。［文献3，15-18页］阴平的T值除了末点是2.97，整体在4度内，根据界域的上下0.1的波动范围，规整为高平调44。阳平从1.38降到0.41，定为低降调21。上声从2.05略升至3.05后降到0.03，根据界域理论，规整为中降调31。去声从最高点降到1.63，为高降调52。阴入的降幅比上声要小，根据界域理论，最高点3.02可归入3度，末点0.94可归入2度，故为32。促声阳入在5度内，促而平，定为5。
表4 梅县方言单字调五度值
实验结果与传统描写有一些差异，但是和吕建国（2006）的实验分析结果很接近：阴平44，阳平21，上声31，去声52，阴入31，阳入5/55。
2.2时长研究
我们对梅县声调的绝对时长进行了归一化处理。公式如下：［文献3，3页］
ND■=■=■
式中ND■是标准化处理后的相对调长，D■是绝对调长值，m■是所有调类时长的均值，n是方言中调类的个数。表5是经过归一化处理后梅县单字调相对时长。梅县方言的单字调时长模式可归纳为：阴平〉阳平〉上声〉去声〉阴入〉阳入。
表5 梅县方言单字调相对时长
3.梅县方言声调发声类型研究
孔江平对五种不同发声类型的音调（基频）、开商、速度商及抖动参数进行了统计分析，见表6。［文献2，187页］表中的数值表示每种参数大小的序列号，从1到5依次增大。
表6 五种发声类型EGG参数比较
在语言学中，开商=开相/周期，用于描述声门的松紧度。开商值越大表明声门的打开度越大，反之则越小。速度商=开启相/关闭相，是声门打开和关闭的速度比。在嗓音分析和语音合成上，开商可作为区别发声类型的主要变量。嗓音研究对开商的定义因声门评估方法的不同而异。［文献7，46-47页］
孔江平测得紧喉音的开商均值为47.56，高音调嗓音的开商均值是54.41，正常嗓音的开商均值为54.55，气嗓音的开商值均为56.62，气泡音的开商均值为65.86。［文献2，185页］这些具体数值不是绝对值，在不同方言、不同人群中会有变化。但以上发声类型的对比序列应该具有普适性。即以正常嗓音的开商为基准，其两侧值为非正常嗓音。开商值由小到大依次为：紧喉音〈高音调嗓音〈正常嗓音〈气嗓音〈气泡音。
尹基德（2010）通过开商、速度商、基频及基频抖动四个参数综合判断语流中的发声类型。［文献7，60页］
表7是本文提取的梅县6个单字调的开商、速度商、基频及基频抖动均值。
表7 梅县方言声调开商、速度商、基频和抖动均值
表中6个声调的开商值分三类，舒声调中的阴平、阳平、上声为一类，整数均为53；去声与阳入为一类，整数为50；阴入为一类，整数55。如果按以上开商值由小到大的序列计，三个舒声调的开商值居中；去声与阳入小于53，在三个舒声调的左侧，可谓左离中；阴入大于53，在三个舒声调的右侧，可谓右离中。再观察基频抖动值，可分为两类：四个舒声调比较小，在0.6以下，两个入声调比较大，在0.7以上。将开商和基频抖动数据综合聚类，梅县6个单字调可分为三类：1）阴平、阳平、上声：开商值居中，基频抖动小；2）阴入、阳入：开商值离中，基频抖动大；3）去声开商离中，基频抖动小。
以上数据分析表明，舒声的阴平、阳平、上声与两个入声形成对立。由此我们判断：阴平、阳平、上声属于正常嗓音，两个入声可能属于其他发声类型。去声的发声类型还不能判断。无论入声还是去声的发声类型，需要更详细的数据分析模型才能准确判断。
4.结语
本文通过分析EGG信号的开商、速度商、基频和基频抖动参数，研究梅县方言的单字调及其发声类型。梅县的单字调系统为阴平44，阳平21，上声31，去声52，阴入32，阳入5。单字调时长模式为阴平〉阳平〉上声〉去声〉阴入〉阳入。根据已有数据，判定梅县阴平、阳平、上声的发声类型为正常嗓音，阴入、阳入可能为其他发声类型。根据现有分析模型，尚不能判断去声的发声类型，也还不能确定阴入、阳入的具体发声类型。我们正在进行后续研究。
参考文献：
［1］高志，余啸海.MATLAB小波分析与应用（2版）.国防工业出版社，2007.
［2］孔江平.论语言发声.中央民族大学出版社，2001.
［3］刘俐李.江淮方言声调实验研究和折度分析.巴蜀书社，2007.
［4］刘俐李.汉语声调的曲拱特征和降势音高.中国语文，2005-3.
［5］吕建国.梅县客家方言单字调和连续变调实验分析.嘉应学院学报，2006-8-4.
［6］宋益丹.基于EGG的吴语阻塞音发声研究.南京师范大学博士论文，2009.
［7］尹基德.汉语韵律的嗓音发声研究.北京大学博士论文，2010.
［8］郑玉玲.试论语音声学参数.第九届中国语音学学术会议论文集，2010-05-28.
本文得到刘俐李师主持的国家社科基金项目“基于有声语料库的实验方言学构建”（09BYY035）资助。在成文过程中得到了刘俐李师的指导，谨致谢忱。
关键词： EGG 开商 梅县方言声调 入声
语音可以从发声和调音两个方面进行研究，通过共鸣调制产生的不同音色是调音音质，而通过发声产生的不同音质是发声音质。以往的声调实验研究基本属于调音音质的研究，即由口腔辐射出、以声波传递的声调的音高、音长等物理特性的分析，多未及声门状态。涉及声门状态的发声音质研究仅见个别研究，未见系统研究。
广东省梅州市是广东省客家人聚居的地区，梅县话是客家方言的代表话，是客家方言的“标准语”。梅县话有六个声调，其中两个入声完整地保留了［p t k］三种塞尾。本文基于EGG信号从发声和调音音质两方面研究梅县方言声调，分析梅县方言的声调系统，并初步分析其发声类型。
1.实验介绍
1.1语料采集
（1）录音设备
录音设备有IBM笔记本电脑，Creative外接声卡，Sony话筒，调音台，美国KAY公司生产的CSL-4300B电子声门仪（EGG）。
（3）录音软件及参数设置
录音软件为Adobe Audition 1.5。录音采样率44100Hz，为双声道：左声道用SONY-ECM话筒采集语音信号，右声道用美国KAY公司的喉头仪采集EGG信号，解析度为32位。录音在南京师范大学综合语音实验室的录音间进行。
1.2语音分析软件
（1）用美国KAY公司的Real-Time EGG Analysis软件提取EGG信号的基频、开商、速度商等数据。
（2）Praat5.2.02语音分析软件，用于语音标注。
（3）Matlab7.01，用于小波降噪和数据处理。
（4）Excel2003和SPSS17.0，用于统计分析和制作各类图表。
1.3 EGG信号的滤波和降噪
采集的声门阻抗信号，是声带振动的高频信号和喉头相对运动的低频信号的叠加，需要在提取有用参数之前进行滤波和降噪。本文采取傅里叶变换方法滤除与语言学研究无关的低频信号，借助软件Adobe Auditon 1.5进行滤波。本次实验降噪采用小波变换分析。
1.4语音标注和数据处理
（1）语音标注
实验使用Praat5.2.02软件进行语音样本标注。标注分为三层：第一层汉字音标层（HY），以声波图上语音的开始为音节的前边界，F2的终点为音节的后边界［文献8］。第二层为声韵层（SY），声母段和韵母段的切分以韵母段F2的出现为标准［文献8］。第三层为声调层（SD）。梅县方言音节末尾的鼻音音段所占时长较长，具有调位意义，我们视其为载调段的一部分。所以本文保留韵尾，以主要元音和韵尾作为声调负载段。
（2）数据处理
①提取声调段的数据。根据Praat标注提取的声调段的时间点即起点时间和末点时间，提取该时间段内EGG信号的基频、开商、速度商等参数，相关参数由Real-Time EGG Analysis软件提取。
②时间归一化处理。在Matlab中将提取的原始数据规整为等距离的20个点，进行时间归一化处理。
③内插三倍。
④统计分析和作图。在Excel中对处理后的数据进行统计分析，并作图。
1.5发音合作人
古祥生，男，生于1950年10月，农民，初中文化，从小生活在广东梅县，主要说梅县话，也会说普通话。录音时间为2011年7月。
1.6实验词表
表1 梅县方言声调实验字表
2.梅县方言声调音高与时长实验研究
2.1音高研究
（1）单字调基频数据及T值曲线图
表2给出了梅县发音人的单字调基频均值（m）和标准差（s），单位Hz，P表示采样点，每个调类的样本为12个。
表2 梅县方言单字调基频均值及标准差（单位Hz）
本文采用T值法归一基频数据，公式如下。［文献3，10页］计算结果见表3。
T=5■（x、a、b分别为测点值、最大值、最小值）
表3 梅县方言单字调基频T值
根据表3制作梅县方言T值曲线图，见图1。
图1 梅县方言T值曲线图
（2）五度值
为解决T值转换成五度值时在临界点上的归属问题，我们采用刘俐李师提出的界域理论。［文献3，15-18页］阴平的T值除了末点是2.97，整体在4度内，根据界域的上下0.1的波动范围，规整为高平调44。阳平从1.38降到0.41，定为低降调21。上声从2.05略升至3.05后降到0.03，根据界域理论，规整为中降调31。去声从最高点降到1.63，为高降调52。阴入的降幅比上声要小，根据界域理论，最高点3.02可归入3度，末点0.94可归入2度，故为32。促声阳入在5度内，促而平，定为5。
表4 梅县方言单字调五度值
实验结果与传统描写有一些差异，但是和吕建国（2006）的实验分析结果很接近：阴平44，阳平21，上声31，去声52，阴入31，阳入5/55。
2.2时长研究
我们对梅县声调的绝对时长进行了归一化处理。公式如下：［文献3，3页］
ND■=■=■
式中ND■是标准化处理后的相对调长，D■是绝对调长值，m■是所有调类时长的均值，n是方言中调类的个数。表5是经过归一化处理后梅县单字调相对时长。梅县方言的单字调时长模式可归纳为：阴平〉阳平〉上声〉去声〉阴入〉阳入。
表5 梅县方言单字调相对时长
3.梅县方言声调发声类型研究
孔江平对五种不同发声类型的音调（基频）、开商、速度商及抖动参数进行了统计分析，见表6。［文献2，187页］表中的数值表示每种参数大小的序列号，从1到5依次增大。
表6 五种发声类型EGG参数比较
在语言学中，开商=开相/周期，用于描述声门的松紧度。开商值越大表明声门的打开度越大，反之则越小。速度商=开启相/关闭相，是声门打开和关闭的速度比。在嗓音分析和语音合成上，开商可作为区别发声类型的主要变量。嗓音研究对开商的定义因声门评估方法的不同而异。［文献7，46-47页］
孔江平测得紧喉音的开商均值为47.56，高音调嗓音的开商均值是54.41，正常嗓音的开商均值为54.55，气嗓音的开商值均为56.62，气泡音的开商均值为65.86。［文献2，185页］这些具体数值不是绝对值，在不同方言、不同人群中会有变化。但以上发声类型的对比序列应该具有普适性。即以正常嗓音的开商为基准，其两侧值为非正常嗓音。开商值由小到大依次为：紧喉音〈高音调嗓音〈正常嗓音〈气嗓音〈气泡音。
尹基德（2010）通过开商、速度商、基频及基频抖动四个参数综合判断语流中的发声类型。［文献7，60页］
表7是本文提取的梅县6个单字调的开商、速度商、基频及基频抖动均值。
表7 梅县方言声调开商、速度商、基频和抖动均值
表中6个声调的开商值分三类，舒声调中的阴平、阳平、上声为一类，整数均为53；去声与阳入为一类，整数为50；阴入为一类，整数55。如果按以上开商值由小到大的序列计，三个舒声调的开商值居中；去声与阳入小于53，在三个舒声调的左侧，可谓左离中；阴入大于53，在三个舒声调的右侧，可谓右离中。再观察基频抖动值，可分为两类：四个舒声调比较小，在0.6以下，两个入声调比较大，在0.7以上。将开商和基频抖动数据综合聚类，梅县6个单字调可分为三类：1）阴平、阳平、上声：开商值居中，基频抖动小；2）阴入、阳入：开商值离中，基频抖动大；3）去声开商离中，基频抖动小。
以上数据分析表明，舒声的阴平、阳平、上声与两个入声形成对立。由此我们判断：阴平、阳平、上声属于正常嗓音，两个入声可能属于其他发声类型。去声的发声类型还不能判断。无论入声还是去声的发声类型，需要更详细的数据分析模型才能准确判断。
4.结语
本文通过分析EGG信号的开商、速度商、基频和基频抖动参数，研究梅县方言的单字调及其发声类型。梅县的单字调系统为阴平44，阳平21，上声31，去声52，阴入32，阳入5。单字调时长模式为阴平〉阳平〉上声〉去声〉阴入〉阳入。根据已有数据，判定梅县阴平、阳平、上声的发声类型为正常嗓音，阴入、阳入可能为其他发声类型。根据现有分析模型，尚不能判断去声的发声类型，也还不能确定阴入、阳入的具体发声类型。我们正在进行后续研究。
参考文献：
［1］高志，余啸海.MATLAB小波分析与应用（2版）.国防工业出版社，2007.
［2］孔江平.论语言发声.中央民族大学出版社，2001.
［3］刘俐李.江淮方言声调实验研究和折度分析.巴蜀书社，2007.
［4］刘俐李.汉语声调的曲拱特征和降势音高.中国语文，2005-3.
［5］吕建国.梅县客家方言单字调和连续变调实验分析.嘉应学院学报，2006-8-4.
［6］宋益丹.基于EGG的吴语阻塞音发声研究.南京师范大学博士论文，2009.
［7］尹基德.汉语韵律的嗓音发声研究.北京大学博士论文，2010.
［8］郑玉玲.试论语音声学参数.第九届中国语音学学术会议论文集，2010-05-28.
本文得到刘俐李师主持的国家社科基金项目“基于有声语料库的实验方言学构建”（09BYY035）资助。在成文过程中得到了刘俐李师的指导，谨致谢忱。