1.延边大学 外国语学院, 延吉 133001;
2.北京大学 中国语言文学系, 北京 100871
收稿日期: 2016-06-29
基金项目: 教育部人文社会科学研究项目（11YJAZH055）
作者简介: 李英浩(1973-),男,副教授。
通信作者: 孔江平,教授,E-mail:jpkong@pku.edu.cn
摘要：为考察普通话焦点重音对窄焦点域内和域外音段的产出和声学特征的影响，使用动态电子腭位（EPG）获取/t/和/i/的舌腭接触信号，同时采集同步的声门阻抗（EGG）和声学信号。分析结果表明，在窄焦点域内，/t/的舌腭接触面积增大，生理持阻时长增长，持阻段声门状态相对紧张。/i/的舌体上升并前移，元音时长和声强增长或增大，元音频谱发生变化。焦点重音的溢出效应不明显。研究结果表明：焦点重音使得域内所有音段的发音动作均增强，但是域外音段的产出和声学特征一般不受影响。
关键词： 焦点重音 音段产出 动态电子腭位 声门阻抗 汉语普通话
Effects of focal accent on segmental articulation and acoustical properties in standard Chinese
LI Yinghao1, KONG Jiangping2
1.College of Foreign Languages, Yanbian University, Yanji 133001, China;
2.Department of Chinese Language and Literature, Peking University, Beijing 100871, China
Abstract:The focal accent in standard Chinese affects the articulatory and acoustical properties of the segments inside and outside the narrow focus domain. The linguopalatal contacts of the segments /t/ and /i/ were obtained using electropalatography (EPG), with electroglottographic (EGG) and acoustic signals simultaneously recorded. The results show that the narrow focus domain has larger linguopalatal contact and alveolar seal duration for /t/. The vocal folds during the consonantal closure interval tend to be tense. The tongue gesture of /i/ is raised and fronted. The duration and intensity of the vowels become longer and louder and their spectral properties are modified. The spill-over effect of the focal accent is not clear but the production of the segments inside the narrow focus domain are generally strengthened. The focal accent does not affect the articulation and acoustical properties of segments outside the domain.
Key words: focal accentsegment articulationelectropalatographyelectroglottographystandard Chinese
位于韵律强位(prosodic strong position)的音段如何负载韵律信息是言语韵律研究的重要内容。韵律强位包括韵律边界和韵律凸显。韵律边界对音段的影响主要表现在2个方面： 1) 韵律域尾延长，表现为边界前音段的时长增长，但是其发音动作幅度变化不大[1]； 2) 韵律域首发音增强，表现为位于边界后音段的发音动作幅度随边界强度的增强而增大[2-3]。韵律凸显对音段发音的增强作用与韵律边界的情况相似，但存在差异[4]。首先，位于重读音节的音段的发音动作幅度和时长比非重读音节的情况显著增大[4-5]，但是不同程度的韵律凸显对音段产出的影响不可累加[4]； 其次，重读音节中元音的舌位趋向极限位置，声学上表现为元音空间的扩张[6]，而边界后音节中的元音并不一定出现这种变化； 最后，韵律边界和韵律凸显的影响范围不同，边界一般只影响位于韵律边界前或后的音段，而韵律凸显则影响整个音节或者韵律词[7]。
普通话的焦点重音与语义突显有关[8]，受到语法结构的制约[8-9]。窄焦点重音在语音上表现为明显的音高凸显[10]。学界研究的重点是考察位于窄焦点作用域内音节的音高和时长的调整模式。Chen[11]研究发现，焦点域内所有音段以及音节的时长均增长。域内音节时长增长模式受2个原则支配:节律位置和边界效应，前者使得音步起首音节的时长增长，后者使得域内右侧边界音节的时长增长。焦点重音的影响存在溢出效应(spill-over effect)，即紧邻焦点域的域外音段或音节的时长也有明显的增长，但是增长的幅度受到焦点域边界类型的制约。
目前，还没有研究考察焦点重音对普通话音段产出的影响。针对这一问题，本文使用动态电子腭位(EPG)采集舌腭接触信号，同时采集声门阻抗(EGG)和声学信号，从发音生理和声学2个方面考察普通话的音段产出如何负载焦点重音的信息。
1 方 法1.1 语料待测词语为C1V1#C2V2型双音节“大弟”(/ta51#ti51/)和“地大”(/ti51#ta51/)。将两个词语分别置于负载句中，通过设置对比重音获取不同位置和作用域的窄焦点(narrow focus)，使得词语中的某个音节或者整个词语产生窄焦点。以表 1中的词语“地大”为例(表中黑体字表示窄焦点重音作用域)，在无窄焦点句子中，焦点重音一般位于后句定中结构的前部分“地大”上[8-9]，此时不一定伴有音高凸显。双音节前字窄焦点通过 “民大”和“地大”的对比凸显前字“地”； 后字窄焦点通过“地小”和“地大”的对比凸显后字“大”； 整体窄焦点通过“北广”和“地大”的对比凸显整个词语，此时双音节的后字有可能读的重一些[12]。
表 1 朗读语料
| 焦点类型 | 句子 |
| 无窄焦点(NF) | 他刚去了北广，说了地大的事情。他刚见了小姨，说了大弟的事情。 |
| 前字窄焦点(FF) | 他说的是民大，没说地大的事情。他说的是小弟，没说大弟的事情。 |
| 后字窄焦点(SF) | 他说的是地小，没说地大的事情。他说的是大姐，没说大弟的事情。 |
| 整体窄焦点(BF) | 他说的是北广，没说地大的事情。他说的是小姨，没说大弟的事情。 |
表选项
需要分析的音段包括舌尖齿龈清塞音/t/、 不圆唇前高元音/i/和低元音/a/。塞音/t/的发音动作易受韵律因素的影响[3]。元音/i/是普通话舌腭接触面积最大的单元音，如果韵律凸显能够影响该元音的产出，则会表现为舌腭接触模式的变化。元音/a/一般没有舌腭接触，因此只分析该元音的声学特征。待测双音节的声调均为去声，且使用i-a和a-i非对称元音环境，这是因为使用其他声调以及对称元音环境较难组成有意义的词语。此外，已有的EPG和声学研究表明： 在C1V2#C2V2型双音节中，如果C2为/t/，V1和V2之间会产生跨辅音的元音间协同发音，但是一般不影响V1和V2的发音和声学目标[13]。
1.2 发音人和录音共有1男1女2位发音人参加了实验。男发音人(XS)为大学学生，29岁； 女发音人(JH)为大学教师，39岁。2位发音人均从事过汉语普通话教学，普通话发音标准。录音地点为北京大学语言学实验室的专业录音室。发音人佩戴假腭进行40 min左右的脱敏适应，其后，录音人要求发音人使用正常语速朗读电脑屏幕上呈现的句子。录音过程中，实验人要求发音人在产生无窄焦点句子时候按照正常方式朗读句子； 在有窄焦点句子中，要求发音人根据句子的意义来凸显相应的部分。男发音人每个句子读8遍，女发音人每个句子读16遍，所有句子随机排列。在录音过程中，实验人如果发现所录句子不符合要求，则会通过提问的方式来引导发音人回答问题，直至发音人说出符合要求的句子。录音后发现，在朗读无窄焦点的句子时，男发音人的部分待测双音节样本出现音高凸显，而女发音人的则没有。
使用WinEPG的62电极系统采集发音人的EPG信号(采样频率为100 Hz)和声学信号(采样频率为44 100 Hz)。同时还采集了女发音人的EGG信号(采样频率为44 100 Hz)。3路信号在时域上进行时间对齐后，根据EPG关键帧、 EGG信号和语图进行手工语音标记(见图 1)。
 |
| 图 1 语音标记和EPG关键帧示意图 |
| 图选项 |
1.3 参数定义图 1为前字窄焦点样本的语音标记和EPG关键帧示意图。辅音/t/的生理参数包括生理持阻时长(SealDur)和最大接触面积帧(PMC帧)的电极接触比率(PeakCon)，SealDur为齿龈形成阻塞的第1帧(PFC帧)到最后1帧(PTC帧)之间的时长(图 1中的时长(5))。PeakCon为PMC帧接触电极数目与所有电极数目的比率。这2个参数与辅音发音动作幅度密切相关，PeakCon越大，SealDur越长，说明辅音的发音动作幅度越大。元音/i/的腭位参数包括PMC帧的接触比率(VocCon)和接触电极重心(CoG)。VocCon定义为元音声学时段中间点附近连续3帧腭位中PMC帧的接触比率，算法同前。CoG的计算方法见文[14]。CoG表示接触电极的分布重心，如果接触部位前移，则CoG增大。
辅音/t/的声学参数包括浊音起始时间(VOT)和辅音声学持阻段浊音比(VoiPer)。VOT的起止点由波形、 语图和/或EGG信号确定(图 1中的时长(3))。VoiPer为辅音持阻段声带振动时长和辅音声学持阻时长的比值(图 1中时长(2)和(1)的比值)。VoiPer与辅音持阻时段的声带状况密切相关，VoiPer越高则说明声带越松弛，反之则越紧张[3]。元音的声学参数包括时长(VocDur)、 最大声强(MaxInt)以及F1和F2。VocDur由语图决定(图 1的时长(4))，MaxInt为元音声学时段中点附近20 ms区间内的最大声强。元音共振峰取元音PMC帧(元音/i/)或元音声学时段中点(元音/a/)对应的F1和F2。
1.4 焦点类型和统计分析根据是否存在窄焦点(无窄焦点或有窄焦点)和焦点作用域(单音节或双音节)，把焦点类型分为4种，分别为前字窄焦(FF)、 后字窄焦(SF)、 双音节窄焦(BF)和无窄焦(NF)。为了考察焦点域内和域外音段的产出和声学特征，把上述4种焦点类型与音节位置(前字P1或后字P2)结合起来。分析位于双音节前字音节中的音段的时候，上述4种焦点类型分别称为前字前焦、 前字后焦、 前字整焦和前字无焦； 分析位于后字音节的音段的时候，4种焦点类型分别称为后字前焦、 后字后焦、 后字整焦和后字无焦。为了叙述方便，把音节位置和窄焦点位置重合的情况称为位焦同位，包括前字前焦和后字后焦，把不重合的情况称为位焦异位，包括前字后焦和后字前焦。
对2位发音人的数据分别进行分析。使用SPSS中的Univariate方法分析音节位置和焦点类型的主效应和二者的交互效应，其后使用单因素方差分析的方法分析焦点类型对位于前字或后字音节中的音段的影响，成对比较使用Turkey法。
2 结果2.1 焦点重音对辅音/t/的影响双因素方差分析结果发现，音节位置和焦点类型对辅音/t/的腭位参数的主效应和交互效应都显著。前字辅音的PeakCon和SealDur显著大于后字的情况，这是域首发音增强的表现。
表 2为位于前字和后字位置的辅音/t/的发音生理和声学参数的单因素方差分析结果。从女发音人的分析结果来看，前字前焦和前字整焦的PeakCon和SealDur显著大于前字后焦的情况，后者又递次大于前字无焦的情况； 后字整焦的两个腭位参数显著大于后字无焦的情况； 后字后焦的SealDur显著大于后字无焦的情况； 同时，后字整焦的SealDur显著大于后字前焦的情况。
表 2 不同音节位置条件下焦点类型对辅音/t/参数影响的结果
| 参数 | 发音人 | 位置 | |
| P1(前字) | P2(后字) | ||
| PeakCon | JH | FF,BF>SF>NF* | BF>NF(p=0.058) |
| XS | n.s. | SF>FF* | |
| SealDur | JH | FF,BF>SF>NF* | BF,SF>NF**BF>FF* |
| XS | FF>NF,SF* | SF>FF,NF,BF* | |
| VOT | JH | n.s. | n.s. |
| XS | n.s. | n.s. | |
| VoiPer | JH | n.s. | FF>SF,BF*NF>BF* |
| XS | — | — | |
| 注： 男发音人没有采集EGG信号，因此无法计算VoiPer(显著性水平： ***p＜0.001,**p＜0.01,*p＜0.05,n.s.表示没有显著差异，‘>’表示前面数值显著大于后面的数值。) | |||
表选项
男发音人前字辅音的PeakCon不受焦点类型影响，但是不同焦点类型条件下的SealDur却存在显著差异，表现为前字前焦显著大于前字无焦以及前字后焦的情况。后字后焦的PeakCon显著大于后字前焦的情况，其SealDur显著大于后字的其他3种焦点类型的情况。
上述结果表明： 焦点作用域是单音节的时候，音节声母/t/的发音动作得到增强，表现为舌腭接触面积显著增大，生理持阻时长显著增长。
焦点域为整个双音节的时候，焦点重音对辅音腭位参数的影响存在个体差异。女发音人整焦与位焦同位的情况基本相似，但与位焦异位和无焦的情况一般存在显著差异，说明焦点域内2个音节的辅音均产生发音增强的现象。男发音人的辅音腭位参数与无焦的情况没有显著差异，这与该发音人在无窄焦点情况下的待测词语存在韵律凸显有关。
焦点重音对焦点域外音节的辅音音段的影响存在个体差异。对女发音人而言，焦点域前面音节的辅音的发音生理得到一定的增强，但是增强的幅度显著低于焦点域内的情况； 对男发音人而言，焦点重音不影响焦点域前的辅音的腭位参数。焦点域位于前字的时候，后字辅音的发音生理不受影响。上述结果说明焦点重音一般不影响焦点域外紧邻音节的辅音的发音动作。
焦点域内和域外音节的辅音/t/的VOT不受焦点重音的影响。辅音持阻段浊音比与辅音持阻段的声门状态有关。由表 2可知，前字辅音的VoiPer不受焦点类型的影响，这有可能与韵律位置有关，即位于韵律词域首辅音的声门紧张度要高于位于韵律词中的情况[3]。后字辅音的VoiPer与焦点类型有关，表现为后字凸显时的VoiPer显著低于无焦的情况，这说明位于焦点域内辅音持阻段的声门状态比较紧张，因而声带振动占持阻段时长的比例比较小。
2.2 焦点重音对元音的影响双因素方差分析结果发现，音节位置和焦点类型对元音/i/的腭位参数以及2个元音的声学参数的影响存在个体差异。女发音人的数据表明： 音节位置、 焦点类型以及两者的交互效应均显著。男发音人的VocCon没有显著差异； 焦点类型对CoG的主效应显著，焦点类型与音节位置的交互效应不显著； 焦点类型对VocDur和MaxInt的主效应显著，同时焦点类型与音节位置的交互效应也显著。独立样本t检验的结果发现： 女发音人前字元音的VocCon、 VocDur以及MaxInt显著大于后字的； 男发音人前字元音的VocDur显著大于后字的。这有可能与普通话的音步节律特征有关[11]。
表 3为不同位置条件下元音发音生理和声学参数的单因素方差分析的结果。可以看出，女发音人前字前焦元音/i/的VocCon显著大于前字后焦和前字整焦的； 前字前焦的CoG也显著大于前字其他焦点的。后字后焦和后字无焦的VocCon显著大于后字前焦的，前2种条件下的CoG也显著大于后字前焦和/或后字整焦的。男发音人前字位置上/i/的两个腭位参数不受焦点类型的影响； 但在后字位置上，后字后焦和整焦条件下的VocCon和CoG均显著大于后字无焦或后字前焦的。
表 3 不同音节位置条件下焦点类型对元音参数影响的结果
| 参数 | 发音人 | 位置 | |
| P1(前字) | P2(后字) | ||
| VocCon | JH | FF>BF,SF* | NF,SF>FF** |
| XS | n.s. | BF,SF>NF* | |
| CoG | JH | FF>NF,SF,BF* | SF,NF>BF,FF* |
| XS | n.s. | BF,SF>FF* | |
| VocDur | JH | BF,FF>SF>NF* | BF>SF>FF,NF*** |
| XS | FF,NF,BF>SF***FF>BF* | SF>FF,NF** | |
| MaxInt | JH | FF,BF,NF>SF**FF>NF* | BF,SF>NF,FF*** |
| XS | FF>BF,SF>NF* | BF,SF,NF>FF*** | |
| 注： 显著性水平： ***p＜0.001,**p＜0.01,*p＜00.05,n.s.表示没有显著差异。(VocCon和CoG为元音/i/的腭位参数) | |||
表选项
上述结果说明，焦点作用域位于单个音节的时候，焦点域内元音/i/的发音生理动作得到增强，表现为舌腭接触面积显著增大，接触面积重心前移，后者与英语中的研究结果一致[15]。男发音人位于韵律词首音节内的/i/的腭位参数无显著差异，这有可能与男发音人的发音策略有关，在无焦句子中，男发音人的韵律词首位音节就有音高凸显的现象。
整焦对元音发音生理的影响存在个体差异。对女发音人而言，前字元音/i/的发音动作没有增强的迹象，而后字元音/i/的CoG显著小于无焦的。男发音人前字/i/的发音动作没有增强，但是后字/i/的VocCon显著大于无焦的，且此时的CoG均值最大，这说明男发音人后字/i/的舌位显著升高，舌体有所前移。
前字后焦的2个腭位参数与无焦的情况类似，说明位于窄焦点之前音节的元音的发音动作不受焦点的影响。后字前焦情况下，女发音人的元音/i/的VocCon和CoG均显著低于无焦的。由于女发音人在无焦情况下的元音/i/的发音动作与后字后焦的情况无显著差异，因此上述结果有可能与该发音人焦点产出的策略有关。男发音人的腭位参数与无焦情况无显著差异。上述结果说明，焦点重音一般不影响焦点域外的音节元音/i/的发音动作。
2位发音人元音的VocDur和MaxInt受焦点类型影响的结果相对一致。位焦同位元音的VocDur和MaxInt显著大于无焦和/或位焦异位的情况。整焦与位焦同位的情况接近，在多数情况下与位焦异位的情况存在显著差异。上述结果说明，焦点重音作用域内元音元音时长显著增长，声强显著增大。
焦点重音对位于焦点作用域外元音的时长和声强的影响表现不一致。焦点作用域位于后字的时候，女发音人前字元音时长显著增长，但是声强却显著降低； 男发音人前字元音时长显著缩短，但是声强却显著升高。焦点作用域在前字的时候，后字元音的时长和声强一般与无焦情况不存在显著差异，只有男发音人的声强显著降低。上述结果说明，焦点重音对焦点域后接音节元音的时长和音强影响不大。至于其对焦点作用域前的音节元音的影响还需要更多数据。
最后，分析焦点重音对不同位置的2个元音的F1和F2的影响。由表 4可以看出，前字后焦元音/i/的F1显著大于其他3种焦点的情况(女发音人)或者前字无焦情况(男发音人)，而前字整焦和前字前焦元音/i/的F2显著大于前字后焦和/或无焦的情况。2位发音人的后字元音/i/的F1受焦点类型影响不一致，女发音人后字前焦的F1显著大于其他焦点的情况，而男发音人的F1没有显著差异。2位发音人后字后焦和/或后字整焦的F2显著大于后字前焦和/或后字无焦的情况。这些结果说明，元音/i/受窄焦影响后一般表现为F1和F2相互远离，即F1降低，F2升高； 此外，元音/i/的F2受焦点影响更明显。
表 4 不同音节位置条件下焦点类型对元音共振峰影响结果
| 元音 | 共振峰 | 位置 | |
| P1(前字) | P2(后字) | ||
| /i/ | F1 | JH: SF>BF,NF,FF** BF>FF*XS: SF,FF,BF>NF* | JH: FF>NF,SF,BF*XS: n.s. |
| F2 | JH: BF,FF>NF,SF**XS: BF,FF,NF>SF** | JH: BF,SF>NF,FF***XS: SF>BF,NF>FF* | |
| /a/ | F1 | JH: FF,BF>SF,NF***XS: FF>NF,SF*BF>SF* | JH: SF,BF>FF>NF*XS: SF>NF,FF* |
| F2 | JH: NF>FF,BF*SF>BF**XS: n.s. | JH: NF,SF,FF>BF**XS: n.s. | |
| 注： 显著性水平： ***p＜0.001,**p＜0.01,*p＜0.05,n.s.表示没有显著差异。 | |||
表选项
对于元音/a/而言，前字前焦和/或前字整焦的F1显著大于前字后焦以及前字无焦的情况； 后字后焦和/或整焦的F1显著大于后字前焦和/或后字无焦的情况。焦点类型对F2的影响存在个体差异，女发音人的结果中，前字前焦和整焦情况下的F2显著低于无焦或前字后焦的，而后字整焦条件下的F2显著低于后字其他焦点的。男发音人的F2不受焦点类型的影响。上述结果说明，元音/a/受窄焦影响后一般表现为F1和F2相互接近，即F1升高，F2降低，这与重音对英语元音/a/的影响结果一致[6]。
由图 2可以看出，两个元音在F1/F2声学空间的位置与焦点类型密切相关，位焦同位以及整焦条件下的元音分布于元音声学空间的边缘，而位焦异位以及无焦条件下的元音一般趋近于元音声学空间的中心。元音/i/在F2维度上变化较大，但是在F1维度上变化较小； 元音/a/在F1和F2两个维度上变化均较大。
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| 图 2 双音节不同位置(前字P1和后字P2)以及4种焦点类型条件下，2位发音人/i,a/的F1和F2的均值在F1/F2声学空间的分布 |
| 图选项 |
3 结 论本文采用EPG分析了焦点重音对普通话音段产出和声学特征的影响。研究结果发现，焦点作用域内的辅音音段的发音动作产生发音增强的现象，表现为舌腭接触面积显著增大，生理持阻时长显著增长。窄焦点对辅音声门姿态也有影响，音节承载窄焦点的时候，声母持阻过程中声门相对紧张。焦点对声母辅音发音生理的影响受到韵律边界的制约，位于韵律词边界右侧的声母辅音易于受到焦点重音的影响，这与域首发音增强有关。
焦点重音作用域内元音/i/的发音动作也产生发音增强的现象，表现为舌腭接触面积增大，接触面积重心前移。在声学方面，位于焦点重音作用域内的元音的时长显著增长，音强显著增大； 元音/i/的F1和F2相互远离，元音/a/的F1和F2相互接近。位于韵律词首位音节的元音的产出以及时长受焦点重音影响的程度更大一些，这与汉语普通话的音步节律特征有关。焦点重音对焦点作用域外音段的影响一般比较小，且存在较大的个体间差异，这说明焦点的溢出效应不明显。
本文研究表明： 焦点重音对焦点域内所有音段的发音动作均产生影响，声门上发音器官动作的收紧程度明显增强，辅音持阻时段的声门状态相对紧张，音段时长增长只是焦点域内发音器官发音动作增强的一种声学表现，焦点重音对焦点作用域外音段的产出和声学特征的影响不显著。
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