正常青年人不同语料测试基频的研究△

Kim Ha-kyung赵风云刘晓明黄昭鸣

1华东师范大学言语听觉康复科学系(上海　200062) ; 2　华东师范大学言语听觉科学教育部重点实验室; 3北京联合大学特殊教育学院

正常青年人不同语料测试基频的研究△

Kim Ha-kyung1，2赵风云1刘晓明3黄昭鸣1，2

1华东师范大学言语听觉康复科学系(上海200062) ; 2华东师范大学言语听觉科学教育部重点实验室; 3北京联合大学特殊教育学院

【摘要】目的分析正常青年人不同语料测试的平均基频，探讨适合测试言语基频的语料形式。方法应用Praat软件对60例正常青年人(男22例，女38例)发元音/a/、/i/、/u/和朗读短文的声样进行录音，并选取稳定段分析其基频。结果正常青年人发/u/和/i/的平均基频最高，/a/次之，朗读短文的基频最低;男生发/u/、/i/、/a/及朗读短文的平均基频依次为148.47、146.77、136.33、132.85 Hz，女生依次为: 257.39、250.52、239.43、222.16 Hz，男生发/a/音的平均基频低于发/i/、/u/音，差异有统计学意义(P＜0.01)，但与朗读短文的平均基频差异无统计学意义(P＞0.01)，女生不同语料测试的平均基频之间差异均有统计学意义(P＜0.01)。结论朗读短文的形式可更准确地反映正常人的习惯基频，而测试语料为元音时，元音/a/更合适。

【关键词】基频;元音;短文

△上海市哲学社会科学项目(2012JG003-BYY963)、国家自然科学基金青年项目(81301678)联合资助

音调、音强和音色共同构成了声音的三要素，其中，音调对应的物理量为基频(F0)，是指声带每秒钟振动的次数，其高低是由声带的长度、单位质量、弹性张力等诸多因素所决定的，它是评估嗓音质量的重要指标之一［1］。因此，对言语基频的测量与分析，对言语的评估与矫正都是至关重要的。特别是对言语障碍患者进行研究时，更需要正常人的常模。

测量言语基频常用的语料主要有三种形式:元音、对话、朗读，常用的元音包括/æ/音或/a/音等［2，3］;对话可通过日常交流或玩耍的过程中录音的方式，也可采用固定的对话形式，如:测试者问“你叫什么名字?你今年几岁了?”，受试者完整回答“我叫×××，我今年×岁了。”［4］;朗读是测试者提供固定的材料。言语分析及测量基频时，要求受试者采用自然舒适的方式发音，情绪不能受到外界条件的影响;对话的过程中，由于测试者和受试者的陌生关系可能会出现受试者紧张的情况，从而导致测试结果不准确;而朗读时受试者没有沟通交流的压力，能更好地反映受试者的习惯基频;因此，对识字能力较好的学龄儿童和成人进行嗓音分析时，朗读是不错的选择。

卢海丹等［4］使用以上语料进行对比研究时发现，平均言语基频并不受语料的影响;雷科［5］、路绩云［6］等研究发现不同的元音之间一些言语指标存在显著差异;张建国等［1］以/æ/为测试语料，得到正常男性的平均基频为160.81 Hz，女性的平均基频为297.42 Hz;黄昭鸣等［7］采用对话的形式对正常成人进行嗓音样本采集，得到男性的平均基频为124.43 Hz，女性的平均基频为232.07 Hz;上述报道的平均基频存在着一定的差异，这种差异是否由测试语料不同所引起，需要进一步研究。故本研究拟通过分析正常青年人发不同元音和朗读时的言语基频，探讨不同语料对基频的影响及适合测试言语基频的语料形式。

1　资料与方法

1.1研究对象随机抽取北京市在校大学生60名为研究对象，其中女生38名，男生22名。入选标准为:①均在本地出生且居住18年以上;②年龄18～22周岁(平均20.5±1.5岁) ;③大学本科及以上学历;④听力、智力等各方面正常，无言语障碍和嗓音疾病，且测试期间无感冒、鼻炎、咽喉疾病等。

1.2测试方法采用Praat软件进行录音的采集，采样频率为16 000 Hz，测试者由获得一级言语语言病理师资格的老师担任。所有声音样本的采集均在隔声室里进行，保证录音时环境噪声低于45 dB A。测试前，测试者向受试者介绍清楚测试要求，然后进行一对一的测试并录音。要求受试者采取自然舒适的端坐位，且麦克风与桌面的夹角为45°，受试者口距麦克风大约5 cm，以平稳自然的嗓音分别发元音/a/、/i/、/u/，每个元音连续测3次，每次约5秒钟，选取3次录音中声音较稳定的一次，取样本中间2～3 s的平稳段进行分析;短文选取统一的材料(见附录1)，该材料文字简单、内容通俗易懂;朗读前首先让受试者熟悉短文材料，朗读时要求受试者按照日常说话的自然一致的音调和音强进行。短文声样选取整篇短文中较稳定的文字进行分析，选取的文字内容为:“大伯陪舅舅下棋。姑姑、嫂子学刺绣。思思在家打扫屋子，给小狗洗澡。小齐去跑步、打台球、踢足球。可可带弟弟去表哥家学吉他、一起打排球。”所有受试者该部分的朗读时间在14～20 s。分析受试者发不同元音及朗读短文时的基频。

1.3统计学方法采用SPSS16.0对实验数据进行分析，采用两因素混合实验测量统计分析不同语料对平均言语基频(MSFF)的影响，其中，自变量为性别和语料的类型，性别分两个水平(男、女)，语料分两个水平(元音、短文) ;因变量为平均言语基频(MSFF)。以P＜0.01为差异有统计学意义。

2　结果

正常青年人不同语料测试的平均基频见表1，男生和女生各种语料测试的平均基频差异均有统计学意义(P＜0.01)。

表1　不同语料测试男女生的平均基频比较(Hz，珋x±s)

女生不同语料测得的平均基频之间差异有统计学意义(P＜0.01)。男生不同语料测得的平均基频比较P值见表2，可见，男生发元音/i/和/u/时平均基频差异无统计学意义(P＞0.01)，发元音/a/与/i/、/u/的平均基频之间差异有统计学意义(P＜0.01)，而发元音/a/与短文的平均基频差异无统计学意义(P＞0.01)。虽然男生发/i/和/u/、/a/和短文的平均基频比较差异无统计学意义，但/u/的平均基频略大于/i/，短文的平均基频小于/a/。

表2　男生不同语料测得的平均基频比较P值

3　讨论

Natour等对阿拉伯人发声的基频研究发现，不论男生、女生和儿童发元音/a/与说话时的平均基频之间均存在着显著性差异［8］。而本研究得出女生发元音/a/时的平均基频与朗读时的平均基频之间有显著性差异，而男生发元音/a/时的平均基频与朗读时的平均基频之间无显著性差异。这两种结果之间的差异与阿拉伯语和汉语两种语系的不同有一定关系。阿拉伯语体系中本身没有元音字母，需与辅音相结合，其中存在短元音/a/和长元音/a:/，且两种发音方式存在显著性差异。阿拉伯人在发汉语/a/音时，发音特点或声音的高低强弱略有不同，使得发出的音虽接近但不完全相同，从而导致研究结果不同。发元音/a/时更易受其它因素的影响从而造成不同受试者的基频不同，而朗读时间稍长于发/a/音，更容易获得受试者的习惯基频，故朗读时的基频可能更好地反映患者是否存在音调过高或过低的情况。文中结果显示男生发元音/a/时的平均基频与朗读时的平均基频无显著差异，可能与受试者数量较少有关，此有待于增加受试者样本量进一步研究。张建国等［1］报道正常成人嗓音的基频值明显高于黄昭鸣等［7］报道的基频值，其差异可能与二者所采用的测试语料不同有关，张建国采用的语料是元音/æ/，而黄昭鸣采用的是对话的形式。

元音是在呼吸气流不受阻碍的情况下发出的，更能反映声带振动的实质［9］。Person等［10］、Lehiste等［11］和Assman等［12］的研究发现发/u/的平均基频最高，/i/次之，/a/最小，本研究结果显示女生发/a/、/i/和/u/元音的平均基频之间均存在显著差异，而男生发/i/和/u/的平均基频之间无显著性差异，发元音/u/的平均基频最高，/i/次之，/a/最小。上述研究结果基本一致。基频除受声带长度、质量、张力等方面的影响外，还受颈部肌群各方面的影响;发音方式不同，喉部周围肌群的运动也不同，从而使基频存在一定的差异;发/a/时声带呈较自然的状态［13］，发/i/时，环杓肌的活动增强，声带张力增高，声门下压增大，同时/i/和/u/都是高位元音，发音时舌根向上运动，舌位升高带动舌骨的运动，使得发/i/和/u/音的平均基频较发/a/音高。发/u/音时噪声能量值太大，可能会影响其声学参数的准确性［14］。因此，对正常人选用元音进行基频测试时，选择/a/音较为合适。

总之，本研究结果提示朗读短文的形式可更准确地反映正常成人发声的习惯基频，而选择语料为元音进行发声基频测试时，以元音/a/更合适;但本研究采用的受试者例数较少，且较局限，今后应扩大样本量，同时选择不同地域、不同年龄受试者进行研究。

4参考文献

1张建国，黄敏齐，李敏雄，等.正常青年人基频及嗓音参数结果分析［J］.临床耳鼻咽喉科杂志，1999，13: 403.

2万勤，胡金秀，黄昭鸣，等.3～6岁听障儿童与健听儿童嗓音声学特征比较［J］.听力学及言语疾病杂志，2013，21: 353.

3潘滔，马芙蓉，曹克利，等.语前聋成人人工耳蜗植入者嗓音的声学分析［J］.中华耳鼻咽喉头颈外科杂志，2013，40: 271.

4卢海丹，顾婷婷，万勤，等.不同测试语料下3～6岁健听与听障儿童音调比较研究［J］.听力学及言语疾病杂志，2011，19: 223.

5雷科，杨旭，沈建中，等.成人嗓音声学参数正常参考值的研究［J］.临床耳鼻咽喉科杂志，2000，14: 255.

6路绩云，刘莎，徐文，等.正常青少年嗓音的元音发音特性［J］.听力学及言语疾病杂志，2007，15: 195.

7黄昭鸣，杜晓新，蔡红霞，等.平均言语基频常模的制订及其相关研究［J］.中国听力语言康复科学杂志，2005(2) : 26.

8 Natour YS，Wingate JM.Fundamental frequency characteristics of jordanian arabic speakers［J］.Journal of Voice，2008，23: 560.

9王修信，胡维平，王强，等.嗓音频谱分析中/a/、/i/音采样的比较［J］.听力学及言语疾病杂志，1998，6: 129.

10 Person GE，Barney HL.Control methods used in a study of vowels ［J］.Journal of the Acoustical Society of America，1952，24: 175.

11Lehiste I，Person GE.Transitions，glides，and diphthongs［J］.Journal of the Acoustical Society of America，1961，33: 268.

12 Assman PF，Katz WF.Time-varying spectral change in the vowels of children and adults［J］.Journal of the Acoustical Society of America，2000，108: 1856.

13冯葆富，齐忠政，刘运樨.歌唱医学基础［M］.第二版.上海:上海科学技术出版社，1987.75～82.

14候丽珍，韩德民，张丽，等.嗓音检测中元音声样的选择［J］.听力学及言语疾病杂志，2002，10: 16.

(2015-01-26收稿)

(本文编辑雷培香)

·临床研究·

The Study of the Fundamental Frequencies of Different Speech Materials for Normal Adults

Kim Ha-kyung*，Zhao Fengyun，Liu Xiaoming，Huang Zaoming
(*Department of Speech＆Hearing Rehabilitation，ECNU，Shanghai，200062，China)

【Abstract】Objective This study is to analyze the fundamental frequencies of different speech materials.Methods 60 normal subjects (22 males，38 females) were studied.When pronouncing/a/，/i/，/u/and the short paragraphs，the fundamental frequencies were measured using Praat software.Results The analysis of the fundamental frequencies for different materials indicates that/i/and/u/were the highest while/a/was the next and the paragraphs were the lowest.For males，the fundamental frequencies from high to low were: 148.47 Hz，146.77 Hz，136.33 Hz，and 132.85 Hz; for females，they were: 257.39 Hz，250.52 Hz，239.43 Hz and 222.16 Hz.The experimental results showed that there was no significant difference between the fundamental frequencies of vowels between the two genders but there were significant differences when pronouncing different vowels among the female subjects.ConclusionWhen measuring fundamental frequencies，reading short paragraphs can be more accurate and the vowel/a/is more useful in this purpose.

【Key words】Fundamental frequency; Vowel; Paragraph

通讯作者:黄昭鸣(Email: yantingecnu@126.com)

作者简介:Kim Ha-kyung，女，韩国人，博士，讲师，主要研究方向为言语病理学。

【中图分类号】H018.4

【文献标识码】A

【文章编号】1006-7299(2015) 06-0575-03

DOI:10.3969/j.issn.1006-7299.2015.06.002

网络出版时间:2015-9-10 16: 45

网络出版地址: http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1391.R.20150910.1645.002.html