漢語普通話元音音高再探

董倩倩

一、引言

元音的內在音高（Intrinsic pitch或intrinsic frequency）問題是一種曾經引起研究者們廣泛注意和極大興趣的語音 現 象 。 Crandall （1925）、Peterson&Barney （1952）、Lehiste&Peterson（1961）等較早地注意到這一問題，其后Ohala （1973）、Delos at al.（1976）、Hombert（1978）、Shadle（1985）、Ohala&Eukel（1987）等都對與元音內在音高有關的問題進行過研究。

二、漢語普通話元音內在音高的表現

本文首先考察漢語普通話元音內在音高的表現，對普通話中三個頂點元音［a］、［i］、［u］的基頻數值進行了聲學測量。實驗的有關情況如下。

（一）實驗說明

1.發音人情況

聲學實驗分析所用的語料是從 “漢語拼音發音數據庫”中隨機選取的四名發音人的語音材料。四名發音人均為講地道北京話的北京人，無口、咽、腭疾病。四人以A、B、C、D標記，男、女各兩人，其中A、B為男性，C、D為女性，年齡在35—50歲之間。

2.語料說明

測量所用的語料為普通話中包含［a］、［i］、［u］三個單元音的所有陰平調。每位發音人共計41個，其中帶有元音［a］的單音節16個、帶有［i］的10個、帶有［u］的15個。

3.測量說明

語音實驗測量使用Praat（4.2）軟件，分別測量了上述41個音節的基頻數據。采取的是多次測量求平均值的方法。基頻測量的方法是：在一個單音節的全部時長中，選取中間段的200毫秒（ms），在這200毫秒中，選取均勻分布的10個點，測量基頻數值，精確到十分位，最后求得平均值，保留小數點后兩位，單位為赫茲。

（二）實驗結果

1.元音的基頻數值

關于基頻的測量，按上述方法，大致看出，在某發音人所發的包含［a］、［i］、［u］三個元音的基頻數值中，［a］的數值最小，［i］的數值比［a］高，［u］的基頻數值最高。

2.結果分析

從不同元音來看，［a］的基頻數值最低，男性大致在130—160Hz之間，女性大致在270—310Hz之間。 ［i］的基頻居中，男性大致在140—170Hz之間，女性大致在280—340Hz之間。 ［u］的基頻最高，男性大致在150—190Hz之間，女性大致在280—350Hz之間。

綜觀四位發音人，情況比較一致，均為三個元音的音高按［a］＜［i］＜［u］的順序遞增。 各元音和各發音人之間的差異大小不同，但這種總的趨勢是明顯的。總起來說，漢語普通話元音的內在音高在帶［a］、［i］、［u］三個單元音的高平調音節中表現明顯。這與Shi&Zhang（1987）的研究結果是吻合的。

三、元音內在音高與其他聲學因素的內在聯系

（一）振幅測量

關于振幅的測量，首先對發音人帶有［i］［a］［u］的單音節進行提取，按同樣方法得出結論。可以看出，元音［a］的振幅都較大，［i］的振幅居中，［u］的振幅最低。發音人B元音［i］的振幅小于［u］，發音人D元音［a］的振幅略小于［i］。 除此以外則［a］的振幅總體上較大，［i］的振幅居中，［u］的振幅最低。

（二）元音的時長數據

測量語料方法同前，得到結果，低元音［a］的時長最長，［i］的時長居中，［u］的時長最短。當然這只是一種總的趨勢，三個元音之間的時長差異較小，尤其是女發音人C，差距只在三四毫秒之間。

關于不同元音時長上的差異，一般認為在其他因素相同的情況下，低元音的時長相對較長，高元音的時長相對較短。這種與元音高度相關的現象被稱作“元音內在時長”（intrinsic vowelduration）。Lehiste（1970）指出英語、德語、丹麥語、西班牙語、泰語等都存在這種現象。而在同屬高元音的前元音［i］和后元音［u］上，前元音的時長略長于后元音。

這樣，［a］、［i］、［u］三個元音在時長上的順序是［a］＞［i］＞［u］，三個元音呈遞減的趨勢。當然這是僅就本文并不大的數據樣本而言的，按推測在更大樣本的測量中這種總的趨勢應該會是一致的。

（三）分析討論

在上面一節中我們測量了元音的內在音高，總體的情況是元音的音高按照［a］＜［i］＜［u］的順序遞增。 而我們測量元音的振幅，得到的結果是元音的振幅按照［a］＞［i］＞［u］的順序遞減。 我們看到三個元音的時長按照［a］＞［i］＞［u］的順序遞減。

通過這些情況，我們可以發現以下一些規律：三個音的平均基頻由高到低的排列順序依次是［u］［i］［a］，而振幅平均值與時長平均值的排序與此正好相反，由高到低是［a］［i］［u］。 也就是說，在［a］［i］［u］這三個元音中，基頻高的振幅、時長卻相應的比較低；而基頻低的振幅、時長卻比較高。

四、關于元音內在音高原因的探討

影響元音內在音高的原因、機制很多。Ohala（1973）曾提出舌牽引、力學相互作用的假說。Ewan（1975）曾經做過兩個實驗來探討元音內在音高的原因。第一個實驗是用照相技術跟蹤檢測喉部的運動情況。第二個實驗是對阿拉伯語咽通音的考察。

［a］［i］［u］三個元音的內在音高存在差異，但這種差異一般的聽音人是難以感知到的，相反會聽為是相同的音高。換言之，［a］［i］［u］三個元音雖然客觀的基頻數值存在不同，但在聽音人聽起來是一樣高的。這種情況得到Hombert（1978）實驗的證實。Hombert（1978）合成了［a］［i］［u］三個元音的不同音高，由講美國英語的5男5女作為聽音人進行辨別，結果在相同音高情況下低元音［a］聽為具有較高音高的可能性更大，［i］聽起來比［u］更高的可能性也較大。

對于這種聽覺現象，Hombert（1978）曾經給出過解釋。他提出兩種解釋，第一是這種現象可由元音的頻譜特性加以解釋；第二是這涉及跟元音高度有關的F0的某種歸一化。

我們認為元音內在音高現象的出現應該是由不同元音發音生理的差異引起的。Ohala（1973）正是從發音生理的角度，提出的假說及公式；Ewan（1975）的實驗也從生理角度證實了這一現象。

五、結語

我們測量了4名發音人普通話所有單音節中單元音［a］［i］［u］的音高，進一步證實了漢語元音內在音高的存在。 同時我們也測量了有關語料中［a］［i］［u］的振幅數據及時長數據，通過對比發現［a］［i］［u］的內在音高與振幅、時長存在關聯。總體來說，開口度大、發音靠前的元音振幅和時長較大，而音高較低；開口度小、發音靠后的元音振幅和時長較小，而音高較高。這顯示了元音的不同聲學參數之間是有規律的，也是相互聯系的。本文也總結了產生元音內在音高的一些原因，認為元音的內在音高應該根源于元音不同的發音生理狀態。