IJI^]K:811.:16);?.6'342>.41 Peter Jurgec Inštitut za slovenski jezik Frana Ramovša v Ljubljani FORMANTNE FREKVENCE SAMOGLASNIKOV V TONEMSKI IN NETONEMSKI STANDARDNI SLOVENŠČINI V članku so predstavljene formantne frekvence samoglasnikov standardne slovenščine, kot jih govori pet tonemskih in pet netonemskih govorcev v izoliranih besedah. Rezultati in statistična analiza kažejo na dve vrsti razlik med obema skupinama: (1) pri tonemskih govorcih imata srednja visoka samoglasnika višji F1, kratki [a] pa precej nižjega (je centraliziran). (2) Pri tonemskih govorcih se akutirani, cirkumflektirani in kratki samoglasniki posameznega fonema v večini primerov statistično različni. V akustičnem smislu je to predvsem posledica razlik v osnovni frekvenci in jakosti, deloma pa tudi trajanja oz. fonetične redukcije. Tega v netonemski standardni slovenščini ni. The article presents formant frequencies of Standard Slovenian (SS) vowels as spoken by five tonal and five non-tonal speakers in citation form. The results and subsequent analysis of variance indicate two types of differences between both groups. In the tonal SS, [+ ATR] mid vowels have higher F1, and short [a] has considerably lower F1. Secondly, acute, circumflex, and short vowels of all phonemes are more dispersed in the tonal SS, the differences being statistically significant in most cases. This is a by-product of fundamental frequency and intensity distinctions in the two tones, and of duration/centralization effects in quantity contrast. These phenomena do not occur in the non-tonal SS. Ključne besede: akustična fonetika, formanti, formantne frekvence, nadsegmentne lastnosti, ton, tonem, slovenščina Key words: acoustic phonetics, formant frequencies, suprasegmentals, tone, Slovenian 1 Uvod1 Fonetične raziskave tonemov so ponavadi akustične študije osnovne frekvence, jakosti (ali amplitude), trajanja in fonacije. Spektralne značilnosti v obliki formant-nih frekvenc2 so zanje drugotnega pomena in jih zanemarjajo. Formantne frekvence, 1 Za pomoč se zahvaljujem Vesni Mildner, Mateji Blas in sodelujočim govorcem. Vse preostale morebitne napake so moje. Predhodne različice tega besedila oz. njegovi deli so bili predstavljeni na konferenci Between stress and tone (BeST) v Leidnu 16. in 17. junija 2005 in na International conference of language variation in Europe (ICLaVE 3) v Amsterdamu 24. junija 2005. - Besedilo je bilo pripravljeno z vnašalnim sistemom ZRCola, ki ga je na Znanstvenoraziskovalnem centru SAZU v Ljubljani (http://www.zrc-sazu. si) razvil Peter Weiss. 2 Terminološka opomba za slovensko različico članka. Izraz formant je v slovenski jezikoslovni fonetiki razen frekvenčnega pasu z visoko koncentracijo akustične energije tudi kar vrh tega pasu oz. ponekod tudi vrhu najbližja harmonska frekvenca (v literaturi označena kot An). Namesto tega uporabljam besedno zvezo formantna frekvenca, ki mi pomeni frekvenco z relativno najvišjo amplitudo v določenem frekvenčnem območju (tj. lokalni maksimum formanta). Za natančnejšo definicijo gl. Jurgec 2005b: 129. Prim. še pasovna {irina formanta. - V angleški rabi se za oznako določene skupine tonskih jezikov, torej tistih z leksikalnim tonom (švedščina, hrvaščina/srbščina, pa tudi slovenščina) uporablja izraz pitch accent. V slovenščini je v rabi tonem, ki prav tako označuje ton določene leksikalne enote. Tu iz tipoloških pasovne širine in spektralne značilnosti pa so v prvi vrsti povezane s kvaliteto samoglasnikov (npr. odvisnost odprtostne stopnje in F1), nanje pa vpliva tudi naglašenost (Sluijter in Van Heuven 1996). Dobro je raziskana odvisnost formantnih frekvenc od trajanja (samoglasnikov), fonetične redukcije (oz. učinka undershoot oz. podhranjenosti), načina govora in hitrosti (npr. Lindblom 1963, Gay 1978, Tuller idr. 1982, Miller 1989, Engestrand 1988, Bakran 1989, Fourakis 1991, Van Son in Pols 1992, Moon in Lindblom 1994, Fourakis idr. 1999, Pitermann 2000, Erickson 2002 in Jurgec 2005cč za slovenščino), spola govorca in osnovne frekvence (Murry in Singh 1980, Assmann in Nearey 1987, Childers in Wu 1991, Wu in Childers 1991, Simpson 2001 in Jurgec 2005b). V študijah formantnih frekvenc jezikov z leksikalnim tonom so posamezne kombinacije nadsegmentnih lastnosti enega fonema predstavljene posebej (gl. Bakran 1989 ali Lehiste in Ivic 1963: 84 za hrvaščino/srbščino). V nadaljevanju bom obravnaval prav soodvisnost tona in formantnih frekvenc. Predpostavljamo, da leksikalni ton do določene mere vpliva na formantne frekvence, kar je lahko pogojeno z razlikami v osnovni frekvenci in intenziteti. Slovenščina je kot primer jezika s tonemskimi in netonemskimi narečji in takima različicama standarda za tovrstne raziskave nadvse primerna. Pri primerjanju formantnih frekvenc obeh različic standardne slovenščine (SS) se bodo pokazale še druge razlike, ki niso strogo akustične kot opisano zgoraj, ampak prej pogojene z drugimi fonetičnimi (npr. izvor govorca) ali fonološkimi značilnostmi. Te bodo seveda upoštevane, vendar so tu drugotnega pomena; sama narava jezikovnega gradiva (gl. razdelek 2) namreč onemogoča, da bi v celoti izločili druge spremenljivke. 2 Metoda Za natančnejši opis govorcev, postopka, obdelave, splošnejše rezultate in drugo gl. Jurgec 2005b. - Povzetek: Upoštevajoč nadsegmentne spremenljivke in uravnoteženi segmentni kontekst je bilo izbranih 241 eno-, dvo- in trizložnic standardne slovenščine.3 V naključnem vrstnem redu so se ponovile dvakrat, z računalniškega zaslona (predstavitev power point) pa jih je izolirano prebralo 10 naravnih govorcev slovenščine, reprezentativnih po spolu (5 žensk in 5 moških), prisotnosti/odsotnosti leksikalnega tona (5 tonemskih in 5 netonemskih govorcev), starosti (povpr. starost 35 let), geografski kriterij pa je bil nekoliko v prid osrednji Sloveniji. Snemanje je potekalo v studiu oddelka za fonetiko v Zagrebu marca in aprila 2004 ter v studiu radia Slovenija v juniju 2004 (1 govorec). Snemanje je bilo digitalno s frekvenco vzorčenja 44,1 kHz in 16-bitno kvantizacijo v enokanalnem načinu (mono). 5.960 razlogov uporabljam izraza ton in leksikalni ton, večinoma pa ohranjam uveljavljeni pridevnik tonemski. V slovenščini je fonološko razlikovalni ton namreč vezan na prozodično besedo kot najmanjšo enoto, v kateri se lahko realizira; vsaka prozodična beseda ima torej natančno en leksikalni ton. Za odprtostne stopnje samoglasnikov uporabljam ti štiri oznake: nizki, srednji nizki, srednji visoki in visoki. Za pojasnilo o tem gl. Jurgec 2005c, opomba 2. 3 Seznam besed je na voljo pri avtorju. izbranih samoglasnikov sem analiziral s programom Praat (različice 4.2 do 4.2.14). Z LPC-analizo (pri privzetih nastavitvah, tj. s 5 stopnjami v 5,5 kHz za ženske oz. 5,0 kHz za moške ter oknom 25 ms s korakom 6,25 ms, če je bilo le mogoče) so bili odčitani prvi štirje formanti, in sicer tako, da je bilo odčitano stabilno stanje vsakega posameznega formanta, pri tranzientskih formantih povprečna vrednost, pri samoglasnikih kratkega trajanja pa največkrat srednja točka po trajanju. Nejasni primeri so bili izločeni; skupno je bilo izmerjeno 21.220 formantnih vrednosti, kar pomeni, da je bilo zaradi različnih razlogov izločenih 4,59 % odčitkov. Izmerjene in upoštevane formantne vrednosti so bile nato statistično obdelane, posebej je bila narejena analiza variance (ANOVA). 3 Rezultati Rezultati meritev so razvrščeni v skupine glede na nadsegmentne lastnosti (akuti-rani, cirkumflektirani in kratki samoglasniki)4 in glede na govorce (tonemski in netonemski). V vsaki skupini sem izračunal povprečno vrednost, standardni odklon (SO), število enot v vzorcu in interval zaupanja. Velikost vzorca v posamezni kombinaciji precej variira, kar je posledica (1) fonološke distribucije in omejitev, (2) dejanske uresničitve v besedju in (3) izločenih primerov zaradi neprimerne izgovarjave oz. fonetičnih razlogov. Podatki so predstavljeni v prikazih 1 in 2. Na tem mestu so prikazani vsi podatki za F1-F4, medtem ko sem se v nadaljevanju omejil le na F1 in F2 predvsem zaradi artikulacijskega pomena obeh formantov, in ker so višje formantne frekvence bolj podvržene drugim vplivom (npr. individualnim značilnostim ali razliki v spolu). Osnovnih razlik med obema skupinama govorcev je več: povprečja posameznih fonemov (ne glede na nadsegmentne lastnosti) se precej razlikujejo pri srednjih visokih /e/ in /o/, ki imata nižji F1 pri tonemskih govorcih, medtem ko je ta pri /o/ nekoliko višji. Kratki [a] je pri tonemskih govorcih centraliziran in ima precej nižji F1, kar je izjemno znotraj samoglasnikov govorcev te skupine in na sploh. Tonemski govorci imajo pri /u/ v povprečju le nekoliko nižji F1. SO je v povprečju enak v obeh različicah SS. Koeficient SO je 11,22 % pri ne-tonemskih govorcih in 10,55 % pri tonemskih, hkrati pa SO precej variira glede na fonem. O tem gl. dalje razdelek 4. Primerjava kombinacij nadsegmentnih lastnosti posameznega fonema pa pokaže bistvene razlike med obema različicama SS. Akutirani, cirkumflektirani in za večino fonemov tudi kratki samoglasniki se med seboj veliko bolj razlikujejo v formantnih frekvencah tonemske SS v primerjavi z netonemsko. To je jasno vidno v prikazu 2, kjer so prozodične kombinacije tonemskih govorcev označene s praznimi, netonemskih pa s polnimi simboli. Za ovrednotenje teh razlik sem naredil analizo variance (ANOVA) med posameznimi kombinacijami za F1 in F2. Pri F1 netonemskih govorcev ni 4 O razlogih za delitev in o razlikah v primerjavi s tradicionalno slovnico (Toporišič 2000 in predhodniki) gl. Jurgec 2005b: 128-131. Tu naj opozorim na uvrstitev /s/ med akutirane in cirkumflektirane in ne kratke samoglasnike. /i/ /e/ 1 /E/ /a/ 1 hI 1 hI 1 /0/ 1 /u/ F1 akut 274 357 564 731 492 587 393 304 31,92 12o| 5,71 32,97160 7,23 60,91 68 14,48 77,64 11 o| 14,51 41,22 50 11,43 67,01 5817,24 41,84190 8,65 54,78 90 11,32 cirkumfieks 274 373 573 725 500 608 411 304 26,57 |l20| 4,75 41,48|l20|7,42 69,34 |l08| 13,08 75,35 |l20| 13,48 39,19 |l18| 7,07 56,52 |80|l2,38 41,49|l20|7,42 42,66 |l19| 7,67 kratki 283 / 591 661 / 623 / 327 37,85150110,49 66,97160116,95 97,13! 50126,92 45,10 6011,41 47,80120120,95 F2 akut 2317 2310 1969 1262 1383 1004 769 827 248,19114| 45,56 244,6l| 75 55,36 311,36 68 74,00 110,42110| 20,63 118,48 50 32,84 83,10 5821,39 92,00190 19,01 141,08 90 29,15 cirkumfieks 2293 2318 1850 1233 1350 1020 803 890 274,94|l17| 49,82 235,07|l16|42,78 291,94|l osi 55,06 103,17|l20| 18,46 143,67|l18|25,92 76,49 |80|l6,76 83,75 |l20|l 4,98 156,97|l18| 28,32 kratki 2299 / 1819 1268 / 1042 / 857 271 ,7B| 48176,89 257,95! 59185,82 117,94! 50132,69 60,67 6015,35 93,56120141,00 F3 akut 2947 2839 2680 2650 2431 2689 2678 2533 355,81 120| 63,66 274,39178 60,89 305,04 68 72,50 197,9910?! 37,52 206,01 50 57,10 217,015855,85 303,6l| 89 63,08 238,34 89 49,52 cirkumfieks 2916 2848 2640 2668 2554 2723 2706 2519 340,42|l17|61,68 261,70|l 16 47,62 329,12108 62,07 194,19120| 34,75 195,5811835,29 241,687953,29 243,38|l 18 43,91 253,81 119 45,60 kratki 2858 / 2607 2581 / 2627 / 2506 335,77! 47! 95,99 225,99! 60157,18 283,17149! 79,29 190,75|59|48,67 211,68120192,77 F4 akut 3836 3828 3884 3825 3719 3733 3591 3661 380,3011l| 70,75 363,90| 78 80,76 «0,37 66 108,65 371,66108| 70,09 348,04 50 96,47 309,985879,78 379,54| 88 79,30 407,23 88 85,08 cirkumfieks 3846 3846 3878 3853 3703 3772 3617 3629 424,67114| 77,96 412,27|l1575,35 437,27106 83,24 351,46119] 63,15 329,4611859,44 278,427961,40 363,69|l 19 65,34 429,93117 77,90 kratki 3796 / 3799 3763 / 3692 / 3573 397,22|49|l11,22 411,82|60|l04,20 353,38|47|l01,03 298,32|6o|75,48 468,60|20|205,37 Prikaz 1: Povprečne vrednosti formantnih frekvenc (v Hz) za tonemske govorce glede na fonem, formant in kombinacijo nadsegmentnih lastnosti. Podpovpre~ji so navedeni standardni odklon, velikost vzorca in interval zaupanja (± od povpre~ne vrednosti, stopnja tveganja je 0,05). statistično značilnih razlik (p < 0,05) znotraj fonemov, drugače pa je pri tonemskih govorcih, kjer so statistično značilne razlike med akutiranima in cirkumflektiranima /e/ in /o/, pri fonemu /a/ pa je visoko značilna razlika med dolgimi in kratkimi (ampak ne med akutom in cirkumfleksom). Razlikovalnost pri /e/ in /o/ je manj pomembna, saj sta statistično značilni le najbolj oddaljeni nadsegmentni možnosti, tj. akut in kratki samoglasnik (ni pa razlike med akutom in cirkumfleksom in cirkumfleksom in kratkim). Pri F2 je stanje nekoliko drugačno. Statistično je značilne so naslednje razlike: (1) med obema tonemoma [e], [a], [o] in [u], (2) med akutom in kratkim [e] in [o], (3) med cirkumfleksom in kratkim [a]. Pri slednjem je p-vrednost mejna. Če torej povzamem, kombinacije nadsegmentnih lastnosti [a] in obeh napetih samoglasnikov srednje N /e/ 1 /e/ 1 /a/ 1 /s/ /o/ /0/ 1 /U/ F1 akut 280 408 592 732 502 563 446 322 31,58 120 6,66 62,27 78 13,82 124,17 69 29,M 109,18110| 20,40 62,62 50 17,36 55,70 49 16,60 65,66188 13,70 38,63190 7,98 cirkumfieks 285 405 605 731 497 556 441 328 26,28 120 4,70 61,80 11911,10 123,40107 23,38 94,64 120{ 16,93 50,79|l1l| 9,45 63,27 66 16,26 66,62 |l2012,26 38,10 |l2o| 6,82 kratki 283 / 594 722 / 571 / 340 24,841 sol 6,88 112,2s|49|31,43 95,61 1 sol 26,50 47,46 U 14,02 39,97120117,52 F2 akut 2330 2194 1895 1268 1378 950 852 824 225,66120 40,36 226,47 78 50,26 198,89 69 46,93 99,55 11 o{ 16,60 164,25| 50145,63 75,91 49 21,25 141,69188 29,64 152,16| 90 31,44 cirkumfieks 2316 2208 1816 1232 1361 951 833 889 204,12|l19| 36,67 242,49|l18|43,75 197,12|l06| 37,53 99,16 |l20| 17,74 152,24|l1l|28,32 84,13 leel 20,30 117,5l|l20|21,03 181,72|l19| 32,65 kratki 2299 / 1810 1271 / 965 / 824 204,88 60 56,79 162,37 49 45,46 114,54 50131,76 92,96 44 27,47 158,84| 19 71,42 F3 akut 2951 2751 2711 2486 2530 2637 2589 2619 303,64118 54,77 261,80 78 58,10 241,22 69 56,92 217,06110| 40,66 212,68 50 68,95 264,4448 71,98 292,24| 87 61,41 242,97| 84 51,96 cirkumfieks 2896 2757 2624 2542 2591 2625 2662 2603 255,20118 46,05 267,61 11948,08 249,55107 47,28 211,81119| 38,06 174,71 111 32,50 224,2666 64,52 305,76|l 19 54,94 252,05|l 15 46,07 kratki 2885 / 2607 2479 / 2476 / 2588 271,64| 49] 76,06 236,45| 49166,20 212,3l| 48160,06 224,34|43| 67,05 264,92| 20 |l 16,11 F4 akut 3729 3641 3843 3677 3651 3415 3437 3565 410,34115 75,00 406,59 78 90,23 406,49 65 98,82 386,47101175,37 376,93 49 105,54 345,3946 99,81 349,48| 87 73,44 408,38| 87 85,81 cirkumfieks 3707 3660 3703 3723 3602 3469 3492 3507 430,46|l 17] 78,00 449,10|l17|81,38 437,68|l05| 83,72 388,39|l10{ 72,68 354,36|l0g| 66,52 302,25|69| 77,12 369,57|l18|66,68 427,64jl19| 76,82 kratki 3691 / 3627 3663 / 3539 / 3573 414,09 49 116,94 397,12 47 113,53 367,36 45 |l 07,33 408,2141124,96 326,4o| 20 143,05 Prikaz 2: Povprečne vrednosti formantnih frekvenc (v Hz) za netonemske govorce glede na fonem, formant in kombinacijo nadsegmentnih lastnosti. Podpovpre~ji so navedeni standardni odklon, velikost vzorca in interval zaupanja (± od povpre~ne vrednosti, stopnja tveganja je 0,05). odprtostne stopnje [e] in [o] se v F1 in F2 razlikujejo statistično značilno, pri [e], [o] in [u] je razlika omejena. Pri [i] in [s] pa so razlike samo naklju~ne in torej ne statistično značilne. - Podrobni rezultati za F1 in F2 so v prikazu 4. Pri netonemskih govorcih, kot že povedano, ni statistično značilnih razlik pri F1. Pri F2 pa jih najdemo, vendar le za [e], [a] in [u] (gl. prikaz 5 za podrobnejše rezultate). Dalje o tem gl. razdelek 4. 108 Splošne jezikoslovne teme 2250 2000 1750 ^^^"^^1500 1250 1000 750 4S /i/ ■ a /U/ ,,a • ▲ ■ /e/ a ■a /0/ ■ /@/ > a ■ » /B/ ^: / /O/ • • /a/ N I A tonemski govorci: akut □ cirkumfleks o kratki A netonemski govorci: akut ■ cirkumfleks • kratki Prikaz 3: Samoglasniški prostor F2/F1 posebej za tonemsko ter netonemsko SS. 4 Razprava in sklep Formantne frekvence samoglasnikov v tonemski in netonemski standardni slovenščini so lahko v povezavi z akustično-fonetičnimi posledicami tona ali pa ne. V zvezi s slednjim lahko ugotovimo, da je razlika v F1 med srednjimi nizkimi in srednje visokimi samoglasniki veliko večja pri tonemskih govorcih. [e] in [o] sta bolj napeta ali artikulacijsko višja v tonemski slovenščini kot v netonemski, [o] pa je nižji (v tem smislu je izjemen [e], ki je pri tonemskih govorcih v povprečju višji). Na splošno velja, da ima v standardni slovenščini, kot jo govorijo v osrednjih narečjih in v Ljubljani, [+ATR] večji vpliv na samoglasniško kvaliteto, tako da znatno zniža F1 srednjih visokih samoglasnikov, kar pa lahko dopolnjuje tudi nasprotno zvišanje F1 srednji nizkih samoglasnikov. Ta zakonitost pa je v skladu z ugotovitvami eksperimentalne fonetike fonem Fl F2 tipi naglasov df F P(a=,05) tipi nagiasov df F P(a=,05) /i/ akut in cirkumfiei