Vokal-Reduktion und Formant-Undershoot

1. Vokal-Reduktion und Formant-Undershoot Jonathan Harrington

2. 1. Definitionen und Beispiele 2. Lindbloms Dauer-Modell 3. Lindblom H&H Modell und die Wahrscheinlichkeit 4. Vokal-Reduktion und die Betonung 5. Messungen von Formant-Undershoot

3. Kategorial und obligatorisch Canada /kand/ Canadian /kneɪdɪn/ Zentralisierung Erster Vokal in engl. 'fantastic' [a]…[] …[fntastɪk] belegen: [e]…[]…[bleg] Koartikulations-bedingt 1. Vokal-Reduzierung und Formant-Undershoot Phonologische (lexikalische) Reduzierung Phonetische Reduzierung Kontinuierlich, fakultativ Engl. 'will': [ɪ]…[]

4. Formant- oder Target-undershoot Phonetische Reduktion hat Formant- oder Targetundershoot zur Folge. Target: Ein Sprecher plant pro Segment ein gewisses Ziel (artikulatorisch oder akustisch) zu erzeugen. Undershoot: das Ziel wird nicht erreicht. [i:] Undershoot F2 (Hz) [bi:b] Dauer

5. Formant-Undershoot (Beispiele) he we 0 0 5 2 0 0 0 2 ) z H 0 ( 0 y 5 c 1 n e u q e r F 0 0 0 1 0 0 5 'he' und 'we' Durchschnitt Alle Konturen he we 0 0 5 2 he 0 0 0 2 F2 ) z H 0 ( 0 we y 5 c 1 n e u Frequenz q e r F 0 0 0 1 0 0 5 F1 Dauer (Harrington & Cassidy, 1999)

6. Formant-Undershoot (Beispiele) [oɪ] Diphthong (englisch) im F1 x F2 Raum [oɪ] ('boy', 'toy'…) isolierte Woerter gelesene Sprache ɪ F1 o F2 (Harrington & Cassidy, 1999)

7. Formant-Undershoot (Beispiele) Monophthonge (australisch Englisch) Gelesene Sätze Isolierte Wörter F1 (Hz) F2 (Hz)

8. 2. Erstes Modell der Vokal-Reduktion (Lindblom, 1963) Die Ausmaß des Formant-Undershoots ist aus der Vokaldauer ableitbar.

9. 2. Erstes Modell der Vokal-Reduktion (Lindblom, 1963) 1. Die Kraft mit der die Vokalorganen in Bewegung gesetzt werden bleibt konstant. Artikulatorische Kraft ist ca. im Verhältnis zur artikulatorischen Geschwindigkeit (ca. im Verhältnis zur artikulatorischen Mühe) – eine schnellere Kieferbewegung erfordert mehr Kraft/Mühe. 2. Davon ist die Segmentdauer unabhängig 3. Bei einem schnelleren Sprechtempo oder bei weniger Betonung wird die Vokaldauer kürzer. 4. Eine kürzere Dauer + gleiche Kraft muss notwendigerweise Formant-Undershoot zur Folge haben.

10. Mathematische Umsetzung von Lindblom 1963 Broad & Clermont, 1987. 1. Transitionen nähern sich der Vokalzielposition exponentiell. 2. Eine Silbe besteht aus unabhängigen initialen und finalen Transitionen. i: Frequenz b b Dauer

11. (Die tatsächlich erzeugte F2-Transition) Lange Dauer, Kaum Undershoot i: Frequenz b b Dauer 3. Kürzere Dauer, größere Überschneidung der Transitionen, wesentlich mehr Undershoot. (NB: selbe Geschwindigkeit, selbe Transitionen). i: b b

12. Manipulationen des Sprechtempos: Ergebnisse Daher ist (leider) das Ausmaß von Undershoot nicht von der Vokaldauer vorhersagbar (contra Lindblom, 1963). (siehe zB Stack et al, 2006; Tsao, Weismer & Iqbal, 2006; van Son & Pols, 1990, 1992) Eine kürzere Vokaldauer führt nicht unbedingt zu Formant-Undershoot die artikulatorische Geschwindigkeit (also Kraft/Mühe) kann bei einem schnelleren Sprechtempo zunehmen (Beckman et al, 1992)

13. Zusammenfassung von Lindblom 1963 Lindblom (1963). Eine kürzere Dauer führt notwendigerweise zu Undershoot, wenn die artikulatorische Geschwindigkeit konstant bleibt. Aber doch nicht wenn die artikulatorische Kraft/Geschwindigkeit höher wird…

14. 3. H&H Theorie, Vokalreduktion, Wahrscheinlichkeit Lindblom, 1990 Hyper- und Hypoartikulation. Der Sinn des Sprechens ist verstanden zu werden also die gesprochene Sprache richtet sich nach den Bedürfnissen des Hörers. Je schwieriger es für den Hörer ist, seine Kenntnisse der Sprache auf das wahrgenommene Signal anzuwenden, um so mehr Mühe gibt sich der Sprecher, deutlich zu sprechen. Hyperartikulation = größere Mühe/Kraft und die Vokalzielpositionen werden eher erreicht.

15. Modell von Lindblom, 1990 Je unwahrscheinlicher das Sprachsignal, umso hyperartikulierter. Hunnicutt und die Vorhersagbarkeit von Wörtern in Sätzen. Fowler und wiederholte Wörter in einem Dialog Wright und die Wortfrequenz (siehe auch Aylett & Turk, 2006, JASA für die neuesten Ergebnisse)

16. Hunnicutt, 1985: Reduktion und Wahrscheinlichkeit Methode: W und U Sätze wurden von einem Sprecher erzeugt. Die Zielwörter wurden akustisch daraus editiert und mit Geräusch teilweise überlagert. Die Vpn. mussten diese daraus editierten Wörter identifizieren. Ergebnis:Wörter in U-Kontexten wurden besser identifiziert. Erklärung: je unwahrscheinlicher, umso hyperartikulierter. Sätze wurden konstruiert, in denen wahrscheinliche (W) und unwahrscheinliche (U) Wörter vorkamen. the book (W) all night the student read ________ which he had borrowed from the library. the letters (U) Slowly the man examined _________ which he had found.

17. Fowler & Housum (1987) Methode: Ein Radio-Monolog wurde analysiert, in dem wiederholte Wörter vorkamen. Ergebnisse wiederholte Wörter waren reduzierter und kürzer. Die Versuchspersonen konnten erkennen, ob das Wort eine Wiederholung war oder nicht Erklärung wiederholte Wörter sind wahrscheinlicher, daher hypoartikulierter. Das Ausmaß der Hypoartikulation wird aktiv vom Hörer verwendet, um einzuschätzen, wie wichtig Teile des Sprachsignals für den Sinn der Äußerung sind.

18. Wright (2003) Easy words Hard words zB 'does' zB 'wad' sind häufig und haben wenigen 'lexical competitors' = andere Wörter, die sich nur in einem Phonem unterscheiden. sind selten und haben viele Competitors. Methode: Easy und hard Wörter wurden einzeln gesprochen. Ergebnisse: Messungen von Formanten zeigten mehr Undershoot bei 'easy' Wörtern. Erklärung: Information zu Wahrscheinlichkeit wird sogar im Lexikon gespeichert.

19. In beiden Sprachen werden die primär betonten Silben akzentuierter Wörter mit einem Tonakzent assoziiert (und deswegen ist F0 ein wichtiges Merkmal für die Akzentuierung) Darüber hinaus gibt es in stress-accent Sprachen supralaryngale Unterschiede: akzentuierte Wörter sind oft hyperartikuliert. 4. Akzentuierung und Formant-Undershoot Beckman, 1986 Stress-accent Sprachen (Germanische Sprachen) Non-Stress-Accent Sprachen (zB Japanisch).

20. Erklärung: weil sie wichtige, oft nicht vorhersagbare Informationen vermitteln. Akzentuiert Unakzentuiert I 50 50 I E E 0 0 U U Zungenhoehe A O -50 -50 V A O V -100 -100 200 250 300 350 400 200 250 300 350 400 Zungenfrontierung (Daten aus Palethorpe et al, 1999)

21. 5. Methoden um Formant-Undershoot zu messen

22. I I I I I I I I I I I I 50 I I I I E E E E E E 0 E E E E E U E E E U E U E U U U U U U U U X U U U U A U A A A -50 O A A A O A A A A A A A A A V V O O O O V O V V O O V V O O V O V V V V O O V V V V O O 250 300 350 5.1 Euklidsche Entfernung zur Vokalmitte (zB Wright, 2003) Hypothese: Reduziertere Vokale sind näher am Vokal-Mittelpunkt 1. Den Mittelwert berechnen (X) 2. Euklidsche Entfernung = die Entfernung in einer geraden Linie zwischen allen Punkten und X

23. 5.2 Formant-Krümmung (zB van Bergem, 1993) 1. Ein Formant in einer KVK Silbe wird am Rande hautpsächlich von den Konsonanten, und in der Mitte hauptsächlich vom Vokal beeinflusst. K V K Frequenz Dauer

24. 2. In reduzierteren Vokalen nimmt der Einfluss von den Ks zu (der Einfluss vom Vokal nimmt ab) 3. Je reduzierter der Vokal, umso mehr wird der Formant zu einer Linie zwischen der Onset- und der Offsetfrequenz. also ist die Formant-Krümmung für die Vokalreduktion aussagekräftig. unreduzierter Vokal Frequenz reduzierter Vokal Dauer

25. 5.2 Formant-Krümmung Vorgang: Messung der Krümmung 1. Anpassung einer Parabel (hoch 2) an einen Formant F = a + bt + ct2 F ist die Formant-Frequenz, t ist die Dauer. 2. Je abweichender c von Null, umso größer ist die Krümmung. F = 760 +56.5 t – 262.5t2

26. 5.3. Locus-Gleichungen Krull, 1989 In einer schnelleren Sprechgeschwindigkeit, und in einem informelleren Sprecherstil muss nicht der Vokal unbedingt reduzierter sein, sondern die Konsonanten nähern sich dem Vokal Selbe Krümmung, selbe Zielposition wird erreicht: der K-Locus nähert sich der Vokalzielposition

27. Langsam Schnell i i F2 b b b b o o Dauer

28. 2300 Hz 650 Hz 600 Hz 350 Hz Vorgang Langsam i 1600 1600 b 1000 1000 Onset (Hz) 600 600 200 200 500 500 1500 1500 2500 2500 Target (Hz) o Dauer

29. Schnell i 2300 Hz 1600 1600 1500 Hz 1000 1000 Onset (Hz) b b 600 600 400 Hz 200 200 500 500 1500 1500 2500 2500 Target (Hz) 350 Hz o

30. Langsam Schnell i i F2 b b b b o o Dauer 1600 1600 1000 1000 Onset (Hz) 600 600 200 200 500 500 1500 1500 2500 2500 Target (Hz) Je mehr sich der Konsonant dem Vokal anpasst (je informeller der Sprecherstil), umso steiler die Linie (genannt eine Locus-Gleichung) im F2 Target x F2 Onset Raum.

31. Für weitere Details zu Formant Undershoot: http://www.phonetik.uni-muenchen.de/~jmh/ -> Research -> Publications Harrington, J. (in press). Acoustic Phonetics. In the revised Edition of Hardcastle & Laver (Eds.), A Handbook of Phonetics. Blackwell.