古力努爾·艾爾肯，艾斯卡爾·艾木都拉

?

基于聲學(xué)特征的母語(yǔ)非漢語(yǔ)者聲調(diào)研究

古力努爾·艾爾肯，艾斯卡爾·艾木都拉

(新疆大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，新疆烏魯木齊 830046)

從提高滿足少數(shù)民族普通話高自然度語(yǔ)音合成與高精度語(yǔ)音識(shí)別的實(shí)際應(yīng)用需求出發(fā)，首次從實(shí)驗(yàn)語(yǔ)音學(xué)的角度對(duì)初級(jí)、中級(jí)和高級(jí)階段的50名維吾爾族漢語(yǔ)學(xué)習(xí)者與10名母語(yǔ)為漢語(yǔ)普通話的說(shuō)話人聲調(diào)的一階差分與時(shí)長(zhǎng)以及相似度進(jìn)行對(duì)比，并對(duì)其聲調(diào)的一階差分模式、聲調(diào)時(shí)長(zhǎng)等韻律參數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，得出維吾爾族學(xué)生對(duì)漢語(yǔ)聲調(diào)的偏誤情況以及與中國(guó)少數(shù)民族漢語(yǔ)水平等級(jí)考試(Master of Human Kinetics, MHK)成績(jī)的關(guān)系。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，三組維吾爾族人學(xué)習(xí)普通話的聲調(diào)都有困難。兩種語(yǔ)言的音系，語(yǔ)調(diào)和重音等特性影響了第二語(yǔ)言中的聲調(diào)特性。歸納了維吾爾族學(xué)習(xí)者聲調(diào)的基本聲學(xué)特征，總結(jié)出了一些重要的規(guī)則和結(jié)論；為解決給漢語(yǔ)語(yǔ)音處理帶來(lái)的困難，尤其是少數(shù)民族漢語(yǔ)的語(yǔ)音合成和語(yǔ)音識(shí)別方面的聲調(diào)問(wèn)題，提供了重要的參考依據(jù)。

一階差分；聲調(diào)偏誤；對(duì)比分析；維吾爾族學(xué)習(xí)者；時(shí)長(zhǎng)

0 引言

漢語(yǔ)普通話是漢藏語(yǔ)系的一個(gè)分支，目前是我國(guó)最主要的通用語(yǔ)言[1]，有非常多的學(xué)者在從事這方面的研究，也取得了很多非常有價(jià)值的研究成果[2]。例如，從漢語(yǔ)的特點(diǎn)這一角度進(jìn)行深入研究，還有一些學(xué)者通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究母語(yǔ)非漢語(yǔ)的外國(guó)人學(xué)習(xí)漢語(yǔ)的情況[3-5]。但是在眾多研究角度中，針對(duì)我國(guó)國(guó)內(nèi)少數(shù)民族學(xué)習(xí)漢語(yǔ)情況的研究比較少，從聲調(diào)角度入手開(kāi)展定量研究的成果更是非常少見(jiàn)。這不僅不利于對(duì)少數(shù)民族展開(kāi)有針對(duì)性的教學(xué)，還不利于少數(shù)民族在學(xué)習(xí)漢語(yǔ)過(guò)程中對(duì)語(yǔ)音的處理，特別是語(yǔ)音合成和語(yǔ)音識(shí)別兩個(gè)方面。

同時(shí)漢語(yǔ)作為聲調(diào)語(yǔ)言的一種，音調(diào)能夠區(qū)分出漢語(yǔ)的語(yǔ)音結(jié)構(gòu)，掌握聲調(diào)是學(xué)習(xí)漢語(yǔ)過(guò)程中一個(gè)很重要的部分[6-7]。維吾爾語(yǔ)屬于阿爾泰語(yǔ)系，是沒(méi)有聲調(diào)的語(yǔ)言。維吾爾族人在學(xué)習(xí)漢語(yǔ)的時(shí)候，聲調(diào)的學(xué)習(xí)對(duì)他們來(lái)說(shuō)是一種全新的語(yǔ)言因素，所以接受起來(lái)有一定的困難，在短時(shí)間內(nèi)很難區(qū)分清晰。此外，維吾爾族人使用的維吾爾語(yǔ)與漢語(yǔ)的差別還有，作為表音文字，維吾爾族人看到文字就能很準(zhǔn)確地讀出來(lái)，但是漢語(yǔ)不同，作為表意文字，從字面上無(wú)法判斷發(fā)音，更無(wú)法得知聲調(diào)。所以，維吾爾族人單純重視練習(xí)漢語(yǔ)的發(fā)音，沒(méi)有將音調(diào)放在重要的位置。這就導(dǎo)致了很多維吾爾族人在中國(guó)少數(shù)民族漢語(yǔ)水平等級(jí)考試(Master of Human Kinetics, MHK)中能夠取得很高的成績(jī)，但是口語(yǔ)方面由于不能很好地掌握音調(diào)，在漢族人聽(tīng)來(lái)，還是有些“洋腔洋調(diào)”[8]。對(duì)于母語(yǔ)為非聲調(diào)語(yǔ)言的維吾爾族學(xué)生來(lái)說(shuō)，掌握漢語(yǔ)聲調(diào)對(duì)他們來(lái)說(shuō)是有困難的。這與平日的教學(xué)以及語(yǔ)言環(huán)境都有關(guān)系，以至于維吾爾族學(xué)生的漢語(yǔ)口語(yǔ)并不標(biāo)準(zhǔn)，主要的原因是漢語(yǔ)的語(yǔ)調(diào)掌握的不扎實(shí)。漢語(yǔ)的語(yǔ)調(diào)確實(shí)比較復(fù)雜，想要學(xué)好漢語(yǔ)，必須要正確掌握語(yǔ)調(diào)以及其發(fā)音的方法。

鑒于此，本文將運(yùn)用實(shí)驗(yàn)語(yǔ)音學(xué)的方法，從漢語(yǔ)作為第二語(yǔ)言的聲調(diào)習(xí)得實(shí)驗(yàn)出發(fā)，進(jìn)一步了解新疆維吾爾自治區(qū)的學(xué)生學(xué)習(xí)普通話以及其掌握聲調(diào)的現(xiàn)實(shí)情況，通過(guò)定量實(shí)驗(yàn)的研究方法，對(duì)維吾爾族大學(xué)生在學(xué)習(xí)普通話的過(guò)程中語(yǔ)調(diào)掌握的狀況進(jìn)行研究，也為少數(shù)民族普通話學(xué)習(xí)中自然度語(yǔ)音合成與高精度語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的發(fā)展提供一定的參考。

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 被試情況

本實(shí)驗(yàn)中總共有60名被試，其中有50名維吾爾族人(25男，25女)，他們都是新疆大學(xué)學(xué)生，年齡在20～26歲之間，他們的母語(yǔ)是維吾爾語(yǔ)，漢語(yǔ)普通話是他們的第二語(yǔ)言。另外10名是漢族人，來(lái)自北京，他們的普通話比較標(biāo)準(zhǔn)，平均年齡是23歲。

需要研究的是維吾爾族人的普通話聲調(diào)的偏誤及產(chǎn)出，也就是研究處在不同的普通話學(xué)習(xí)階段的維吾爾族人的普通話聲調(diào)的特點(diǎn)。因此根據(jù)這50名維吾爾族人的普通話熟練程度將其分成三組，作為處在不同的學(xué)習(xí)階段的維吾爾族被試。維吾爾族人的普通話熟練程度(分?jǐn)?shù))是根據(jù)中國(guó)少數(shù)民族漢語(yǔ)水平等級(jí)考試(MHK)口語(yǔ)測(cè)試平臺(tái)得到的。

維吾爾族50個(gè)人中，普通話熟練分?jǐn)?shù)范圍是45～90分，他們的分?jǐn)?shù)發(fā)布類(lèi)似一個(gè)正態(tài)分布，其平均分是69分，標(biāo)準(zhǔn)差是11。因此我們?cè)诜纸M的時(shí)候，選取了在平均分的上下二分之一的標(biāo)準(zhǔn)差作為分界點(diǎn)，將50人分成男、女各3組。最后的分組情況是：低水平組(Uyghur Chinese Beginner Learners, UCB)被試的分?jǐn)?shù)：45<低水平組(Beginner)<= 60；中水平組(Uyghur Chinese Intermediate Learners, UCI)被試的分?jǐn)?shù)：60<中水平組(Intermediate)<=75；高水平組(Uyghur Chinese Advanced Learners, UCA)被試的分?jǐn)?shù)：75<高水平組(Advanced) <=90。詳細(xì)的分組情況見(jiàn)表1所示。

表1 被試分組的詳細(xì)情況

1.2 語(yǔ)音采集情況

實(shí)驗(yàn)中使用的語(yǔ)音是在專(zhuān)門(mén)的錄音室中采集的，使用設(shè)備有筆記本、外置聲卡、麥克風(fēng)和相互連接的數(shù)據(jù)線。使用外置聲卡能夠調(diào)節(jié)聲量大小、降低噪聲、監(jiān)控爆破音情況等。軟件采用Matlab編寫(xiě)錄音程序。被試的閱讀材料是漢語(yǔ)單音節(jié)詞，每個(gè)被試需要錄500個(gè)單音節(jié)詞。語(yǔ)音采集頻率是16 kHz。錄制的漢語(yǔ)單音節(jié)詞列表盡可能地覆蓋了基本漢語(yǔ)聲調(diào)。例如，“a、ka、bu”的陰平(T1)聲調(diào)；“de、mo、di”的陽(yáng)平(T2)聲調(diào)；“a、ru、e”的上聲(T3)聲調(diào)；“a、ke、bu”的去聲(T4)聲調(diào)等。除去輕聲后每個(gè)聲調(diào)的個(gè)數(shù)為：低水平組(男女各6人)，T1：249，T2：319，T3：221，T4：239；中水平組(男女各10人)，T1：149，T2：191，T3：134，T4：144；高水平組(男女各9人)，T1：226，T2：291，T3：198，T4：216；標(biāo)準(zhǔn)組(參照組，男女各5人)，T1：340，T2：353，T3：362，T4：375。

1.3 語(yǔ)音數(shù)據(jù)處理

采集完被試的語(yǔ)音后，將采集的維吾爾族人和漢族人的普通話語(yǔ)音進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)注，本研究中采用的自動(dòng)切分系統(tǒng)可以將語(yǔ)音切分到音素級(jí)，并且限制在20 ms的誤差范圍內(nèi)，該自動(dòng)切分系統(tǒng)的準(zhǔn)確性是93.92%[9]。自動(dòng)標(biāo)注以后，我們對(duì)50個(gè)人的音頻再次進(jìn)行手動(dòng)人工校對(duì)，準(zhǔn)確率達(dá)到97.22%。根據(jù)已標(biāo)注的單音節(jié)語(yǔ)音，以被測(cè)試者的發(fā)音基頻為依據(jù)，選出每個(gè)被試調(diào)域的最大值和最小值，其中3%～5%的位置為最小值，95%～97%的位置為最大值，之后將被試的聲調(diào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最終變成五度制。10位漢語(yǔ)母語(yǔ)者和不同水平(高水平、中水平和低水平)的50位維吾爾學(xué)習(xí)者的4類(lèi)聲調(diào)轉(zhuǎn)換成5度值和各聲調(diào)時(shí)長(zhǎng)以及音強(qiáng)，然后，與漢語(yǔ)普通話母語(yǔ)者和維吾爾學(xué)習(xí)者的聲調(diào)一階差分、聲調(diào)時(shí)長(zhǎng)分布模式以及相似度進(jìn)行比較。

2 聲調(diào)的一階差分分析

通過(guò)一階差分，能夠得出漢語(yǔ)聲調(diào)在日常習(xí)得過(guò)程中的特征，還能夠?qū)h語(yǔ)方言聲調(diào)的特征區(qū)分出來(lái)[10]。同時(shí)一階差分得出來(lái)的值可以將F0(基頻)曲線的變化直接呈現(xiàn)。此外，每個(gè)人的音域都有所差異，這是因?yàn)槭艿较忍煲蛩睾秃筇煺Z(yǔ)調(diào)習(xí)得因素的影響。所以，我們要將音域的差別消除，主要的方法就是將F0值進(jìn)行轉(zhuǎn)化，變成一階差分值[11]。因此，通過(guò)維吾爾族學(xué)習(xí)者聲調(diào)的一階差分，進(jìn)一步可以找出他們產(chǎn)生偏誤的原因。

圖1 MC&UCA&UCI&UCB陰平聲調(diào)(T1)曲線的一階差分

(Note: In this figure and all the following figures and tables of this paper, MC represents native Mandarin speakers, UCA represents high-level Uygur learners, UCI represents middle-level Uygur learners, UCB represents low level Uygur learners; M means male, F means female, T1 is yin-ping tone, T2 is yang-ping tone, T3 is rising tone and T4 is falling tone)

圖2 MC&UCA&UCI&UCB陽(yáng)平聲調(diào)(T2)曲線的一階差分

圖3 MC&UCA&UCI&UCB上聲聲調(diào)(T3)曲線的一階差分

圖4 MC&UCA&UCI&UCB去聲聲調(diào)(T4)曲線的一階差分

圖1～4是漢語(yǔ)普通話母語(yǔ)者與各個(gè)水平階段的維吾爾族學(xué)習(xí)者按照不同聲調(diào)的一階差分圖(圖中M表示男性，F(xiàn)表示女性；MC代表漢語(yǔ)普通話母語(yǔ)者，UC代表維吾爾族普通話學(xué)習(xí)者，UCA代表高水平組維吾爾族學(xué)習(xí)者，UCI代表中水平組維吾爾族學(xué)習(xí)者，UCB低水平組維吾爾族學(xué)習(xí)者；T1-陰平，T2-陽(yáng)平，T3-上聲，T4-去聲)。通過(guò)圖1～4，可以比較漢族人和維吾爾族普通話學(xué)習(xí)者的聲調(diào)調(diào)形的不同，主要關(guān)注在拐點(diǎn)。圖1是T1的一階差分圖，從圖1中可以看出，漢語(yǔ)母語(yǔ)者和維吾爾族人的T1在調(diào)形上沒(méi)有很大的差別。

圖2是T2的一階差分圖，從圖2中可以看出維吾爾族女性學(xué)習(xí)者(UCB_F, UCI_F, UCA_F)調(diào)型類(lèi)似于標(biāo)準(zhǔn)普通話者(MC_F, MC_M)的調(diào)形，但是MC的最高峰在尾部，整體圖形呈現(xiàn)出拋物線狀，而UCF和UCM并不是這樣，他們的最高峰都出現(xiàn)在中部，這說(shuō)明維吾爾族學(xué)習(xí)者在原聲調(diào)曲線上的斜率要大于MC，UC的T2從中部出現(xiàn)急劇的下降趨勢(shì)。原聲調(diào)的拐點(diǎn)是軸對(duì)應(yīng)于軸0點(diǎn)的位置。從圖2中可以看出，UC的基頻平均值比MC的平均值要大(UC大約是4，MC大約是2)，可見(jiàn)維吾爾族學(xué)習(xí)漢語(yǔ)的拐點(diǎn)要相對(duì)靠后。從值也可以看出差異：維吾爾族學(xué)習(xí)者，當(dāng)=4時(shí)=0；而漢語(yǔ)母語(yǔ)者，當(dāng)=2時(shí)=0。這說(shuō)明學(xué)習(xí)音節(jié)過(guò)程中，拐點(diǎn)的位置不同，維吾爾族人的拐點(diǎn)位置在軸的40%位置處，而漢族人在20%處就已經(jīng)出現(xiàn)了拐點(diǎn)。

圖3是T3的一階差分圖。從圖3中可以看出，UC_F曲線在=4的時(shí)候都能夠與=0相對(duì)應(yīng)，這表示維吾爾女性在學(xué)習(xí)漢語(yǔ)時(shí)的拐點(diǎn)出現(xiàn)位置與漢語(yǔ)母語(yǔ)者出現(xiàn)的拐點(diǎn)位置相同。而男性(UC_M)的曲線對(duì)應(yīng)=0位置的軸的值約為3，與漢語(yǔ)普通話母語(yǔ)者有所不同。此外，從軸的最高值可以看出，維吾爾族人為22，而漢語(yǔ)母語(yǔ)者為14，比漢語(yǔ)普通話母語(yǔ)者大將近一半。

圖4是T4的一階差分圖。對(duì)于女性發(fā)音人而言，維吾爾族學(xué)習(xí)者的調(diào)型與漢語(yǔ)普通話母語(yǔ)者很接近，而男性發(fā)音人有很大的差異，并且從斜率上看，維吾爾男性被試的斜率要高于漢語(yǔ)母語(yǔ)者，從原聲調(diào)曲線圖中可以看出，維吾爾族的男性漢語(yǔ)學(xué)習(xí)者的T4下降非?？?。

為了將一階差分在解釋聲調(diào)走向趨勢(shì)上做出更清晰的解釋?zhuān)覀儗?duì)不同水平的維吾爾族學(xué)習(xí)者男女(UCA, UCI, UCB)和漢語(yǔ)普通話母語(yǔ)者(MC)的一階差分圖(圖5～13，圖中英文字母含義與圖1～4相同)分別進(jìn)行詳細(xì)的分析。

圖5、6分別是男性和女性漢語(yǔ)普通話母語(yǔ)者聲調(diào)曲線的一階差分圖。由圖5可知，MC_M的T2一階差分曲線中，對(duì)應(yīng)=0位置的值約是3，T3的是4.2，T2和T3的一階差分曲線的調(diào)形差異性很大。T1一階差分對(duì)應(yīng)的=0時(shí)值為4，T4為5.4。由圖6可知，MC_F的T1和T4也有差別。T1的一階差分=0時(shí)的值為6，T3為4.6，T4為7。此外，MC_M與MC_F在本文研究的四類(lèi)聲調(diào)都有差異，這種差異主要是體現(xiàn)在一階差分曲線上。

圖5 漢語(yǔ)普通話母語(yǔ)者聲調(diào)曲線的一階差分(M)

圖6 漢語(yǔ)普通話母語(yǔ)者聲調(diào)曲線的一階差分(F)

圖7、8分別是男性和女性高水平組維吾爾族學(xué)習(xí)者聲調(diào)曲線的一階差分圖。從圖7～8可以發(fā)現(xiàn)，T1和T2的調(diào)型很相似，對(duì)應(yīng)=0位置的值都是4，與MC不同。T3一階差分的對(duì)應(yīng)=0位置的值分別是3(UCA_M)和4.2(UCA_F)，與MC_F的調(diào)型和拐點(diǎn)很接近。T4的位置也與MC有很大的差異，說(shuō)明T1&T2&T4的拐點(diǎn)有偏誤。

圖7 維吾爾族學(xué)習(xí)者聲調(diào)曲線的一階差分(UCA_M)

圖8 維吾爾族學(xué)習(xí)者聲調(diào)曲線的一階差分(UCA_F)

圖9、10分別為男性和女性中水平組維吾爾族學(xué)習(xí)者聲調(diào)曲線的一階差分圖。從UCI的一階差分圖可顯示，UCI的T1和T2的調(diào)型很相似，UCI_M的T1、T2的拐點(diǎn)和MC_M的相同，一階差分對(duì)應(yīng)=0位置的值都是3，表示沒(méi)有偏誤。而T3、T4的拐點(diǎn)和調(diào)型有很大的差異，UCI_M習(xí)得有困難，有偏誤。UCI_F的T3的一階差分中，=0時(shí)，的對(duì)應(yīng)值大約為4.2。T3的最大值約為28，比MC的最高值要大，這主要體現(xiàn)出UCI_F在T3的末尾處的斜率要更好，因此T3曲線在末尾處具有更高的上升可能。

圖9 維吾爾族學(xué)習(xí)者聲調(diào)曲線的一階差分(UCI_M)

圖10 維吾爾族學(xué)習(xí)者聲調(diào)曲線的一階差分(UCI_F)

圖11、12分別是男性和女性低水平組維吾爾族學(xué)習(xí)者聲調(diào)曲線的一階差分圖，從圖中可以看出，T1和T2在調(diào)形上具有相似性，=0時(shí)對(duì)應(yīng)的值為3，與MC_M的相同；而UCB_F的一階差分的對(duì)應(yīng)=0位置的值是4，MC_F的值約是2.6。

UCB_M的T3一階差分對(duì)應(yīng)=0位置的值約是6，T4一階差分對(duì)應(yīng)=0位置的值約是4，分別比MC_M(約1.8，1.5)大，說(shuō)明UCB_M的T3、T4末尾的斜率比較小。

圖11 維吾爾族學(xué)習(xí)者聲調(diào)曲線的一階差分(UCB_M)

圖12 維吾爾族學(xué)習(xí)者聲調(diào)曲線的一階差分(UCB_F)

不過(guò)，UCB_F的最大的值相比MC_F的值約大1倍，表示T3末尾的斜率比較大，曲線末尾的上升趨勢(shì)更大，說(shuō)明UCB_F的T3有偏誤。UCB_F的T4調(diào)型和末尾的值跟MC_F很相似。

由以上的各類(lèi)聲調(diào)的一階差分圖可推測(cè)出，三組維吾爾族人學(xué)習(xí)普通話的聲調(diào)都有困難。兩種語(yǔ)言的音系、語(yǔ)調(diào)和重音等特性影響了第二語(yǔ)言中聲調(diào)特性。這種聲調(diào)系統(tǒng)的差異導(dǎo)致了維吾爾族人學(xué)習(xí)普通話的聲調(diào)出現(xiàn)困難。

3 聲調(diào)時(shí)長(zhǎng)和音強(qiáng)聲學(xué)分析

3.1 聲調(diào)時(shí)長(zhǎng)分布模式

時(shí)長(zhǎng)就是時(shí)間長(zhǎng)短的意思：如MC念的“媽”“麻”“馬”“罵”里的時(shí)長(zhǎng)分別為：90、75、111、68 ms；將它分為最長(zhǎng)、次長(zhǎng)、次短和最短四個(gè)等級(jí)。聲調(diào)是一個(gè)持續(xù)的音段，每個(gè)聲調(diào)都有一定的時(shí)長(zhǎng)。不同發(fā)音人的絕對(duì)時(shí)長(zhǎng)值差別很大，有時(shí)甚至同一個(gè)人的不同單詞的時(shí)長(zhǎng)之間也存在著很大的差異。

因此，對(duì)絕對(duì)時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行了歸一化處理。歸一化的目的，就是使不同發(fā)音人之間的時(shí)長(zhǎng)更具有可比性。我們采用朱曉農(nóng)[12]的“跨聲調(diào)均值”的方法進(jìn)行時(shí)長(zhǎng)歸一化，該方法是以所有聲調(diào)時(shí)長(zhǎng)的平均值作為基準(zhǔn)，設(shè)為單位“1”，再用各聲調(diào)的時(shí)長(zhǎng)除以平均時(shí)長(zhǎng)，便得到了各聲調(diào)的相對(duì)時(shí)長(zhǎng)值。規(guī)整公式為

表2和圖13分別是UC和MC歸一化處理后的(男，女)單字聲調(diào)相對(duì)時(shí)長(zhǎng)表和比較圖。(M代表男性，F(xiàn)代表女性)。

表2 普通話母語(yǔ)者和維吾爾族學(xué)習(xí)者單音節(jié)詞聲調(diào)相對(duì)時(shí)長(zhǎng)

圖13 普通話母語(yǔ)者和維吾爾族學(xué)習(xí)者單音節(jié)詞聲調(diào)相對(duì)時(shí)長(zhǎng)分布圖(M,F)

對(duì)不同性別的UC和MC聲調(diào)時(shí)長(zhǎng)的歸一化結(jié)果表明，(1) 普通話母語(yǔ)者或者不同水平的維吾爾族學(xué)習(xí)者(男性和女性)在去聲(T4)的歸一值很接近，差別主要表現(xiàn)在上聲、陰平、陽(yáng)平上。(2) 對(duì)于男性發(fā)音人來(lái)說(shuō)，在陰平上不同水平的維吾爾族學(xué)習(xí)者的相對(duì)時(shí)長(zhǎng)很接近，男性普通話母語(yǔ)者(MC_M)在四聲時(shí)長(zhǎng)的跨度為0.43，而不同水平的維吾爾族學(xué)習(xí)者在四聲的跨度值分別為：UCA_M：0.44，UCI_M：0.52，UCB_M：0.54，說(shuō)明陰平和上聲的時(shí)長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)在普通話母語(yǔ)者中比較明顯。(3) 對(duì)于女性發(fā)音人來(lái)講，中水平和低水平的維吾爾族學(xué)習(xí)者(UCI_F、UCB_F)的陽(yáng)平時(shí)長(zhǎng)(T2)和UCB_F在陽(yáng)平的相對(duì)時(shí)長(zhǎng)值接近于普通話母語(yǔ)者。在四組發(fā)音人中，高水平維吾爾族學(xué)習(xí)者的時(shí)長(zhǎng)跨度最大，為0.67，中低水平維吾爾族學(xué)習(xí)者的時(shí)長(zhǎng)跨度相對(duì)較小，分別為：中級(jí)：0.55，低級(jí)：0.64；而普通話母語(yǔ)者的時(shí)長(zhǎng)跨度最小，為0.28。因此，在女性發(fā)音人中，高水平維吾爾族學(xué)習(xí)者的時(shí)長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)更明顯。(4) MC和UC都具有相同的時(shí)長(zhǎng)分布模式T3>T1>T2>T4，但是，表2清楚地顯示，在四聲中維吾爾族學(xué)習(xí)者(UC)時(shí)長(zhǎng)跨度值都大普通話母語(yǔ)者，并且差異比較大，相似性較小。

3.2 聲調(diào)時(shí)長(zhǎng)相似度分析

我們需要進(jìn)一步對(duì)MC與UC的聲調(diào)時(shí)長(zhǎng)的差異性、以及不同級(jí)別的維吾爾族人之間的差異性進(jìn)行分析，在這個(gè)過(guò)程中我們引入時(shí)長(zhǎng)模式相似度。式(2)的e指數(shù)提供了客觀的數(shù)據(jù)來(lái)表現(xiàn)維吾爾族學(xué)習(xí)者和漢語(yǔ)母語(yǔ)者聲調(diào)時(shí)長(zhǎng)模式的相似度。

e指數(shù)距離公式[13]：

表3是以MC(5男，5女)的時(shí)長(zhǎng)分布為參照，計(jì)算出的時(shí)長(zhǎng)分布相似度。我們可以看到，無(wú)論是高水平、中水平或者低水平的女性UC，與MC之間的相似度很高，分別是0.97, 0.98, 0.98。同時(shí)，UC(UCA,UCB)女性發(fā)音人與MC男性發(fā)音人的時(shí)長(zhǎng)分布模式相似度比起UC(UCA,UCB)男性和MC男性發(fā)音人的相似度均要高(0.83>0.71，0.86>0.75)。對(duì)UC而言，并不是MHK考試成績(jī)分?jǐn)?shù)越高，時(shí)長(zhǎng)分布模式與漢語(yǔ)母語(yǔ)者越接近，二者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是模糊的，并不清晰。

表3 漢語(yǔ)普通話母語(yǔ)者與維吾爾族學(xué)習(xí)者時(shí)長(zhǎng)分布模式相似度

3.3 聲調(diào)的音強(qiáng)特征分析

對(duì)60位發(fā)音人的樣本進(jìn)行測(cè)量統(tǒng)計(jì)后，我們得到了MC和UC單字調(diào)音強(qiáng)格局(如圖14所示)。這里做聲調(diào)音強(qiáng)(能量)實(shí)驗(yàn)是為了探討音強(qiáng)曲線的形狀在四聲中有什么不同，以及觀察能量在音調(diào)中的作用。漢語(yǔ)聲調(diào)的音強(qiáng)曲線形狀為前強(qiáng)、中強(qiáng)、后強(qiáng)、平臺(tái)、雙峰五種類(lèi)型[14]。

圖14 普通話母語(yǔ)者和維吾爾族學(xué)習(xí)者聲調(diào)音強(qiáng)分布模式

從整體上看，無(wú)論是男性還是女性發(fā)音人，MC和UC各類(lèi)音調(diào)音強(qiáng)曲線有明顯差異。MC起點(diǎn)音強(qiáng)都是65 dB以上，終點(diǎn)為55 dB以上，都高于UC。

具體來(lái)看，MC和UC的音強(qiáng)曲線在各類(lèi)聲調(diào)上的表現(xiàn)不同。在陰平調(diào)(T1)中，男性MC的音強(qiáng)曲線為平臺(tái)型，起點(diǎn)為69 dB，中間較平，末尾呈下降趨勢(shì)，終點(diǎn)為64 dB。男性高、中、低水平UC學(xué)習(xí)者的音強(qiáng)曲線差異不大，整體上低于男性MC，為前強(qiáng)型。女性MC的音強(qiáng)曲線為前強(qiáng)型，起點(diǎn)較高，末尾處下降趨勢(shì)較為明顯。女性UC的音強(qiáng)曲線為平臺(tái)型，首尾較低，中間較平。

在陽(yáng)平調(diào)(T2)中，男性MC和女性MC的音強(qiáng)曲線存在差異。前者的音強(qiáng)曲線為后強(qiáng)型，第1～4個(gè)點(diǎn)較低，第5～8個(gè)點(diǎn)逐漸上升，最高點(diǎn)達(dá)到71 dB。后者為平臺(tái)型，起點(diǎn)略低，中間較平，末尾處下降較明顯，最低達(dá)到58 dB。男性和女性UC都為平臺(tái)型，其中男性不同水平學(xué)習(xí)者的內(nèi)部差異較小，三條曲線集中在50 dB左右。女性學(xué)習(xí)者的平均音強(qiáng)高于男性學(xué)習(xí)者，并且存在一定的內(nèi)部差異，其中高級(jí)水平學(xué)習(xí)者的音強(qiáng)曲線最高，中級(jí)水平學(xué)習(xí)者的音強(qiáng)曲線最低。在上聲調(diào)(T3)中，所有發(fā)音人的音強(qiáng)曲線都為雙峰型，第一個(gè)峰值出現(xiàn)在第2點(diǎn)，第二個(gè)峰值出現(xiàn)在第9點(diǎn)。MC的音強(qiáng)最大值為69 dB，最小值為63 dB。在去聲調(diào)(T4)中，MC和男性UC的音強(qiáng)曲線為前強(qiáng)型，第2～5個(gè)點(diǎn)處的音強(qiáng)較高，第5點(diǎn)后音強(qiáng)下降明顯，其中男性UC的最低點(diǎn)達(dá)到36 dB，女性MC的最低點(diǎn)為56 dB。女性UC的音強(qiáng)曲線為平臺(tái)型，第7～10個(gè)點(diǎn)下降明顯，最低點(diǎn)達(dá)到42 dB。

經(jīng)分析可見(jiàn)，MC和UC的音強(qiáng)曲線主要體現(xiàn)為高低上的差異，曲線的形狀比較一致。男性發(fā)音人和女性發(fā)音人的音強(qiáng)差異在各個(gè)聲調(diào)上的表現(xiàn)不同。男性MC和女性MC的差異主要體現(xiàn)在T2(后強(qiáng)型 VS 平臺(tái)型)和T3(拱度小 VS 拱度大)上。男性UC和女性UC的差異主要體現(xiàn)在T1(前強(qiáng)型 VS 平臺(tái)型)和T4(前強(qiáng)型 VS 平臺(tái)型)上。高、中、低水平UC的音強(qiáng)曲線較為一致，差異較小。

4 結(jié)論

本研究主要分析了10位MC和50位UC(根據(jù)MHK考試成績(jī)分成低水平、中等水平、高水平三類(lèi))在聲調(diào)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)中的一階差分模式，對(duì)UC的聲調(diào)偏誤進(jìn)行了聲學(xué)和實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析。根據(jù)各類(lèi)聲調(diào)的一階差分圖可推測(cè)出不同水平的三組維吾爾族人學(xué)習(xí)普通話的聲調(diào)都有困難，對(duì)聲調(diào)有偏誤。

兩種語(yǔ)言的音系、語(yǔ)調(diào)和重音等特性影響了第二語(yǔ)言中聲調(diào)特性。這種聲調(diào)系統(tǒng)的差異導(dǎo)致了維吾爾族人學(xué)習(xí)普通話的聲調(diào)出現(xiàn)困難。與此同時(shí)，維吾爾語(yǔ)是無(wú)聲調(diào)、有重音的語(yǔ)言，而重音不起區(qū)別語(yǔ)義的作用。維吾爾語(yǔ)語(yǔ)流中通常會(huì)把韻律詞放置于重音之前，而韻律詞所含音節(jié)的音高絕大部分是中平調(diào)或是平調(diào)，同時(shí)隨后的重音則運(yùn)用中升調(diào)，而句子快結(jié)束時(shí)又采用降調(diào)。所以，維吾爾族學(xué)習(xí)者在運(yùn)用平調(diào)、降調(diào)和升調(diào)時(shí)都可以在維吾爾語(yǔ)中找到能夠?qū)φ盏恼{(diào)型。在聲調(diào)時(shí)長(zhǎng)上MC和UC有差異，從10位MC的聲調(diào)時(shí)長(zhǎng)特征可以看出，這10位被試的聲調(diào)時(shí)長(zhǎng)模式具有高度的一致性，均為T(mén)3>T1>T2>T4。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，UC呈現(xiàn)出類(lèi)似的特征，但是，UC在四聲的跨度值遠(yuǎn)大于MC。而且MC和UC在能量上也有明顯的差異。參考MHK考試成績(jī)將其漢語(yǔ)水平分為低水平、中等水平和高水平，但是這樣分類(lèi)并不能體現(xiàn)與聲調(diào)時(shí)長(zhǎng)模式之間的相關(guān)性?？傮w說(shuō)來(lái)，MHK考試成績(jī)與單字調(diào)發(fā)音是有相關(guān)性的，一般來(lái)說(shuō)MHK成績(jī)高，單字調(diào)發(fā)音要更好，但是這種關(guān)系并不是絕對(duì)成立的。因此，將MHK成績(jī)作為維吾爾族人漢語(yǔ)水平的唯一標(biāo)準(zhǔn)并不科學(xué)，還需要開(kāi)發(fā)其他的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，特別是與口語(yǔ)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。

[1] 朱曉農(nóng). 語(yǔ)音學(xué)[M]. 北京: 北京商務(wù)印書(shū)館, 2010: 190-195.

ZHU Xiaonong. Phonetics [M]. Beijing: The Commercial Press, 2010: 190-195.

[2] ZHAO Lu, FENG Hui, WANG Huixia, et al. Acoustic Features of Mandarin Monophthongs by Tibetan Speakers[C]//Banchs R E, Minghui Dong, Yanfeng Lu, Bali Ranaivo-Malan?on. Proceedings of the International Conference on Asian Language Processing 2014 (IALP 2014). Kuching: IEEE, 2014a: 147-150.

[3] 陳晨, 李秋楊, 王仲黎. 泰國(guó)學(xué)生漢語(yǔ)元音習(xí)得中遷移現(xiàn)象的聲學(xué)實(shí)驗(yàn)研究[J]. 民族教育研究, 2009, 20(1): 108-115.

CHEN Chen, LI Qiuyang, WANG Zhongli. An acoustic experiment on transfer of Thai students in their acquisition of Chinese vowels [J]. Journal of Research on Education for Ethnic Minorities, 2009, 20(1): 108-115.

[4] 溫雪瑩. 日本學(xué)生漢語(yǔ)元音習(xí)得的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 語(yǔ)言教學(xué)與研究，2008, (4): 62-69.

WEN Xueying. An experimental study of Japanese students' acquisition of Chinese vowels[J].Language Teaching and Linguistic Studies, 2008, (4): 62-69.

[5] 廖涌舜. 零起點(diǎn)泰國(guó)漢語(yǔ)學(xué)習(xí)者元音習(xí)得偏誤分析及其教學(xué)對(duì)策[D]. 上海: 上海外國(guó)語(yǔ)大學(xué), 2012.

LIAO Yongshun. Error analysis and teaching strategies of vowel acquisition in Thailand Chinese learners of zero distance[D]. Shanghai: Shanghai International Studies University, 2012.

[6] 林燾, 王理嘉. 語(yǔ)音學(xué)教程[M]. 北京: 北京大學(xué)出版社, 2013, 5-12.

LIN Tao, WANG Lijia. A course in phonetics[M]. Beijing: Beijing University press, 2013, 5-12.

[7] 牟宏宇, 原猛, 馮海泓. 雙耳分聽(tīng)漢語(yǔ)普通話聲調(diào)研究[J]. 聲學(xué)技術(shù), 2014, 33(1): 42-45.

MOU Hongyu, YUAN Meng, FENG Haihong. Research on dichotic listening of Mandarin tone[J]. Technical Acoustics, 2014, 33(1): 42-45.

[8] 李曉飛. 中級(jí)階段維吾爾族留學(xué)生漢語(yǔ)普通話單字調(diào)聲調(diào)習(xí)得偏誤分析[D]. 新鄉(xiāng): 河南師范大學(xué), 2015: 1-5.

LI Xiaofei. Middle school Uyghur Students, Mandarin Chinese, tone, tone, tone, acquisition, error analysis[D]. Xinxiang: Henan Normal University, 2015: 1-5.

[9] YUAN J, Ryant N, Liberman M. Automatic phonetic segmentation using boundary models[C]//INTERSPEECH. 2013: 2306- 2310.

[10] 金健. 漢語(yǔ)方言典型個(gè)案的實(shí)驗(yàn)[D]. 廣州: 中山大學(xué), 2009.

JIN Jian. An experiment on typical cases of Chinese dialects[D]. Guangzhou: Zhongshan University, 2009.

[11] Bruno Gauthier, Rushen Shi, Yi Xu. Learning phonetic categories by tracking movements[R]. Beijing, Speech Research Report. 2008.

[12] 朱曉農(nóng). 上海聲調(diào)實(shí)驗(yàn)錄[M]. 上海: 上海教育出版社, 2005.

ZHU Xiaonong. Shanghai tone experimental proceedings[M]. Shanghai: Shanghai Education Press, 2005.

[13] DANG J. Comparison of emotion perception among difference cultures[C]//presented at the APSIPA, sapporo, Japan, 2009.

[14] 鮑懷翹, 林茂山. 實(shí)驗(yàn)語(yǔ)音學(xué)概要[M]. 增訂版. 北京: 北京大學(xué)出版社, 2014, 175-177.

BAO Huaiqiao, LIN Maoshan. Overview of Experimental Phonetic[M]. Revised Edition. Beijing: Peking University Press, 2014, 175-177.

Tone investigation of non-native Chinese speakers based on acoustic features

Gulnur Arkin, Askar Hamdulla

(Institute of Information Science and Engineering, Xinjiang University, Urumqi 830046, Xinjiang, China)

Starting from the practical application requirements of ethnic minorities to improve the capabilities in the mandarin speech synthesis with high naturalness and the high precision mandarin speech recognition, this paper makes a comparison of the first order difference, the time length and similarity of tones between 50 Uyghur students in the junior, intermediate and advanced stages and 10 native mandarin speakers from the perspective of experimental phonetics. The experimental results of the first order difference model, the tone duration and other prosodic parameters are analyzed, and the relationship between Uyghur students' Chinese tone errors and MHK scores is obtained. It can be found that the three groups have difficulty in learning Mandarin tones, and the characteristics of phonological, intonation and stress of the two kinds of languages affect the tone characteristics in the second language. The tonality feature and tone duration of Uyghur learners and some important rules and conclusions are summarized. The present research can help strengthen phonetic teaching among ethnic minorities and provide more effective empirical data for speech synthesis and speech recognition of the Chinese spoken by ethnic minorities.

first order difference; tone errors; contrastive analysis; Uyghur learners; duration

H107

A

1000-3630(2018)-06-0571-08

10.16300/j.cnki.1000-3630.2018.06.011

2017-06-22;

2017-08-15

國(guó)家973項(xiàng)目 (2013CB329301)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(61063023)資助項(xiàng)目。

古力努爾·艾爾肯(1988－), 女, 新疆伽師人, 博士研究生, 研究方向?yàn)檎Z(yǔ)音信號(hào)處理。

艾斯卡爾·艾木都拉,E-mail: askarhamdulla@sina.com