胡旭君　張鞏　李芳芳　劉國益　金晨潔

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·臨床研究·

性別、文本材料及母語方言對(duì)普通話長時(shí)平均言語頻譜圖的影響

胡旭君1張鞏1李芳芳1劉國益1金晨潔1

目的探討不同性別、文本材料、母語方言對(duì)普通話長時(shí)平均言語頻譜圖(long-term average speech spectrum, LTASS)的影響，為LTASS應(yīng)用于臨床聽力學(xué)及科研提供參考。方法選擇官話、吳話、湘語、贛語、客家話、閩北話、閩南話及粵語8大方言區(qū)的160例受試者，各方言地區(qū)10男10女，年齡16～30歲，平均22.3±3.25歲，每例受試者按要求在標(biāo)準(zhǔn)隔聲室內(nèi)用平穩(wěn)語速與音量的普通話通過B&K(4192)麥克風(fēng)朗讀語音材料(包括新聞和小說兩類)，由實(shí)時(shí)頻譜分析儀(B&K PULSE3560C)提取所需要的頻率和強(qiáng)度并作記錄，繪制出普通話LTASS并統(tǒng)計(jì)分析其在不同性別、文本材料及母語方言之間的差異。結(jié)果繪制得到普通話LTASS圖，進(jìn)行輪廓分析(α=0.05)，語言材料對(duì)LTASS無影響，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=2.52，P=0.11)；性別(F=116.39，P=0.00)、母語方言(F=1.29，P=0.02)對(duì)LTASS有影響，男性在100、125、160、200 Hz頻率發(fā)音強(qiáng)度高于女性，粵語區(qū)普通話LTASS整體輸出強(qiáng)度低于其他方言普通話。結(jié)論普通話LTASS應(yīng)用于臨床及科研中需要考慮性別和不同地域因素的影響。

普通話；性別；方言；平均頻譜

長時(shí)平均頻譜是語音短時(shí)頻譜的長時(shí)間平均[1]。正常人的言語聲在強(qiáng)度和頻率上都有一定的波動(dòng)范圍，記錄一段長時(shí)間言語會(huì)話，穩(wěn)定后分析其強(qiáng)度變化范圍及其與頻率的關(guān)系，稱為長時(shí)平均言語頻譜(long-term average speech spectrum，LTASS)，將所得的各個(gè)頻率LTASS值均增加12 dB和下降18 dB所獲得的區(qū)間范圍，代表長時(shí)言語的動(dòng)態(tài)范圍，將該言語范圍投射于聽力圖中，便可估計(jì)不同聽閾曲線對(duì)言語的可聽度。助聽器驗(yàn)配公式，如：期望感覺級(jí)(desired sensation level,DSL)，便是利用LTASS數(shù)據(jù)來預(yù)估最佳增益，通過比較LTASS曲線與放大的目標(biāo)曲線，可以直觀地了解聽障患者對(duì)助聽器的聲放大需求，以幫助患者在動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)獲得良好的可聽度、舒適度和清晰度[2]。

1994年Byrne等[3]關(guān)于多國語言LTASS的研究認(rèn)為其差異性小，建議使用統(tǒng)一的LTASS圖；現(xiàn)階段我國采用的多為英文LTASS；但該研究也承認(rèn)由于結(jié)果受到受試者、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集方法等因素影響，不能排除差異性的存在，且至今很多國家都已經(jīng)找出了自己的言語平均頻譜[4]，例如：Heil Noh和Dong-Hee Lee(2012)[5]通過對(duì)比英語LTASS繪制出了符合韓國語音的LTASS。普通話是我國官方語言，應(yīng)用廣泛，而且我國幅員遼闊，有8大方言地區(qū)，不同方言區(qū)域的普通話LTASS有無一定差異，尚未見報(bào)道。故本研究擬通過分析不同性別、文本材料及不同方言區(qū)域等因素對(duì)普通話LTASS的影響，探討漢語普通話LTASS的差異，繪制出以漢語普通話語音結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的普通話LTASS，為我國臨床聽力學(xué)及科研提供參考。

1　資料與方法

1.1研究對(duì)象受試者為160例年齡16～30歲的正常青年人，平均年齡22.3±3.25歲，能流利使用漢語普通話，吐詞清晰；分別來自漢語8大方言地區(qū)，分別為官話地區(qū)(以北京話為代表)、吳話地區(qū)(以蘇州話和上海話為代表)、湘語地區(qū)(以長沙話為代表)、贛語地區(qū)(以南昌話為代表)、客家話地區(qū)(以梅州話為代表)、閩北話地區(qū)(以福州話為代表)、閩南話地區(qū)(以廈門話為代表)、粵語地區(qū)(以廣州話為代表)[6]，每地區(qū)20例，10男10女，無發(fā)音及智力障礙。

1.2文本材料從漢語普通話等級(jí)考試材料中選擇一篇小說和新聞作為測試材料(見附錄)，文章內(nèi)容相對(duì)容易閱讀，普通話各聲母、韻母都有涉及且分布相對(duì)均勻，無過多的重復(fù)[5]；且文章長度對(duì)于大多數(shù)人大約需要120秒的朗讀時(shí)間[7]。

1.3普通話LTASS測試測試前請(qǐng)受試者默讀一遍文本材料。隔聲室的噪聲水平低于30 dB SPL，麥克風(fēng)(B&K 4192)放置在朗讀者正前方，距受試者30厘米[5]；要求每位受試者以正常舒適的速度和音量用普通話朗讀小說和新聞材料各兩遍并分別記錄，計(jì)時(shí)90 s后停止。受試者在朗讀30 s左右時(shí)，LTASS的記錄趨于穩(wěn)定，由實(shí)時(shí)頻譜分析儀(B&K PULSE3560C)提取所需要的頻率和強(qiáng)度并作記錄。記錄參數(shù)設(shè)置：帶寬為1/3倍頻程，頻率范圍為100～10 000 Hz，平均時(shí)間為90 s，最大輸入峰值為7.071 V[5,7]。在語音分析結(jié)束之后，繪制出以頻率為橫坐標(biāo)、強(qiáng)度為縱坐標(biāo)的普通話LATSS。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS16.0統(tǒng)計(jì)軟件，使用輪廓分析(profile analysis)[8]進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2

結(jié)果

2.1漢語普通話LTASS特征圖1是根據(jù)160例8種母語方言受試者所得數(shù)據(jù)繪制出的漢語普通話LTASS圖。根據(jù)LTASS定義，言語包絡(luò)具有30 dB的變化范圍，即每一頻率LTASS強(qiáng)度向上延伸12 dB，向下延伸18 dB。語音信號(hào)中從250 Hz至4 000 Hz輸出曲線平穩(wěn)，低于250 Hz的低頻輸出降低了約20 dB，高于4 000 Hz的高頻輸出降低了約15 dB。

圖1　160例8種母語方言者的漢語普通話LTASS圖

2.2不同文本材料對(duì)普通話LTASS的影響160例受試者用普通話分別朗讀小說和新聞稿時(shí)各頻率的聲強(qiáng)比較見表1,文本材料分別為新聞稿和小說的普通話LTASS圖見圖2；根據(jù)輪廓分析，兩種文本材料的普通話LTASS差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=2.52，P=0.11)，即不同語言材料不影響普通話LTASS。

2.3性別對(duì)普通話LTASS的影響160例不同性別受試者普通話LTASS各頻率聲強(qiáng)均值比較見表2，男、女普通話LTASS圖見圖3；通過輪廓分析中的水平輪廓檢驗(yàn)和重合輪廓檢驗(yàn)分析，男性和女性在100、125、160、200 Hz各頻率比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=116.39，P=0.00)，即性別對(duì)普通話LTASS有影響。

表1　普通話LTASS各頻率不同文本材料的聲強(qiáng)均值比較

圖3　男女普通話LTASS圖

表2　普通話LTASS各頻率男性及女性的聲強(qiáng)均值比較

注：*與女性比較，P<0.05

2.4不同母語方言對(duì)普通話LTASS的影響8個(gè)方言地域受試者的普通話LTASS各頻率的聲強(qiáng)均值見表3,繪制的不同母語方言者的普通話LTASS見圖4；通過輪廓分析中的水平輪廓檢驗(yàn)和重合輪廓檢驗(yàn)，即：不同母語方言對(duì)普通話LTASS有影響(F=1.29，P=0.00)，主要集中在官話區(qū)、湘語區(qū)、贛話區(qū)、閩北區(qū)、粵語區(qū)、閩南區(qū)之間(表4)。

圖4　不同母語方言者的普通話LTASS

3　討論

根據(jù)LTASS定義，言語包絡(luò)具有30 dB的變化范圍，即每一頻率LTASS強(qiáng)度向上延伸12 dB，向下延伸18 dB。一般認(rèn)為，這個(gè)范圍可以覆蓋大多數(shù)言語聲，可以對(duì)一般強(qiáng)度的言語聲在各頻率所能聽到的部分進(jìn)行有效的描述[9]，并且可以用于評(píng)估助聽效果[2]；對(duì)助聽器的輸出進(jìn)行客觀評(píng)估的真耳分析設(shè)備上，當(dāng)輸入55 dB SPL(小聲)、65 dB SPL(中聲)、75 dB SPL(大聲)測試聲時(shí)，助聽器會(huì)對(duì)應(yīng)地出現(xiàn)三條輸出曲線，將這三條曲線與助聽器處方公式(比如NAL-NL2)的目標(biāo)輸出曲線進(jìn)行比較，就能了解助聽器的實(shí)際工作情況。

本研究結(jié)果顯示，不同母語方言者普通話閱讀新聞和小說所繪制的普通話LTASS差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，即文本材料的選擇對(duì)普通話LTASS無明顯影響，這與Cox和Moore(1988)[7]和Heil Noh和Dong-Hee Lee(2012)[5]得出的研究結(jié)果一致，表明LTASS不受語言材料的限制[10]。

表3　各頻率不同母語方言者普通話LTASS的聲強(qiáng)均值比較(dB ±s)

表4　不同母語方言者普通話LTASS組合差值對(duì)比

注：*P<0.05

從性別對(duì)普通話LTASS的影響看，本組對(duì)象男性與女性在整體的LTASS數(shù)據(jù)分析中差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=116.39，P=0.00)，與前期其他學(xué)者研究結(jié)果相一致[11，12]。黃昭鳴[13]等研究表明，國人成年男女的嗓音基頻分別為125 Hz和230 Hz左右，男性比女性的基頻低；而從本研究所繪制LTASS圖中可以發(fā)現(xiàn)，在250 Hz以上各頻率男、女性基本重合，而在250 Hz以下頻率男女之間有較大的差異，故認(rèn)為這一結(jié)果可能與與男女性發(fā)聲的基頻有關(guān)。因此，在臨床應(yīng)用中，對(duì)于不同性別助聽器使用者，可以針對(duì)低頻適當(dāng)修改增益。

近年來，口音問題在語音識(shí)別領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注，地域性的帶口音的普通話稱之為方言普通話。受方言的影響，一般人的普通話或多或少都帶有一定的地域特征[14]。我國有八大方言區(qū)，分為官話區(qū)、吳語區(qū)、湘語區(qū)、贛語區(qū)、客家話區(qū)、閩北話區(qū)、閩南話區(qū)、粵語區(qū)[6]，因此，本研究納入了這8大方言地域者，以探討不同地域漢語普通話對(duì)LTASS是否有影響；從文中結(jié)果看，根據(jù)輪廓分析(平行輪廓檢驗(yàn)和重合輪廓檢驗(yàn))得總體輪廓分析(F=1.29，P=0.02)繪制的普通話LTASS，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，主要表現(xiàn)在200～4 000 Hz各頻率強(qiáng)度有差異。同時(shí)行兩兩對(duì)比輪廓分析顯示，大部分地域母語方言者普通話LTASS之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，只有官話區(qū)與閩北區(qū)、閩南區(qū)、粵語區(qū)，客家區(qū)與閩南區(qū)、粵語區(qū)，閩北區(qū)與粵語區(qū)母語方言者普通話LTASS之間有顯著性差異。造成此現(xiàn)象的原因可能是方言帶有一定的口音，我國幅員遼闊，不同方言在元音頻率上的差異，造成了LTASS之間的差異性。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，不同語言會(huì)有不同的元音和頻率(共振峰結(jié)構(gòu)不同)，從而會(huì)引起音素不同的變化[3]。另外，也可能與受試者的發(fā)音習(xí)慣有關(guān)。

綜上所述，本文通過對(duì)漢語普通話LTASS的初步研究，繪制出普通話LTASS圖譜，有助于臨床工作者更好地理解和應(yīng)用LTASS，為臨床和科研提供參考。同時(shí)，臨床工作者在向患者解釋LTASS時(shí)，還需考慮性別和地域因素對(duì)LTASS的影響。

1王宏，向大威．基于長時(shí)平均頻譜的“文本無關(guān)”話者識(shí)別[J].聲學(xué)技術(shù)，2002，21:59.

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3Denis B, Harvey D, Khanh T, et al.An international comparison of long-term average speech spectra[J]. J Acoust Soc Am, 1994, 96:2108.

4楊偉,沈勇,劉紫赟. 漢語普通話平均頻譜[J].南京大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，48：40.

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7Cox RM, Moor JN. Composite speech spectrum for hearing aid gain prescriptions[J]. Journal of Speech and Hearing Research, 1988, 31:102.

8孫振求．醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)[M]．第2版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2006.305～309.

9Katz J，著.韓德民，譯．臨床聽力學(xué)[M] ．北京：人民衛(wèi)生出版社,2006.605～608．

10Benson RW, Hirsh IJ. Some variables in audio spectrometry[J]. Acoust Soc Am, 1953, 25: 499.

11Niemoller AE, McCormick I, Miller JD. On the spectrum of spoken English[J]. J Acoust Soc Am, 1974, 55:461.

12Mendoza E, Valencia N, Mufioz JD. Differences in voice quality between men and women: use of the long-term average spectrum (LTAS)[J]. Journal of Voice,1996,10:59.

13黃昭鳴，杜曉新，蔡紅霞．平均言語基頻的常模的制訂及其相關(guān)研究[J]．中國聽力語言康復(fù)科學(xué)雜志,2005(2)：26.

14劉林泉，鄭方，吳文虎．基于小數(shù)據(jù)量的方言普通話語音識(shí)別聲學(xué)建模[J] ． 清華大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，48：604．

(2015-11-30收稿)

(本文編輯周濤)

附錄：

小說：一位訪美中國女作家，在紐約遇到一位賣花的老太太。老太太穿著破舊，身體虛弱，但臉上的神情卻是那樣祥和興奮。女作家挑了一朵花說："看起來，你很高興。"老太太面帶微笑地說："是的，一切都這么美好，我為什么不高興呢？""對(duì)煩惱，你倒真能看得開。"女作家又說了一句。沒料到，老太太的回答更令女作家大吃一驚："耶穌在星期五被釘上十字架時(shí)，是全世界最糟糕的一天，可三天后就是復(fù)活節(jié)。所以，當(dāng)我遇到不幸時(shí)，就會(huì)等待三天，這樣一切就恢復(fù)正常了。"

"等待三天"，多么富于哲理的話語，多么樂觀的生活方式。它把煩惱和痛苦拋下，全力去收獲快樂。

沈從文在"文革"期間，陷入了非人的境地。可他毫不在意，他在咸寧時(shí)給他的表侄、畫家黃永玉寫信說："這里的荷花真好，你若來…"身陷苦難卻仍為荷花的盛開欣喜贊嘆不已，這是一種趨于澄明的境界，一種曠達(dá)灑脫的胸襟，一種面臨磨難坦蕩從容的氣度，一種對(duì)生活童子般的熱愛和對(duì)美好事物無限向往的生命情感。

由此可見，影響一個(gè)人快樂的，有時(shí)并不是困境及磨難，而是一個(gè)人的心態(tài)。如果把自己浸泡在積極、樂觀、向上的心態(tài)中，快樂必然會(huì)占據(jù)你的每一天。

新聞：一年前，奧巴馬受到多方批評(píng)，其支持率曾一度下降到40%左右，美國失業(yè)率也達(dá)到8.5%。奧巴馬在這種情況下贏得連任即使不說空前絕后，也十分罕見。他是自富蘭克林·羅斯福(Franklin D. Roosevelt)之后，首位在2次大選中贏得50%以上選票的民主黨總統(tǒng)。

2011年12月，奧巴馬簽署醫(yī)改法案面臨最高法院的挑戰(zhàn)，受到共和黨的無情批判。此外，奧巴馬還與保守派共和黨就稅率和開支問題展開激烈爭論，一系列財(cái)政問題甚至在年初導(dǎo)致美國信用評(píng)級(jí)被下調(diào)。

盡管下令擊斃本·拉登(Osama bin Laden)和完成伊拉克撤軍曾為奧巴馬贏得不少人的支持，但奧巴馬2014年從阿富汗撤離戰(zhàn)斗部隊(duì)的計(jì)劃依然受到許多人批評(píng)。而在大選中，各種辯論給了其他候選人質(zhì)疑奧巴馬的機(jī)會(huì)，他的詆毀者稱他是個(gè)失敗者，批評(píng)他領(lǐng)導(dǎo)下的美國經(jīng)濟(jì)恢復(fù)緩慢。

可是一年后，奧巴馬連本帶利獲得豐厚回報(bào)。他在大選中通過贏下關(guān)鍵州獲得連任。2011年末，美國經(jīng)濟(jì)狀況有所改善，并在2012年持續(xù)好轉(zhuǎn)，失業(yè)率11月份下降到7.7%。這種緩慢而穩(wěn)定的增長為奧巴馬反擊共和黨提供了幫助，美國經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長是奧巴馬在總統(tǒng)大選中擊敗對(duì)手的主要原因。

此外，奧巴馬在外交政策方面的表現(xiàn)也超過對(duì)手，畢竟羅姆尼幾乎沒有解決國際問題的經(jīng)驗(yàn)。在大選最后一段時(shí)間，奧巴馬繼續(xù)將自己塑造成機(jī)會(huì)平等、貧富差距縮小的代表。他暫停驅(qū)逐年輕非法移民的做法也為其贏得西班牙裔選民的支持，結(jié)束"不問不說"政策則博得了年輕人的好感。

The Effects of Genders, Language Material and Region on the MandarinLong-term Average Speech Spectrum

Hu Xujun， Zhang Gong， Li Fangfang, Liu Guoyi, Jin Chenjie，

(Hearing and Speech Science Department, College of Medical Technology, Zhejiang Chinese Medical University, Hangzhou, 310053, China)

ObjectiveTo study the Mandarin long-term average speech spectrum (LTASS), the effects of gender, language and region material on LTASS were explored. This research would provide reference for clinical and academic use of Mandarin LTASS.MethodsOne hundred and sixty subjects from eight major dialectic regions of China, aging 16～30 (average 22.3±3.3), were asked to read two materials (storybook, newspaper) in Mandarin at a steady speed and conversational level inside a standard soundproof booth. Ten males and ten females were in each dialectic region. A microphone (B&K 4192) was used to monitor each subject's speech which was analyzed with a real-time spectrum analyzer to obtain the long-term spectrum (B&K PULSE 3560C).ResultsDifferent Mandarin LTASS spectra were obtained based on gender, material and regions. The spectra were tested with profile analysis. Language material had no significant effects on the Mandarin LTASS (F=2.52，P=0.11). There was, however, significant gender difference (F=116.39，P=0.00). Males had spoken with intensity levels higher than females at 100 Hz to 200 Hz. There was also a dialectic difference in the Mandarin LTASS (F=1.29，P=0.02). Speakers from Guangdong had the lowest intensity levels compared to those from other regions.ConclusionGenders and regions are factors that need to be considered when LTASS is used for clinical purpose and academic study.

Mandarin;Gender;Dialect;Average speech spectrum

1浙江中醫(yī)藥大學(xué)醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院聽力系(杭州310053)

胡旭軍，女，浙江人，副教授，主要研究方向?yàn)槁犃W(xué)。

10.3969/j.issn.1006-7299.2016.05.002

H018.4

A

1006-7299(2016)05-0430-05

網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2016-6-2916：14

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1391.R.20160629.1614.054.html