上海普通话版“林氏六音”频率范围分析△

王非凡 于珏 马良 张美琪 夏欣雨

临床听力筛查(hearing screening)方法多样，其中“林氏六音”测试方法被认为具有以下优点：操作简易、高效、结果可靠、价格低廉[1],因此被广泛应用于临床听觉言语语言能力的康复效果评估[2]，以及助听器或人工耳蜗等设备的功能评估。

“林氏六音”由美国康复学家Daniel Ling提出，主要为三个元音和三个辅音。元音为[i]、[a]、[u]，辅音包含两个擦音[ʃ](/sh/)、[s]以及一个鼻音[m][3,4](“[ ]”内为国际音标，“/ /”内为拉丁或拼音字母)。之所以选择这六个音，主要原因是这六个音基本涵盖了一种语言里语音从低到高的频率范围[4]。元音的音色是由声腔的共振频率决定的，第一共振峰(first formant,F1)和第二共振峰(second formant,F2)的频率基本上可以决定一个元音的音色[5]。一般情况下，[i]、[a]、[u]三个元音通常代表舌活动范围的极限[5]，因此这三个元音的F1、F2大体能反映一种语言元音的频率分布情况。辅音主要看中心频率或能量集中区(center of gravity)，一般而言，擦音的能量集中区频率相对较高，鼻音的能量集中区频率相对较低，因此在六音中需要考察擦音和鼻音的能量集中区频率。由这六音的频率，基本上可以确定一种语言的语音大体上的频率分布范围，为临床应用提供一定的参考依据。

不同语言发音方式不同，语音各异，因此“林氏六音”实际在不同的语言中有不一样的频率范围，需要具体情况具体分析。比如，Agung等[6]根据澳大利亚英语将[u]替换为[]，Hung等[7]对台湾地区普通话进行分析时增添了塞擦音[h](/j/)，这些都是根据具体情况做出的修改。孙雯等[8]在北京调查了男女各30例青年人，初步确立了汉语普通话“林氏六音”的频率范围，也表明了汉语普通话和美国英语在“林氏六音”频率方面有所不同。文中指出，我国幅员辽阔，方言多样，受各地方言发音方式的影响，当地人说的普通话六音频率范围可能会有所变化。另外，汉语是声调语言，声调中尤其是第三声的频率往往会比较低，故考察频率范围时或许也应考虑声调的频率问题。于珏[9]也曾指出，上海普通话与标准普通话在语音上存在较大差异。因此本研究拟选择日常以上海普通话交流者为研究对象，分析上海普通话版“林氏六音”的频率范围，同时考虑声调因素，为其临床应用及相关研究提供参考。

1 资料与方法

1.1研究对象 以41例年龄19～30周岁正常青年人(男16例，平均年龄22±2.8岁；女25例，平均年龄21±1.4岁)为研究对象，均为上海市区出生成长，日常在家庭生活中使用上海方言，在其他大部分场合均使用普通话口语交流，无耳科疾病史。

1.2“林氏六音”录音方法 对41例研究对象进行普通话版“林氏六音”/a/、/i/、/u/、/m/、/s/、/sh/(国际音标[a]、[i]、[u]、[m]、[s]、[ʂ])录音。孙雯等[8]按照普通话的拼读习惯加录了三个音节“摸”/mo/、“诗”/shi/、“思”/si/，主要为了对比纯辅音与音节中辅音的差异；本研究在此基础上还考察了擦音在纯辅音(/s/、/sh/)、音节中辅音(/si/、/shi/)和轻声中辅音(/·sh/、/·s/)三种语言环境下辅音是否有差异，轻声中辅音的材料为“意思”、“意识”；同时/a/、/i/、/u/三个元音加测了第三声。

录音地点为复旦大学中文系徐彦平语言学实验室内专业标准隔音室，信噪比基本控制在90 dB以上。录音设备统一为Mbox Mini声卡，AKG C544L 头戴式麦克风，录音软件为Cool Edit Pro 2.1。采样频率44.1 kHz，采样精度16 bit。发音人带上头戴式麦克风，保证话筒离口唇相对12～16 cm左右的距离。每位发音人按照“ā、ǎ、衣、以、乌、五、摸、诗、思、/m/、/s/、/sh/、意思、意识”顺序循环发音录制5次。录制前对发音人进行如下培训：①尽量保持自然发音，看字、词和拼音直接读出，保持正常语速和音量；②/m/、/s/、/sh/三个音发成普通话第一声，注意不要拼读成音节；③“意思”和“意识”两个词的第二个字都发成轻声，声带不要振动。以上注意事项在发音前都经过一定时间的训练，并在发音录制过程中全程由专业人士在一旁监控。

1.3数据分析和统计学方法 所有的录音文件都在praat 6.0.37软件中进行切分、标注和数据提取。所有元音提取F1、F2和基频(fundamental frequency)；所有辅音主要提取中心频率(center of gravity)和标准差(standard deviation)。每个研究对象的5次录音数据先进行人工校对，修正部分误差，随后取平均值进行分析。统计学分析及作图均在R 3.4.1软件中进行，统计检验方法视数据正态性而定，分别采用两独立样本t检验或Mann-Whitney U非参数检验。三种不同语言环境下的擦音中心频率数据比较使用单因素方差分析进行检验。

2 结果

2.1元音/a/、/i/、/u/共振峰分析 表1为41例对象三个元音的F1、F2。女性/a/音的F1 (t=5.979，P<0.001) 和F2 (t=6.344，P<0.001)、/i/音的F1 (t=4.825，P<0.001) 和F2 (t=6.473，P<0.001) 及/u/音的F1(t=3.117，P=0.004<0.01)均显著高于男性，但/u/音的F2男女性差异无统计学意义 (t=1.965，P=0.057>0.05)；总体来看，上海普通话与北京普通话六音中的元音差别不大。图1为男女上海普通话简单元音声学空间图，可见，男性的声学空间相对小于女性，元音之间的相对距离较小，从听辨的角度来说更加不容易听出差别。

表1 男性和女性对象上海普通话“林氏六音”元音第一、第二共振峰平均值

注：*与女性比较，P<0.01，所有数据符合正态分布。

图1 上海普通话男女简单元音声学空间图

2.2辅音/m/、/sh/、/s/中心频率分析 表2是男、女性对象上海普通话“林氏六音”辅音中心频率的平均值。可见，只有鼻音/m/女性显著高于男性(辅音/m/：t=5.537，P<0.001；音节/mo/：t=8.52，P<0.001)。而两个擦音，无论是纯辅音(/s/：t=0.341，P=0.822>0.5；/sh/：t=0.341，P=0.736>0.5)、轻声中辅音(/·s/：t=0.341，P=0.6>0.5；/·sh/：t=0.105，P=0.918>0.5)还是音节中辅音(/si/：t=0.341，P=0.741>0.5；/shi/：t=0.029，P=0.977>0.5)，男女间差异均无统计学意义。

无论是女性(t=3.561，P<0.001)还是男性(t=-3.044，P<0.01)，纯辅音/m/的中心频率都显著高于在音节/mo/中的辅音。

两类擦音分别在纯辅音、音节中辅音和轻声中辅音三种语言环境下的中心频率对比(考虑到没有显著的性别差异，因此将男女数据合并分析)，单因素方差分析结果表明，无论是擦音/s/(F=0.144，P=0.866)还是/sh/(F=0.285，P=0.752)，在纯辅音、音节中辅音和轻声中辅音三种语言环境下的中心频率差异均无统计学意义，即：不同的语音环境对擦音的中心频率并没有显著的影响。

表2 男性和女性对象上海普通话“林氏六音”辅音中心频率平均值

2.3上海普通话版与其他版本“林氏六音”的比较 上海普通话版“林氏六音”与普通话版和美语版“林氏六音”的比较见表3。总的来说，上海普通话版“林氏六音”的频率范围比美语宽，与普通话接近；但上海普通话版“林氏六音”存在以下几个特点：①/u/音的第二共振峰比美语和普通话低，也就是说上海普通话/u/的舌位相对更加靠后；②上海普通话/sh/音的中心频率明显低于标准普通话，反而与美语中的[ʃ]音比较接近；/s/音的中心频率也比普通话低，尽管也存在大于10 000 Hz的频率，但普遍还是低于标准普通话。

表3 “林氏六音”普通话版、美语版和上海普通话版F1、F2频率比较(Hz)

注：辅音对比参数为谱峰，取值范围大概为中心频率加减标准差的范围，但/s/音的标准差较大，也有部分大于10 000的数据。普通话及美语数据摘自孙雯等[8]。

2.4上海普通话版“林氏六音”元音声调分析 本研究主要考察了六音中三个元音的声调基频，处理时，因为第一声是平调，因此直接将声调数据求平均值；第三声是先降后升的曲折调，因此每例数据都取最大值和最小值，最后进行平均处理。可见，较低的男性声调无论是第一声还是第三声，均低于六音中的最小值，即鼻音/m/的频率范围。

表4 男性和女性上海普通话“林氏六音”元音声调基频平均值

3 讨论

本研究结果显示，上海普通话版“林氏六音”在元音层面与美语及普通话频率相差都不大，反映了/a/、/i/、/u/三个元音的普遍稳定性；上海普通话六音中的/u/音舌位相对更靠后，导致其第二共振峰相对较低；这与孙雯等[8]研究的普通话版“林氏六音”的频率范围类似。主要原因可能是由于/u/音的第一、第二共振峰数据在所有元音中是最低的，本身变化范围不大，导致显著性并不明显。男性上海普通话元音声学空间相对小于女性，元音之间的相对距离较小，容易导致听辨上的难度增加。因此，从声学空间的角度而言，使用女性发音做刺激材料可能更适合进行林氏六音的检测。

从本研究结果看，上海普通话版“林氏六音”中两个擦音/s/和/sh/的频率范围与标准普通话差异较大，反而和美语接近，这可能是由于不同语言和方言之间的语音差异所造成的。上海方言中并不存在普通话的卷舌音辅音/sh/，在实际发音时，上海普通话的/sh/发音位置相对更靠前，而/s/音的实际发音位置却不如标准普通话靠前。但上海普通话/s/音的变异较多，同样也存在大于10 000 Hz的频率，说明在普通话语境下的听障患者，仍然需要注意高频语音的感知问题。

Scollie等[10]总结了“林氏六音”测试的两种主要方法，即察知(detection)和识别(identification)。察知主要考察受试者是否听到声音，而识别则需受试者做出反应。与孙雯等[8]结果不同的是，本研究中上海普通话版“林氏六音”中的擦音在不同语言环境下的中心频率并无显著差异，鼻音则显示纯辅音中心频率要高于在音节中的辅音。因此，建议在言语识别测试过程中可以丰富测试的语言材料形式，特别是拼读音节，因为其更接近自然语言状态，以适合识别的反馈；同时，含有鼻音的拼读音节也可以作为低频测试的重要手段。

从本研究结果可见，男女六音中元音第三声基频的最低点都要低于六音中频率最低的鼻音/m/的中心频率。因此，建议利用带声调的元音进行更进一步的低频区测试，可在实际测试中增加第三声的针对性测试，尤其是男声材料的测试，对低频区的调试可能有比较重要的参考意义。同时，建议在不同方言区进行“林氏六音”相关的调查分析，并将声调的因素考虑在内，为“林氏六音”在不同地区的临床应用提供更实用的参考。