Sanajärjestyksen ja intensiteetin vaikutus suomen intonaation havaitsemisessa ja tuotossa Martti Vainio, Juhani Järvikivi & Stefan Werner Helsinki/Turku/Joensuu Fonetiikan päivät 2004, Oulu 27.-28.8.2004
Perustaajuus f 0 Prominenssin ja painon havaitsemisen tutkimus on yleensä keskittynyt pelkästään perustaajuuteen. Tutkimuksissa haettu: metriikkaa suhteuttamaan perustaajuuden muutokset havaitun prominenssin kanssa ja perustasoa (engl. baseline), johon kuulijat ankkuroivat havaitun muutoksen.
Mutta riittävätkö signaaliin perustuvat vihjeet? Yleinen olettamus on, että prominenssin havaitseminen perustuu pelkästään signaalin ominaisuuksiin ja (ehkä) joihinkin fonologisiin tekijöihin. Eriksson et al. (2001): lingvistiset tekijät selittävät tavujen prominenssin paremmin kuin signaaliin perustuvat (57% vs. 48%).
Mutta riittävätkö signaaliin perustuvat vihjeet? Yleinen olettamus on, että prominenssin havaitseminen perustuu pelkästään signaalin ominaisuuksiin ja (ehkä) joihinkin fonologisiin tekijöihin. Eriksson et al. (2001): lingvistiset tekijät selittävät tavujen prominenssin paremmin kuin signaaliin perustuvat (57% vs. 48%).
Tutkimuskysymykset 1 Kuinka kahden sanan suhteellinen prominenssi havaitaan ilmauksessap 2 Mitkä f 0 ja intensiteetti-ilmiöt vaikuttavat havaintoon? 3 Vaikuttaako tunnusmerkillinen sanajärjestys prominenssin havaitsemiseen? 4 Miten löydetyt piirteet käyttätyvät tuotossa?
Kokeet ja koeasetelma Esitesti: Fujisakin mallin parametrien suhde prominenssin havaitsemiseen. Exp. 1: Perustaajuuskäyrän huippujen ja laaksojen suhteellisten erojen vaikutus prominenssin/lausepainon havaitsemiseen ilmauksessa Menemme laivalla Lemille. Exp. 2: Exp. 1 sanajärjestystä vaihtaen; Menemme Lemille laivalla. Exp. 3: Kontrolli Exp. 1:lle siten, että viimeinen perustaajuuden lasku vastasi koetta 2. Exp. 4: Kontrolli Exp. 2:lle siten, että käytettiin Exp. 1:n intensiteettikontuuria.
Kokeet ja koeasetelma Esitesti: Fujisakin mallin parametrien suhde prominenssin havaitsemiseen. Exp. 1: Perustaajuuskäyrän huippujen ja laaksojen suhteellisten erojen vaikutus prominenssin/lausepainon havaitsemiseen ilmauksessa Menemme laivalla Lemille. Exp. 2: Exp. 1 sanajärjestystä vaihtaen; Menemme Lemille laivalla. Exp. 3: Kontrolli Exp. 1:lle siten, että viimeinen perustaajuuden lasku vastasi koetta 2. Exp. 4: Kontrolli Exp. 2:lle siten, että käytettiin Exp. 1:n intensiteettikontuuria.
Kokeet ja koeasetelma Esitesti: Fujisakin mallin parametrien suhde prominenssin havaitsemiseen. Exp. 1: Perustaajuuskäyrän huippujen ja laaksojen suhteellisten erojen vaikutus prominenssin/lausepainon havaitsemiseen ilmauksessa Menemme laivalla Lemille. Exp. 2: Exp. 1 sanajärjestystä vaihtaen; Menemme Lemille laivalla. Exp. 3: Kontrolli Exp. 1:lle siten, että viimeinen perustaajuuden lasku vastasi koetta 2. Exp. 4: Kontrolli Exp. 2:lle siten, että käytettiin Exp. 1:n intensiteettikontuuria.
Kokeet ja koeasetelma Esitesti: Fujisakin mallin parametrien suhde prominenssin havaitsemiseen. Exp. 1: Perustaajuuskäyrän huippujen ja laaksojen suhteellisten erojen vaikutus prominenssin/lausepainon havaitsemiseen ilmauksessa Menemme laivalla Lemille. Exp. 2: Exp. 1 sanajärjestystä vaihtaen; Menemme Lemille laivalla. Exp. 3: Kontrolli Exp. 1:lle siten, että viimeinen perustaajuuden lasku vastasi koetta 2. Exp. 4: Kontrolli Exp. 2:lle siten, että käytettiin Exp. 1:n intensiteettikontuuria.
Kokeet ja koeasetelma Esitesti: Fujisakin mallin parametrien suhde prominenssin havaitsemiseen. Exp. 1: Perustaajuuskäyrän huippujen ja laaksojen suhteellisten erojen vaikutus prominenssin/lausepainon havaitsemiseen ilmauksessa Menemme laivalla Lemille. Exp. 2: Exp. 1 sanajärjestystä vaihtaen; Menemme Lemille laivalla. Exp. 3: Kontrolli Exp. 1:lle siten, että viimeinen perustaajuuden lasku vastasi koetta 2. Exp. 4: Kontrolli Exp. 2:lle siten, että käytettiin Exp. 1:n intensiteettikontuuria.
Kokeet ja koeasetelma Esitesti: Fujisakin mallin parametrien suhde prominenssin havaitsemiseen. Exp. 1: Perustaajuuskäyrän huippujen ja laaksojen suhteellisten erojen vaikutus prominenssin/lausepainon havaitsemiseen ilmauksessa Menemme laivalla Lemille. Exp. 2: Exp. 1 sanajärjestystä vaihtaen; Menemme Lemille laivalla. Exp. 3: Kontrolli Exp. 1:lle siten, että viimeinen perustaajuuden lasku vastasi koetta 2. Exp. 4: Kontrolli Exp. 2:lle siten, että käytettiin Exp. 1:n intensiteettikontuuria.
Materiaalit: originaali stimulus me n e m: e l A i V A l: A l e m i l: e 0 1.78281 Time (s)
f 0 parametrit t3 t 5 t 2 t 3 frequency t3 t 4 t4 t 5 t5 t 6 t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 time < me nem me lai val la le mil le >
Havaintokokeen koehenkilöt ja proseduuri 125 manipuloitua stimulusta soitettiin joukolle kuulijoita satunnaisessa järjestyksessa 25:n ilmauksen blokeissa. Koehenkilöt: Exp 1, 12 normaalikuuloista kielitieteen opiskelijaa ja jatko-opiskelijaa, joilla ei ollut kokemusta puheen tutkimuksesta. Exp 2-4, 10, 14 ja 12 koehenkilöä osittain samoja kuin ensimmäisessä kokeessa. Koehenkilöt merkitsivät paperilla, millä sanalla ilmauksessa he kuulivat lausepainon: sanalla Lemille (responssi 1), sanalla laivalla (responssi 2), ei kummallakaan näistä (responssi 3). Koetta edelsi aina harjoitusvaihe.
Regressioanalyysi: tonaalisen mallin yleisyys Exp. Response 1 2 3 4 1 74% 67% 73% 77% 2 75% 79% 76% 76% Selittävät parametrit: response 1 t3 t5 and t2 t3 response 2 t3 t5 and t5 t6
Regressioanalyysi: tonaalisen mallin yleisyys Exp. Response 1 2 3 4 1 74% 67% 73% 77% 2 75% 79% 76% 76% Selittävät parametrit: response 1 t3 t5 and t2 t3 response 2 t3 t5 and t5 t6
Tonaalinen malli ensimmäisen huipun suhteen: t1 t2 t3 t4 t5 t6
Tonaalinen malli toisen huipun suhteen: t1 t2 t3 t4 t5 t6
Tentatiivinen malli lausepainon havaitsemiseen: t1 t2 t3 t5 t6
Sanajärjestyksen vaikutus havaitsemiseen Samat parametrit selittävät painon havaitsemisen kokeissa 1 ja 2, jotka erosivat toisistaan vain sanajärjestyksen suhteen. Sanajärjestyksen vaikutusta tutkittiin vastausten suhteellisten jakaumien avulla.
Kokeet 1 ja 2. Percent 0 10 20 30 40 50 60 Resp.1 Resp.2 Resp.3 Responses
Kokeet 1 ja 3. Percent 0 10 20 30 40 50 60 Resp.1 Resp.2 Resp.3 Responses
Kokeet 1, 2 ja 3. Percent 0 10 20 30 40 50 60 Resp.1 Resp.2 Resp.3 Responses
Muuta kuin sanajärjestys? Vastaukset vaihtelevat huomattavasti kokeittain voisiko joku muu, foneettinen, piirre selittää erot? Kokeen yksi viimeinen sana ( lemille ) n. 5 db alempi kuin kokeen kaksi viimeinen sana ( laivalla )
Perustaajuushuippujen suhteet: probit analyysi Intensiteetin vaikutus prominenssiin Pierrehumbertin (1979) mukaan yhden db:n intensiteetin lisäys laskee ns. crossover pistettä 1.5 Hz:llä. Tässä pisteessä molemmat huiput havaitaan yhtä prominentteina ja yleisesti toisen huipun täytyy olla ensimmäistä absoluuttisesti alempana. Intensiteettiefekti LD50 crossover pisteille: response 1: Exp. 1: -40.6Hz Exp. 2: -39.5Hz ei intensiteetin vaikutusta response 2: Exp. 1: -5.7 Hz Exp. 2: -13.7 Hz Exp. 4: -8.9 Hz selvä intensiteetin vaikutus
Perustaajuushuippujen suhteet: probit analyysi Intensiteetin vaikutus prominenssiin Pierrehumbertin (1979) mukaan yhden db:n intensiteetin lisäys laskee ns. crossover pistettä 1.5 Hz:llä. Tässä pisteessä molemmat huiput havaitaan yhtä prominentteina ja yleisesti toisen huipun täytyy olla ensimmäistä absoluuttisesti alempana. Intensiteettiefekti LD50 crossover pisteille: response 1: Exp. 1: -40.6Hz Exp. 2: -39.5Hz ei intensiteetin vaikutusta response 2: Exp. 1: -5.7 Hz Exp. 2: -13.7 Hz Exp. 4: -8.9 Hz selvä intensiteetin vaikutus
Responssi 2 vs. huippujen erotus (absoluuttisina arvoina). P1 vs P2 (Hz) 80 60 40 20 0 20 80 60 40 20 0 20 0 2 4 6 8 10 12 Experiment 1, Response 2 (max 12) 0 2 4 6 8 10 Experiment 2, Response 2 (max 10)
Produktiokoe Produktiokokeen tarkoituksena oli testata: 1 kuinka prosodinen fokus tuotetaan suomessa ns. top-line deklinaatioon (t3 t5 aikaisemmissa kokeissa) ja intensiteettideklinaation suhteen. 2 onko sanajärjestyksellä myös vaikutus näiden suhteeseen tuotossa.
Koejärjestely Luotiin 48:n lauseen joukko, jossa fokusta ja sanajärjestystä vaihdeltiin edellisten kokeiden tavoin. Lisäksi varioitiin painotetun sanan painollisen tavun rakennetta. Vastaavasti luotiin lauseita vastaavat kysymykset, jotka äänitettiin yhdeltä henkilöltä. 10 koehenkilöä vastasivat satunnaisessa järjestyksessä esitettyihin kysymyksiin ja vastaukset äänitettiin. Vastaukset esitettiin puhujille paperilla siten, että haluttu fokusehto oli esitetty kursiivilla.
Tulokset Responssit nimikoitiin ja niistä laskettiin sekä intensiteetti, että f 0 käyrät. Perustaajuuskäyristä laskettiin arvot, jotka vastasivat havaintokokeiden kuutta pistettä. Intensiteettikäyrästä haettiin vain (potentiaalisesti) lausepainotettujen tavujen maksimit. Huippujen väliset erotukset laskettiin puolisävelasteikolla ja desibeleinä. Fokuksen ja sanajärjestyksen sekä painotettujen sanojen tavurakenteen vaikutusta tutkittiin ANOVAn avulla. Perustaajuuskäyrän sisäisiä vaikutussuhteita tutkittiin regression avulla. Lisäksi tutkittiin glottalisoitujen alukkeiden kestoja.
Tulokset (ANOVA) f 0 huippujen erotus: Fokus: selvä päävaikutus; F (2, 18) = 73.84, p <.001. Sanajärjestys: ei päävaikutusta; F < 1 Fokus sanajärjestys: ei merkitsevä; F (2, 18) = 1.06, p >.3 Intensiteettihuippujen erotus: Fokus: selvä päävaikutus; F (2, 18) = 139.06, p <.001. Sanajärjestys: ei päävaikutusta; F (1, 9) = 2.02, p >.1 Fokus sanajärjestys: ei merkitsevä; F (2, 18) = 1.24, p >.3
Tulokset (ANOVA) f 0 huippujen erotus: Fokus: selvä päävaikutus; F (2, 18) = 73.84, p <.001. Sanajärjestys: ei päävaikutusta; F < 1 Fokus sanajärjestys: ei merkitsevä; F (2, 18) = 1.06, p >.3 Intensiteettihuippujen erotus: Fokus: selvä päävaikutus; F (2, 18) = 139.06, p <.001. Sanajärjestys: ei päävaikutusta; F (1, 9) = 2.02, p >.1 Fokus sanajärjestys: ei merkitsevä; F (2, 18) = 1.24, p >.3
Tuottokokeen keskiarvot pisteittäin
Tulokset (ANOVA) Huippujen nousut tavutyyppien mukaan; 1. huippu s2 s3: Fokus: selvä päävaikutus; F (2, 14) = 39.33, p <.001. Tavutyyppi: ei päävaikutusta; F < 1 Fokus tavutyyppi: merkitsevä; F (6, 42) = 2.56, p >.0335 2. huippu s4 s5: Fokus: selvä päävaikutus; F (2, 14) = 23.37, p <.001. Tavutyyppi: ei päävaikutusta; F < 1 Fokus tavutyyppi: marginaalisesti merkitsevä; F (6, 42) = 1.98, p >.0897 Staattisina pisteinä kaksi ensimmäistä eivät eronneet fokuksen tai sanajärjestyksen mukaan.
Tulokset (ANOVA) Huippujen nousut tavutyyppien mukaan; 1. huippu s2 s3: Fokus: selvä päävaikutus; F (2, 14) = 39.33, p <.001. Tavutyyppi: ei päävaikutusta; F < 1 Fokus tavutyyppi: merkitsevä; F (6, 42) = 2.56, p >.0335 2. huippu s4 s5: Fokus: selvä päävaikutus; F (2, 14) = 23.37, p <.001. Tavutyyppi: ei päävaikutusta; F < 1 Fokus tavutyyppi: marginaalisesti merkitsevä; F (6, 42) = 1.98, p >.0897 Staattisina pisteinä kaksi ensimmäistä eivät eronneet fokuksen tai sanajärjestyksen mukaan.
Tulokset (ANOVA) Huippujen nousut tavutyyppien mukaan; 1. huippu s2 s3: Fokus: selvä päävaikutus; F (2, 14) = 39.33, p <.001. Tavutyyppi: ei päävaikutusta; F < 1 Fokus tavutyyppi: merkitsevä; F (6, 42) = 2.56, p >.0335 2. huippu s4 s5: Fokus: selvä päävaikutus; F (2, 14) = 23.37, p <.001. Tavutyyppi: ei päävaikutusta; F < 1 Fokus tavutyyppi: marginaalisesti merkitsevä; F (6, 42) = 1.98, p >.0897 Staattisina pisteinä kaksi ensimmäistä eivät eronneet fokuksen tai sanajärjestyksen mukaan.
Tulokset (Regressio) Perustaajuuskontuurin sisäisen rakenteen suhteen kiinnostavin piste on piste 4, joka periaattessa on osa ns. baseline deklinaatiota, mutta vaihtelee merkittävästi fokuksen mukaan. Paras selittävä malli sisältää kaikki pisteet paitsi ensimmäistä. F (4, 374) = 215.2, R 2 = 0.697. Kuitenkin s5 (seuraava huippu) yksin selittää s4:n vaihtelun lähes yhtä hyvin: F (1, 380) = 711.2, R 2 = 0.652, p <.0001.
Tulokset (Glottalisaatio) Glottalisaatioiden kesto fokuksen mukaan: Laaja fokus vs. ensimmäinen sen sanan fokus: t = 3.1714, df = 25, p value = 0.003986 Laaja fokus vs. toisen sanan fokus:t = 0.5383, df = 27, p value = 0.5948 Ensimmäisen sanan vs. toisen sanan fokus: t = 2.9094, df = 26, p value = 0.007325
Tuottokokeen sivutuote: hattuhahmo ja laskeva aksentti menemme Jimille junalla (laaja fokus) Pitch (Hz) 260 j i j u 100 0 1.37034 Time (s)
Konkluusio Prominenssirelaatiot määräytyvät perustaajuuden muutosten, tavujen intensiteetin sekä syntaktisten rakenteiden mukaan siten kun ne ilmenevät sanajärjestyksen vaihteluna.