【前沿科研】听力学领域的突破-普通话语音香蕉图
作者:培声听力语言中心
2019年,浙江中医药大学在国际听力言语及语言病理学杂志上,发表了一篇关于普通话语音香蕉图的研究。普通话语音香蕉图的出现,是我国听力学领域的一项突破,将帮助广大的专业人士,更加精准地判断国内儿童以及成人听力损失的程度,以及其所佩戴助听器或人工耳蜗的工作效果。普通话语音香蕉图也将帮助言语语言病理师,为有听力损失的个体,提供更为准确、有针对性的干预。
什么是语音香蕉图?
在听力检测中,我们通常会得到一张图表,来表示听力检测的结果。它的横轴代表频率,也就是声音的高低频率,比如鸟叫声比狗叫声的频率更高。而纵轴代表强度,也就是声音的大小,比如酒楼声比办公室更嘈杂。这幅听力图表可以描绘生活中各种常见的声音,大到飞机的轰鸣声,小到水滴的滴答声。
人类的语音,也是经由空气传播的一种声音。因此针对正常音量下的语音,也有其相应的频率和强度,也可以用这幅图表来描述。比如,/m/声频率低而/sh/声频率较高。而通过科学的检测发现,这些语音在听力图上的分布形态,好像一只香蕉,语音香蕉图也因此得名。简单来说,语音香蕉图可以帮助专业人士判断测试者不仅“听得见”,还能够区分不同频率和强度的语音,来判断测试者是否“听得好”。
为什么需要使用语音香蕉图?
在听力学中,语音香蕉图应用比较广的场景主要是听力筛查、诊断、人工耳蜗及助听器效果评估等。对于助听器或者人工耳蜗的佩戴者来说,能够听清并理解语言,对于他们语言的学习以及日常交流至关重要。因此,语音香蕉图作为判断听觉能力的指标,扮演着关键的角色。通过它的反馈,听力学家将有效对比佩戴与不佩戴助听器或人工耳蜗的语音听觉差异,以及当前的设备能否最大程度地帮助佩戴者“听得好”。
另外,在言语康复治疗方面,语音香蕉图也能在临床上提供重要的反馈。早在婴幼儿6个月大时,专业人士便可通过听力检测了解他们的听阈,再根据语音香蕉图的语音分布,便可得知听力损失导致了哪些语音听不到或区辨困难。这样,可以更好地帮助言语语言病理师,配合进行针对性的干预。
不同语言会使用不同的语音香蕉图吗?
目前,临床人士广泛应用的英语语音香蕉图,是在1984年被美国学者提出的。如上文所述,语音香蕉图的分布主要是根据语音的声学特征,也就是语音的频率和强度,而声学特征主要由人的声带决定。换句话说,由于人类声带的生理结构是相似的,因此语音的特征在众多语言中也相对统一。然而,在近期的一些研究中,不同国家的学者发现,由于各个语言的语音系统有所差别,所呈现出的语音香蕉图也会略有不同。
在中国,大部分临床人士使用的语音香蕉图主要由商业助听器或人工耳蜗验配系统自动提供,都以英语为主,并没有本土化的语音香蕉图可以使用。这就带来很多问题和挑战,比如,与英语不同的是,普通话是声调语言,不同的声调有着不同的频率和响度特征,这会影响普通话语音香蕉图的分布。
普通话有自己的语音香蕉图吗?
Hu, X.-J., Li, F.-F., & Lau, C.-C. (2019). Development of the Mandarin speech banana. International Journal of Speech-Language Pathology, 21(4): 404-411.
浙江中医药大学的胡教授介绍了她和团队成员根据普通话语音特征研发的普通话语音香蕉图。普通话的语音由于声调的存在,其语音图不能像英语那样通过分析单个音素的频谱峰值来生成,而是基于标准普通话中的声母和含声调的韵母进行分析。研究结果表明,与英语相比 (Figure 1),普通话语音呈现出不同的分布特征。首先,普通话语音香蕉图在高频音区的分布相对有限。
再者,普通话的声母和韵母频率都不超过3000赫兹,这与英语形成了强烈的对比,如英语中的有些摩擦音频率(如 /s/) 甚至可以高达6000赫兹,因此,低频率语音的感知与辨别对于理解普通话更为重要。另外,最低强度的英语语音在香蕉图显示,比最低强度的普通话语音低约10 dB。除此之外,普通话的声调在频率和响度方面都影响着语音香蕉图的形态分布,特别是在低频率的部分。这一发现在临床上的延伸是,对于说普通话的低频听力损失的人而言,区分声调可能更加困难。
Figure 1. Comparison between the Mandarin and English formant graphs. (Permission to use from Hu, et al. 2019)
图一:对比汉语和英语的“语音香蕉图”
普通话语音香蕉图 (Figure 2),不仅可以为说普通话的人群,提供更加准确的听力学检测结果,而且在听损人群的语言康复治疗中,发挥重要的作用。根据它所提供的客观数据,听障儿童可以尽早获得准确的评估,并进行早期干预。同时,言语语言病理师可以根据普通话语音香蕉图及具体测试结果,制定更有针对性的康复计划,帮助听障人士区分有识别困难的语音和声调,促进有效的日常沟通。另外,治疗师还可以通过了解个体的语音香蕉图情况,训练其使用对应的提示策略。
Figure 2. Mandarin speech banana, the left panel for initials and the right panel for vowels. (Permission to use from Hu, et al. 2019)
图二:汉语语音香蕉图(左:声母;右:韵母)
结论:由于普通话和英语之间的语音香蕉出现了差异,因此,对于临床测试普通话为母语的人,使用普通话语音香蕉,能够帮助专业人士做出更有针对性的临床判断。