Phonetik Zusammenfassung

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Ausgewählte Laute Analysiert
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Manual of Phonetics

Aus verschiedenen Quellen, eine davon ist:

Ed.: Bertil Malmberg

North-Holland Pub.Comp., Amsterdam, London, 1970

Auszüge aus dem Kapitel:

Analysis and synthesis of speech processes

von Gunnar Fant

Jede Sprache hat ihre eigenen phonetischen Eigenschaften.

Aus Fant: (183) zu den Beziehungen von Laut und Anatomie des lauterzeugenden Apparates. Dient als Erkenntisquelle und bietet uU. Suchkriterien an.

• Nasale haben eine geteilte F₁ Struktur. Unterhalb von F₁ liegt F_n
• F₀ stammt von den Stimmbändern
• F_n stammt von den Resonanzen aus dem Vokaltrakt.
• Frequenz der F_n ist umgekehrt proportional der Länge des Vokaltraktes
• mE
  Dies betrifft auch die Gestalt des Vokaltraktes, da die grösste Enge zugleich auch der Hauptartikulationspunkt ist. Seine Position wird gemesssen als sein Abstand von der Glottis ... A(x) wobei x=Abstand.
  mEnd
• (199) Die Stimmquelle (voice source) sind Luftpulse, die durch die glottis durchgedrückt werden.
• Warum vibrieren die Stimmbänder: vgl. Bernoulli-Gesetz, nach dem Durchgang entsteht kurzfristig ein Unterdruck, der die Stimmbänder wieder zusammenzieht.
• Stimmlose Laute entstehen dadurch, dass die Stimmbänder weiter geöffnet sind, daher brauchen sie länger um zu vibrieren beginnen zu können. Die Stimmlose Zeit ist länger.

  	a p a, Zeit zwischen den Vokalen ist lange
  	a b a, Zeit zwischen den Vokalen ist kurz

  
   
• Drei Geräuschquellen sind identifizierbar:
  1. vibrierende Stimmbänder (Stimmhaftigkeit)
  2. Geräusch, das durch Luftturbulenzen in engen Passagen verursacht wird. Besonders deutlich wenn der Luftstrom gegen ein scharfes Hindernis prallt.
  3. Lösung eines Überdrucks hinter einem Verschluss
  
   
• Es folgen weitere Beispiele aus Fant, die verschiedene phonetische Eigenschaften in Korrelation zu Gegebenheiten im Vokaltrakt zeigen. Nicht habe ich mich mit der mathematischen Seite der Theorie beschäftigt.
  1. Vorerst geht es um die Helmholtz'sche Resonatortheorie, die später von Page (1930) erweitert wurde. Sie besagt, dass die Qualitäten abhängig sind von der Grösse der Resonanzräume. Diese Grösse wird u.a. dadurch bestimmt, wo die Artikulatoren sich einander nähern, vor ihnen, also zwischen Glottis und Artikulator bildet sich ein Resonanzraum, der für die Qualtiät des Lautes wichtig ist.
     So lässt sich sagen, dass bei einer Entfernung Glottis - Artikulationsort folgende Laute entstehen:

     von x=4 cm [a]	[ɑ]offenes a mit pharyngaler Enge	x = 12 cm [i] (english] medio-palatal	x = 13 [i] schwedisch präpalatal	x = 11 [g] und [k] medio-postpalatal
     F1 = 600 F2 = 1000 F3 = 2600 F4 = 3450	F1 = 600 F2 = 1000 F3 = 2600 F4 = 3450	F1 = 250 F2 = 2250 F3 = 2850 F4 = ...	F1 = 250 F2 = 2050 F3 = 3050 F4 = ...
     Vergleichswerte von Franz Ahamer
     F1 = 600 F2 = 1000 F3 = 2600 F4 = 3450	F1 = 600 F2 = 1000 F3 = 2600 F4 = 3450	F1 = 250 F2 = 2250 F3 = 2850 F4 = ...	F1 = 250 F2 = 2050 F3 = 3050 F4 = ...

Worüber die Formanten Auskunft geben

Die Formanten sind das Resultat einer Veränderung im Ansatzrohr, dh. Zunge, Gaumen etc. bewegen sich an bestimmte Orte, eben die Artikulationsorte, zu und bilden dort Hindernisse. An diesen Hindernissen bricht sich der Luftstrom und wird verändert. Die sich ergebenden anderen Wellen hören wir als unterschiedliche Laute, dies kann auch im Sonagramm sichtbar gemacht werden.

Die Artikulationsorte, die durch die Formanten F₁ und F₂ bezeichnet werden sind:

1. F₁: indiziert die Höhe der Zunge: Je höher die Zunge, desto tiefer F₁. Der Vokal mit der höchsten Zungenstellung ist das [i] und ähnlich auch [u] dementsprechend liegt F₁ tief. Beim Vokal [a] liegt die Zunge am tiefsten Punkt, daher der F₁ am höchsten. Die Vokale [u] und [o] entsprechen was die Zungenhöhe angeht etwa den Vokalen [i] und [e], ihre F₁ liegen jedoch höher als bei den vorderen Vokalen [e] und [i].
2. Alternativ wird F₁ auch mit der Stellung des Kiefers korreliert: das Kiefer geht der Zungenstellung konform.
3. F₂ geht konform mit der Länge des Ansatzrohres im Bereich vor der Artikulationsstelle. Das heisst F₂ wird tiefer je länger das Ansatzrohr ist. Diese Verlängerung kann erreicht werden durch
   1. Zurückziehen der Zunge, so zB bei wie auch etwa bei [u], [o] oder
   2. Vorstülpen der Lippen, Lippenrundung bei [i] → [y], [e] → [ø] und [ɛ] → [œ]
   3. Alternativ wird hier die Zungenstellung angegeben, da durch sie die Länge des Ansatzrohres modifiziert wird.
      
   4. Die Alternativen sind anatomisch mE richtiger, doch in der Fachliteratur findet sich die jeweils erste Deutung häufiger mEnd.

Illustration zu den Formanten. Aus Malmberg/Manual/Fant:
Es zeigen sich deutliche Korrelationen zwischen Maxima/Minima und den Artikulationsstellen. F₁ geht nach Fant nicht mit der Zungenhöhe sondern mit der Lage der maximalen Enge einher (op.cit. 215).

Ausgehend von der Glottis pflanzt sich der Luftstrom fort, er erreicht einen Ort maximaler Enge passiert diese und entweicht.

Frequenzen sind von den Geschwindigkeiten abhängig. Die Geschwindigkeit des Luftstroms ist nach der Glottis am geringsten, am höchsten bei den Lippen. F_n haben unterschiedliche Frequenzen und daher auch an unterschiedlichen Orten ihre Maxima/Minima. Bilden wir nun an einer Stelle ein/e Enge/Hindernis, dann können folgende Fälle eintreten:

1. F_n hat ein Geschwindigkeismaximum → Frequenz wird gesenkt
2. F_n hat ein Geschwindigkeisminimum → Frequenz wird gehoben

Vergleichen wir - wieder mit Gunnar Fant (216 ff) - grafisch:

Bemerkung: in G.Fant wird die Skizze auf einen neutralen Vokal bezogen. Ich habe dies als ə interpretiert.

	Der Mundraum ist in dieser Skizze auf eine Röhre, die oberhalb der realistischen Skizze dargestellt ist, abgebildet. Innerhalb der Röhre sind die Geschwindigkeiten der jeweiligen Fn dargestellt. Trifft die Verengung auf ein Maximum wird die Frequenz des jeweiligen Formanten erniedrigt. Trifft sie auf ein Minimum wird die Frequenz erhöht. Diese Veränderungen haben damit zu tun, dass Geschwindigkeit, Frequenz und Drücke korreliert sind. Die Punkte N in den Skizzen geben jeweils mögliche Wirkstellen an. N1 ist die völlig ungestörte F1 wie sie bei der [ə Schwa/a]-Familie anzutreffen ist. Dieser neutrale Vokal, der in der nebenstehenden Skizze dargestellt ist, soll uns als Referenzrahmen bilden, dem wir lautlich den Vokal [ə] zuordnen. Dazu das Sonagramm einiger ə Schwa von Franz, die als Ausgangspunkt für das Untenstehende dienen. Hier Werte, die sich in der obigen Skizze finden: Durchschnitt einiger ə von Franz im Vergleich mit Werten aus akustische Phonetik der Uni-Klinik Aachen: F1 509,68 Hz   →  500 Hz F2 1273,53 Hz   → 1500 Hz F3 2607,01 Hz   → 2500 Hz F4 3340,02 Hz   → nicht gelistet
Diese Überlegungen werden wir sogleich in einem Testverfahren überprüfen. Angenommen wir legen die Hauptartikulationsstellen fest und nehmen das [ə] als Referenz, können wir dann die möglichen Formanten ableiten? Könnten wir das, dann hätten wir eine Möglichkeit dies auf einzelne Sprecherinnen anzuwenden. Die Ausgangsformanten wären dann die des jeweiligen neutralen Vokals.
	Die Hauptartikulationstelle liegt liegt im hinteren Bereich des Rachens. F1 Zunge liegt tiefer als bei ə, F1 sollte relativ hoch sein. Die Enge liegt zwischen dem Maximum und dem Minimum, F1 sollte sich aus diesem Gesichtspunkt eher neutral verhalten. F2 ebenfalls nahe einem Maximum, F2 sollte sich auch ein wenig erniedrigen. für F3 liegt die Hauptartikulationsstelle auf einem Maximum, F3 sollte sich ererniedrigen. für F4 liegt sie in der Nähe eines Maximums, sie sollte sich erniedrigen. Das Sonagramm zeigt folgendes (externe Datei): A1 von Franz und ə von Franz deutliches ə von Franz F1 570,14 F2 1550,43 F3 2752,05 F43676,53 əFranz Durchschnitt F1 509,68 Hz F2 1273,53 Hz F3 2607,01 Hz F4 3340,02 Hz aFranz F1 741,47 Hz F2 1201,09 Hz F3 2485,29 Hz F4 3007,61 Hz
	Die Hauptartikulationstelle liegt etwa Palatal, dies ist für F1 näher dem Maximum, F1 sollte sich daher erniedrigen F2 nahe einem Minimum, F2 sollte sich erhöhen. F3 liegt sie beinahe auf einem Maximum, F3 sollte sich erniedrigen. F4 liegt sie in der Nähe eines Minimus, sie sollte sich erniedrigen.
	Die Hauptartikulationstelle liegt etwa Palatal, dies ist für F1 näher dem Maximum, F1 sollte sich daher erniedrigen F2 nahe einem Minimum, F2 sollte sich erhöhen. F3 liegt sie beinahe auf einem Maximum, F3 sollte sich erniedrigen. F4 liegt sie in der Nähe eines Minimus, sie sollte sich erniedrigen.
	Die Hauptartikulationstelle liegt etwa Palatal, dies ist für F1 näher dem Maximum, F1 sollte sich daher erniedrigen F2 nahe einem Minimum, F2 sollte sich erhöhen. F3 liegt sie beinahe auf einem Maximum, F3 sollte sich erniedrigen. F4 liegt sie in der Nähe eines Minimus, sie sollte sich erniedrigen.
	Die Hauptartikulationstelle liegt etwa Palatal, dies ist für F1 näher dem Maximum, F1 sollte sich daher erniedrigen F2 nahe einem Minimum, F2 sollte sich erhöhen. F3 liegt sie beinahe auf einem Maximum, F3 sollte sich erniedrigen. F4 liegt sie in der Nähe eines Minimus, sie sollte sich erniedrigen.

Einige Daten aus Kirsten

Plosive lassen sich mittels einiger Elemente unterscheiden Lokus (das ist die F₂.
Lokus F₂ liegt ca 50ms vor der Verschlusslösung auf der F₂-Achse. Er ist der Ausgangspunkt der F₂ Transitionen der folgenden Vokale.
Kennwerte sind

1. labial 720 Hz
2. alveolar 1800 Hz
3. velar 3000 Hz vordere V
4. velar 1000 Hz vor hinteren V
   

1. Lokus, Transitionen zu den umgebenden Vokalen
   → bilabialer (Plosiv, Nasal, Frikativ) F₁, F₂, F₃ des vorangehenden Vokals fallen zum Plosiv hin ab, sind negativ
   [b],[m] und [v] haben negative Transitionen zum Folgevokal [a], vgl. Abamava
   → alveolarer Plosiv
   vor [-hinten] Vokal F₁, F₂ sind parallel (Richtung egal), [d], [n] und [s] Adanasa
   vor einem [+hinten] Vokal scheinen sich die F₁, F₂F₃ bei ca 2500 Hz zu treffen.
   Vgl.: [d], [n] und [s] Udunusu
   → velaraer Plosiv ist umgekehrt wie alveolar:
   [-hinten] Vokal F₂, F₃ konvergieren entsprechend nach dem Konsonanten [g, k,..]
   nach [+hinten] Vokal sind die Formanten parallell.
2. Transitionsdauern
3. Burst_Charakteristiken
4. Burst_Intensität

(236) die Korrespondenztabelle Manner features

Beispiele von Sonagrammen aus Bertil Malmberg

Zum Vergrössern bitte anklicken!	Typisch für die langen hinteren Vokale [u:, o: und ɑ:] ist der niedrige F2, sehr nahe dem F1 Parallel dazu stehen die Formanten der vorderen Vokale. Bei den vorderen Vokalen finde ich die Entsprechungen nicht sehr sprechend, noch anderswo schauen. F2 in [e:] ist etwas höher als in [i:], was darauf zurückgeführt werden kann, dass [e:] im Schwedischen sehr nahe dem Kardinalvokal [I] kommt. Die gerundeten Vokale [y:] und [ø:] können was F1,2,3 betrifft, mit den ungerundeten [i:] und [ɛ:] minimal kontrastiert werden. Diese sind in gerundeten Vokalen tiefer. Die Vokale [i:], [y:] und [ʉ:] haben alle sehr tiefe F1 (ca. 250 Hz), diese kleinen Unterschiede sind nicht distinktiv. Spektrogramme von [p] + [i, e, ɛ, ʉ, y, ø, u, o, ɑ] und [t] + [i, e, ɛ, ʉ, y, ø, u, o, ɑ]
	Spektrogramme von [k] + [i, e, ɛ, ʉ, y, ø, u, o, ɑ] 3-silbige sinnlose Wörter: 2. Vokal lang und betont. Stimmhaft/stimmlos Unterscheidung der Okklusive in unterschiedlichen Positionen.
	(243 op.cit.)Dieses Bild illustriert den Gegensatz stimmhaft:stimmlos in Plosiven, wenn gefolgt von [ɑ Schwedische Plosive stimmhaft und stimmlos im Kontext [ɑ:] Stimmlose Frikative im gleichen Kontext wie oben.
	Stimmhafte Konsonanten [v, l, j, b, d, r, m, n, ʒ] im Kontext[ø] Englische stimmlose Frikative
	Stimmhafte Frikative des Englischen