한국어 어음에 관한 음성언어 의학적 연구

Abstract

[영문]

[한글]

언어에 대한 음향음성학적 연구는 19세기초에 음성스펙트로그라프의 개발과 때를 맞추

어서 급진적으로 발전되었으며, 1947년 Potter등은 "Visible Speech"란 단행본을 발간하

여 음성연구의 기초를 이루는데 크게 공헌하였다. 그후 많은 학자들에 의하여 각각 자국

어에 대한 음향지표등을 연구하여 많은 연구결과를 보고하고 있으나 우리나라에 있어서

이 분야의 업적을 돌이켜 볼 때, 청각학에 대한 연구는 많으나 어음계측기재등의 시설미

비등으로 언어학에 대한 연구는 다만 몇몇 학자들에 의하여 단편적인 연구성적이 발표되

고 있을 뿐이다.

이와같은 실정에서 볼 때, 한국어 모음과 자음에 대한 의학적 및 음향음성학적 연구로

그 음향지표를 관찰함은 의학분야에서 발성과 구음장애의 진단은 물론 청력장애의 진단에

필요한 어음청력검사표 작성에도 중요한 기초자료가 되겠으며 치료면에서도 언어교정은

물론 청각장애자의 재활대책에도 많은 도움이 될 것으로 생각되어 본 연구를 실시하였다.

실험대상은 서울태생으로 표준말을 사용하는 한국인을 대상으로 일련의 예비검사로서

병력조사, 이학적검사, 스트로보스코피(stroboscopy) 및 발성기능검사(vocal fuction tes

t)를 실시하여 선택한 21∼30세의 정상한국인 남녀 각각 27명을 대상으로 하였으며, 실험

계기는 KAY 6061 B형 소너그라프, Ampex AG 300-2형 녹음기, ITT 106형 마이크로폰 및 IA

C 40- lA형 방음실을 사용하였고, 어음재료는 모음으로 단모음 9개와 중모음 12개, 자음

은 파열음 9개, 마찰음 3개, 파찰음3개, 비음 3개 및 유음 1개를 사용하였다.

실험방법으로는 피검자가 방음실내에서 마이크전방 약 20㎝ 거리에서 녹음기의 VU mete

r가 0∼+3의 범위내에서 발성케한 다음 이를 60 ㏈의 강도로 소너그라프에 옳겨서 광대역

(300 ㎐) 및 협대역 (45 ㎐) 필터로서 분석관찰하였는데 단모음은 이를 약 3초간 발성케

하여 포르만트의 주파수위치, 폭, 수, 강도등에 대하여 관찰하였으며 자음전후에 모음을

두어 그 발성지속시간의 변화도 분석하였다. 그리고 중모음은 이를 약 3초간 발성케 하여

제1,2및 3포그만트의 전이주파수역과 전이지속시간등을 보았으며 또한 첫머리자리에 자

음을 두어 전이의 변화를 관찰하였다. 한편 자음전후에 모음을 두어 즉 2음절단어에서 각

자음의 음향지표와 모음종류에 따른 자음발성지속시간의 변화를 관찰하였다.

KAY 6061 B형 소너그라프를 이용하여 한국어 모음과 자음을 분석한 일련의 실험을 실시

하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

1. 단모음의 포르만트분포는 ㅣ, ㅔ, ㅐ에서는 제1,2포르만트가 넓은 간격을, 제2,3포

르만트가 좁은 간격을 유지하고 있었고 ㅜ, ㅗ, ㅏ에서는 반대로 제1,2포르만트는 좁은

간격을, 제2,3포르만트는 넓은 간격을 유지하고 있었으며 그외 ㅚ, ㅡ, ㅓ에서는 비교적

균등한 간격을 유지했다.

2. 단모음의 포르만트 폭과 강도는 제 1포르만트가 가장 넓고 강했으며 포르만트 수는

조음음성학적 분류로 보아 전설모음에서 많은 수가 관찰되었다.

3. 성별 및 음의 고저에 따른 포르만트의 변화는 여자에서 포르만트의 위치상승이 있었

고 포르만트의 분리현상으로 많은 수의 포르만트가 관찰되었으며 그 폭은 약간 좁은 경향

을 보였다.

4. 모음발성지속시간은 긴장 및 유기계열의 자음이 왔을 때를 제외하면 자음앞에 올 때

는 자음뒤에 올 때보다 그 지속시간이 현저하게 길어졌으며 저설모음은 고설모음보다 내

재적 발성지속시간이 길었다.

5. 중모음의 포르만트 전이는 제1,2 및 3포르만트중 특히 제2포르만트가 현저하였으며

첫머리자리에 자음이 왔을 때는 포르만트 전이가 둔화 내지 변형되는 것을 관찰할 수 있

었다.

6. 자음중 파열음에 있어서는 제1포르만트직전에 잡음파가 있는 것이 특징인데 이때 약

10∼20msec. 선상의 파열파와 에너지가 없는 페쇄파가 잡음파전에 나타났으며 유기계일(

ㅋ, ㅌ, i,)에서는 각 포르만트 직전의 잡음파가 나타나는 것이 특징이다.

7. 마찰음에서는 포르만트와 관계없이 ㅅ은 2,500∼8,740 ㎐, ㅆ은 3,180∼9,720㎐ 사

이에서 잡음파가 보였으며 ㅎ은 1,500 ㎐이하의 잡음파와 각 포르만트 직전에서 잡음파를

보였다.

8. 파찰음에서는 제 1포르만트직전의 잡음파, 폐쇄파 및 파열파와 포르만트와 무관한

잡음파가 마찰음에 비해 좁게 분포되어 있었다.

9. 비음에서는 모음의 포르만트와 유사한 형태의 주파수대가 비교적 저주파역에서 관찰

되었고, 유음은 710 Hz이하의 저주파역에서 포르만트양의 주파수대를 보였으며 중간주파

역에서 잡음파를 보인 예가 과반수였다.

10. 자음발성시의 내재적 발성지속시간은 유음에서 50msec.로서 가장 짧았고 파찰음에

서 .가장 길었으며 모음에 따른 발성지속시간의 변화는 거의 변화가 없는 양순음과 후두

음(ㅂ, ㅃ, ㅍ, ㅎ, ㅁ)에서의 경우를 제외하고 볼 때 고설모음이 뒤에 올 때는 길어졌고

저설모음이 올 때는 짧아졌다.

이상의 결과를 종합해 볼 때 단모음의 음향지표는 제1,2포르만트의 주파수 분포가 가장

중요한 것으로 짐작되며, 중모음의 음향지표는 제1,2포르만트의 전이주파수역의 변화가

큰 역할을 하며, 저설모음이 고설모음에 비하여 발성지속시간이 긴 것은 발성시 혀의 이

동시간에 영향되는 결과라고 보아진다.

한편 자음중 파열음에서의 음향지표는 제 1포르만트 직전에 있는 잡음파가 가장 중요한

것이라고 보겠으며, 마찰음에서는 포르만트에 관계없이 고주파역에서의 잡음파가 음향지

표가되며, 파찰음에서는 파열음과 마찰음의 혼합이 음향지표가 된다고 사료된다.

끝으로 비음에서는 모음에서 보는 포르만트와 유사한 잡음파가 저주파역에 있는 것으로

보아 이는 일종의 반자음으로 보아지며, 양순음 및 성음의 발성지속시간이 전후의 모음

에 관계없이 변화되지않는 것은 이들 자음의 발성과정에서 혀의 운동이 관여되지 않는 결

과라고 사료된다.

The Medico-sonauaphic Study Of Korean Vowels and Consonants

Hee Nam Kim, M.D.

Department of Medical Science The Graduate Schoot, Yonsei University

(Directed by Prof. Gill Ryoung Kim, M.D.)

The sound spectrograph, as a wave analyzer, produces a permanent visual record

showing the distribution of energy in both frequency and timers. Since

early-nineteenth century, the production of sound spectrograph, as originally

proposed by Potter(1934), made the voice analysis to develop rapidly and many

authors, such as Fischer(1958), Peterson and Barney(1952), Kamamodo(1956),

Fant(1960), and Dalaton(1975) etc, had studied the phyaicoacouatic characteristics

of the vowels and consonants respectively and many acoustical cues had been

verified in their own languages. Thus, internationally, there has been mucb

scientific research in this field, but in Korea we have still remained unexplored.

So I present this paper of research on the medico-sonagraphic analysis of normal

korean vowels and consonants and hope this results to he aid for correct diagnosis

and treatment of speech disorder as well as basic datas for the speech word listing

in the clinic.

Experimental Subjects and Methods

As experimental subjects, the author selected each 20 healthy Seoul Dialect

speaking men and women(21∼30 old age) who were born in Seoul, via the following

preliminary teats;

1. History taking-No past and present illness of voice production organs.

2. Physical examination

1) Normal structure of nasal cavity and paranasal sinuaea,

2) Normal structure of oral cavity and pharynx.

3) Normal structure of larynx and chest.

4) Normal structure of hearing organs.

3. Strotoscopy with Timcke stroboscope (Type KS 3)-Symmetrical amplitude,

complete closure, and normal wave-movement of vocal cords.

4. Vecal function test with Collins Respirometer (Type 9L)

1) Normal mean flow rate.

2) Normal maximum phonation volume.

3) Normal maximum phonation time.

4) Normal vocal velocity index.

The author used the following instruments as experimental materials which have

set up at Vocal Dynamics Laboratory in Otolaryngological Department of Yonsei

University College of Medicine.

1. KAT Sonagraph-Type 6061B

2. Ampex Tape Recorder-Type AG300-2

3. Miniform Contact Microphone-Type ITT 106

4. Sound Proof Recordin☞ Booth-Type IAC. 40-lA

With the above subjects and instruments, the author has performed the

medico-sonagraphic analysis of normal Korean vowels and constants and the following

results were obtained.

Results and Conclusions

1. In front vowels (ㅣ, ㅔ, ㅐ),the 2nd formant is distributed far apart from the

1st formant and close to the 3rd formant. On the Other hand, in back Vowels(ㅜ, ㅗ,

ㅏ), the 2nd formant is distributed close to the 1st formant and far apart from 3

rd formant and in other vowels(ㅚ, ㅡ, ㅓ), formants are approximately equidistant

from each other ones.

2. The widest band-width of the formants of vowels is observed in the 1st formant

and the strongest intensity of formants of vowels also observed in the 1st formant.

On on hand, front vowels have more numbers of formants than other vowels.

3. In the high pitched sounds, the formants are distributed in higher frequency

especially 1st, 2nd, and 3rd formants than in the low pitched sounds, and manly

numbers of the formants are observed in the high pitch sounds, probab1y due to the

branching of the formants.

4. In disyllable words (VCV pattern), prepositioned vowels have longer phonation

time than poatpositioned vowels and the intrinsic phonation time is more longer in

the low vowels than in the high ones.

5. The 2nd formant of the diphthongs shows the remarkable formant transition and

in CV monosyllable diphthongs, the formant transition is indistinguishable or

disturbed.

6. The plosive consonants are marked by the closure (the period of silence),

expolsion, and noise-like wavers just before the 1st formant of vowels. On the

other hand, the aspirated plosive consonants show the noise-like waves just before

the each formants of vowels, followed by the closure and expolsion waves.

7. The fricative consonants slow the high frequency noise-like waves and ㅎ is

marked by low frequency noise-like waves and the noise-like waves just before the

each formants of vowels, followed by the colsure and expolsion waves.

8. The africative consonants show the mixed characteristics of the plosive ana

fricative consonants.

9. The nasal and lateral consonants are marked by the formant-like low frequency

energy waves.

10. In disyllable words(VCV pattern), the postpositioned high vowels make the

phonation time of consonants to be longer than the low vowels, with exceptions of

bilabial and 1 aryngeal consonanta. On the other hands, the poatpositioned low

vowels make the phonation time of consonants to he shorter than the high vowels.

In summing up the above results, the author thinks the important acoustic cues of

simple vowels and diphthongs are the relative frequency distribution and the

formant transitions of the 1st and 2nd formants, respectively, and it is probably

due to the time duration of the lingual movement that the low vowers show longer

phonation time than the high vowels.

On one hand, the remarkab1e acoustic cues are the low frequency noire-like wavers

just before the 1st formant in the plosive consonant, the high frequency noise-like

waves in the fricative consonants, the high and low frequency noise-like waves in

the africative consonants, the formant-like low frequency energy waves in nasal and

lateral consonants. It is probably due to no involvement of the lingual movement

that, in the biliabial and laryngeal consonants, the phonation time is not affected

by the kinds of prepositioned or poatpoaitioned vowels.