Artikli I osas uurisime põhitooni sageduse muutumist eesti laste kõnes (Keel ja Kirjandus 2017, nr 7, lk 518–533), II osas keskendume vokaalide akustilistele omadustele. Klassikaliselt kirjeldatakse vokaalide akustilist kvaliteeti spektraalsete tunnuste – formantide ehk kõnetrakti resonantssageduste abil. Vokaalide hääldamisel varieerub kõnetrakti kuju sõltuvalt alalõua, keele ja huulte asendist ning sellest tulenevalt võimenduvad kõnetraktis erinevad sagedused, moodustades spektraalseid mustreid. Vokaalide kvaliteedi määravad eelkõige kaks esimest formanti (F1, F2), täpsemaks kirjeldamiseks esitatakse kuni nelja formandi (F1–F4) sagedused. Formantsagedused on korrelatsioonis vokaalide artikulatoorsete põhitunnustega: F1 on seotud keele kõrgusega, F2 keele ees-tagapoolsusega ja F3 huulte ümardatusega. Tüüpiliselt esitatakse vokaalide formantsagedused F1–F2 teljestikus, mida nimetatakse ka akustiliseks vokaaliruumiks (vokaalide akustika ja artikulatsiooni kohta vt nt Eek 2008; Asu jt 2016; põhjalikumat teoreetilist käsitlust vt nt Fant 1960; Stevens 2000).
Vokaaliruumi suurust iseloomustab nn nurgavokaalide vaheline pindala (ingl vowel space area, VSA), mida arvutatakse nurgavokaalide formantsageduste F1 ja F2 põhjal (Flipsen, Lee 2012). Eesti keele nurgavokaalideks on /i, ä, a, u/; artikulatoorselt on nende vokaalide hääldamisel keele asendid perifeerseimad: /i/ hääldamisel kõrgel ees, /ä/ hääldamisel madalal ees, /a/ hääldamisel madalal taga, /u/ hääldamisel kõrgel taga, ülejäänud vokaalid moodustatakse keele vahepealsetes asendites. Keeltes, kus esineb ainult üks madal vokaal, moodustab vokaaliruumi vokaalide /i/-/a/-/u/ vaheline ruum. Vokaaliruumi pindala on kasutatud näiteks eri keelte vokaalisüsteemide võrdlemisel, laste kõne arengu uurimisel, sotsiolingvistilistes ning kõne arusaadavuse uuringutes (vt ülevaadet Flipsen, Lee 2012).
Vokaalide formantsagedused ja vokaaliruumi suurus on otseselt seotud kõnetrakti anatoomilise suurusega. Magnetresonantstomograafia uuringutes on leitud 2–4-aastaste laste kõnetrakti keskmiseks pikkuseks (mõõdetuna häälekurdudest kuni huulte väliskontuurini) 9,9 cm, 13–14-aastastel 13,9 cm; erinevused poiste ja tüdrukute kõnetrakti pikkuses on registreeritud alates 15. eluaastast: 15–16-aastastel poistel 14,6 cm ja tüdrukutel 13,7 cm, 17–18-aastastel poistel 15,6 cm ja tüdrukutel 14,4 cm (Fitch, Giedd 1999). Houri Vorperiani jt (2011) uuring hõlmas katsealuseid vastsündinutest kuni 20. eluaastani ja selles mõõdeti kõnetrakti 9 parameetrit. Leiti, et sooline erinevus kõnetrakti pikkuses muutub statistiliselt oluliseks alates 12. eluaastast, samal ajal varieerus erinevate parameetrite oluliseks muutumise vanus vahemikus 9–14 aastat.
Kõneproduktsiooni akustilise teooria (Fant 1960) kohaselt kaasneb kõnetrakti pikkuse kasvamisega formantsageduste alanemine. Sellest tulenevalt võiks eeldada, et vokaalide formantsagedused alla 12-aastastel poistel ja tüdrukutel oluliselt ei erine, sest poiste ja tüdrukute kõnetrakti pikkus on selle vanuseni praktiliselt võrdne (vt andmeid eespool).
Erinevate uurijate andmeid koondavas töös (Vorperian, Kent 2007) on leitud, et poiste vokaalide formantsagedused on süstemaatiliselt madalamad tüdrukute formantsagedustest alates 7.–8. eluaastast, sooline erinevus muutub statistiliselt oluliseks keskmiselt 12-aastaselt ja kujuneb lõplikult välja 15. eluaastaks. Teisalt on leitud ka, et poiste vokaalide formantsagedused on tüdrukute omadest madalamad juba 4-aastaselt (nt Perry jt 2001; Whiteside, Hodgson 2000) ning et poiste ja tüdrukute formantsageduste erinevused hakkavad ilmnema alles 11 aasta vanuselt (Lee jt 1999).
Formantsageduste alanemisega lapse- ja noorukieas kaasneb ka vokaaliruumi pindala vähenemine ja stabiliseerumine pärast 15. eluaastat. Andmed VSA sooliste erinevuste kohta varieeruvad suurel määral: Perry jt (2001) uuringust selgub, et poiste ja tüdrukute VSA erinevused ilmnevad juba 4-aastaselt, Peter Flipseni ja Sungbok Lee (2012) andmetel aga alles 16-aastaselt.
Eesti vokaalide akustilisi omadusi täiskasvanud keelejuhtide kõnes on uuritud alates 1960. aastatest ja andmeid nende vokaalide kvaliteedi kohta eri kõnestiilides on hulgaliselt (vt ülevaadet Asu jt 2016: 29–47). Käesolevas artiklis esitame esmakordselt eesti laste vokaalide akustilise analüüsi tulemusi. Meie peamised uurimisküsimused käsitlevad vokaaliformantide ja vokaaliruumi suuruse muutust sõltuvalt soost ja vanusest, lisaks analüüsime keelejuhtide murdetausta ning vokaali kestusastme mõju vokaalide kvaliteedile.
1. Uurimismaterjal ja meetod
Vokaalide akustiliseks analüüsiks kasutame artikli esimeses osas (Meister, Meister 2017) kirjeldatud korpust. Analüüsitav materjal sisaldab 305 keelejuhi kõnet, igaühelt 21 käsitsi märgendatud lauset, kokku 6405 lauset (välja on jäetud 9-aastased (neli keelejuhti), sest võrreldes teiste vanuserühmadega on nende esindatus korpuses väga väike). Formandiväärtuste leidmiseks koostasime Praati (Boersma, Weenink 2018) skripti, mis rakendab formantanalüüsiks Burg-meetodit keelejuhi soost ja vanusest sõltuvate valikuparameetritega. Tüdrukutel ja kuni 13 aasta vanustel poistel on maksimaalne formantsagedus 5500 Hz, vanematel poistel 5000 Hz; maksimaalne formantide arv on kõigil keelejuhtidel 5. Kõigi vokaalide (kokku 65 720) formantsagedused F1–F4 mõõdeti vokaali keskosas lõigust, mille kestus moodustas 20% vokaali kogukestusest. Sõltuvalt vokaali asukohast klassifitseeriti eraldi esisilbis (kokku 28 070 vokaali, tähistatud edaspidi V1) ja järgsilpides asuvad vokaalid (kokku 37 650, tähistatud edaspidi V2). Üldjuhul on V1 rühmas rõhulised ja V2 rühmas rõhutud vokaalid; V2 rühma liigitati ka pikemate sõnade kaasrõhulistes silpides paiknevad vokaalid.
Formantanalüüsi tulemuste esmane vaatlus näitas, et sõltuvalt vokaalist, vanusest ja soost on formandiväärtuste hulgas küllalt palju automaatse algoritmi põhjustatud vigu, mida kinnitas ka hälbivate tulemuste valikuline kontroll spektrogrammide abil. Selgelt hälbivate formandiväärtuste elimineerimiseks arvutati kõigi vokaalide F1–F4 keskväärtused ning standardhälbed igas vanuserühmas ja eraldati need mõõtmistulemused, mis erinesid keskväärtusest enam kui ±1,5 standardhälbe võrra. Seejärel hinnati visuaalselt probleemsemate juhtude (nt vanemate poiste /u/- ja /o/-vokaalide) F1 ja F2 väärtuste histogramme ning vajadusel eemaldati ekstreemsed mõõtetulemused. Näitena on joonisel 1 esitatud 15-aastaste poiste esisilbi /u/-vokaalide F2 mõõtetulemuste filtreerimine kahes etapis.
Joonis 1. 15-aastaste poiste esisilbi /u/-vokaalide F2 väärtuste histogrammid. Vasakul andmete jaotus enne esimest filtreerimist; jäme kriipsjoon vastab valimi keskväärtusele 1031 Hz, peened kriipsjooned ±1,5 standardhälbele (vastavalt 548 Hz ja 1514 Hz). Paremal andmete jaotus pärast esimest filtreerimisetappi; peen kriipsjoon vastab sagedusele 1360 Hz, millest kõrgemad F2 väärtused filtreeriti teises etapis, jäme kriipsjoon vastab valimi keskväärtusele 951 Hz pärast teist filtreerimist.
Kahe filtreerimisetapi tulemusena jäid lõplikku valimisse 24 502 (87,3% algsest valimist) rõhulise vokaali (V1) mõõteandmed; nende jaotus vokaalide kaupa on esitatud tabelis 1 (V1 vokaalide arv vanuseti on toodud tabelis 2). Pole siiski välistatud, et ka pärast filtreerimist jäi andmetesse mõõtmisvigu, kuid sellise hulga vokaalide automaatsete mõõtmisandmete käsitsi ülekontrollimine on ebareaalne.
Vokaaliformantide vanuselise muutuse esitamiseks kasutame formantdünaamika meetodit (nt McDougall, Nolan 2007; Jacewicz, Salmons 2011), mida tavaliselt on kasutatud vokaalide, eelkõige diftongide, kvaliteedimuutuste kirjeldamiseks vokaali kestel (seda on kasutatud nt ka Kihnu vokaalide analüüsis, vt Türk jt 2016). Meetodi kohaselt mõõdetakse formandiväärtusi kindla intervalli järel kogu vokaali kestuse jooksul ja tulemused esitatakse vokaalikvaliteedi muutust kajastava trajektoorina. Käesoleval juhul on ajavahemikuks aasta ja mõõteväärtusteks iga vanuserühma keskmised F1 ja F2 sagedused (eraldi poistel ja tüdrukutel). Tulemuseks saame vokaalikvaliteedi ealist muutust kirjeldava trajektoori F1–F2 akustilises ruumis. Vokaalitrajektoor koosneb seega kaheksast lõigust (10–11, 11–12, 12–13, 13–14, 14–15, 15–16, 16–17 ja 17–18 aastat), millest igaühe pikkus (ingl vowel section length, VSL) on leitud valemiga (Jacewicz, Salmons 2011):
Tabel 1.
Lõpliku valimi vokaalide jaotus
Sugu | Kestus-
aste |
/a/ | /e/ | /i/ | /o/ | /u/ | /õ/ | /ä/ | /ö/ | /ü/ |
M | 3170 | 1409 | 1137 | 1853 | 1222 | 461 | 667 | 265 | 509 | |
lühike | 2656 | 925 | 916 | 1431 | 920 | 397 | 577 | 31 | 419 | |
pikk | 270 | 217 | 70 | 191 | 91 | 35 | 55 | 40 | 34 | |
ülipikk | 244 | 267 | 151 | 231 | 211 | 29 | 35 | 194 | 56 | |
N | 4346 | 1673 | 1453 | 2157 | 1570 | 635 | 869 | 339 | 767 | |
lühike | 3674 | 1105 | 1169 | 1626 | 1175 | 550 | 749 | 47 | 642 | |
pikk | 353 | 268 | 96 | 251 | 122 | 40 | 67 | 44 | 43 | |
ülipikk | 319 | 300 | 188 | 280 | 273 | 45 | 53 | 248 | 82 |
Vokaalitrajektori pikkus (ingl trajectory length, TL) leitakse kaheksa lõigu pikkuste summana.
Akustilise vokaaliruumi pindala (ingl vowel space area, VSA) arvutame järgmise valemiga (Flipsen, Lee 2012):
VSA = 0,5 × {(F2/i/ × F1/ä/ + F2/ä/ × F1/a/ + F2/a/ × F1/u/ + F2/u/ × F1/i/) − (F1/i/ × F2/ä/ + F1/ä/ × F2/a/ + F1/a/ × F2/u/ + F1/u/ × F2/i/)}
Tulemuste statistiliseks analüüsiks(1) kasutame R-keskkonda (R Core Team 2018) ja programmi RStudio (RStudio Team 2015). Formantsageduste F1 ja F2 sõltuvuse uurimiseks keelejuhi soo, vanuse, murdepiirkonna ja kestusastme järgi koostasime lineaarse regressiooni segamudelid (R-paketiga lme4 (Bates jt 2015)); jooniste jaoks kasutasime R-paketti phonR (McCloy 2016).
2. Tulemused
2.1. Vokaalide formantsagedused
Poiste ja tüdrukute eri vanuserühmade rõhuliste vokaalide (V1) keskmised formantsagedused (F1, F2) ja standardhälbed (F1sh, F2sh) on esitatud tabelis 2. Formantsageduste vanuselist muutust illustreerivad silutud kõverad joonisel 2 on leitud tabeli 2 andmete põhjal lokaalse regressiooni meetodit kasutades.
Tabel 2.
Poiste ja tüdrukute eri vanuserühmade rõhuliste vokaalide (V1) keskmised formantsagedused (F1, F2) ja standardhälbed (F1sh, F2sh) (n = analüüsitud vokaalide arv)
V1 | Vanus | Poisid | Tüdrukud | ||||||||
n | F1 | F1sh | F2 | F2sh | n | F1 | F1sh | F2 | F2sh | ||
/a/ | 10 | 265 | 748 | 91 | 1455 | 164 | 340 | 787 | 122 | 1576 | 227 |
11 | 421 | 712 | 86 | 1461 | 174 | 550 | 767 | 87 | 1530 | 181 | |
12 | 283 | 693 | 83 | 1443 | 187 | 553 | 769 | 92 | 1554 | 171 | |
13 | 435 | 656 | 83 | 1337 | 150 | 771 | 749 | 97 | 1539 | 211 | |
14 | 413 | 604 | 70 | 1307 | 148 | 758 | 719 | 93 | 1515 | 197 | |
15 | 531 | 573 | 66 | 1231 | 163 | 393 | 695 | 85 | 1491 | 194 | |
16 | 415 | 575 | 60 | 1267 | 159 | 521 | 704 | 89 | 1485 | 209 | |
17 | 182 | 572 | 56 | 1187 | 123 | 247 | 706 | 77 | 1483 | 165 | |
18 | 225 | 573 | 62 | 1268 | 170 | 213 | 704 | 60 | 1445 | 221 | |
/e/ | 10 | 116 | 573 | 60 | 2324 | 189 | 95 | 582 | 82 | 2478 | 193 |
11 | 188 | 565 | 61 | 2215 | 198 | 212 | 569 | 59 | 2388 | 214 | |
12 | 138 | 548 | 52 | 2215 | 187 | 197 | 579 | 58 | 2282 | 247 | |
13 | 190 | 516 | 56 | 1989 | 213 | 349 | 574 | 70 | 2285 | 228 | |
14 | 183 | 475 | 51 | 1913 | 210 | 292 | 556 | 68 | 2198 | 227 | |
15 | 234 | 459 | 43 | 1839 | 190 | 145 | 535 | 58 | 2156 | 176 | |
16 | 194 | 465 | 50 | 1832 | 181 | 201 | 545 | 67 | 2150 | 192 | |
17 | 79 | 466 | 44 | 1708 | 144 | 94 | 555 | 72 | 2168 | 163 | |
18 | 87 | 455 | 41 | 1825 | 161 | 88 | 526 | 59 | 2173 | 162 | |
/i/ | 10 | 123 | 438 | 51 | 2718 | 249 | 103 | 436 | 57 | 2859 | 252 |
11 | 147 | 435 | 44 | 2631 | 244 | 157 | 438 | 46 | 2789 | 189 | |
12 | 103 | 422 | 47 | 2611 | 166 | 220 | 438 | 43 | 2660 | 220 | |
13 | 146 | 395 | 44 | 2388 | 245 | 251 | 437 | 49 | 2681 | 230 | |
14 | 158 | 359 | 47 | 2206 | 203 | 228 | 425 | 43 | 2569 | 208 | |
15 | 193 | 341 | 42 | 2085 | 196 | 163 | 410 | 55 | 2562 | 200 | |
16 | 113 | 350 | 41 | 2109 | 200 | 161 | 419 | 40 | 2532 | 239 | |
17 | 60 | 337 | 50 | 1998 | 148 | 96 | 420 | 40 | 2569 | 193 | |
18 | 94 | 349 | 35 | 2104 | 204 | 74 | 400 | 34 | 2600 | 150 | |
/o/ | 10 | 175 | 563 | 61 | 1177 | 240 | 165 | 574 | 71 | 1165 | 222 |
11 | 232 | 551 | 56 | 1169 | 194 | 273 | 576 | 67 | 1169 | 209 | |
12 | 162 | 546 | 56 | 1157 | 192 | 277 | 571 | 55 | 1180 | 156 | |
13 | 264 | 525 | 60 | 1095 | 192 | 378 | 562 | 60 | 1165 | 191 | |
14 | 243 | 504 | 56 | 1099 | 200 | 356 | 559 | 50 | 1165 | 170 | |
15 | 331 | 485 | 46 | 1042 | 194 | 192 | 550 | 47 | 1174 | 174 | |
16 | 207 | 476 | 37 | 1035 | 185 | 263 | 551 | 54 | 1179 | 199 | |
17 | 109 | 489 | 55 | 1025 | 166 | 136 | 536 | 47 | 1149 | 188 | |
18 | 130 | 478 | 59 | 1028 | 176 | 117 | 526 | 50 | 1128 | 181 | |
/u/ | 10 | 113 | 449 | 48 | 990 | 199 | 102 | 464 | 46 | 965 | 160 |
11 | 135 | 450 | 36 | 956 | 152 | 205 | 469 | 49 | 1015 | 192 | |
12 | 107 | 453 | 39 | 977 | 149 | 222 | 468 | 46 | 1050 | 203 | |
13 | 177 | 433 | 49 | 966 | 185 | 293 | 454 | 45 | 1049 | 193 | |
14 | 160 | 418 | 42 | 978 | 183 | 261 | 451 | 39 | 1054 | 180 | |
15 | 208 | 387 | 40 | 951 | 181 | 137 | 448 | 34 | 1001 | 187 | |
16 | 155 | 399 | 39 | 943 | 184 | 163 | 445 | 32 | 1012 | 166 | |
17 | 89 | 386 | 54 | 901 | 159 | 104 | 439 | 46 | 998 | 200 | |
18 | 78 | 380 | 46 | 945 | 161 | 83 | 417 | 31 | 1008 | 172 | |
/õ/ | 10 | 40 | 519 | 53 | 1514 | 156 | 39 | 544 | 66 | 1649 | 134 |
11 | 44 | 514 | 42 | 1502 | 129 | 81 | 541 | 66 | 1602 | 138 | |
12 | 44 | 526 | 50 | 1495 | 150 | 86 | 533 | 61 | 1601 | 158 | |
13 | 60 | 490 | 51 | 1414 | 117 | 118 | 527 | 66 | 1595 | 155 | |
14 | 59 | 480 | 55 | 1378 | 109 | 123 | 512 | 63 | 1526 | 137 | |
15 | 86 | 442 | 36 | 1300 | 98 | 44 | 485 | 50 | 1491 | 147 | |
16 | 62 | 458 | 44 | 1325 | 93 | 70 | 513 | 54 | 1535 | 113 | |
17 | 24 | 461 | 41 | 1348 | 98 | 33 | 494 | 50 | 1489 | 139 | |
18 | 42 | 450 | 62 | 1334 | 82 | 41 | 482 | 53 | 1483 | 78 | |
/ä/ | 10 | 48 | 797 | 109 | 1940 | 156 | 48 | 828 | 138 | 2034 | 127 |
11 | 94 | 740 | 95 | 1878 | 148 | 117 | 816 | 111 | 1926 | 182 | |
12 | 58 | 706 | 90 | 1829 | 129 | 109 | 813 | 101 | 1897 | 180 | |
13 | 98 | 679 | 99 | 1699 | 151 | 186 | 798 | 120 | 1893 | 172 | |
14 | 96 | 621 | 71 | 1608 | 137 | 144 | 764 | 105 | 1841 | 149 | |
15 | 91 | 594 | 77 | 1548 | 117 | 62 | 737 | 74 | 1834 | 105 | |
16 | 95 | 608 | 81 | 1557 | 136 | 107 | 756 | 95 | 1840 | 177 | |
17 | 47 | 578 | 61 | 1495 | 104 | 57 | 754 | 91 | 1845 | 138 | |
18 | 40 | 606 | 70 | 1528 | 138 | 39 | 749 | 69 | 1838 | 118 | |
/ö/ | 10 | 27 | 492 | 44 | 1938 | 141 | 18 | 532 | 40 | 2110 | 83 |
11 | 36 | 507 | 29 | 1958 | 118 | 40 | 525 | 37 | 2008 | 127 | |
12 | 25 | 506 | 20 | 1817 | 173 | 40 | 537 | 45 | 1969 | 121 | |
13 | 28 | 486 | 43 | 1792 | 162 | 54 | 527 | 59 | 1982 | 130 | |
14 | 32 | 457 | 36 | 1658 | 77 | 80 | 525 | 49 | 1903 | 119 | |
15 | 44 | 427 | 26 | 1615 | 118 | 20 | 497 | 52 | 1823 | 129 | |
16 | 40 | 444 | 25 | 1591 | 120 | 42 | 495 | 46 | 1823 | 119 | |
17 | 10 | 444 | 18 | 1538 | 58 | 18 | 484 | 38 | 1871 | 108 | |
18 | 23 | 428 | 34 | 1568 | 104 | 27 | 495 | 51 | 1880 | 132 | |
/ü/ | 10 | 54 | 418 | 36 | 2120 | 159 | 49 | 460 | 44 | 2189 | 200 |
11 | 63 | 418 | 36 | 2051 | 187 | 97 | 444 | 51 | 2101 | 209 | |
12 | 45 | 413 | 33 | 2006 | 168 | 109 | 444 | 43 | 2095 | 192 | |
13 | 67 | 396 | 43 | 1898 | 151 | 140 | 431 | 48 | 2095 | 244 | |
14 | 82 | 352 | 40 | 1768 | 161 | 123 | 427 | 39 | 2021 | 229 | |
15 | 78 | 346 | 35 | 1712 | 136 | 64 | 428 | 46 | 1931 | 171 | |
16 | 73 | 352 | 33 | 1732 | 131 | 100 | 422 | 46 | 1916 | 199 | |
17 | 28 | 350 | 30 | 1673 | 126 | 44 | 420 | 33 | 1909 | 179 | |
18 | 19 | 343 | 29 | 1714 | 56 | 41 | 403 | 23 | 1958 | 195 |
Joonis 2. Poiste (must joon) ja tüdrukute (hall joon) rõhuliste vokaalide formantsageduste F1 (alumised joonepaarid) ja F2 (ülemised joonepaarid) muutus sõltuvalt vanusest.
Tabelist 2 näeme, et vanuse kasvades nii poiste kui ka tüdrukute enamiku vokaalide formantsageduste väärtused alanevad (vt ka joonist 2). Suuremad formantsageduste muutused leiavad aset vanuses 10–15 aastat, kusjuures poiste formantsagedused alanevad kiiremini kui tüdrukute omad. Vanuses 15–18 on formandiväärtuste muutused väikesed ja vokaalid omandavad püsiva kvaliteedi, säilitades keelejuhtide individuaalsed erinevused. Teistest vokaalidest erinevaid arengumustreid näeme tüdrukute kõnes tagavokaalide /o/ ja /u/ puhul, kus F2 väärtused püsivad aastaid stabiilsed või isegi kasvavad ja F2 langus leiab aset alles alates 16. eluaastast.
Tüdrukutel on kõigi vokaalide formantsagedused kõrgemad kui samaealiste poiste vastavad väärtused, siiski pole 10–11-aastaste poiste ja tüdrukute erinevused enamikul vokaalidel statistiliselt olulised (10-aastaselt on oluline ainult /a/ F2 erinevus (p < 0,05), 11-aastaselt /a/ F1 (p < 0,05) ja /e/ F2 erinevus (p < 0,001)), formantsageduste erinevused muutuvad oluliseks alates 12.–13. eluaastast (p < 0,05 kuni p < 0,001).
2.1.1. Piirkondlikud erinevused
Keelejuhtide murdetaustast tulenevad erinevused on statistiliselt olulised keskkõrgete ja madalate vokaalide kvaliteedis. Ootuspäraselt eristusid Saaremaa keelejuhid, kes hääldasid /ö/-vokaali tagapoolsemana ja /õ/-vokaali eespoolsemana võrreldes teiste piikondade keelejuhtidega. Saarlaste /ö/-vokaali kvaliteet osutus oluliselt erinevaks siiski ainult poiste häälduses võrdluses Harjumaa (p < 0,05) ja Kagu-Eesti (p < 0,01) poistega ning /õ/-vokaali kvaliteet ainult tüdrukute kõnes (p < 0,001 võrdluses Harjumaa ja Kirde-Eestiga; p < 0,05 võrdluses Kagu-Eestiga). Saarlased eristusid Harjumaa keelejuhtidest (p < 0,01) ka /o/-vokaali kõrgema häälduse poolest. /e/-vokaali kvaliteet osutus erinevaks (p < 0,05) Harjumaa (/e/ hääldus madalaim) ja Kagu-Eesti (/e/ hääldus kõrgeim) tüdrukute kõnes.
Madalaid vokaale /a/ ja /ä/ hääldavad kõrgeimalt Saaremaa ning madalaimalt Harjumaa keelejuhid (/a/ p < 0,001; /ä/ p < 0,01 ainult Saaremaa ja Harjumaa tüdrukute võrdluses).
Nii poiste kui ka tüdrukute rühmas osutus mitmete vokaalide häälduserinevuses oluliseks murdetausta ja vanuse vastastikmõju. Detailsem analüüs aga näitas, et sama vanuserühma piires on keelejuhtide murdetaustast tingitud vokaalide kvaliteedivariatsioonid valdavalt statistiliselt ebaolulised.
2.1.2. Kestusastme mõju vokaalikvaliteedile
Sarnaselt täiskasvanute kõnes registreeritud tendentsile hääldada lühikesi rõhulisi vokaale tsentraalsemalt (st vokaalid paiknevad vokaaliruumi keskpunktile lähemal) ning pikki ja ülipikki vokaale perifeersemalt (st vokaaliruumi tsentrist kaugemal) (Eek, Meister 1998; Lippus jt 2013) esineb sama hääldusmuster ka laste kõnes. Reeglina on ülipikk vokaal perifeersem kui pikk vokaal, kuid valdavalt ei ole pika ja ülipika vokaali kvaliteedierinevused statistiliselt olulised.
Lühikesed kõrged vokaalid on hääldatud madalamalt kui vastavad pikad ja ülipikad vokaalid: /i/ (p < 0,01 lühike–pikk võrdluses ja p < 0,001 lühike–ülipikk võrdluses), /ü/ (p < 0,05 lühike–pikk võrdluses) ja /u/ (p < 0,05 lühike–pikk ja pikk–ülipikk võrdluses, p < 0,001 lühike–ülipikk võrdluses). F2-suunalised häälduserinevused on olulised ainult /i/-vokaalil (p < 0,01 lühike–pikk/ülipikk võrdluses).
Keskkõrgetest vokaalidest mõjutab kestusaste /ö/, /õ/ ja /o/ häälduskõrgust: mida lühem vokaal, seda madalam hääldus (/ö/ ja /õ/ p < 0,01 pikk–ülipikk võrdluses; /o/ p < 0,01 lühike–pikk/ülipikk võrdluses). Pikem kestusaste tingib ka /e/ ja /ö/ eespoolsema häälduse (/e/ p < 0,05 lühike–pikk/ülipikk võrdluses ja /ö/ p < 0,001 lühike–pikk/ülipikk võrdluses).
Lühikesi /a/- ja /ä/-vokaale hääldati kõrgemalt kui pikki ja ülipikki vokaale (p < 0,01).
2.2. Vokaalitrajektoorid
Vokaalide trajektooride pikkused (TL) akustilises ruumis on esitatud tabelis 3. Nii poistel kui ka tüdrukutel on suurimad vokaalide /i/ ja /e/ ning väikseimad /o/ ja /u/ TL-väärtused, kusjuures poiste TL-väärtused on alati suuremad tüdrukute vastavatest väärtustest. Vokaalide kvaliteedi arengulisi muutusi sõltuvalt keelejuhtide vanusest ja soost illustreerib vokaalitrajektooride graafiline esitus joonisel 3.
Tabel 3.
Poiste ja tüdrukute vokaalitrajektooride pikkused hertsides
Vokaal | Poisid | Tüdrukud |
/i/ | 744 Hz | 366 Hz |
/e/ | 592 Hz | 347 Hz |
/ä/ | 504 Hz | 297 Hz |
/ü/ | 470 Hz | 273 Hz |
/ö/ | 418 Hz | 220 Hz |
/a/ | 328 Hz | 169 Hz |
/õ/ | 245 Hz | 155 Hz |
/o/ | 182 Hz | 146 Hz |
/u/ | 94 Hz | 73 Hz |
Joonis 3. Poiste (must joon) ja tüdrukute (hall joon) rõhuliste vokaalide asukoha muutus akustilises ruumis sõltuvalt vanusest. Täidetud ringid tähistavad vokaalide asukohti 10 ja 18 aasta vanuselt, seest tühjad ringid vahepealseid vanuseastmeid.
2.3. Vokaaliruumi suurus
Akustilise vokaaliruumi suurust sõltuvalt vanusest illustreerime nurgavokaalide asukoha muutusena F1–F2 teljestikus (joonis 4) ja vokaaliruumi pindala muutusena (joonis 5).
Joonis 4. Poiste (must pidevjoon) ja tüdrukute (hall kriipsjoon) akustilise vokaaliruumi piirid ja nurgavokaalide asukohad sõltuvalt vanusest. Jooniste vertikaaltelg on F1 sagedus (Hz) ja horisontaaltelg F2 sagedus (Hz), vanuserühma näitab arv horisontaaltelje kohal.
Joonis 5. Poiste (mustad ringid) ja tüdrukute (hallid ringid) akustilise vokaaliruumi pindala (VSA) sõltuvalt vanusest ning vastavad lineaarse regressiooni kõverad.
3. Arutelu
Artiklis esitatud vokaalide formantsageduste väärtused ja nende muutused sõltuvalt keelejuhtide vanusest ja soost peegeldavad arengulisi muutusi laste kõnetraktis – vanusega kasvab kõnetrakti pikkus ja sellest tulenevalt alanevad kõigi vokaalide formantsagedused ja akustilise vokaaliruumi pindala. Kui kõne põhitooni arengus (Meister, Meister 2017) on näha poistel ja tüdrukutel erinevaid arengumustreid (poistel kiire langus puberteedieas, tüdrukutel ühtlane langus), siis formantsageduste ealine arengumuster on poistel ja tüdrukutel sarnane, st nii poiste kui ka tüdrukute vokaalide formantsageduste peamised muutused toimuvad 10–15-aastaselt ja edasised muutused on väikesed. Kuna poiste kõnetrakt on pikem kui tüdrukutel, siis on poiste vokaalide formantsageduste väärtused alati madalamad kui tüdrukute vastavad väärtused. Sarnaselt formantsagedustega väheneb ka vokaaliruumi suurus, kuigi tüdrukutel on täheldatav selle mõningane kasv vanuses 16–18 aastat. Ka mitmes Ameerika inglise keelt kõnelevate katsealuste vokaalide akustikat käsitlevas uuringus on saadud sarnaseid tulemusi: formantsageduste väärtused ja vokaaliruumi suurus vähenevad järjekindlalt vanuses 5–15 aastat ja kasvavad pisut alates 16. eluaastast eelkõige tüdrukutel, vähemal määral ka poistel (Flipsen, Lee 2012; Lee jt 1999). Sellised akustilised variatsioonid osutavad kõnetrakti arengulistele iseärasustele, mida toetavad ka magnetresonantstomograafia meetodil tehtud kõnetrakti mõõtmised. Nii on Tecumseh Fitch ja Jay Giedd (1999) leidnud, et 17–18-aastaste tüdrukute kõnetrakt on pikem (143,7 mm) kui 19–25-aastastel (138,8 mm), poiste kõnetrakti pikkuse erinevus kahes vanuserühmas on tunduvalt väiksem (155,7 mm vs. 155,4 mm); Vorperiani jt (2009) mõõtmistulemused näitavad, et tüdrukute kõnetrakti kogupikkus väheneb pärast 16. eluaastat eelkõige neeluõõne arengu (lühenemise) tõttu.
Siinne eesti laste vokaalide formantsageduste statistiline analüüs näitas, et sooline erinevus vokaalide kvaliteedis muutub oluliseks valdavalt 12–13-aastaselt. See tulemus on kooskõlas Vorperiani jt (2009, 2011) andmetega, mille kohaselt on poiste ja tüdrukute kõnetrakti pikkus erinev samuti alates 12. eluaastast.
Vokaalitrajektooride pikkuste (tabel 3) võrdlus näitab, et suurima kvaliteedimuutuse teevad läbi eesvokaalid /i/ ja /e/, väikseimad muutused on aga tagavokaalide /u/ ja /o/ kvaliteedis. Nende erisuste põhjused võivad osalt peituda kõnetrakti eri piirkondade – suu- ja neeluõõne – erinevas kasvukiiruses (Vorperian jt 2009, 2011) ning nende piirkondade erinevas rollis ees- ja tagavokaalide hääldamisel.
Kõnetrakti anatoomilise arengu ja selle akustiliste omaduste vahelised seosed on oluliselt keerulisemad ja kindlasti mittelineaarsed, kuid kahtlemata ei saa vokaalikvaliteedis toimuvaid muutusi seletada ainult kõnetrakti arenguliste muutustega. Lisaks kõnetraktile mõjutavad vokaalide kvaliteedi arengut ka kõneldav keel, keelejuhi murdetaust (Fox, Jacewicz 2009; Jacewicz, Salmons 2011), sotsiolingvistilised faktorid (Pettinato jt 2016) jm.
4. Kokkuvõte
Eesti laste kõne vokaalide akustiline analüüs näitas, et vanuses 10–15 aastat poiste ja tüdrukute vokaalide formantsagedused ja akustilise vokaaliruumi suurus järjekindlalt alanevad ning vokaalid omandavad püsiva kvaliteedi vanuses 15–18 aastat. Vokaalide hääldamisel ilmnev sooline erinevus muutub statistiliselt oluliseks 12–13-aastaselt. Saadud tulemused on kooskõlas kõnetrakti anatoomilist arengut käsitlevate uuringutulemustega.
Suurima kvaliteedimuutuse teevad läbi vokaalid /i/ ja /e/, kõige vähem muutub vokaalide /u/ ja /o/ kvaliteet. Keelejuhtide murdetaustast tulenevalt eristusid eelkõige Saaremaa keelejuhid, kes hääldasid /ö/-vokaali tagapoolsemana ja /õ/-vokaali eespoolsemana võrreldes teiste piikondade keelejuhtidega; lisaks esines ka muid piirkondlikke hääldusvariatsioone. Sarnaselt täiskasvanutega on ka laste kõnes lühikesed rõhulised vokaalid hääldatud tsentraalsemalt ning pikad ja ülipikad vokaalid perifeersemalt.
Uurimistöö valmimist on toetanud Euroopa Liit Euroopa Regionaalarengu Fondi kaudu (Eesti-uuringute Tippkeskus) ja riikliku programmi „Eesti keeletehnoloogia 2011–2017” projekt EKT70 „Kõnekorpuste arendus”.
Einar Meister (snd 1957), PhD, Ida-Soome ülikool, külalisprofessor, einar.meister@uef.fi; Tallinna Tehnikaülikooli tarkvarateaduse instituudi vanemteadur (Akadeemia tee 21B, CYB-314, 12618 Tallinn), einar@ioc.ee
Lya Meister (snd 1957), PhD, Tallinna Tehnikaülikooli tarkvarateaduse instituudi teadur (Akadeemia tee 21B, CYB-315, 12618 Tallinn), lya@phon.ioc.ee
- Artiklis oleme vältinud teksti üleküllastamist mahukate statistiliste arvnäitajatega, esitame need tulevastes erialastes publikatsioonides.
Kirjandus
Asu, Eva Liina, Lippus, Pärtel, Pajusalu, Karl, Teras, Pire 2016. Eesti keele hääldus. (Eesti keele varamu 2.) Tartu: Tartu Ülikooli Kirjastus.
Bates, Douglas, Maechler, Martin, Bolker, Ben, Walker, Steve 2015. Fitting linear mixed-effects models using lme4. – Journal of Statistical Software, kd 67, nr 1, lk 1–48. https://doi.org/10.18637/jss.v067.i01
Boersma, Paul, Weenink, David 2018. Praat: doing phonetics by computer (6.0.43). http://www.praat.org/ (8. IX 2018).
Eek, Arvo 2008. Eesti keele foneetika I. Tallinn: Tallinna Tehnikaülikooli Kirjastus.
Eek, Arvo, Meister, Einar 1998. Quality of standard Estonian vowels in stressed and unstressed syllables if the feet in three distinctive quantity degrees. – Linguistica Uralica, kd 34, nr 3, lk 226−233.
Fant, Gunnar 1960. Acoustic Theory of Speech Production. The Hague: Mouton.
Fitch, Tecumseh W., Giedd, Jay N. 1999. Morphology and development of the human vocal tract: A study using magnetic resonance imaging. – Journal of the Acoustical Society of America, kd 106, nr 3, lk 1511–1522. https://doi.org/10.1121/1.427148
Flipsen, Peter J. R., Lee, Sungbok 2012. Reference data for the American english acoustic vowel space. – Clinical Linguistics & Phonetics, kd 26, nr 11–12, lk 926–933. https://doi.org/10.3109/02699206.2012.720634
Fox, Robert A., Jacewicz, Ewa 2009. Cross-dialectal variation in formant dynamics of American English vowels. – Journal of the Acoustical Society of America, kd 126, nr 5, lk 2603–2618. https://doi.org/10.1121/1.3212921
Jacewicz, Ewa, Salmons, Joseph 2011. Vowel change across three age groups of speakers in three regional varieties of American English. – Journal of Phonetics, kd 39, nr 4, lk 683–693. https://doi.org/10.1016/j.wocn.2011.07.003
Lee, Sungbok, Potamianos, Alexandros, Narayanan, Shrikanth 1999. Acoustics of children’s speech: Developmental changes of temporal and spectral parameters. – Journal of the Acoustical Society of America, kd 105, nr 3, lk 1455–1468. https://doi.org/10.1121/1.426686
Lippus, Pärtel, Asu, Eva Liina, Teras, Pire, Tuisk, Tuuli 2013. Quantity-related variation of duration, pitch and vowel quality in spontaneous Estonian. – Journal of Phonetics, kd 41, nr 1, lk 17−28. https://doi.org/10.1016/j.wocn.2012.09.005
McCloy, Daniel R. 2016. phonR: tools for phoneticians and phonologists. R package version 1.0-7.
McDougall, Kirsty, Nolan, Francis 2007. Discrimination of speakers using the formant dynamics of /u:/ in British English. – 16th International Congress of Phonetic Sciences, Saarbrücken, Germany, 6–10 August, Proceedings. Toim Jürgen Trouvain, William J. Barry. Saarbrücken: Universität des Saarlandes, lk 1825–1828.
Meister, Einar, Meister, Lya 2017. Eesti laste kõne I. Põhitooni akustiline analüüs. – Keel ja Kirjandus, nr 7, lk 518–533. https://doi.org/10.54013/kk716a2
Perry, Theodore L., Ohde, Ralph N., Ashmead, Daniel H. 2001. The acoustic bases for gender identification from children’s voices. – Journal of the Acoustical Society of America, kd 109, nr 6, lk 2988–2998. https://doi.org/10.1121/1.1370525
Pettinato, Michèle, Tuomainen, Outi, Granlund, Sonia, Hazan, Valerie 2016. Vowel space area in later childhood and adolescence: Effects of age, sex and ease of communication. – Journal of Phonetics, kd 54, nr 1, lk 1–14. https://doi.org/10.1016/j.wocn.2015.07.002
R Core Team 2018. R: A language and environment for statistical computing. Vienna: The R Foundation for Statistical Computing. https://www.R-project.org/ (18. III 2019).
RStudio Team 2015. RStudio: Integrated Development for R. Boston, MA: RStudio, Inc. http://www.rstudio.com/ (18. III 2019).
Stevens, Kenneth N. 2000. Acoustic Phonetics. Cambridge, MA–London: The MIT Press. https://doi.org/10.7551/mitpress/1072.001.0001
Türk, Helen, A s u, Eva Liina, Lippus, Pärtel, Niit, Ellen 2016. Diftongidest ja triftongidest eesti keeles Kihnu vokaalisüsteemi näitel. – Keel ja Kirjandus, nr 1, lk 1−12. https://doi.org/10.54013/kk698a1
Vorperian, Houri K., Kent, Ray D. 2007. Vowel acoustic space development in children: A synthesis of acoustic and anatomic data. – Journal of Speech, Language, and Hearing Research, kd 50, nr 6, lk 1510–1545. https://doi.org/10.1044/1092-4388(2007/104)
Vorperian, Houri K., Wang, Shubing, Chung, Moo K., Schimek, E. Michael, Durtschi, Reid B., Kent, Ray D., Ziegert, Andrew J., Gentry, Lindell R. 2009. Anatomic development of the oral and pharyngeal portions of the vocal tract: An imaging study. – Journal of the Acoustical Society of America, kd 125, nr 3, lk 1666–1678. https://doi.org/10.1121/1.3075589
Vorperian, Houri K., Wang, Shubing, Schimek, Durtschi, Reid B., Kent, Ray D., Gentry, Lindell R., Chung, Moo K. 2011. Developmental sexual dimorphism of the oral and pharyngeal portions of the vocal tract: An imaging study. – Journal of Speech, Language, and Hearing Research, kd 54, nr 4, lk 995–1010. https://doi.org/10.1044/1092-4388(2010/10-0097)
Whiteside, Sandra P., Hodgson, Carolyn 2000. Speech patterns of children and adults elicited via a picture-naming task: An acoustic study. – Speech Communication, kd 32, nr 4, lk 267–285. https://doi.org/10.1016/S0167-6393(00)00013-3