Otsi
|
en
PDF

Eesti laste kõne II

Vokaalide akustiline analüüs

https://doi.org/10.54013/kk737a3

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


  1. 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