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12. Mai 2006 Sprachproduktion 1

Larynx II: Messmethoden und experimentelle Untersuchungen zurStimmqualitt und Abduktion

Tine Mooshammer

IPDS, Kiel, Mai 2006

Herunterladen: http://www.ipds.uni-kiel.de/Dokumente/ModulE/larynx2.pdf


berblickStimmqualitt und Phonation

Weitere Theorien zum Schwingungsverhalten der Stimmbnder

Methoden: Laryngograph, Pneumotachograph, High Speed Filming

Stimmqualitten: physiologische und akustische Messungen

Lautstrke

Register - Tonhhe

Abduktion und AdduktionFiberoptik und Transillumination

Aspiration und Stimmton in den Sprachen der Welt


Phonation: Schwingungseigenschaften der Stimmlippen

Vertikale Phasendifferenz: weshalb die Stimmlippen geschlossen werden und bleiben

ffnungsphase: Stimmlippen unten weiter als oben konvergente Glottis

Schlieungsphase: Stimmlippen unten enger als oben divergente Glottis

Druck auf Glottis am grten bei konvergenter Glottis untersttzt vollstndige ffnung


Phonation: Schwingungseigenschaften der Stimmlippen

Aus Reetz 1999, S. 121

Stimmlippen ffnen sich von unten nach oben: a) b) Nur noch die oberen Rnder berhren sich: c)

Sprengung der Stimmlippen d)

Unterer Teil der Stimmlippen zieht sich zusammen, da Bernoulli-Effekt; oberer Teil bewegt sich weiter aus-einander, da Massentrgheit e)

Unten: Bernoullikraft gro, da Stimmlippen eng zusam-men; oben: maximale Aus-lenkung f)

Unten: Stimmlippen verschlos-sen; oben Bewegung zueinander aufgrund Elastizitt und Kraft der unteren Teile g) h)


Zwei-Massen-Theorie

Aus Perkins & Kent 1986, S. 100

titze_model.htmhttp://www.ncvs.org/ncvs/tutorials/voiceprod/tutorial/model.html


Body-Cover Theorie

1. Die uere Schicht (Cover)

Nicht-muskulr (z.B. Schleimhaut, Bnder)

Gelatineartige Konsistenz

Spannungszustand nur passiv regelbar

2. Die innere Schicht (Body)

Im wesentlichen muskulr (internalthyroarytenoid)

Daher Spannungszustand aktiv regelbar

Unabhngige Regulierung der Spannung von Cover und Body


Body-Cover Theorie: RegisterUnabhngige Regulierung der Spannung von Cover und Body

Unterschied Brust- vs. Kopfstimme (modal vs. falsetto voice, Register):

Bruststimme:

1. Kontraktion CT Lngung und Spannung der Stimmlippen

2. Kontraktion Vocalis Stimmlippenverkrzung bei grerer Masse Vergrerung der Steife von body und Reduktion der Steife von cover

Falsettstimme:

Nur Kontraktion des CT sehr dnne und lange Stimmlippen Steife von Body und Cover vergrert sich Flattern der ueren Schleimhautrnder (Verschluss der Stimmlippen durch Rckstellkrfte, nicht Bernoulli; kein vollstndiger Verschluss)


Der Laryngograph

Ein kleiner Strom fliet zwischen zwei Elektroden, die in derHhe der Stimmlippen um den Hals gebunden werden. Die Leitfhigkeit ist proportional zur Glottisffnung


Aus Voice Quality: University College London

Flieender Strom

ThyroidElektrode

Arytenoiden Bei offenerGlottis flietkaum Strom zwischen den Elektroden

Stimmlippenkonfiguration und Strke des Stromsignals


Das Lx (laryngographische) Signal

Lx Zeitsignal

3 5 6

Signalstrke


Die Lx-Geschwindigkeit (Lx')

Je schneller sich das Lx-Signal ndert, umso grer istdie Lx-Geschwindigkeit

http://www.ims.uni-stuttgart.de/phonetik/EGG/pagee2.htm#Figure18

Lx

Lx'

Groe nderung, hoheGeschwindigkeit


In der Forschung wurde gezeigt, da dieses Minimum im Lx'zum Beginn der Glottisffnung vorkommt

Lx'

Lx


Die Phasen im Lx Signal

t6

Glottis maximal geschlossen: t1, t6Glottis maximal offen: t4Dauer der geffneten Phase: t2 t5Dauer der verschlossenen Phase: t0 t2

Die Dauer und die Geschwindigkeit derSchlieungsphase sindwegen des Bernoulli-Effekts grsser als die Dauer derffnungsphase

Lx

Lx'

offen

geschlossen


Modale Stimme

Behauchte Stimme

Knarrstimme

Lx Signale und Stimmqualitt

Kleine Amplitude des Lx Signals und kurzeSchlieungsphase

UnregelmigeSchwingungen


Behauchte Stimme

vorne

hinten

Knarrstimme

Der hintere Teil bleibt in derffnungsphase geschlossen

Vorne bleiben die Stimmlippen stndigoffen

Die Stimmlippensind kurz und schlaff

Nur ein kleiner Teil derStimmlippen schliet sichin der Schlieungsphase


Zusammenfassung: Laryngograph

Vorteile: Einfache Handhabung, nicht invasiv Keine Beeintrchtigung der Artikulation

Nachteile: Keine Eichung mglich Werte abhngig von der Versuchsperson ffnungszeitpunkt schlecht erkennbar, da das Signal

kontinuierlich abnimmt und oft mucos bridgingauftritt

Beeinflussung durch vertikale Kehlkopfbewegungen


Pneumotachograph und inverse Filterung

Oraler Luftstrom wird beeinflusst von den Resonanzeigenschaften des Ansatzrohres, da Quelle-Filter-Theorie

Abbildungen aus Gobl (2003)


Pneumotachograph und inverse FilterungFr die Schtzung des glottalen Luftstroms:Inverse Filterung (der umgekehrte Weg)



Pneumotachograph und inverse FilterungZeitbereich:



Pneumotachograph und inverse Filterung

Abbildungen aus Marasek (1997), bzw. http://www.ims.uni-stuttgart.de/phonetik/EGG/frmst1.htm

Open quotient: Verhltnis der geffneten Phase

zur Periodendauer Hoch fr breathy voice Niedrig fr Knarrstimme und

lautes SprechenSpeed quotient:

Verhltnis der Verschliephase zur ffnungsphase

Meist nach rechts geneigt, da sich die Stimmlippen schneller verschlieen als ffnen

DC Flow: Hher bei breathy

DC flowAC flow


Hochgeschwindigkeitsfilme


Stimmqualitt: Akustische Merkmale der Modalstimme

Ein phonetisch stimmhafter Laut erzeugt periodischeSchwingungen im akustischen Zeitsignal

Die Grundfrequenz = 1000/t Hz

t ist die Dauer der Periode in Millisekunden

fo = 1000/11.09 = 90,2 Hz


Behauchte Stimme und Knarrstimme: Akustische MerkmaleModalstimmeKnarrstimme

UnregelmigeSchwingungen, die alseine etwas rauheStimme wahrgenommenwerden

Behauchte Stimme

Das Zeitsignal ist einfacher, wodurch die phonetische Qualittdes Vokals nicht so deutlichwahrgenommen wird


Lautstrke

Speedquotient und open quotientkleiner

Aus Perkins & Kent 1986


Lautstrke

Aus Reetz 1999, S. 126


Tonhhe

Aktivitt des CT und f0, aus Hirose 1997

Abhngig von:

1. Natrlicher Lnge und Masse der Stimmlippen

2. Willentlicher Erhhung der Tonhhe:

Myoelastische Anpassungen zur Erhhung der Tonhhe durch:

Lngung der Stimmlippen durch CT Reduktion der Masse der Stimmlippen

Kontraktion VocalisStimmlippen werden dicker und krzer aber auch steifer mechanischer Widerstand gegen groe ffnung krzerer Zyklus


Aspiration

Aus Hoole 1997


Fiberoptische Laryngographie und Transillumination

Mit der Kombination dieser Methoden kann die Flche derGlottisffnung gemessen werden

Videokameramit Lichtquelle

Biegsames Kabel frdie Lichtleitung und Kameraaufnahmen

Das zwischen den Stimmlippendurchleuchtende Lichtwird von einemLichtsensor gemessen

Das Licht scheintdurch die offeneGlottis (daherTransillumination)


Aspiration

Aus Hirose 1997


Praspiration im Islndischen

Aus Ladefoged & Maddieson 1996


Praspiration im Islndischen

Seppi, lestu breiddi fyrir mig.[prit]

Seppi, lies ausbreiten fr mich.

Seppi, lestu breytti fyrir mig.[priht]

Seppi, lies nderte fr mich.

Aus: Bombien, Lasse (2005) Eine experimentelle phonetische Untersuchung zu Stimmhaftigkeits-unterschieden bei Sonoranten im Islndischen. Magisterarbeit IPDS CAU Kiel.


Stimmlose Sonoranten im Islndischen

Seppi, lestu hendi fyrir mig.[hnt]

Seppi, lies Hand fr mich.

Seppi, lestu henti fyrir mig.[hnt]

Seppi, lies wegwerfen fr mich.


Photoglottogram

Lx

Ein Photoglottogram

auf

zuAkustisches Signal

Das Ergebnis dieser Methode ist ein Photoglottogram, in demdie Hhe des Signals im Verhltnis zur Glottisffnung ist


Entstimmung im Deutschen


Stimmhaftigkeit, Plosive und Frikative

Der Unterschied zwischen silbeninitialen stimmhaften und stimmlosen Plosiven hngt von der Dauer zwischen der Lsung vom Plosiv und dem Anfang der Stimmhaftigkeit ab - genanntVoice Onset Time oder VOT

[tha] [da]

VOTVOT


Lsung des Verschlusses

[da][tha]

Beginn der Stimmhaftigkeit

JederGlottisverschlussverursacht einesenkrechteMarkierung

Spektrographische Analyse von VOT


VOT Variationen

< 0 ms 0 10 ms > 50 msVOT:Stimmlippenvibrieren

Im Verschluss Gleich nachdem Verschluss

MitVerzgerungnach demVerschluss

Spanisch, Franz.

Deutsch, Englisch

d t

d t

(Fortis)

(Lenis)

Fortis/Lenis: Starke/weiche Verschlusslsung


Besos(Kssen)

Pesos (Geld)

Bases (Grnde)

Paces (Schritte)

Stimmhaftes [b]: die Stimmlippen vibrierenim Verschluss

Aspiriertes [ph]: lange VOT

Englische und spanische Plosive

[b]: keineVibration derStimmlippen imVerschluss

[p]: die Stimmlippenvibrieren ab derVerschlusslsung

Fortis

Lenis


spyNach /s/ (spy) oder// (Spalte) sindenglische und deutsche Plosive unaspiriert (VOT = 0 ms)

[p]

Nicht-aspirierte Plosive im Englischen und Deutschen

Hier ist spy mit dem[s] weggeschnitten

buy oder pie?

12. Mai 2006 Sprachproduktion 40Aufpassen auf MesserklingeHaare

[bal] [pal] [phal]

Plosive in Hindi

Stirn

[bal]

1. Stimmhafter Verschluss

2. Stimmhafte Aspiration


Hausaufgabe

Aufgaben in fragen_larynx2.pdf Lesen: Kapitel 7: Acoustic Analysis of

Phonation Types. In Ladefoged (2003), Phonetic Data Analysis

Phonation: Schwingungseigenschaften der StimmlippenPhonation: Schwingungseigenschaften der StimmlippenZwei-Massen-TheorieBody-Cover TheorieBody-Cover Theorie: RegisterZusammenfassung: LaryngographPneumotachograph und inverse FilterungPneumotachograph und inverse FilterungPneumotachograph und inverse FilterungPneumotachograph und inverse FilterungHochgeschwindigkeitsfilmeLautstrkeLautstrkeTonhheAspirationAspirationPraspiration im IslndischenPraspiration im IslndischenStimmlose Sonoranten im IslndischenEntstimmung im DeutschenHausaufgabe

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