유성음과 무성음, 홀소리(모음)와 닿소리(자음)의 생성 원리

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1 유성음과 무성음, 홀소리(모음)와 닿소리(자음)의 생성 원리
유성음과 무성음, 홀소리(모음)와 닿소리(자음)의 생성 원리 연세의대 이비인후과 교수 연세대 음성언어의학연구소 소장 최 홍 식

2 말소리(speech)의 생성 언어중추의 명령에 의하여 호흡기관(폐, 횡격막), 발성기관(성대),
조음, 공명기관(인두, 구강, 비강) 의 상호 작용에 의하여 생성된다.

3 음성기관 1) 공기를 움직이게 하는 부분(발동부, Initiator): 호흡기관 2) 소리 내는 곳(발성부): 후두
3) 소리 고루는 곳(발음부): 공명 및 조음

4 유성음과 무성음 유성음: 성대진동음(성대음, glottal sound)이 있는 소리
모든 모음: 10개 기본 모음과 이중 모음 비자음: ‘ㄴ’, ‘ㅁ’, ‘ㅇ’ 무성음: 성대진동음 없이 성도(vocal tract)에서 소리가 만들어지는 소리 비자음을 제외한 대부분의 자음(닿소리)

5 성대음(glottal sound)의 생성
두 가지의 필요조건이 필요함. 폐에서 나오는 공기의 흐름 성대의 닫힘(내전)

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7 그림 6. 폐로부터 나오는 공기가 후두로 보내어지는 모습

8 들숨(inspiration) 시 횡격막(diaphragm)의 움직임

9 들숨(inspiration)에 주작용을 하는
횡격막과 외늑간근(external intercostals)

10 들숨 작용의 보조근 들(1)

11 들숨 작용의 보조근 들(2)

12 날숨(expiration)에 주 작용하는
복근(abdominal muscles)들과 내늑간근

13 좋은 성대음이 만들어지기 위한 조건 적절한 성문하압(subglottal pressure)이 형성되어야 한다.
# 성문하압의 형성 성대를 닫는 힘: 내전근의 수축에 의하여 폐 압력 (Lung pressure): 폐에서 후두로 보내지는 공기의 양 성대가 정상적인 층구조 (layered structure) 를 이루고 있어야 한다. 적절한 glottic width control이 되어야 한다.

14 P 61 Fig 3.6 Schematic drawing of the pulmonary system Corresponding pressure & flow pattern for steady flow

15 Fig. 3.3 (p 57) 그림

16 호흡의 종류 흉식 호흡 복식 호흡 흉강을 주로 이용하는 호흡법 대부분의 보통 여성들이 사용하는 호흡법임
배가 앞으로 나오게 하며 횡격막을 많이 사용하는 호흡법 호흡량이 흉식호흡에 비하여 많다.

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18 Accent Method

19 내후두근

20 내후두근의 작용

21 성대의 미세구조(라인케씨 공간, 성대인대 및 성대근)

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23 층구조에 이상이 생기는 경우: Cover의 병변( epithelium & sup. layer of lamina propria)
Cover의 mass lesion: 성대결절, 성대폴립 등 Reinke’s space의 부종: Reinke’s edema, diffuse polyposis 등 Reinke’s space의 소실: sulcus vocalis, scarring Vocal ligament의 병변 Cordectomy state, 심한 성대 상처 Body의 병변 성대마비 등

24 Vocal ligament의 기능(개와 사람 성대의 비교)
The canine does not have a wel-established vocal ligament. Its superficial layer is thicker than the human’s(about 2-3 mm), and the intermediate and deep layer are nonexistent. 사람 성대: vocal ligament의 collagen fiber가 large longitudinal tension을 유지하기 좋게 구성되어 있으며, 그 위의 cover 층이 얇아서, sustained high pitch를 내기에 적절하다. 개의 성대: vocal ligament가 없고 점막이 두꺼워서 steady phonation 보다는 bursts of phonation(barking)에 적절한 모습이다.

25 Two mass model

26 성대음의 특성 기본주파수(fundamental frequency, F0)를 갖는다.
기본주파수의 정의: number of vocal fold vibration per second during sustained vowel phonation 성인남자: Hz, 성인 여자: Hz 배음(harmonics, harmonic partial)을 갖는다. 배음의 정의: 기본주파수의 2배, 3배, 4배---에 해당되는 주파수에 에너지를 갖는 것 (Puretone은 배음이 없다)

27 기본주파수(fo) 배음(harmonic partial, 2fo, 3fo, …..)의 관계

28 좋은 성대음은 배음의 개수가 많으며, 배음 크기의
줄어듬이 적은 소리이다.

29 공명(resonance)과 조음(articulation)
성대음(glottal sound)이 성도(vocal tract)를 통과할 때 공명과 조음 현상이 일어나서 말소리(speech)가 생성된다. Source and filter theory Vocal tract transfer function Articulation

30 말할 때 성도의 움직임을 Fluoroscopy로 찍은 것임

31 (헬름홀쯔의 공명에 대한 실험)

32 (사람의 주 공명관인 성도는 한쪽이 열려있는 Closed tube resonance tube 이다)

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34 공명(resonance):(I) 정의: 음원을 공명관의 입구에 가까이 했 을때, 공명관이 울리면서 소리를 내 는 현상을 공명이라 한다. 사람의 성도(vocal tract)는 ‘F’ 혹은 ‘ㄱ’ 모습의 closed tube resonance cavity에 해당되는 공명강이다. 공명강은 생긴 모양에 따라서 자체의 공명에너지 주파수대(음형대, formant)를 갖는다. Closed tube에서는 Fn=(2n-1)C/4L에 음형대가 생긴다.

35 공명(resonance):(II) 공명강의 모양의 변화(좁힘점의 위치)에 따라서 음형대(formant)의 위치(frequency)는 변화된다. 후두진동 스펙트럼(성대음)이 성도를 통과할 때 성도의 모양에 의해 만들어진 고유의 음형대(formant)가 결정되는 과정을 ‘성도전이기능(vocal tract transfer function)’이라고 한다. 모음이 결정되는 주된 음형대는 제1, 제2 음형대(F1, F2)이다.

36 I: 정상 유리공, II: 유리공 내부에 코르크를 입힌 경우.
(Quality factor가 클수록, bandwidth는 작을수록 또렷한 공명 소리라고 할 수 있다: “I”)

37 (Damping이 적을수록 크고 깨끗한 공명음이다)

38 공명(resonance):(III) 좋은 공명의 조건:
충분한 크기의 음원(성대음)이 공명강 입구의 적절한 거리에 위치되어야 한다. 공명강 내부의 점막이 얇아서, quality value가 높아야 한다. 다른 표현으로는 bandwidth가 좁아야 한다. 축농증, 기관지염등은 치료되어야 하며, damping이 적은 발성, Singer’s formant가 형성되는 발성을 연습한다.

39 성악가 음형대(Singer’s Formant): 잘 훈련된 남자 성악가가 발성 시 2. 5-3
성악가 음형대(Singer’s Formant): 잘 훈련된 남자 성악가가 발성 시 kHz 부분에 모음의 종류와 관계없이 강한 에너지를 보이는 것

40 성악가포만트가 생성되는 원리 도해

41 조음(articulation) Vocal tract의 모양의 변화에 의하여 모음이나 자음의 말소리가 만들어지는 과정을 조음 혹은 구음이라고 한다. 모음(홀소리): 혀나 입술의 모양의 변화에 의하여 음형대를 변화시켜서 만들어진다. 자음(닿소리): 성도에서 잡음(noise)이 만들어 지는 것이다. 잡음이 만들어지는 방법(manner of articulation)에 의하여 파열음, 마찰음, 파찰음 등으로 분류되며, 같은 파열음이라도 조음 위치(place of articulation)에 따라 양순음, 치조음, 연구개음 등으로 분류된다. 발음은 정확히 표현하되, 공명강을 넓혀서 흡수(filter)되는 에너지를 최소화 해야 함.

42 닿소리(자음)의 음성학적 분류 파열음 마찰음: ‘ㅅ’, ‘ㅎ’ 파찰음: ‘ㅈ’, ‘ㅊ’, ‘ㅉ’
양순(입술) 파열음: ‘ㅂ’, ‘ㅍ’, ‘ㅃ’ (연음, 격음, 경음) 치조(잇몸) 파열음: ‘ㄷ’, ‘ㅌ’, ‘ㄸ’ (연음, 격음, 경음) 구개(연구개) 파열음: ‘ㄱ’, ‘ㅋ’, ‘ㄲ’ (연음, 격음, 경음) 마찰음: ‘ㅅ’, ‘ㅎ’ 파찰음: ‘ㅈ’, ‘ㅊ’, ‘ㅉ’ 비(자)음: ‘ㄴ’, ‘ㅁ’, ‘ㅇ’ 유음: ‘ㄹ’

43 발성에 대한 이해를 돕기 위한 Demonstration: Dr. Speech program 사용
Fo 와 배음(순음과 목소리의 차이) Formant 이해 Singer’s formant Demo

44 경청해 주셔서 감사합니다.