Larynx II: Messmethoden und
experimentelle Untersuchungen zur Stimmqualität und Abduktion
Tine Mooshammer IPDS, Kiel, Mai 2006
Herunterladen: http://www.ipds.uni-kiel.de/Dokumente/ModulE/larynx2.pdf
Überblick
•Stimmqualität und Phonation
–Weitere Theorien zum Schwingungsverhalten der Stimmbänder –Methoden: Laryngograph, Pneumotachograph, High Speed Filming –Stimmqualitäten: physiologische und akustische Messungen
–Lautstärke
–Register - Tonhöhe
•Abduktion und Adduktion
–Fiberoptik und Transillumination
–Aspiration und Stimmton in den Sprachen der Welt
Phonation: Schwingungseigenschaften der Stimmlippen
• Vertikale Phasendifferenz: weshalb die Stimmlippen geschlossen werden und bleiben
• Öffnungsphase: Stimmlippen unten weiter als oben Î konvergente Glottis
• Schließungsphase: Stimmlippen unten enger als oben Î divergente Glottis
• Druck auf Glottis am größten bei konvergenter Glottis Î unterstützt vollständige Öffnung
Phonation: Schwingungseigenschaften der Stimmlippen
Stimmlippen öffnen sich von unten nach
oben: a) b) Nur noch die oberen Ränder berühren sich: c) Sprengung der Stimmlippen d) Unterer Teil der
Stimmlippen zieht sich zusammen, da Bernoulli-Effekt;
oberer Teil bewegt sich weiter aus- einander, da
Massenträgheit e)
Unten: Bernoullikraft groß, da Stimmlippen eng zusam- men; oben: maximale Aus- lenkung f)
Unten: Stimmlippen verschlos- sen; oben Bewegung zueinander aufgrund Elastizität und Kraft
Zwei-Massen-Theorie
Aus Perkins & Kent 1986, S. 100
titze_model.htm
http://www.ncvs.org/ncvs /tutorials/voiceprod/tutori al/model.html
Body-Cover Theorie
1. Die äußere Schicht (“Cover”)
Nicht-muskulär (z.B. Schleimhaut, Bänder)
Gelatineartige Konsistenz
Spannungszustand nur passiv regelbar
2. Die innere Schicht (“Body”)
Im wesentlichen muskulär (internal thyroarytenoid)
Daher Spannungszustand aktiv regelbar
Î Unabhängige Regulierung der Spannung von Cover und Body
Body-Cover Theorie: Register
Î Unabhängige Regulierung der Spannung von Cover und Body Unterschied Brust- vs. Kopfstimme (modal vs. falsetto voice,
Register):
Bruststimme:
1. Kontraktion CT Î Längung und Spannung der Stimmlippen 2. Kontraktion Vocalis Î Stimmlippenverkürzung bei größerer
Masse Î Vergrößerung der Steife von body und Reduktion der Steife von cover
Falsettstimme:
Nur Kontraktion des CT Î sehr dünne und lange Stimmlippen Î Steife von Body und Cover vergrößert sich Î „Flattern“ der äußeren Schleimhautränder (Verschluss der Stimmlippen durch Rückstellkräfte, nicht Bernoulli; kein vollständiger Verschluss)
Der Laryngograph
Ein kleiner Strom fließt zwischen zwei Elektroden, die in der Höhe der Stimmlippen um den Hals gebunden werden. Die Leitfähigkeit ist proportional zur Glottisöffnung
Aus Voice Quality: University College London
Fließender Strom Thyroid
Elektrode
Arytenoiden Bei offener
Glottis fließt kaum Strom zwischen den Elektroden
Stimmlippenkonfiguration und Stärke des Stromsignals
Das Lx (laryngographische) Signal
Lx Zeitsignal
3 5 6
Signalstärke
Die Lx-Geschwindigkeit (Lx')
Je schneller sich das Lx-Signal ändert, umso größer ist die Lx-Geschwindigkeit
http://www.ims.uni-stuttgart.de/phonetik/EGG/pagee2.htm#Figure18
Lx
Lx' Große Änderung,
hohe
Geschwindigkeit
In der Forschung wurde gezeigt, daß dieses Minimum im Lx
'
zum Beginn der Glottisöffnung vorkommt
Lx' Lx
Die Phasen im Lx Signal
t6
Glottis maximal geschlossen: t1, t6 Glottis maximal offen: t4
Dauer der geöffneten Phase: t2 – t5 Dauer der verschlossenen Phase: t0 – t2
Die Dauer und die Geschwindigkeit der Schließungsphase sind wegen des Bernoulli- Effekts grösser als die Dauer der
Öffnungsphase Lx
Lx'
offen geschlossen
Modale Stimme
Behauchte Stimme
Knarrstimme
Lx Signale und Stimmqualität
Kleine Amplitude des Lx Signals und kurze
Schließungsphase
Unregelmäßige Schwingungen
Behauchte Stimme
vorne hinten
Knarrstimme
Der hintere Teil bleibt in der Öffnungsphase geschlossen
Vorne bleiben die Stimmlippen ständig offen
Die
Stimmlippen sind kurz und schlaff
Nur ein kleiner Teil der Stimmlippen schließt sich in der Schließungsphase
Zusammenfassung: Laryngograph
• Vorteile:
– Einfache Handhabung, – nicht invasiv
– Keine Beeinträchtigung der Artikulation
• Nachteile:
– Keine Eichung möglich
– Werte abhängig von der Versuchsperson
– Öffnungszeitpunkt schlecht erkennbar, da das Signal kontinuierlich abnimmt und oft „mucos bridging“
auftritt
– 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 Filterung Für die Schätzung des glottalen Luftstroms:
Inverse Filterung (der umgekehrte Weg)
Pneumotachograph und inverse Filterung Zeitbereich:
Abbildungen aus Gobl (2003)
Pneumotachograph und inverse Filterung Open quotient:
• Verhältnis der geöffneten Phase zur Periodendauer
• Hoch für breathy voice
• Niedrig für Knarrstimme und lautes Sprechen
Speed quotient:
• Verhältnis der Verschließphase zur Öffnungsphase
• Meist nach rechts geneigt, da sich die Stimmlippen schneller verschließen als öffnen
DC Flow:
• Höher bei breathy DC flowAC flow
Hochgeschwindigkeitsfilme
Stimmqualität:
Akustische Merkmale der Modalstimme
Ein phonetisch stimmhafter Laut erzeugt periodische Schwingungen 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 Merkmale
Modalstimme Knarrstimme
Unregelmäßige
Schwingungen, die als eine etwas rauhe
Stimme wahrgenommen werden
Behauchte Stimme
Das Zeitsignal ist ‘einfacher’, wodurch die phonetische Qualität des Vokals nicht so deutlich
wahrgenommen wird
Lautstärke
Î Speed
quotient und open quotient kleiner
Lautstärke
Aus Reetz 1999, S. 126
Tonhöhe Abhängig von:
1. Natürlicher Länge und Masse der Stimmlippen
2. Willentlicher Erhöhung der Tonhöhe:
Myoelastische Anpassungen zur Erhöhung der Tonhöhe durch:
• Längung der Stimmlippen durch CT Î Reduktion der Masse der Stimmlippen
• Kontraktion Vocalis Î
Stimmlippen werden dicker und kürzer aber auch steifer Î
mechanischer Widerstand gegen
Aspiration
Aus Hoole 1997
Fiberoptische Laryngographie und Transillumination
Mit der Kombination dieser Methoden kann die Fläche der Glottisöffnung gemessen werden
Videokamera mit Lichtquelle
Biegsames Kabel für die Lichtleitung und Kameraaufnahmen
Das zwischen den Stimmlippen
durchleuchtende Licht wird von einem
Das Licht scheint durch die offene Glottis (daher
Transillumination)
Aspiration
Aus Hirose 1997
Präaspiration im Isländischen
Aus Ladefoged & Maddieson 1996
Präaspiration im Isländischen
Seppi, lestu breiddi fyrir mig.
[prit]
Seppi, lies ausbreiten für mich.
Seppi, lestu breytti fyrir mig.
[priht]
Seppi, lies änderte für mich.
Aus: Bombien, Lasse (2005) Eine experimentelle phonetische Untersuchung zu Stimmhaftigkeits- unterschieden bei Sonoranten im Isländischen. Magisterarbeit IPDS CAU Kiel.
Stimmlose Sonoranten im Isländischen
Seppi, lestu hendi fyrir mig.
[hnt]
Seppi, lies Hand für mich.
Seppi, lestu henti fyrir mig.
[hnt]
Seppi, lies wegwerfen für mich.
Photoglottogram Lx
Ein Photoglottogram
auf zu
Akustisches Signal Das Ergebnis dieser Methode ist ein Photoglottogram, in dem
die Höhe des Signals im Verhältnis zur Glottisöffnung ist
Entstimmung
im Deutschen
Stimmhaftigkeit, Plosive und Frikative
Der Unterschied zwischen silbeninitialen stimmhaften und
stimmlosen Plosiven hängt von der Dauer zwischen der Lösung vom Plosiv und dem Anfang der Stimmhaftigkeit ab - genannt Voice Onset Time oder VOT
[tha] [da]
VOT VOT
Lösung des Verschlusses
[da]
[tha]
Jeder
Glottisverschluss verursacht eine senkrechte Markierung
Spektrographische Analyse von VOT
VOT Variationen
< 0 ms 0 – 10 ms > 50 ms VOT:
Stimmlippen vibrieren
Im Verschluss Gleich nach
dem Verschluss
Mit
Verzögerung nach dem Verschluss
Spanisch, Franz.
Deutsch, Englisch
d t
d t
(Fortis)
(Lenis)
Fortis/Lenis: Starke/weiche Verschlusslösung
Besos (Küssen)
Pesos
(Geld) Bases
(Gründe)
Paces (Schritte)
Stimmhaftes [b]: die Stimmlippen vibrieren im Verschluss
Aspiriertes [ph]:
lange VOT
Englische und spanische Plosive
[b]: keine Vibration der Stimmlippen im Verschluss
[p]: die
Stimmlippen vibrieren ab der Verschlusslösung
Fortis Lenis
‘spy’
Nach /s/ (‘spy’) oder // (‘Spalte’) sind englische 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’?
[bal] [pal] [phal]
Plosive in Hindi
[bal]
1. Stimmhafter Verschluss 2. Stimmhafte Aspiration
