5.2 声学分析和感知实验

　　寻找语音的信息单元或特征，除了声学分析外，还需要感知实验的支持，而且后者可能更重要。声学分析是基础，感知实验是关键，正如林焘先生在他的《探讨北京话轻音性质的初步实验》一文[19]指出的“用合成语音办法变换其时长、基频和强度等参数，让本地人测听判断，是探讨轻重音本质的一种很有效的办法。”音高曲线上哪些部分是最小信息单元，哪些部分是冗余的，必须借助于制备刺激的感知实验。

　　5.3 冗余率与语音最小信息单元

　　冗余信息（Redundancy）“指超过传递最小信息量的信息量。”或者说是“一个特征如果为识别一个语音单位所不必出现的，就是冗余的。”因而，语音最小信息单元就是传递某个语音所需的最小信息量，或者说是识别一个语音单位所必须出现的特征。

　　吴宗济先生在谈到“实验语音学是一门综合学科”[38]时说，“语音中，究竟哪些要素是可以忽略的，哪些是不可缺少的，缺少了它，语音就会失真甚至听不懂。”“通讯工程需要寻找语言在传输中，哪些频率是必需的，哪些是次要的，因而出现了冗余率概念。也就是说，语音研究需要而且必须找到语声的‘最小信息单元’，需要而且必须去掉那些冗余率。实验证明，元音的最小信息单元是其前两三个共振峰。”因而，学者们认识到，元音的特征是前两三个共振峰，可以认为前两三个共振峰以外的频率成分对传递辨别元音信息而言是冗余的。

　　5.4 普通话语调的最小信息单元和耳朵听到的“总语调”是什么？

　　林茂灿先生认为声调、正常重音、焦点重音和边界调等都有一定的音高模式。无论单音节还是词语中的音节，其声调的最小信息单元都存在于调型段中，元音携带了调型的主要信息；音高曲线中的弯头段和降尾段以及过渡部分等对识别这些语音是冗余的。林焘先生认为，时长是轻声的本质，是识别轻声的最小信息单元，而音强对识别这些语音是冗余的。但是，语音音高曲线上的冗余部分，对语流的自然度是重要的。

　　林茂灿先生认为，重音和边界调是汉语语调的本质与核心，语调短语音高曲线上的其它部分由协同发音等因素引起，对语调特征而言是冗余的（redundancy）。他提出汉语语调基于重音和边界调特征的双要素模型，并用图2（图中符号含义见该书289页）表示。边界调分成前边界调（语调短语的首音节）和后边界调（语调短语的末了一两个音节），表达疑问、陈述和命令等语气；重音可由窄焦点或宽焦点形成，感叹语气也会引起重音[9]。

图2：汉语普通话语调的双要素模型

　　从语音合成韵律标注的经验来看，重音和边界调两个方面确实是最容易捕捉的信息。将这两个层次的韵律信息标注出来后，相关的声学表现，例如重读前、后的基频表现和整句的基频情况都可以通过统计模型学习。

　　林茂灿先生认为，研究“耳朵听到的总语调”指实际的音高活动，反映了汉语节奏，即通常说的 “轻重缓急、抑扬顿挫”。语句节奏是韵律短语节奏和韵律词（或句法词）节奏的综合知觉效果。

　　5.5 关于正常重音的实验

　　林茂灿先生在上世纪70年代中期开始研究词重音。普通话是否存在正常重音，其声学表现如何，学术界有着不同看法。林茂灿先生以认真严肃的态度对待这个问题，使用《普通话水平测试实施纲要》中的词语，陆续花了近七八年时间，进一步研究声调和词重音。《纲要》的词语有表1和表2两部分，包含单音节词、两音节词、三音节词和四音节词，及轻声词和儿化词，由资深播音员方明和于芳朗读。林茂灿先生用表1（少量来自表2）的1099个单音节研究声调，用表1的3358个两音节词及表1和表2的403个三音节词语进一步研究词重音。林茂灿先生认为播音员在朗读这些不含轻声的词语时，好像是在说一个一个“事件的发生”，他们用“极平淡没有特别口气”说出每个词，因而这些词的重音是正常重音。不过发音人朗读时也出现一些偏离正常重音的，但偏差的声音很少。通过这个实验，林茂灿先生认为正常重音是发音人以“极平淡没有特别口气”说的重音效果，训练有素的发音人朗读偏差很少。

　　6.语调研究的应用及需深入研究的领域

　　语音合成系统是语调应用的最好平台。当前语音合成技术取得了长足的进步，接近播音员朗读效果的合成语音已经不再罕见。应该深入研究语句节奏还不够，还应该扩展到研究篇章的节奏。在篇章的层次上，存在更丰富的语调表现。语音合成的下一个目标是具有高表现力（包括篇章、小说、对话等）的合成效果。

　　在统计手段日益强大的环境下，语调研究的声学分析成果，可以通过语音合成数据库的标注规范及标注这一载体，在语音合成系统的声学模块（从语音符号到声音）上得到实现。然而语调研究的另一个层面 - 文本分析端（从文本到语音符号）是实现高表现力语音合成的瓶颈，也就是说，如何在文本上判断分段位置、焦点位置、感情色彩等语调表现，可能比语调的声学分析更难。在数据充分的互联网时代，言语工程师和语音学家不能回避文本端的语调分析。

　　探究语调在汉语中的声学表现及其感知模式，不仅对语音合成、识别等语音系统有重要意义，而且对语音教学有积极作用。大力开展汉语（普通话及各方言）语调和少数民族语言语调（及节奏）的研究，定会推动中国语言的语调研究，让赵元任先生的语调思想得到发扬光大。

　　林茂灿先生的专著《汉语语调实验研究》是对赵元任先生和吴宗济先生有关汉语语调研究成果的传承，起到了承上启下的作用，具有重要的理论指导意义和实践意义。 

　　参考文献

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　　（本文原刊于《中国语音学报》第5辑，2015年，已获得转载授权。）

　　作者简介

　　祖漪清，1982年1月毕业于南京大学物理系声学专业，1984年毕业于中国社会科学院研究生实验语音学专业。之后在中国社会科学院语言研究所工作，2000-2009年在摩托罗中国研究中心任职，2010年至今在科大讯飞股份有限公司任职，负责多语种研发。