3～5歲聽障與健聽兒童情感語調發音的聲學特征研究

張芳 黃露 晁欣 史泱 曲春燕

語調是表情達意的一種手段，其最重要的功能之一便是情感功能。情感語調在感知上表現為語音的音高、響度和速度隨時間的變化，在聲學指標上則表現為基頻、強度和時長隨時間的變化[1]。由于聽障兒童聽覺通路受損，導致其對聲音韻律線索的處理存在一定程度退化，而情感語調往往依賴于許多重疊的韻律線索，因此，他們在情感語調的感知和發音方面都存在很大的困難。目前在聽障兒童的韻律研究中，聲調研究較多，對于各種語氣類型(陳述句、疑問句、感嘆句等)的分析也多有論述[2～4]；雖然情感語調是一個極其重要的研究領域[5]，但關于情感語調，尤其是對其的聲學研究相對較少。因此, 本研究選擇在日常生活中兒童接觸最多的情感——高興和難過，從聲音韻律角度選取平均基頻、基頻標準差、基頻范圍、平均強度、強度標準差、強度范圍以及時長這7個聲學指標，探討3～5歲聽障和健聽兒童在語義中性時這兩種情感語調發音的聲學特征，以期為聽障兒童進行聽覺言語早期干預提供參考。

1 資料與方法

1.1研究對象及分組 在北京市普通幼兒園就讀的3～5歲佩戴助聽器(hearing aid, HA)兒童17例(HA組)，其中3歲8例，4歲4例，5歲5例；人工耳蝸植入(cochlear implant ,CI)兒童51例(CI組)，其中3歲19例，4歲17例，5歲15例；健聽(normal hearing,NH)兒童32例(NH組)，其中3歲10例，4歲9例，5歲13例。CI組兒童的重建聽閾范圍為18～43 dB HL，平均聽閾為32 dB HL；HA組兒童的助聽聽閾范圍為15～40 dB HL，平均聽閾為31 dB HL，兩組兒童的助聽效果均為最適，使用普通話康復1年以上且已具備較好的發音能力，無任何其他功能障礙，均熟悉普通話。

1.2情感語調發音測試材料 在編制測試材料時，考慮到兒童的語言和認知水平，并兼顧兒童說話的句長能力，測試語句均為6字句，且句中詞語均為日常生活常用詞(表1)。研究表明，兒童對女性說話者所表達的情感語調更容易識別[6]，因此本研究以高興和難過2種基本情感語調為研究內容，首先請1名有表演經驗的女性用2種不同語調的標準普通話表達并錄制6個語義中性的句子(其中1句用于受試者練習使用)，共得到12句話(6個測試句×2種語調)；然后請15名成人進行評定，測試語句的情感正確識別率均在85%以上。

表1 自編測試語料

1.3情感語調發音測試方法 由言語治療師擔任測試者, 測試地點的背景噪聲低于45 dB A，使用計算機語音工作站進行聲音的錄制及分析(Kay公司)。測試采用一對一、模仿復述的形式進行，正式測試前，先使用練習句進行練習，測試者隨機播放某一情感的練習句的標準音，播放完畢后讓受試者跟隨標準音復述(可借助圖片誘導)，同時注意模仿標準音的情感，之后再播放該情感的另一短句，同樣讓受試者模仿復述。受試者明確測試要求后，開始正式測試。當某一情感的兩個短句均復述完畢后，再隨機播放另一情感的短句按照上述流程進行，直至兩種情感的10句短句均復述結束為止。若受試者跟讀中有字詞錯誤或語句不完整，則重復模仿復述一次。

測試結束后，采用計算機語音工作站首先對每位受試者所采集的音頻文件進行剪輯處理，剪取出所需完整的有效音頻，然后使用該軟件進行聲學分析，提取平均基頻、基頻標準差、基頻范圍、平均強度、強度標準差、強度范圍和時長7個聲學指標。

1.4統計學方法 采用混合實驗設計, 其中兒童類型為受試者間變量，分為佩戴助聽器、人工耳蝸植入和健聽兒童三個水平；兒童年齡為受試者間變量，包括3歲、4歲和5歲三個水平；情感語調類型則作為受試者內變量，包括高興和難過兩個水平。共包括7個混合實驗，即分別以平均基頻、基頻標準差、基頻范圍、平均強度、強度標準差、強度范圍以及時長這7個聲學指標作為因變量。

測試結果采用SPSS16.0以及Microsoft Office Excel 2010進行統計分析。

2 結果

2.1三類兒童情感語調發音的聲學指標檢測結果

HA組、CI組和NH組兒童情感語調發音的平均基頻、基頻標準差、基頻范圍、平均強度、強度標準差、強度范圍以及時長的檢測結果見表2?？梢?，三類兒童在高興語調發音時，平均基頻、平均強度和時長明顯升高、增大和縮短，難過語調發音時會降低、減小和延長。相比難過語調，NH組兒童的高興語調的頻率標準差和頻率范圍更大，而HA組和CI組兒童的強度標準差和強度范圍更大。

表2 情感語調各聲學指標在不同年齡組三類兒童中檢測結果

2．2情感語調類型、年齡和兒童類型對聲學指標的影響

2.2.1平均基頻 平均基頻的方差分析結果見表3，除情感語調類型(F=6.116，P<0.05)外，其余各變量均無顯著作用(P>0.05)。

表3 平均基頻、基頻標準差、基頻范圍的方差分析結果

對不同兒童類型進行多重分析可知,高興和難過語調的平均基頻在HA組和NH組兒童之間(P=0.528>0.05)、CI組和NH組兒童之間(P=0.354>0.05)、HA組和CI組兒童之間(P=0.633>0.05)差異均無統計學意義。

對不同年齡組進行多重分析可見,高興和難過語調的平均基頻在3歲和4歲兒童(P=0.561>0.05)、3歲和5歲兒童之間(P=0.757>0.05)、4歲和5歲兒童之間(P=0.761>0.05)差異均無統計學意義。

2.2.2基頻標準差 基頻標準差方差分析結果見表3，除情感語調類型和兒童類型之間存在交互作用外(F=3.503,P<0.05)，其他變量均無顯著作用(P>0.05)。

進一步進行簡單效應檢驗后發現，從兒童類型維度出發，HA組(P=0.483>0.05)和CI組兒童之間(P=0.525>0.05)高興和難過語調的基頻標準差差異無統計學意義；而NH組兒童高興和難過語調的基頻標準差則差異有統計學意義(P=0.013<0.05)。

對不同兒童類型進行多重分析可知,高興和難過語調的基頻標準差在HA組和NH組兒童之間(P=0.851>0.05)、CI組和NH組兒童之間(P=0.370>0.05)、HA組和CI組兒童之間(P=0.603>0.05)差異無統計學意義。

對不同年齡組進行多重分析可知,高興和難過語調的基頻標準差在3歲和4歲兒童之間(P=0.598>0.05)、3歲和5歲兒童之間(P=0.303>0.05)以及4歲和5歲兒童之間(P=0.641>0.05)差異均無統計學意義。

2.2.3基頻范圍 基頻范圍的方差分析結果見表3，可見除不同類型的兒童之間差異顯著(F=6.420,P<0.05)外，其他變量均無顯著作用(P>0.05)。

對不同兒童類型進行多重分析可見,高興和難過語調的基頻范圍在HA組和NH組兒童之間(P=0.008<0.05)、CI組和NH組兒童之間(P=0.002<0.05)差異有統計學意義,HA組和CI組兒童之間(P=0.650>0.05)差異無統計學意義。

對不同年齡組進行多重分析可知,高興和難過語調的基頻范圍在3歲和4歲兒童之間(P=0.226>0.05)、3歲和5歲兒童之間(P=0.422>0.05)以及4歲和5歲兒童之間(P=0.057>0.05)差異無統計學意義。

2.2.4平均強度 平均強度的方差分析結果見表4，可見除情感語調類型之間差異顯著(F=140.219,P<0.05)外，其他變量均無顯著作用(P>0.05)。

對不同兒童類別進行多重分析可見,高興和難過語調的平均強度在HA組和NH組兒童之間(P=0.340>0.05)、CI組和NH組兒童(P=0.719>0.05)以及HA組和CI組兒童之間(P=0.458>0.05)差異均無統計學意義。

對不同年齡組進行多重分析可見,高興和難過語調的平均強度在3歲和4歲兒童(P=0.868>0.05)、3歲和5歲兒童之間(P=0.841>0.05)以及4歲和5歲兒童之間(P=0.714>0.05)差異均無統計學意義。

2.2.5強度標準差 強度標準差的方差分析結果見表4，可見除不同類型的兒童之間差異顯著(F=10.412,P<0.05)外，其余各變量均無顯著作用(P>0.05)。

對不同兒童類型進行多重分析可見,高興和難過語調的強度標準差在HA組和NH組兒童之間(P<0.001)、CI組和NH組兒童之間(P<0.001)差異有統計學意義,CI組和HA組兒童之間(P=0.563>0.05)差異無統計學意義。

對不同年齡組進行多重分析可見,高興和難過語調的強度標準差在3歲和4歲兒童之間(P=0.905>0.05)、3歲和5歲兒童之間(P=0.075>0.05)以及4歲和5歲兒童之間(P=0.329>0.05)差異均無統計學意義。

2.2.6強度范圍 強度范圍的方差分析結果見表4，可見除不同類型的兒童之間差異顯著(F=10.412,P<0.05)外，其余各變量均無顯著作用(P>0.05)。

表4 平均強度、強度標準差、強度范圍的方差分析結果

對不同兒童類別進行多重分析可知,高興和難過語調的強度范圍在HA組和HN組兒童之間(P=0.045<0.05)、CI組和NH組兒童之間(P=0.042<0.05)差異有統計學意義, HA組和CI組兒童之間(P=0.606>0.05)差異無統計學意義。

對不同年齡組進行多重分析可知,高興和難過語調的強度范圍在3歲和4歲兒童之間(P=0.905>0.05)、3歲和5歲兒童之間(P=0.075>0.05)以及4歲和5歲兒童之間(P=0.329>0.05)差異無統計學意義。

2.2.7時長 時長的方差分析結果見表5，情感語調類型存在極其顯著的差異(F=42.094，P<0.05)，情感語調類型和兒童類型存在交互作用(F=4.376,P<0.05)，其他變量均無顯著作用(P>0.05)。

表5 時長的方差分析結果

進一步進行簡單效應檢驗后可以發現，從情感語調類型維度出發，HA組(P=0.000<0.05)、CI組(P=0.000<0.05)以及NH組兒童(P=0.019<0.05)的高興和難過語調的時長差異均有統計學意義。

對不同兒童類別進行多重分析可知,高興和難過語調的時長在HA組和NH組兒童之間(P=0.157>0.05)、CI組和NH組兒童之間(P=0.446>0.05)以及HA組和CI組兒童之間(P=0.348>0.05)差異均無統計學意義。

對不同年齡組進行多重分析可知,高興和難過語調的時長在3歲和4歲兒童之間(P=0.425>0.05)、3歲和5歲兒童之間(P=0.104>0.05)以及4歲和5歲兒童之間(P=0.439>0.05)差異均無統計學意義。

3 討論

情感交流是社會發展、社會認知和情感幸福的關鍵因素。由于少見關于聽障兒童情感語調發音的研究，并多將知覺評分作為結果進行分析，使得學者們對聽障兒童情感語調的聲學特征知之甚少。本研究呈現了佩戴助聽器和人工耳蝸植入的聽障兒童用高興和難過的語調表達中性語句的聲學分析結果，并與典型正常發展的健聽兒童進行了對比，結果顯示，三類兒童情感語調發音的所有聲學指標的年齡主效應不顯著，說明3～5歲兒童的情感語調發音不受年齡影響。Patel等[7]的研究表明兒童對韻律線索的熟練控制直到7歲才發展的比較完善，而本研究選取的兒童均小于5歲，因此隨著年齡的增長，情感語調發音沒有表現出顯著的變化。

以往關于聽障兒童情感語調發音的知覺分析研究表明，與健聽兒童相比，佩戴助聽器和人工耳蝸植入的聽障兒童雖然顯著落后于健聽兒童，但是他們的發展趨勢與健聽兒童相似[8]。在本研究中，HA組和CI組兒童對平均基頻、平均強度和時長的運用同樣具有與健聽兒童相似的趨勢，與健聽兒童之間無顯著差異，并且隨著情感語調的改變而變化，高興時基頻會明顯升高、平均強度增大和語速變快，難過時則會基頻明顯降低、平均強度減小和語速變慢。上述聲學指標的變化趨勢與以往關于高興和難過語調發音的研究結果相一致[9,10]，表明，聽障兒童在情感語調發音過程中，具有一定的運用韻律線索的能力。

高興與難過語調的典型區別是高興比難過的語調有更高的音調和強度變化[11]，但是聽障患者卻更多依賴于強度線索，對頻率變化的控制較差，比如在情感語調發音時會有更大的強度變化，這已經被證明不能有效地表達不同的情感[12,13]。本研究同樣發現了這樣的規律，相比于難過語調，健聽兒童的高興語調的基頻標準差和基頻范圍更大，而聽障兒童的強度標準差和強度范圍更大；這表明健聽兒童在改變語調發音過程中，更多使用的是頻率的變化；而聽障兒童與健聽兒童不同，他們則更多使用了強度的變化。

綜上所述，聽障兒童在情感語調發音中展示了一定的對韻律線索的利用能力，但是健聽兒童的情感語調變化更多依賴于頻率線索，有更多的頻率變化，而HA組和CI組兒童則更多依賴強度線索，有更多的強度變化；這種差異導致了聽障兒童的情感語調發音不盡人意，在聽覺言語康復訓練過程中仍需特別加強聽障兒童對頻率信息的控制能力。