Vokalreduktion im
Deutschen
Christine Mooshammer
Christian Geng
Institut für Phonetik und
digitale Sprachverarbeitung
Universität Kiel
Zentrum für Allgemeine
Sprachwissenschaft,
Typologie und
Universalienforschung
GWZ Berlin
Christine Mooshammer (IPDS Kiel) & Christian Geng (ZAS Berlin)
20. April 2007
Überblick
1.
Vokalreduktion in den Sprachen der Welt
2.
Vokalreduktion im Deutschen
3.
4.
Zusammenfassung
Fragen zur Vokalreduktion?
5.
Ausblick: LAKU (Vorläufiges Akronym für Language
Archive Kiel University)
-
Phonetik
Phonologie
-
Artikulatorische Ergebnisse
Akustische Ergebnisse
Evaluierung
Christine Mooshammer (IPDS Kiel) & Christian Geng (ZAS Berlin)
20. April 2007
1. Vokalreduktion: phonetisch
Wortbetont
• Vokale werden verkürzt
Zwei Möglichkeiten:
1. schnellere Artikulationsbewegungen
 erhöhter Aufwand
2. Reduktion der Öffnungs- und Schließbewegung
Vokalziel wird nicht erreicht und liegt
näher am Konsonanten
verstärkte Koartikulation
Vermeidung von erhöhtem
artikulatorischem Aufwand
C
ini
Zungenspitzenbewegung
Lindblom 1963: Target undershoot
fin
V
Zeit
Unbetont: target undershoot
C
Zungenspitzenbewegung
Phonetische Vokalreduktion
(z.B. bei schnellem Sprechen
oder Deakzentuierung):
C
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C
ini
fin
V
Zeit
20. April 2007
1. Vokalreduktion: phonologisch
• Target undershoot spielt eine Rolle bei
– Sprechgeschwindigkeit
– Sprechstil
– Wortakzent
• Vokalreduktion als gradueller phonetischer Prozess
• phonologisch: in vielen Sprachen kommt es zu
Neutralisationen
• Welchen Regularitäten unterliegen die
Reduktionsmuster in den Sprachen der Welt?
(Flemming, Crosswhite, Barnes, Padgett & Tabain...)
• Beispiel Russisch:
betont:
/i, e, a, o, u/
unbetont: /i,  , u/
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20. April 2007
1. Vokalreduktion: phonologisch
• Beispiel Katalanisch:
Wortbetonte vordere Vokale
– /e/: cec blind
– /E/: sec trocken
– /a/: sac Sack
werden zu // in wortunbetonter
Position
– //: ceguet kleine blinde Person
– //: secar
trocknen
– //: saquet Säckchen
Wortbetonte hintere Vokale
– //: sord taub
– /o/: sol
Sonne
werden zu /u/ in wortunbetonter
Position
aus Herrick 2003
– /u/: sordesa Taubheit
– /u/: solet
Sönnchen
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20. April 2007
1. Vokalreduktion: phonologisch
Unbetont mit Neutralisation
i
Betont:
i
u
e
1. Hohe Vokale
verändern sich
kaum.
u
2. Der „Boden“
wird angehoben.
 Schrumpfung
des Vokalraums.
a=
o
a
Unbetont ohne Neutralisation
i
(nach Padgett & Tabain
2004)
e
3. Vertikale
Richtung ist
stärker betroffen
als die horizontale.
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a
u
o
20. April 2007
1. Vokalreduktion: phonologisch
Erklärungen für diese Muster:
1.
durch Vokalkürzung kommt es zu Target undershoot
 phonetischer Determinismus: alle Sprachen mit ähnlichem
Vokalsystem müssten auch ein ähnliches
Reduktionsmuster zeigen.
–
–
–
Flemming (2004, submitted):
Optimalitätstheoretischer Ansatz
Beschränkungen:
•
•
•
Maximierung der Distinktivität von Kontrasten
Maximierung der Anzahl der Kontraste
Minimierung des artikulatorischen Aufwands
•
•
der minimalen Distanz
der Beschränkungsreihenfolge
Unterschiede ergeben sich aus sprachspezifischen
Festlegungen
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1. Vokalreduktion: phonologisch
• Spezifikation von MINDIST
(Minimale Distanz zwischen
Vokalen in einer nicht näher
spezifizierten auditorischen
Skala)
• Ranking von MAXIMISE
CONTRASTS
(maximiere die Anzahl der
Kontraste)
• *SHORT LOW V
(vermeide artikulatorischen
Aufwand)
spielt keine Rolle bei betonten
Vokalen
Phonetisch fragwürdig
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1. Vokalreduktion: phonologisch
1. Flemming (2004, submitted)
2. Crosswhite (2001, 2004): prominence alignment
1. Vokale unterscheiden sich inhärent durch ihre Prominenz
2. Prominenz ist durch die Kieferposition und die Dauer
spezifiziert:
• a>e/o>i/u
• ≈ Sonorität
3. Prominente Segmente werden in unbetonter Position
vermieden
 Vokalreduktion durch Target undershoot
Weiteres Reduktionsmuster:
- nur die Eckvokale bleiben übrig
- z.B. Weissrussisch: /e, o/ werden zu /a/ in unbetonter Position
- Contrast enhancement: Vermeidung von perzeptuell
schwierig unterscheidbaren Vokalqualitäten in prosodisch
schwachen Positionen
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2. Eigene Untersuchung:
Fragestellungen
Bisher: Argumentation basiert bisher auf
impressionistischen Daten und einigen wenigen
perzeptiven und akustischen Studien
Ziel 1: Artikulatorische Untersuchung zum
Wortakzent
Ungespannte Vokale sind relativ unkompremierbar und
undehnbar. Target undershoot basiert aber auf
Kürzung
Ziel 2: Untersuchung der ungespannten Vokale
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2. Eigene Untersuchung: Dank
Kooperation mit
Susanne Fuchs (Berlin)
Mooshammer, C.; Fuchs S. (2002). Stress distinction in German:
Simulating kinematic parameters of tongue tip gestures.
Journal of Phonetics 30, 337-355.
Phil Hoole (München)
Hoole, P.; C. Mooshammer. (2002). Articulatory analysis of the
German vowel system. In: P. Auer, P. Gilles & H. Spiekermann
(eds.), Silbenschnitt und Tonakzente. Niemeyer, Tübingen, pp.
129-152.
Christian Geng (Berlin)
Mooshammer, C. & Geng, C. (accepted). Acoustic and articulatory
manifestations of vowel reduction in German. Journal of the
International Phonetic Association.
Geng, C. & Mooshammer C. (submitted). How to stretch and
shrink vowel systems: Results from a speaker normalization.
Journal of the Acoustical Society of America.
Jörg Dreyer (Techniker)
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2. Eigene Untersuchung: Experiment
• EMMA Studie
4 Sensoren auf der Zunge +
Kiefer, Oberlippe
• 7 Sprecher des Deutschen
2 weiblich W1, W2
5 männlich M1-M5
• 15 Vollvokale des Deutschen
betont: /tVt/
unbetont: /tVtal/
• Trägersatz: “Ich habe tVter
nicht tVtal gesagt.”
• 8 Wiederholungen
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2. Eigene Untersuchung: Dauern
Vokaldauer
gespannt betont
gespannt unbetont
ungespannt betont
ungespannt unbetont
140
120
100
80
60
40
20
0
[+S]
[-S]
gespannt
[+S]
[-S]
ungespannt
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2. Eigene Untersuchung:
Sprecherspezifische Unterschiede
Zungenpositionen während der akustischen Vokalmitte
25
W1 /tit/
M4 /tit/
20
15
10
5
W 1 stressed
W 1 unstressed
M4 stressed
M4 unstressed
0
-5
25
W1 /tut/
M4 /tut/
20
15
10
5
0
-5
10
front
20
30
40
[mm]
50
60
back
10
20
front
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30
40
[mm]
50
60
back
20. April 2007
2. Eigene Untersuchung:
Sprechernormalisierung
Generalized Procrustes Analysis (Rohlfs &
Slice 1990)
• Die einfachste Form der Procrustes
Analyse besteht aus drei Schritten:
–
–
–
Zentrierung
Skalierung mit einem konstanten Faktor
Rotation
 Konsensus-Objekt (sprecherunabhängig)
 rekonstruierte Sprecherdaten
Eingabedaten:
Formantkarten in der Vokalmitte
(F1 F2 x 15 Vokale x 2 Betonungsbed. x 7 Spr.)
Zungenkonfigurationen in der Vokalmitte
(4 Sensoren x 2 Dim. x 15 Vokale x 2 Betonungsbed. x
7 Spr.)
Gaumenkonturen
(14 Messpunkte x 2 Dim. x 7 Sprecher)
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2. Eigene Untersuchung: ProcrustesNormalisierung der Gaumenkonturen
Rohgaumen
Procrustes Gaumen
30
30
20
20
10
10
0
0
-10
-10
10
20
30
40
50
W1
M4
Consensus
10
20
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30
40
50
20. April 2007
2. Eigene Untersuchung:
Zungenpositionen
Gespannte Vokale:
/i/: kaum Einfluss
/u, o/: Vorverlagerung +
Anhebung der
Zungenspitze
/a/: Anhebung der Zunge
bei unbetonten Vokalen
Ungespannte Vokale:
bei allen Vokalen ist die
gesamte Zungenkonfiguration erhöht
 verstärkte Koartikulation
mit Kontext (/tVt/)
20
i te ns e
20
i la x
10
10
0
0
s tre s s e d
-1 0
20
uns tre s s e d
u te ns e
-1 0
20
u la x
10
10
0
0
-1 0
20
-1 0
o te ns e
20
o la x
10
10
0
0
-1 0
20
-1 0
a te ns e
20
a la x
10
10
0
0
-1 0
-1 0
20
front
40
[m m ]
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60
ba ck
20
front
40
[m m ]
60
ba ck
20. April 2007
2. Eigene Untersuchung: „Schrumpfung“
Gespannte Vokale:
• Reduktion in beide
Richtungen
• Mehr Reduktion am
Zungenspitzensensor
 Starke temporale und
räumliche Reduktion
20
20
 kaum temporale
Reduktion und
räumliche
Schrumpfung
24%
30
T1
30
40
T2
29%
40
10






5

E

0
-5





 



E




a

71%
T1
55
60
T4
43%



10


5

a


a

0

a

75%
-5
T2
85%
91%
T3


E


E




30
35
Zungenspitze
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T4
10

 
E

5


a



a



a

E



a

20
15




 



E


 





5
25
50
T3

E



20
50



10
0
45
34%



15
Ungespannte Vokale:
• Anhebung und
Vorverlagerung des
„Vokalraumes“ als Ganzes
25
0
40
45
50
55
Zungenrücken
20. April 2007
2. Eigene Untersuchung: Diskrepanz zu
Phonologie (bzw. Akustik)
Tense vowels
200
• Formantkarten:
 Keine direkte (simple)
Beziehung zwischen Akustik und
Artikulation
Anhebung der Zungenspitze bewirkt
Zentralisierung von F2
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F1 [Hz]










E







E
600
800
2500

a


a
64%
2000
1500
1000
F2 [Hz]
Lax vowels
200


 






400
F1 [Hz]
– ähnliche Reduktionen bei
gespannt und ungespannt
– Zentralisierung in horizontaler
Richtung
– Reduktion relativ gleichförmig in
beide Richtungen
400










E
 

600

E 

a


73%







a
800
2500
2000
1500
F2 [Hz]
20. April 2007
1000
2. Eigene Untersuchung: Evaluierung der
Methode
200
– Lobanov: 47 % der
Rohdatenvariabilität
– Procrustes: 15 % der
Rohdatenvariabilität
F1 [Hz]
• Scatter reduction
300





400






500










E








600
Raw data
Procrustes
Lobanov
700
800
2500
2000
a








a

1500
F2 [Hz]
1000
• Diskriminierungsleistung
– mittels linearer
Diskriminanzanalyse
– Prozent korrekt
klassifizierter Vokale
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20. April 2007
3. Zusammenfassung
1. Die ungespannten Vokale werden trotz
ihrer Inkompressibilität in unbetonter
Position räumlich reduziert.
2. Die Reduktionsrichtung hängt nicht von
phonologischen Merkmalen wie
Vokalhöhe oder vorne-hinten ab sondern
allein von der Lage und Entfernung des
Vokals zum konsonantischen
Artikulationsort.
Christine Mooshammer (IPDS Kiel) & Christian Geng (ZAS Berlin)
20. April 2007
3. Ausblick
Abschneiden: unbetont
• während betonter Vokale: kaum Muskelaktivität von am
Vokal unbeteiligten Muskeln
• während unbetonter Vokale: Restaktivität vom am
Kontext beteiligten Muskeln
Zungenspitze
– generell stärkere Überlappung von Öffnungs- und
Verschließgeste impliziert auch eine kürzere Dauer
passt nicht zu ungespannten Vokalen
– besser: Unterschiedlich schnelle Relaxierung der am
Kontext beteiligten Muskeln, z.B. longitudinalis superior
für /t/
/t/
|
/t/
|
CV
VC
|
|
Vokal
Zeit
Muskelaktivität
• Phonetische Modellierung bzw. artikulatorische
Synthese
Vokal
Zeit
 erhöhter Aufwand in wortbetonten Silben beruht auf
schnellerer Muskelaktivierung und –relaxierung für die
benachbarten Laute
 plausibler als Crosswhites „prominence avoidance“
Integrierbar in Zungenmodelle wie GEPPETO (ICP
Grenoble, Payan & Perrier)
Christine Mooshammer (IPDS Kiel) & Christian Geng (ZAS Berlin)
20. April 2007
Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit
Nach den Fragen noch einige
kurze Anmerkungen....
Christine Mooshammer (IPDS Kiel) & Christian Geng (ZAS Berlin)
20. April 2007
4. Ausblick: LAKU
Vorbereitungen für Spracharchiv Kiel
1. LAKU: Language Archive Kiel University
vorläufiges Akronym
2. Webseite (mit Links von der Phonetik und
der ASW): http://www.linguistik.unikiel.de/laku.htm
3. Informationen zu Datenformate der Korpora
von den einzelnen Interessenten
Liste bis Mitte Mai an Ulrike Mosel oder an mich
4. Aufbau Archiv: Baumstruktur
Christine Mooshammer (IPDS Kiel) & Christian Geng (ZAS Berlin)
20. April 2007
4. Ausblick: LAKU
4.4. Aufbau Archiv: Baumstruktur (1)
Oberste Ebene:
Sprachkorpora
Kiel Corpora
LAKU
Schleswig-Holstein Corpus
Christine Mooshammer (IPDS Kiel) & Christian Geng (ZAS Berlin)
20. April 2007
4. Ausblick: LAKU
4.4. Aufbau Archiv: Baumstruktur (2)
nach DoBeS:
LAKU
1. Projekt: Plattdeutsch
1. Lexikon
2. Sprachkorpus Lesesprache
1. Text: Beschreibung
2. Audio Sprecher 1
3. Audio Sprecher 2
4. ...
3. Sprachkorpus Spontansprache
1. Text: Beschreibung
2. Audio Sprecher 1
3. Audio Sprecher 2
4. ...
2. Projekt: Deutsch, L1 Russisch
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20. April 2007
4. Ausblick: LAKU
Vorbereitungen für Spracharchiv Kiel
1. LAKU: Language Archive Kiel University
2. Webseite (mit Links von der Phonetik und der ASW):
http://www.linguistik.uni-kiel.de/laku.htm
3. Informationen zu Datenformate der Korpora von den einzelnen
Interessenten
Liste bis Mitte Mai an Ulrike Mosel oder an mich
4. Aufbau Archiv: Baumstruktur
 Diskussion im Kolloquium?
Terminvorschlag: 1. Juni oder 8. Juni
5. „Gebrauchsanweisung“ in einer Sitzung
gegen Ende des Semesters
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20. April 2007
2. Vowel quality: Formants
Sehnen - Senat
250
250
Lena - Lenor
300
soft
F.s
loud U.s
U.w
450
450
6
F.w
400
F.w
U.w
350
6
F1
350
soft
F.s
loud U.s
400
F1
300
[+S,+F]
2200
2000
1800
1600
1400
2200
F2
2000
1800
1600
1400
• F1 increases with greater global vocal effort
and with lower degrees of prominence ( sonority expansion)
• /e/ in unstressed syllables is centralized (= F2 lowering) but
still distinct from // (6)
F2
(except for /e/ in Senat of speaker DP from Berlin)
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20. April 2007

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