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문제 정의
- 본 연구에서는 Praat을 이용하여 심도 청각장애 성인의 F1, F2, 모음 간 유클리드 거리, 모음 음향공간의 면적 등을 분석하였고, 정상청력 성인과 어떤 차이가 있는지 살펴보았다.
- 이 세 모음은 범언어적으로 모음 공간의 각 모서리를 형성한다는 데서 의의가 있다. 이를 통해 심도 청각장애 성인의 모음 조음특성을 좀 더 면밀하게 살펴보고자 한다.
가설 설정
- Praat의 기본값(default) 설정에 따르면 성별과 연령에 따라 포먼트 주파수 상한값을 다르게 설정하는 것으로 되어 있다. Praat은 보통 5000 Hz 이하에서 주요 5개 의 포먼트를 계산하는 것을 표준으로 삼고 있는데 남성 화자의 경우 1000 Hz마다 하나의 포먼트가 나타난다고 가정하며 여성 의 경우 성도가 남성보다 짧아 다섯 번째 포먼트가 5000 Hz보다 더 높고 아동의 경우는 그보다도 더 높다고 가정하기 때문이다. 본 연구에서는 이를 반영하여 F0 평균값이 150 Hz 이하이면 포먼트 상한값을 5000 Hz로 설정하였고 150∼225 Hz일 경우 5500 Hz로 설정하였으며 그 이상일 경우 6000 Hz로 설정하였다(최은아ㆍ박한상ㆍ성철재, 2010).
제안 방법
- 대상자들은 조용한 치료실에서 NasalView system(Tiger DRS, Inc., Seattle, WA, 1998) 헤드마이크를 착용하고 /이, 애, 아, 어, 오, 우, 으/ 7개 모음을 무작위로 5회씩 반복하여 만든 모음 카드를 읽었으며 읽는 동안 NasalView로 녹음하고 저장하였다. 저장된 음성의 표본추출률은 22,050 Hz였고 양자화는 16 bit로 하였다.
- 두 채널로 녹음된 음성을 Praat(2010, version 5.2.03, Netherlands)을 이용하여 모노(mono)로 변환한 후 모음의 안정 구간 200msec를 취하여 F1과 F2를 구하였다(window length = 50 ms, step size = 25 ms).
- 본 연구에서는 이를 반영하여 F0 평균값이 150 Hz 이하이면 포먼트 상한값을 5000 Hz로 설정하였고 150∼225 Hz일 경우 5500 Hz로 설정하였으며 그 이상일 경우 6000 Hz로 설정하였다(최은아ㆍ박한상ㆍ성철재, 2010).
- 청각장애인들은 정상청력인과 달리 모음의 중앙화가 나타나거나 과조음이 나타난다(오영자 외, 2000; 최은아, 2010). 이러한 청각장애인들의 모음 조음 특성을 살펴보기 위해 본 연구에서는 F1, F2와 함께 모음 간 유클리드 거리, 그리고 F1_F2 모음 음향공간의 /이/, /아/, /우/가 이루는 삼각형 면적을 분석하였다. 이 세 모음은 범언어적으로 모음 공간의 각 모서리를 형성한다는 데서 의의가 있다.
대상 데이터
- 본 연구의 대상자는 18~23세의 청각장애 성인 20명(평균 연령 19세9개월)과 정상청력 성인 20명(평균 연령 22세)으로 모두 대전, 충청권에 거주하였다. 청각장애 성인 대상자는 모두 선천성 심도 청각장애인으로 보청기를 착용하였으며 대부분 구화로 의사소통을 하였고 평균 청력은 보청기를 착용하지 않은 상태에서는 약 93.
데이터처리
- 장애, 성별, 모음에 대해 집단 간 F1과 F2 평균이 <표 2>에 제시되어 있다. 에서 제시된 장애, 성별, 모음에 따른 F1 과 F2의 차이가 통계적으로 유의미한지 알아보기 위하여 F1과 F2를 종속변수로 하고 장애, 성별, 모음을 독립변수로 하여 일 변량삼원분산분석(3-way ANOVA)을 실시하였다. 유의수준은 0.
- <표 6>에서 제시된 장애, 성별에 따른 i_a 모음 간 거리, a_u 모음 간 거리, i_u 모음 간 거리의 차이가 통계적으로 유의미한지 알아보기 위하여 i_a 모음 간 거리, a_u 모음 간 거리, i_u 모음 간 거리를 종속변수로 하고 장애, 성별을 독립변수로 하여 일변량이원분산분석(2-way ANOVA)을 실시하였다. 유의수준은 0.
- <표 8>에서 제시된 장애, 성별에 따른 모음의 음향공간 면적의 차이가 통계적으로 유의미한지 알아보기 위하여 모음의 음향공간 면적을 종속변수로 하고 장애, 성별을 독립변수로 하여 일변량이원분산분석(2-way ANOVA)을 실시하였다. 유의수준은 0.
- 유의수준은 0.05였으며 Tukey's HSD를 이용하여 사후 분석(post-hoc)을 실시하였다.
- 유의수준은 0.05였으며 Tukey's HSD를 이용하여 사후 분석을 실시하였다.
이론/모형
- 으로 정의된다. 한국어 단모음으로 구성된 모음 음향공간에서 두 모음의 F1, F2 값을 이용한 유클리드 거리 측정 연구 방법론은 성철재(2005)를 참고하였다.
성능/효과
- /u/와 /a/ 모음의 경우에는 F1/F2 비율이 청각장애 남성≒청각장애 여성> 정상청력 여성>정상청력 남성 순으로 나타나 청각장애 남성과 여성의 경우 /u/와 /a/ 모음 모두 전설성이 강했고, 정상청력 남성은 다른 집단에 비해 후설성이 강했다.
- 7개 모음 각각에 대해 장애별로 살펴보면 /아/와 /어/ 모음의 F1 값은 정상청력 성인이 더 컸으며 그 외의 모음의 F1 값은 청각장애 성인이 더 컸다. /아/ 모음의 F1 값의 경우 정상청력 성인에 비해 청각장애 성인이 현저히 작았으며 /이/, /오/, /우/ 모음의 F1 값은 정상청력 성인에 비해 청각장애 성인이 현저히 컸다. 그리고 모음 별로 청각장애 성인과 정상청력 성인의 F2 값을 비교해 보면 /이/와 /애/ 모음의 F2 값은 정상청력 성인에 비해 청각장애 성인이 현저히 작은 반면에 그 외 모음의 F2 값은 청각장애 성인이 정상청력 성인에 비해 현저히 컸다.
- 본 연구 결과에서 포먼트 값은 모음에 따라, 그리고 장애에 따라 다른 것으로 나타났다. 7개 모음 각각에 대해 장애별로 살펴보면 /아/와 /어/ 모음의 F1 값은 정상청력 성인이 더 컸으며 그 외의 모음의 F1 값은 청각장애 성인이 더 컸다. /아/ 모음의 F1 값의 경우 정상청력 성인에 비해 청각장애 성인이 현저히 작았으며 /이/, /오/, /우/ 모음의 F1 값은 정상청력 성인에 비해 청각장애 성인이 현저히 컸다.
- F1에 대한 ANOVA 분석 결과 F1은 장애와 성별, 장애와 모음, 성별과 모음 사이에 상호작용이 있었다. 장애와 성별, 장애와 모음, 성별과 모음 사이의 상호작용의 원인을 알 수 있는 F1 의 추정된 주변평균이<그림 1>~<그림 3>에 제시되어 있다.
- 하지만 앞서 밝힌 바와 같이 F2 값만으로는 조음 시 혀의 전후 위치를 분명히 알 수 없는데 F2는 혀의 전, 후방성 뿐만 아니라 입술의 원순성이나 돌출 정도 등 방출 특성도 포함되기 때문이다. 그러므로 모음의 후설성을 좀 더 명확히 살펴보기 위해 모음 간 유클리드 거리를 산출하여 비교한 결과 i_a 모음 간거리, a_u 모음 간 거리, i_u 모음 간 거리 모두 청각장애 성인이 정상청력 성인에 비해 짧은 것으로 나타났다. 장애와 성별에 따라 모음별로 나눠 살펴보면 /i/ 모음의 경우 F1/F2 비율이 정상청력 남성>정상청력 여성>청각장애 여성>청각장애 남성 순으로 나타났다.
- /아/ 모음의 F1 값의 경우 정상청력 성인에 비해 청각장애 성인이 현저히 작았으며 /이/, /오/, /우/ 모음의 F1 값은 정상청력 성인에 비해 청각장애 성인이 현저히 컸다. 그리고 모음 별로 청각장애 성인과 정상청력 성인의 F2 값을 비교해 보면 /이/와 /애/ 모음의 F2 값은 정상청력 성인에 비해 청각장애 성인이 현저히 작은 반면에 그 외 모음의 F2 값은 청각장애 성인이 정상청력 성인에 비해 현저히 컸다. 선행연구에서 밝혀진 바와 같이 청각장애인들은 정상청력인에 비해 구강의 공간을 적절하게 활용하지 못하여 저모음은 정상청력인에 비해 다소 높은 위치에서, 고모음은 다소 낮은 위치에서 조음하며, 전설모음은 정상청력인에 비해 다소 뒤쪽에서, 후설모음은 다소 앞쪽에서 조음하고 있었다(오영자 외, 2000; 허명진 외, 2005; 허명진 외, 2007; 최은아, 2010).
- 그리고 의 장애에 따른 모음 별 F2 값을 보면 /이/와 /애/ 모음의 F2 값은 정상청력 성인이 더 높았고 그 외모음의 F2 값은 청각장애 성인이 더 높았으며 모음 별로 정상 청력 성인과 청각장애 성인의 차이가 모두 달랐다.
- <그림 10>에 의하면 i_a 모음 간 거리와 마찬가지로 i_u 모음 간 거리 역시 정상청력 성인이 청각장애 성인에 비해 길었으며 집단 간 차이가 컸다. 그리고 정상청력 성인의 경우 남성이 여성보다 더 길고 성별에 따른 차이도 컸으나, 청각장애 성인의 경우에는 여성이 남성보다 더 길었고 성별에 따른 차이가 정상청력 성인에 비해 작았다. 이러한 장애와 성별에 따른 모음 간 거리의 차이가 상호작 용의 원인으로 보인다.
- <그림 11>과 <그림 12>에서 볼 수 있는 바와 같이 정상청력 성인과 청각장애 성인 모두 남성이 여성보다 모음의 음향공간 면적이 넓었다. 그리고 정상청력 성인이 청각장애 성인에 비해 모음 음향공간이 유의미하게 넓었으며 정상청력 성인은 남성과 여성의 차이가 컸으나 청각장애 성인은 남성과 여성의 차이가 적었다.
- 28 Hz로 역시 청각장애 성인이 정상청력 성인에 비해 짧았다. 둘째, 모음 간 거리 중 모음 중 i_u 모음 간 거리는 성별에 따른 차이를 보였는데 여성이 687.18 Hz로 869.33 Hz인 남성에 비해 짧았다.
- 둘째, 모음 간 유클리드 거리 분석결과 i_a 모음 간 거리, a_u 모음 간 거리, i_u 모음 간 거리 모두 장애에 대해 집단 간 유의미한 차이가 있었는데 /a/, /i/, /u/ 모음들 사이의 거리 모두 청각장애 성인이 정상청력 성인보다 짧았다. 이 중 i_u 모음 간거리는 성별에 대해서도 집단 간 유의미한 차이를 보여 여성이 남성에 비해 i_u 모음 간 거리가 짧았다.
- 41 Hz)보다 높았다. 둘째, 모음 중에서는 /이/ 모음의 F2 값이 1820.48 Hz로 가장 높았고, /오/ 모음의 F2 값이 984.58 Hz로 가장 낮았다.
- 89 Hz)보다 높았다. 둘째, 여성(512.40 Hz)이 남성(464.97 Hz)보다 F1이 유의미하게 높았다. 셋째, 모음 중에서는 /아/모음이 600.
- 본 연구 결과에서 포먼트 값은 모음에 따라, 그리고 장애에 따라 다른 것으로 나타났다. 7개 모음 각각에 대해 장애별로 살펴보면 /아/와 /어/ 모음의 F1 값은 정상청력 성인이 더 컸으며 그 외의 모음의 F1 값은 청각장애 성인이 더 컸다.
- 이는 각 모음의 조음위치가 정상청력인들과는 다르기 때문이다. 본 연구의 대상자들은 청지각적으로 평가하였을 때 최소한 단모음 7개는 정확하게 조음할 수 있었다. 주요 세 모음 간 유클리드 거리는 정상청력 성인보다 더 짧았고, 그들이 이루는 삼각형 면적이 더 좁아 정상청력 성인과는 다른 양상을 보였다.
- 주요 세 모음 간 유클리드 거리는 정상청력 성인보다 더 짧았고, 그들이 이루는 삼각형 면적이 더 좁아 정상청력 성인과는 다른 양상을 보였다. 본연구에서는 포먼트 값을 제시할 뿐만 아니라 모음 간 유클리드 거리, 유클리드 거리를 이용한 모음 음향공간의 면적(VTA)을 추가로 분석하였으며 이를 통해 청각장애 성인이 정상청력 성인보다 전설모음은 후방화되고, 후설모음은 전방화됨을 분명하게 확인할 수 있었다. 본 연구에서 살펴본 변수들이 아동의 경우에도 잘 적용될 수 있을지, 청력수준에 따라서는 어떻게 다르게 나타나는지, 문장 안에서의 포먼트 주파수도 동일한 양상을 보이는지에 대한 후속 연구가 남아 있다.
- 셋째, /이, 아, 우/ 세 모음으로 구성되는 모음 음향공간의 삼각형 면적 분석결과 청각장애 성인이 정상청력 성인보다 유의미하게 좁았다. 그리고 정상청력 성인의 경우 남성의 음향공간이 여성에 비해 유의미하게 넓었다.
- 97 Hz)보다 F1이 유의미하게 높았다. 셋째, 모음 중에서는 /아/모음이 600.36 Hz로 가장 높았고, /이/ 모음이 348.57 Hz로 가장 낮았다. 성별에 따른 장애와 모음 별 F1 평균값이 <그림 1>과 <그림 2>에 제시되어 있다.
- <표 7>에 나타나 있듯이 모음 간 거리에 대한 주효과 분석 결과 i_a 모음 간 거리, a_u 모음 간 거리, i_u 모음 간 거리 모두 장애에 대해 집단 간 유의미한 차이가 있었으며 i_u 모음 간거리는 성별에 대해 집단 간 유의미한 차이가 있었다. 첫째, 청각장애 성인의 i_a 모음 간 거리(567.
- <그림 3>의 장애와 성별에 따른 F1 값의 비교에서 볼 수 있 듯이 여성이 남성보다 F1 값이 높았고, 청각장애 여성과 정상 청력 여성 사이의 F1 값의 차이에 비해 청각장애 남성과 정상 청력 남성 사이의 F1 값의 차이가 더 컸다.
- <그림 9>에서 볼 수 있는 바와 같이 정상청력 성인이 청각장애 성인에 비해 i_a 모음 간 거리가 길었으며 그 차이가 컸다. 정상청력 성인 중에서는 남성이 여성에 비해 더 길었으나 청각장애 성인 중에서는 여성이 남성에 비해 길었고 남성과 여성의 i_a 모음 간 거리의 차이가 컸다. <그림 10>에 의하면 i_a 모음 간 거리와 마찬가지로 i_u 모음 간 거리 역시 정상청력 성인이 청각장애 성인에 비해 길었으며 집단 간 차이가 컸다.
- 본 연구의 대상자들은 청지각적으로 평가하였을 때 최소한 단모음 7개는 정확하게 조음할 수 있었다. 주요 세 모음 간 유클리드 거리는 정상청력 성인보다 더 짧았고, 그들이 이루는 삼각형 면적이 더 좁아 정상청력 성인과는 다른 양상을 보였다. 본연구에서는 포먼트 값을 제시할 뿐만 아니라 모음 간 유클리드 거리, 유클리드 거리를 이용한 모음 음향공간의 면적(VTA)을 추가로 분석하였으며 이를 통해 청각장애 성인이 정상청력 성인보다 전설모음은 후방화되고, 후설모음은 전방화됨을 분명하게 확인할 수 있었다.
- 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, F1 분석 결과 청각장애 성인이 정상청력 성인보다 F1 값이 컸으며 여성이 남성보다 F1 값이 유의미하게 컸다. 그리고 모음 중에서는 /아/모음의 F1 값이 가장 컸고, /이/ 모음의 F1 값이 가장 작았다.
- <표 3>에 나타나 있듯이 F1에 대한 주효과 분석 결과 장애, 성별, 모음에 대하여 집단 간에 유의미한 차이가 있었다. 첫째, 청각장애 성인의 F1(495.48 Hz)이 정상청력 성인의 F1(481.89 Hz)보다 높았다. 둘째, 여성(512.
- 첫째, 청각장애 성인의 F2 값(1403.02 Hz)이 정상청력 성인의 F2 값(1302.41 Hz)보다 높았다. 둘째, 모음 중에서는 /이/ 모음의 F2 값이 1820.
- <표 7>에 나타나 있듯이 모음 간 거리에 대한 주효과 분석 결과 i_a 모음 간 거리, a_u 모음 간 거리, i_u 모음 간 거리 모두 장애에 대해 집단 간 유의미한 차이가 있었으며 i_u 모음 간거리는 성별에 대해 집단 간 유의미한 차이가 있었다. 첫째, 청각장애 성인의 i_a 모음 간 거리(567.76 Hz)가 정상청력 성인 (866.44 Hz)보다 짧았고, a_u 모음 간 거리는 청각장애 성인이 430.07 Hz로 정상청력 성인이 571.06 Hz인 것에 비해 짧았다.
- <표 9>에 나타나 있듯이 모음의 음향공간에 대한 주효과 분석 결과 장애에 대해 집단 간 유의미한 차이가 있었다. 청각장애 성인의 모음의 음향공간 면적은 84796.47 Hz2인 반면에 정상청력 성인의 모음의 음향공간 면적은 207246.53 Hz2으로 청각장애 성인의 모음 음향공간 면적이 유의미하게 좁았다. 장애와 성별에 따른 각 모음의 유클리드 거리와 모음 음향공간 면적의 추정된 주변평균이 <그림 11>과 <그림 12>에 각각 제시되어 있다.
후속연구
- 본연구에서는 포먼트 값을 제시할 뿐만 아니라 모음 간 유클리드 거리, 유클리드 거리를 이용한 모음 음향공간의 면적(VTA)을 추가로 분석하였으며 이를 통해 청각장애 성인이 정상청력 성인보다 전설모음은 후방화되고, 후설모음은 전방화됨을 분명하게 확인할 수 있었다. 본 연구에서 살펴본 변수들이 아동의 경우에도 잘 적용될 수 있을지, 청력수준에 따라서는 어떻게 다르게 나타나는지, 문장 안에서의 포먼트 주파수도 동일한 양상을 보이는지에 대한 후속 연구가 남아 있다. 이 변수들을 치료에 적용하여 청각장애인들의 음성을 개선시킬 수 있는 프로그램 개발이 요구된다.
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