[논문]F0 변화율로 본 한국어 억양 패턴의 음향 특성

이지연; 이호영

doi:10.13064/ksss.2013.5.1.123

F0 변화율로 본 한국어 억양 패턴의 음향 특성
Korean Intonation Patterns from the Viewpoint of F0 Percentage Change 원문보기

말소리와 음성과학 = Phonetics and speech sciences, v.5 no.1, 2013년, pp.123 - 130

Abstract ▼ AI-Helper

Previous researches on Korean intonation have been mainly focused on $F_0$ target frequencies, $F_0$ slope, and the duration of intonation patterns. This study investigated Korean intonation patterns, both boundary and phrasal tones, in relation to the $F_0$ percentage change between pitch targets. We measured the percentage change between the pitch targets of both boundary and phrasal tones. Additionally, the $F_0$ change between the preceding pitch target and the first pitch target of the boundary tone and the $F_0$ targets of the sequence of two LH phrasal tones ('LH + LH') were also measured. Two phrasal tones, LHLH and HLH, were compared with 'LH + LH' and the 'HLH' in the LHLH pattern respectively. We found that the percentage change between pitch targets in the phrasal tone is fixed to some extent. This helped explain why the slope of the phrasal tone is closely related to the number of syllables and the duration of the phrasal tone as discussed in previous studies. Since we analyzed the intonation patterns with the utterances from a large speech corpus, the results of this paper are expected to be used in building a larger annotated corpus of Korean.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

지금까지 한국어의 경계억양과 말토막억양에 관한 음향음성학적 연구는 f₀ 목표점, 억양 곡선의 기울기, 음절수, 지속시간 등에 초점을 맞춰 진행되어 왔다. 그러나 이 논문에서는 억양패턴의 목표점과 목표점 사이의 높이 변화율에 초점을 맞춰 연구를 진행하고자 한다. 우리가 억양 목표점 사이의 변화율에 관심을 갖는 이유는 음폭(pitch range)이 다른 남자 화자와 여자 화자의 억양을 동일한 잣대로 분석하길 원하기 때문이고, 더 큰 이유는 Jun(1998), 이숙향(2002), 이숙향․김종진(2005) 등에서 언급한 음절수, 지속시간과 억양의 기울기와의 관계가 억양 변화율로 쉽게 설명이 가능하며, 억양패턴마다 목표점과 목표점 사이의 변화율이 어느 정도 고정되어 있을 것이라고 믿기 때문이다.
다만 LH가 두 번 연속 나오는 경우(아래에서 ‘LH+LH’로 표기) 두 LH의 f₀ 변화율이 상당히 일정하게 나오고, 억양 전사자가 LHLH와 혼동할 가능성이 있어 이 연구에 포함시켰다.
전사자들 간에 말토막 경계의 유무에 대한 판단에 차이가 나는 것은 당연한 일이지만 두 개의 말토막 억양 패턴의 결합체와 이와 비슷한 유형의 말토막억양 패턴 간의 음향적 차이를 밝혀 전사자에게 교육하면 전사자 간 일치도를 높일 수 있을 것이다. 이 논문에서는 전사자들이 종종 혼동하는 LHLH과 LH+LH의 음향적 차이를 목표점들 간의 f₀ 변화율의 관점에서 밝혔다.
이 연구에서는 음성합성용 대화체 음성 코퍼스를 이용해 경계억양과 말토막억양의 f₀ 변화율을 측정하고자 한다. 경계억양의 f₀ 변화율과 관련해서는 선행 음절의 목표점과 경계음절의 제1목표점 사이의 f₀ 변화율과 경계음절 내부의 f₀ 변화율을 분석해서 제시할 것이며, 말토막억양의 f₀ 변화율과 관련해서는 LHL, HLH, LHLH 패턴 내의 f₀ 목표점들 사이의 f₀ 변화율을 제시하고, HLH 패턴과 LHLH의 ‘HLH’, 그리고 LHLH 패턴과 두 개의 LH 패턴 연결체(LH+LH) 사이의 f₀ 변화율의 차이를 분석해서 제시하고자 한다.

가설 설정

이호영(1999)은 처음으로 한국어 경계억양의 음향적 특성에 관한 음향음성학적 연구를 실시했다. 이 연구에서는 f₀ 목표점(pitch target)의 상대적인 높이와 방향이 경계억양 패턴을 결정하는 가장 중요한 음향요소라는 가정 아래 각 경계억양 패턴의 f₀ 목표점과 선행 음절의 f₀ 목표점을 측정했다. 그리고 Lee(2000)에서는 f₀ 목표점뿐만 아니라 선행음절의 f₀ 목표점으로부터 경계음절의 제1 f₀ 목표점까지의 길이, 경계억양 전체의 길이도 함께 제시했다.

제안 방법

LHL%의 경우에는 상승과 하강이 연이어 일어나는데, 이 연구에서는 상승 구간(‘LHL%’로 표기)과 하강 구간(‘LHL%’로 표기)의 f₀ 변화율을 모두 측정했다.
이상에서 f₀ 변화율의 관점에서 한국어의 경계억양과 말토막억양의 음향 특성을 논의했다. 경계억양과 관련해서는 선행 음절과 경계음절 제1목표점 간의 f₀ 변화율과 경계억양 내의 목표점들 간의 f₀ 변화율을 경계억양별로 측정하고 비교했다. 그리고 말토막억양과 관련해서는 LHLH, LHL, HLH의 내부 목표점들 간의 f₀ 변화율을 측정했으며, HLH 패턴은 LHLH 패턴의 내리오름 구간 ‘HLH’과 비교했고 LHLH 패턴은 두 LH 패턴 연결체(LH+LH)와 비교했다.
경계억양의 f₀ 변화율과 관련해서는 선행 음절의 목표점과 경계음절의 제1목표점 사이의 f₀ 변화율과 경계음절 내부의 f₀ 변화율을 분석해서 제시할 것이며, 말토막억양의 f₀ 변화율과 관련해서는 LHL, HLH, LHLH 패턴 내의 f₀ 목표점들 사이의 f₀ 변화율을 제시하고, HLH 패턴과 LHLH의 ‘HLH’, 그리고 LHLH 패턴과 두 개의 LH 패턴 연결체(LH+LH) 사이의 f₀ 변화율의 차이를 분석해서 제시하고자 한다.
, 2000 참조)을 이용해 억양 목표점을 추출했다. 그리고 말토막 단위로 원음의 억양과 목표점들로 합성된 억양을 비교해서 들으면서 합성된 억양이 원음의 억양과 다를 경우 동일하게 들릴 때까지 억양 목표점들을 수정했다. 부적절한 곳에 목표점이 추출되어 있으면 삭제를 했고, 목표점이 추출되어 있지 않아 원음의 억양과 차이나는 곳에는 목표점을 추가하였다(<그림 2> 참조).
그리고 말토막억양과 관련해서는 LHLH, LHL, HLH의 내부 목표점들 간의 f₀ 변화율을 측정했으며, HLH 패턴은 LHLH 패턴의 내리오름 구간 ‘HLH’과 비교했고 LHLH 패턴은 두 LH 패턴 연결체(LH+LH)와 비교했다.
f₀를 정규화할 때는 보통 f₀ 값을 반음(semitone)으로 변환하는데(Zhu 1999 참조), 두 반음 간의 f₀ 값의 차이는 약 6% 정도로 일정하므로 억양 목표점들 간의 f₀ 값의 증감을 백분율로 계산해서 나타내든 반음 단위로 변환해서 나타내든 차이가 없다. 다만 음악 비전공자들에게는 f₀ 값의 증감을 백분율로 변환해서 논의하는 것이 직관적으로 이해하기 쉽기 때문에 이 논문에서는 f₀ 변화율 위주로 논의를 진행할 것이며, 백분율로 계산된 f₀ 변화율을 반음 단위로 변환한 값도 함께 제시하도록 하겠다.
부적절한 곳에 목표점이 추출되어 있으면 삭제를 했고, 목표점이 추출되어 있지 않아 원음의 억양과 차이나는 곳에는 목표점을 추가하였다( 참조).
억양 목표점을 수정하는 작업을 마친 다음에는 목표점들을 토대로 경계억양 패턴과 말토막억양 패턴을 전사하는 작업을 진행했다. 억양패턴 전사는 이호영(2007)을 따랐는데, 이호영(2007)의 경계억양 목록과 말토막억양 목록을 Lee(1990), 이호영(1997), Jun(2000)과 비교하면 <표 2>, <표 3>과 같다.
40(Boersma and Weenink 2008)이다. 운율 레이블링을 위해 음성 코퍼스를 문장별로 경계를 나누고, 각 문장을 말마디와 말토막으로 나누었다. 한국어에서는 경계억양이 말마디의 끝 음절에 얹히므로 경계억양의 목표점을 정확하게 추적하기 위해 말마디 끝 음절의 경계도 함께 설정했다.
이 연구에서는 LHL 패턴의 오름 구간과 내림 구간의 f₀ 변화율을 음절수에 따라 구해 보았다. 그 결과 다음의 <표 6>에서 보듯이 오름 구간과 내림 구간 모두 음절수에 따라 의미있는 f₀ 변화율이 관찰되지 않았다.
이숙향 · 김종진 (2005)은 강자음으로 시작하는 HHLH 패턴의 내림 구간이 약자음으로 시작하는 LHLH의 내림 구간보다 더 큰 기울기 값을 갖는다는 사실을 밝힌 바 있다. 이 연구에서는 약자음으로 시작하는 LHLH 패턴의 내림 구간과 제2오름 구간, 그리고 강자음으로 시작하는 HLH 패턴의 내림 구간과 오름 구간의 f₀ 변화율을 측정했다. 그 결과 강자음으로 시작하는 HLH 패턴은 약자음으로 시작하는 LHLH 패턴보다 내림 구간의 f₀ 감소율이 더 높았으며, 오름 구간의 f₀ 상승률은 더 낮았다.
이 코퍼스는 성우가 대화체 문장을 낭독하였으므로 일반인이 낭독한 것보다는 훨씬 다듬어지고, 다소 과장된 듯한 발화를 담고 있는데, 음성 합성을 목적으로 제작된 코퍼스이므로 감정의 과장된 표현은 통제되어 있다고 판단된다. 이 코퍼스의 음성 파일은 16KHz의 표본 추출률의 MP3 파일 형식으로 저장되어 있었는데, 이 음성 파일을 웨이브(wave) 파일로 변환한 다음 남자 발화 200문장과 여자 발화 200문장을 대상으로 하여 음향분석을 실시했다.
이상에서 f₀ 변화율의 관점에서 한국어의 경계억양과 말토막억양의 음향 특성을 논의했다. 경계억양과 관련해서는 선행 음절과 경계음절 제1목표점 간의 f₀ 변화율과 경계억양 내의 목표점들 간의 f₀ 변화율을 경계억양별로 측정하고 비교했다.
이와 같이 전사된 억양패턴과 각 억양패턴의 f₀ 목표점들을 토대로 하여 목표점과 목표점 사이의 f₀ 변화율을 분석했다. 여기서 f₀ 변화율이란 기준 억양 목표점의 f₀에서 후행 억양 목표점의 f₀로의 f₀ 증감을 백분율로 변환한 값으로 ‘[(후행 f₀ 목표점–기준 f₀ 목표점) / 기준 f₀ 목표점]*100’으로 계산했다.

대상 데이터

이 연구에서는 한국전자통신연구원에서 음성 합성을 목적으로 제작한 대화체 음성 코퍼스를 사용했다. 이 음성 코퍼스는 TV와 라디오 드라마의 대본으로 구성된 약 9만 발화의 대화체 텍스트를 남녀 성우 한 명씩 모두 두 명이 녹음한 음성 자료이다.
이 연구에서는 한국전자통신연구원에서 음성 합성을 목적으로 제작한 대화체 음성 코퍼스를 사용했다. 이 음성 코퍼스는 TV와 라디오 드라마의 대본으로 구성된 약 9만 발화의 대화체 텍스트를 남녀 성우 한 명씩 모두 두 명이 녹음한 음성 자료이다. 이 코퍼스는 성우가 대화체 문장을 낭독하였으므로 일반인이 낭독한 것보다는 훨씬 다듬어지고, 다소 과장된 듯한 발화를 담고 있는데, 음성 합성을 목적으로 제작된 코퍼스이므로 감정의 과장된 표현은 통제되어 있다고 판단된다.

이론/모형

문장, 말마디, 말토막 경계와 말마디 끝 음절의 경계를 나누고, 문장과 말토막의 발화 내용을 적어 넣은 다음에는 억양 목표점 자동 추출 프로그램인 Momel(Hirst and Espresser, 1993; Hirst et al., 2000 참조)을 이용해 억양 목표점을 추출했다. 그리고 말토막 단위로 원음의 억양과 목표점들로 합성된 억양을 비교해서 들으면서 합성된 억양이 원음의 억양과 다를 경우 동일하게 들릴 때까지 억양 목표점들을 수정했다.
이 연구에서는 이호영(2007)이 제안한 Sail(Semi-Automatic Intonation Labelling) 시스템의 억양 체계와 운율 레이블링 원칙에 따라 문장별로 운율 레이블링을 실시했다. 이 때 사용한 음성 분석 프로그램은 Praat 5.

성능/효과

HL%와 ML%를 비교했을 때 ML%의 경우 선행 음절의 목표점으로부터 M까지의 f₀ 증가율이 22%에 불과해 HL%와 뚜렷하게 구별됐다(t=-10.208, p<0.05).
L로 시작하는 경계억양들 중에서 LM%와 LH%를 비교해보면 LM%의 L은 선행 음절 f₀ 목표점에 비해 평균 23%의 감소율을 보이는 반면, LH%의 L은 선행 음절 f₀ 목표점에 비해 6% 정도의 감소율을 보였으며, 이 차이는 통계적으로 유의했다(t=-4,636, p<0.05).
이 연구에서는 약자음으로 시작하는 LHLH 패턴의 내림 구간과 제2오름 구간, 그리고 강자음으로 시작하는 HLH 패턴의 내림 구간과 오름 구간의 f₀ 변화율을 측정했다. 그 결과 강자음으로 시작하는 HLH 패턴은 약자음으로 시작하는 LHLH 패턴보다 내림 구간의 f₀ 감소율이 더 높았으며, 오름 구간의 f₀ 상승률은 더 낮았다. 그리고 이와 같은 차이는 통계적으로 유의미했다.
선행 음절과 경계음절 제1목표점과의 관계를 살펴본 결과 L%, LM%, LH%와 같이 L로 시작하는 경계억양의 목표점은 선행 음절보다 낮게 실현되었으며, 다른 경계억양들은 선행 음절보다 더 높게 시작했다.
위의 과 에서 볼 수 있듯이 LHLH의 경우 두 번째 L이 첫 번째 L보다 10.27% 높게 실현되는 반면 LH+LH의 경우에는 말토막 경계 뒤에 나오는 두 번째 L이 첫번째 L보다 평균 4.85% 낮게 실현되며, LH+LH의 두 번째 오름의 f₀ 증가율이 LHLH의 두 번째 오름보다 훨씬 더 크게 실현된다.
이 논문에서는 f₀ 변화율의 관점에서 억양패턴의 목표점 주파수를 비교함으로써 Jun(1998), 이숙향(2002), 이숙향 · 김종진(2005)이 언급한 억양의 기울기와 음절수 또는 지속시간과의 상관관계가 억양 변화율로 쉽게 설명할 수 있으며, 억양패턴마다 목표점과 목표점 사이의 변화율이 어느 정도 고정되어 있다는 사실을 밝힐 수 있었다.
이 연구에서는 남녀 두 명의 성우의 발화를 담은 음성 코퍼스를 이용해 억양을 분석했기 때문에 연구 표본의 선정에 한계가 있지만 대화체 문장을 잘 훈련된 성우가 낭독한 것이므로 이 연구의 결과가 표준적인 억양의 특성을 비교적 잘 반영하는 측면도 있다고 판단된다. 이 연구의 결과는 대용량 음성 코퍼스, 특히 음성합성용 음성 코퍼스를 구축할 때 억양 레이블링의 기준으로 삼을 수 있을 것으로 기대된다.
코퍼스를 대상으로 한 경계억양 분석 결과, 에서 제시한 9개의 경계억양들 중 HLH%를 제외한 여덟 개의 경계억양이 관찰되었다.

후속연구

이 연구에서는 남녀 두 명의 성우의 발화를 담은 음성 코퍼스를 이용해 억양을 분석했기 때문에 연구 표본의 선정에 한계가 있지만 대화체 문장을 잘 훈련된 성우가 낭독한 것이므로 이 연구의 결과가 표준적인 억양의 특성을 비교적 잘 반영하는 측면도 있다고 판단된다. 이 연구의 결과는 대용량 음성 코퍼스, 특히 음성합성용 음성 코퍼스를 구축할 때 억양 레이블링의 기준으로 삼을 수 있을 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	한국어에서 말토막에 중요한 억양패턴이 얹히는 것을 무엇이라고 하는가?	그리고 한국어에서는 말마디보다 작은 억양 및 리듬 단위가 있는데, Lee(1990), 이호영(1996, 1997)에서는 이를 말토막(rhythm unit)이라고 하고, Jun(1993, 2000)에서는 강세구(accentual phrase)라고 했다. 한국어에서는 말토막에 중요한 억양패턴이 얹히는데, 이를 말토막억양(phrasal tone)이라고 한다(Lee 1990, Jun 1993).
	한국어에서 말토막이란 무엇을 일컫는 말인가?	이 억양패턴은 말마디의 경계음절에 얹히기 때문에 경계억양(boundary tone)이라고 하고(Lee 1990, Jun 1993), 주로 종결어미와 같은 문법어에 얹히지만 문장 전체에 얹히는 억양의 가장 중요한 억양의미를 전달하므로 영어 억양체계에서와 마찬가지로 핵억양(nuclear tone)이라고도 한다(이호영 1996, 1997). 그리고 한국어에서는 말마디보다 작은 억양 및 리듬 단위가 있는데, Lee(1990), 이호영(1996, 1997)에서는 이를 말토막(rhythm unit)이라고 하고, Jun(1993, 2000)에서는 강세구(accentual phrase)라고 했다. 한국어에서는 말토막에 중요한 억양패턴이 얹히는데, 이를 말토막억양(phrasal tone)이라고 한다(Lee 1990, Jun 1993).
	영어에서 핵억양이란 어떠한 패턴을 말하는가?	영어에서는 마지막 악센트(pitch accent)를 받는 음절부터 말마디(intonation phrase) 끝음절에 이르는 음절 연쇄에 중요한 억양패턴이 부과된다. 이 억양패턴을 핵억양(nuclear tone)이라고 하는데(O’Connor and Arnold 1973, Wells 2006 참조), 핵억양은 문장에 얹히는 억양이 전달하는 억양의미의 대부분을 전달한다.

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Wells, J. C. (2006). English Intonation. Cambridge: Cambridge University Press.
Zhu, Xiaonong S. (1999). Shanghai Tonetics. Munchen: Lincom Europa.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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