[논문]청각장애 아동과 일반 아동의 마찰음에 나타난 음향음성학적 특성 비교

김윤하; 김은연; 장승진; 최예린

doi:10.13064/ksss.2014.6.2.073

청각장애 아동과 일반 아동의 마찰음에 나타난 음향음성학적 특성 비교
Comparison of Acoustic Phonetic Characteristics of Korean Fricative Sounds Pronounced by Hearing-impaired Children and Normal Children 원문보기

말소리와 음성과학 = Phonetics and speech sciences, v.6 no.2, 2014년, pp.73 - 79

김윤하 (명지대학교) , 김은연 (삼성서울병원) , 장승진 (LG 전자기술원) , 최예린 (명지대학교)

Abstract ▼ AI-Helper

Alveolar fricative sounds /s/ and /s'/ are learned last for normal children in the speech development process for Koreans. These are especially difficult to articulate for hearing-impaired children often causing articulation errors. The acoustic phonetic evaluation uses testing tools to provide indirect and object information. These objective resources can be compared with standardized resources on speech when interpreting the results of a test. However, most previous studies in Korea did not consider acoustic studies that used the spectrum moment values of hearing-impaired children. Therefore, this study was conducted to compare the characteristics of hearing-impaired children's pronunciation of fricative sounds using spectrum moment values. For this purpose, the study selected a total of 10 hearing-impaired children (5 boys and 5 girls) currently in 3rd or 5th grade and attending one of the elementary schools in Seoul or Gyeonggi-do. For the selection process, their age, type of hearing aid, implantation of hearing aid (CI) before two years of age, hearing capacity (dB) before and after wearing the hearing aid, duration of speech rehabilitation, and time of learning alveolar fricative sounds were all considered. Also, 10 normal children (5 boys and 5 girls) were selected among 3rd or 5th grade students attending one of the elementary schools in Seoul or Gyeonggi-do. The subjects were asked to read the carrier sentence, "I say _______," including a list of 12 meaningless syllables composed of CV and VCV syllables, including alveolar fricative sounds /s/ and /s'/ and vowels /a/, /i/, and /u/. The recorded resources were processed through the Time-frequency Analysis Software Program to measure M1 (mean), M2 (variance), M3 (skewness), and M4 (kurtosis) of the fricative noise. No significant differences were found when comparing spectrum threshold values in the acoustic phonetic characteristics of hearing-impaired children and normal children in alveolar fricative sound pronunciation according to vowels /a/, /i/, and /u/, alveolar fricative sounds /s/ and /s'/, and syllable structure (CV, VCV) other than, for M3 in the comparison of groups according to disability. In the comparison of syllable structures, there were statistically significant differences in M1, M2, M3, and M4 with clinical significance. However, there was no significant difference in results when comparing the alveolar fricative sounds according to the vowels.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

따라서 본 연구의 목적은 청각장애 아동의 마찰음 산출 시 M1, M2, M3, M4 스펙트럼 역률 수치가 어떤 음향음성학적 근거를 제시할 수 있는지 알아보는데 있다. 또한 본 연구를 통하여 청각장애 아동의 말을 진단하고 치료하는 데에 도움이 되는 객관적인 정보를 제공하고자 한다.
따라서 본 연구의 목적은 청각장애 아동의 마찰음 산출 시 M1, M2, M3, M4 스펙트럼 역률 수치가 어떤 음향음성학적 근거를 제시할 수 있는지 알아보는데 있다. 또한 본 연구를 통하여 청각장애 아동의 말을 진단하고 치료하는 데에 도움이 되는 객관적인 정보를 제공하고자 한다.
본 연구는 청각장애 아동군과 일반 아동군을 대상으로 장애유무와 모음 /ㅏ/, /ㅣ/, /ㅜ/에 따른 비교, 장애유무와 치경마 찰음 /ㅅ/와 /ㅆ/에 따른 비교, 장애유무와 음절(CV, VCV)구조에 따른 비교를 음향음성학적 특성 중 M1, M2, M3, M4 스펙트럼 역률 수치를 통해 비교함으로써 청각장애 아동의 진단 및 치료에 도움이 될 수 있는 기초자료를 제공하고자 하였다.

가설 설정

둘째, 어음자료 수집에서 고정된 틀 문장을 사용하여 일상에서 나타나는 자연스러운 자발화 상태의 마찰음 산출과는 차이가 있을 것으로 생각된다. 셋째, 음향음성 분석 시 마찰구간 및 길이에서 개인 또는 집단 간 시간이 고려 되지 않아 분석에 영향이 있었을 것이다. 마지막으로 M1, M2, M3, M4 스펙트럼 역률의 음향음성분석이 객관적 근거를 제시해 주지만 제한된 수치는 분석 시 어려움이 있었다.

제안 방법

각 대상자의 어음 자료(speech samples)는 소음이 없는 조용한 언어치료실에서 녹음하였다. ONKYO사의 SE-U55SXⅡ USB 24bit/96kHz sound card와 마이크는 SONY사의 FV-100 condenser를 사용하여 Praat(version 5.
구간을 지정한 다음 movement 분석 후 에서와 같이 mean(M1), stdv(M2), skew(M3), kurt(M4)수치를 산출하도록 하였다.
피검자의 입술과 마이크 사이의 거리는 10-15㎝로 유지하도록 하고, Mono Channel과 표본추출율(sampling rate)은 44,100Hz으로 설정하였다. 대상자는 검사문장을 충분히 연습한 후 녹음하였다.
녹음된 검사어는 TF32 음성분석 프로그램(Time-frequency analysis software program)을 사용하여 분석하였다. 마찰음의 지속시간을 측정하기 위해 선행 모음의 마지막 성대진동에서 후행 모음의 시작하는 지점을 측정하고 마찰 구간과 기식구간 모두를 마찰구간으로 하였다. 만약 CV음절구조에서 선행 모음 뒤에 바로 마찰음을 발음하지 않아 중간 쉼이 나타난 경우 마찰음의 시작부터 후행모음의 시작하는 지점까지를 지정하여 분석하였다.
마찰음의 지속시간을 측정하기 위해 선행 모음의 마지막 성대진동에서 후행 모음의 시작하는 지점을 측정하고 마찰 구간과 기식구간 모두를 마찰구간으로 하였다. 만약 CV음절구조에서 선행 모음 뒤에 바로 마찰음을 발음하지 않아 중간 쉼이 나타난 경우 마찰음의 시작부터 후행모음의 시작하는 지점까지를 지정하여 분석하였다. 구간을 지정한 다음 movement 분석 후 <그림 1>에서와 같이 mean(M1), stdv(M2), skew(M3), kurt(M4)수치를 산출하도록 하였다.
3)에 녹음하였다. 피검자의 입술과 마이크 사이의 거리는 10-15㎝로 유지하도록 하고, Mono Channel과 표본추출율(sampling rate)은 44,100Hz으로 설정하였다. 대상자는 검사문장을 충분히 연습한 후 녹음하였다.

대상 데이터

각 대상자의 어음 자료(speech samples)는 소음이 없는 조용한 언어치료실에서 녹음하였다. ONKYO사의 SE-U55SXⅡ USB 24bit/96kHz sound card와 마이크는 SONY사의 FV-100 condenser를 사용하여 Praat(version 5.3)에 녹음하였다. 피검자의 입술과 마이크 사이의 거리는 10-15㎝로 유지하도록 하고, Mono Channel과 표본추출율(sampling rate)은 44,100Hz으로 설정하였다.
본 연구는 서울 및 경기지역의 ○○초등학교 3학년~5학년에 재학 중인 청각장애 아동과 일반 아동 각각 10명씩(남녀 각각 5명씩) 총 20명을 대상으로 하였다<;표 1>. 청각장애 아동의 선정기준은 첫째, 교사나 부모의 보고에 의해 정서 및 행동문제나 청각 이외의 감각장애를 수반하지 않고, 둘째, 보장기구 착용 이전 청력손실이 70-110dB 사이이며, 셋째 보장 기구(CI)를 경우 2세 이전에 이식하고, 넷째, 언어재활 기간이 3년 이상인 아동으로 하였다.
첫째, 서울 및 경기 수도권 청각장애 아동 10명만을 대상으로 하여 연구대상의 거주지가 특정적이고, 대상자 수가 적었다. 또한 치경마찰음/ㅅ/와 /ㅆ/가 말소리 발달과정에서 가장 늦게 습득되는 말소리에 해당되므로 청각장애 아동들이 충분히 습득되었을 만한 시기를 고려하여 선정하다보니 연령 및 학년, 언어재활 기간, 보장기구 종류, 인공와우수술 시기를 통제 하지 못하였다.

데이터처리

녹음된 검사어는 TF32 음성분석 프로그램(Time-frequency analysis software program)을 사용하여 분석하였다. 마찰음의 지속시간을 측정하기 위해 선행 모음의 마지막 성대진동에서 후행 모음의 시작하는 지점을 측정하고 마찰 구간과 기식구간 모두를 마찰구간으로 하였다.
0) 통계 프로그램을 이용하였다. 음절구조에 따른 각 집단 내 평음과 경음의 마찰음에서 모음에 따른 마찰소음 구간의 M1, M2, M3, M4의 집단 간 차이를 알아보기 위해 반복측정 분산분석(repeated measures ANOVA)을 실시하였다. 유의 수준은 0.

이론/모형

’의 틀 문장(carrier sentence)에 넣어 자연스럽게 읽도록 지시 하였다. 준비된 틀 문장은 마찰음의 선행연구(이경희 외, 1999)를 참고 하였다. 마찰음을 포함한 무의미어가 문장의 앞에 나올 경우 지속시간이 길어지는 경우가 생길 수 있으므로 검사어가 문장의 중간에 놓인 평서문으로 선택하였다(지민경, 2012).

성능/효과

김희영(2012)은 3~4세의 건청아동과 인공와우이식 아동의 마찰음 산출에 대해 연구하였다. 그 결과 건청아동에 비해 인공와우이식 아동은 여러 모음 환경에서 마찰음 /ㅅ/와 /ㅆ/를 /ㅅ^j(ɕ)/와 /ㅆ^j(ɕ*)/로 대치하는 구개음화 현상을 많이 보여 조음오류 현상이 건청아동과 다른 양상으로 나타났다고 하였다.
즉 마찰음을 정상적으로 산출할 수 있었던 정상군에 비해 마찰음에서 조음오류가 있는 청각장애군이 낮은 주파수대를 산출하게 되면서 스펙트럼의 에너지 분포와 집중도의 평균인 M1과 평균 주위에 퍼져있는 정도를 나타내는 M2가 청각장애군에서 통계적으로 유의하게 낮았으리라 판단된다. 그런데 청각장애군이 정상군에 비해 치경마찰음을 구개음화 시키는 것처럼, 치경마 찰음은 다른 모음에 비해 /ㅣ/ 모음 앞에서 구개음화 현상이 두드러지지만 본 연구에서는 모음의 종류에 따라 M1이 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 이는 비록 치경마찰음이 /ㅣ/ 모음 앞에서 구개음화 되더라도 청지각적으로는 /ㅏ/, /ㅣ/, /ㅜ /에 따른 치경마찰음의 조음방법의 차이를 잘 지각할 수 없는 것처럼 그 조음 차이가 미미한 수준이지만, 청각장애군과 정상아동군의 치경마찰음의 조음은 청지각만으로도 그 차이를 변별할 수 있을 정도로 청각장애군의 조음오류가 두드러지기 때문에 집단 간에는 M1의 차이가 있었을 것으로 추정된다.
둘째, M3의 청각장애군과 정상군의 집단 간 차이를 살펴보면 모음종류, 마찰음 종류, 음절구조에 따라 청각장애군과 정상군간의 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 또한 모음종류 / ㅏ/, /ㅣ/, /ㅜ/ 및 치경마찰음 /ㅅ/, /ㅆ/에 따라 M3에 통계적으로 유의한 차이가 없었다.
또한 치경마찰음/ㅅ/와 /ㅆ/가 말소리 발달과정에서 가장 늦게 습득되는 말소리에 해당되므로 청각장애 아동들이 충분히 습득되었을 만한 시기를 고려하여 선정하다보니 연령 및 학년, 언어재활 기간, 보장기구 종류, 인공와우수술 시기를 통제 하지 못하였다. 둘째, 어음자료 수집에서 고정된 틀 문장을 사용하여 일상에서 나타나는 자연스러운 자발화 상태의 마찰음 산출과는 차이가 있을 것으로 생각된다. 셋째, 음향음성 분석 시 마찰구간 및 길이에서 개인 또는 집단 간 시간이 고려 되지 않아 분석에 영향이 있었을 것이다.
둘째, 청각장애 아동군과 일반 아동군 간 치경마찰음의 종류에 따른 M1, M2, M3, M4 값에 통계적으로 유의한 차이가 있는가?
본 연구의 결과 마찰음에서 청각장애 아동군과 정상 아동 군간의 M1, M2, M4에서 차이가 있음을 알 수 있었다. 이는 마찰음에서의 음향음성학적 특징인 M1, M2, M4가 각 장애를 구별할 수 있는 임상적 및 언어학적 의미가 있음을 시사한다.
스펙트럼 정점의 분포 지수인 M4는 양수의 값을 가질수록 높은 스펙트럼 정점과 관련 있다(지민경, 2012). 본 연구의 청각장애 아동은 정상 아동보다 낮은 M4 수치를 가지는데 이는 청각장애 아동이 정상아동보다 주파수 분포가 좁고 명확하지 않아 분명하게 정점이 나타나지 않는 평평한 스펙트럼을 보인다고 판단할 수 있다.
셋째, M4의 청각장애군과 정상군의 집단 간 차이를 살펴보면 모음종류, 마찰음 종류, 음절구조에 따라 청각장애군이 정상군보다 통계적으로 유의하게 낮았다(p< .01).
셋째, 청각장애 아동군과 일반 아동군 간 치경마찰음에서 음절구조에 따른 M1, M2, M3, M4 값에 통계적으로 유의한 차이가 있는가?
음절구조에 따른 M1, M4에서는 CV구조가 VCV구조보다 통계적으로 유의하게 높았고(p< .01), M2(p< .01), M3(p< .05)에서는 CV구 조가 VCV구조보다 통계적으로 유의하게 낮았다.
청각장애 아동의 선정기준은 첫째, 교사나 부모의 보고에 의해 정서 및 행동문제나 청각 이외의 감각장애를 수반하지 않고, 둘째, 보장기구 착용 이전 청력손실이 70-110dB 사이이며, 셋째 보장 기구(CI)를 경우 2세 이전에 이식하고, 넷째, 언어재활 기간이 3년 이상인 아동으로 하였다. 일반아동의 선정기준은 첫째, 서울 표준어를 사용하고, 둘째, 부모나 교사의 보고에 의해 정상발달을 보이고, 셋째, 지적장애, 발달장애, 감각장애, 정서장애 등의 다른 장애가 없으며, 넷째, 우리말 조음음운평가에서 100%의 자음정확도를 보이는 아동으로 하였다. 본 연구에 포함된 대상자의 수가 적으므로 연구 결과 해석에 주의가 필요하다.
청각장애 아동은 대부분의 모음 앞에서 치경마찰음 산출 시 혀의 위치를 적절히 유지하지 못하여 구개음화 시키는 경향이 나타난다(김희영, 2012). 즉 마찰음을 정상적으로 산출할 수 있었던 정상군에 비해 마찰음에서 조음오류가 있는 청각장애군이 낮은 주파수대를 산출하게 되면서 스펙트럼의 에너지 분포와 집중도의 평균인 M1과 평균 주위에 퍼져있는 정도를 나타내는 M2가 청각장애군에서 통계적으로 유의하게 낮았으리라 판단된다. 그런데 청각장애군이 정상군에 비해 치경마찰음을 구개음화 시키는 것처럼, 치경마 찰음은 다른 모음에 비해 /ㅣ/ 모음 앞에서 구개음화 현상이 두드러지지만 본 연구에서는 모음의 종류에 따라 M1이 통계적으로 유의한 차이가 없었다.
또한 Tomiak(1991)는 4가지 무성 마찰음과 /h/의 역률을 연구한 결과, /ɵ/는/f/보다 높은 M3 및 M4를 나타냈고, /s/는 /ʃ/에 비하여 높은 M1 및 M4 값을 가진다고 하였다. 즉 스펙트럼 역률이 마찰음 분석에 효과가 있음을 입증하였다. Jongman et al(2000)과 Behrens et al(1998)의 연구에서도 /s/와 /ʃ/음을 진폭과 구간 자질로 구분하는 것은 어려우나, 스펙트럼 특징에 의해 구분하는 것은 가능하다고 하였다.
첫째, M1과 M2의 청각장애군과 정상군의 집단 간 차이를 살펴보면 모음종류, 마찰음 종류, 음절구조에 따라 청각장애군이 정상군에 비해 통계적으로 유의하게 낮았다(p< .01).
첫째, 청각장애 아동군과 일반 아동군 간 치경마찰음에서 모음종류에 따른 M1, M2, M3, M4 값에 통계적으로 유의한 차이가 있는가?

후속연구

이는 마찰음에서의 음향음성학적 특징인 M1, M2, M4가 각 장애를 구별할 수 있는 임상적 및 언어학적 의미가 있음을 시사한다. 또한 본 연구의 결과는 보다 다양한 환경에서 산출 특성을 비교하고 환경에 따른 변이를 분석하였으므로 후속 연구를 위한 기초 단서로 제공될 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	정상 아동은 어떤 방식으로 말소리를 습득하는가?	정상적으로 말소리를 산출하기 위해서는 자신의 말소리와 타인의 말소리를 들을 수 있어야 한다. 즉, 정상 아동은 말소리 모방(imitation)과 자기 감지(self monitoring)를 통하여 올바른 말소리를 습득하게 된다(김수진 외, 2007). 그러나 청각장 애인은 청각장애로 인하여 말소리를 들을 수 없기 때문에 정상적인 말소리를 산출하는 데 문제가 생길 수 있다.
	인공와우이식 아동이 말소리 지각에 차이를 보이는 이유는 무엇인가?	이러한 말소리 특징을 보이는 이유는 인공와우이식 아동은 말소리 지각 시 자음과 모음의 주파수 특성에 따라 어음처리 기를 통해 합성된 소리를 음소로 인지하여 들리는 대로 말소 리를 산출하기 때문이라고 생각된다(김희영, 2012). 즉 음소의 주파수 특성에 의해 왜곡되어 들리기 때문에 조음오류가 산출될 가능성이 높다.
	청각장애를 겪는 아동의 말장애 분석 방법은 어떻게 나뉘는가?	청각장애를 겪는 아동의 말장애(speech disorder)를 분석하는 방법으로는 청지각적 평가와 음향음성학적 평가가 있다. 청지각적 평가는 자격을 갖추고 경험이 있는 임상가가 직접 평가할 수 있으나 평가자에 따라 주관적이고 다른 결과를 보일 수 있고, 말소리의 미묘한 변화를 객관적으로 제시하지 못한다. 이에 비해 음향음성학적 평가는 검사 장비를 통하여 실시하는 간접적이지만 객관적인 정보를 제공해 주는 평가이다 (Ferrand, 2006). 객관적인 자료는 검사 결과를 해석할 때 말소리 산출 특성에 대한 표준화된 규준 자료와 비교할 수 있는 장점이 있다.

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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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