聲學與聽覺語音學

引用

Johnson, K. (2011). Acoustic and Auditory Phonetics (3rd ed.). Wiley-Blackwell.

章節概要

這是一本約230頁的短篇著作，介紹語音的物理學以及聽者如何聽辨語音。第三版於2011年由Wiley-Blackwell出版，出版社稱其兼顧易讀性和學術嚴謹。全書分兩部分：基礎部分五章，涵蓋聲學、訊號處理、聽覺和言語感知；語音分析部分四章，把這些工具應用於各類語音。每章結尾有推薦閱讀和練習，書末附有部分答案。

第一部分 Fundamentals（第1–5章）

• 第1章：Basic Acoustics and Acoustic Filters。 從聲音的感覺和傳播入手，區分簡單週期波、複合週期波和非週期波，最後講聲學濾波器。
• 第2章：The Acoustic Theory of Speech Production: Deriving Schwa。 採用音源—濾波器的觀點。從濁音化和聲道濾波出發，藉助擺、駐波以及聲管中的波節與波腹，推匯出schwa的母音共振峰。
• 第3章：Digital Signal Processing。 講連續與離散訊號、模數轉換（取樣與量化），以及分析方法：RMS振幅、快速傅立葉變換、自相關音高追蹤、數字濾波器、線性預測編碼、頻譜與語譜圖。
• 第4章：Basic Audition。 描述外周聽覺系統的解剖、響度、聽覺的頻率響應、飽和與掩蔽，以及聽覺表徵。
• 第5章：Speech Perception。 據出版社介紹是本版新增的一章。講聽覺能力、語音學知識（包括範疇感知和語音一致性）和語言學知識如何塑造感知，最後講感知相似性，包括擦音的感知圖。

第二部分 Speech Analysis（第6–9章）

• 第6章：Vowels。 講母音產生的管模型、微擾理論、通過量子理論和適應性分散得到的“偏好”母音、母音共振峰與聲學母音空間、母音的聽覺與聲學表徵，以及跨語言的母音感知。
• 第7章：Fricatives。 講湍流、發音部位、量子理論在擦音上的應用、擦音的聽覺頻譜以及擦音感知的維度。
• 第8章：Stops and Affricates。 講聲源函式（發聲型別與聲源）、塞音中的聲道濾波函式、塞擦音、塞音的聽覺屬性，以及不同母音語境中的塞音感知。
• 第9章：Nasals and Laterals。 講頻寬、鼻塞音、邊音、鼻化以及鼻子音的感知。

核心概念

第1–3章

• 簡單波、複合波與非週期波：開篇一章所區分的三類聲波。
• 聲學濾波器：聲道對聲源的塑形，是言語產生理論的基礎。
• 取樣與量化：模數轉換的兩個步驟。
• 快速傅立葉變換與線性預測編碼：用於頻譜和共振峰估計的分析方法。

第4–5章

• 掩蔽與飽和：耳朵對聲音反應的限度。
• 聽覺表徵：耳朵的處理如何轉換聲學訊號。
• 範疇感知：把連續的聲學差異感知為離散的類別。

第6–9章

• 量子理論：發音空間的某些區域會產生穩定聲學結果的觀點，這裡應用於母音和擦音。
• 適應性分散：關於“偏好”元音系統的理論。
• 微擾理論：預測聲道形狀改變時共振峰如何移動的方法。

評析

優點

• 從基本原理構建物理學。 第2章從聲管的聲學推導schwa，第1章從聲音的感覺講起，讀者在運用工具之前先認識它。
• 產生、訊號與聽覺合於一書。 聲學理論、數字訊號處理、聽覺和言語感知一併講授，語音分析各章又分別從聲學和聽覺兩方面回到各類語音。
• 每章都有練習材料。 每章末尾有推薦閱讀和練習，並提供部分簡答題答案，適合自學。出版社還提到有關相關話題的側欄。
• 緊湊。 第三版不足250頁，結構分為清晰的兩部分，篇幅適合一學期的課程。
• 新近版本。 出版社強調新增了一章言語感知，既討論理論問題，也兼顧實際問題。

侷限

• 技術性內容。 第3章引入數字濾波器、FFT和線性預測編碼，不熟悉訊號分析的讀者應配合練習仔細讀完這一章。
• 涵蓋的語音類別有選擇。 第二部分講母音、擦音、塞音與塞擦音、鼻音與邊音；目錄中沒有單獨講近音等其他類別或韻律的章節。
• 缺少發音方面的基礎講解。 本書以語音學入門課程為基礎，並不從頭講授轉寫或發音。
• 版本時間。 2011年版早於聲學分析軟體和方法此後的發展。

在課程中的定位

這是語音學與音系學書單中側重聲學的一本。Ladefoged和Johnson的 A Course in Phonetics 是動手實踐的入門書，講語音的產生以及用國際音標轉寫，是順理成章的第一本。Peter Ladefoged的 Elements of Acoustic Phonetics 是較早出版的語音聲學分析經典指南。Clark等人的 An Introduction to Phonetics and Phonology 兼顧發音、聲學和音系內容，Carley、Mees和Collins的 Practical English Phonetics and Phonology 是關於英語語音的練習冊。Odden的 Introducing Phonology 是以資料為基礎的語音模式入門。在發音語音學已經紮實、目標是理解並測量聲學訊號時，應選擇Johnson這本書。

如何使用本書

適合已學過發音語音學入門課程、能夠讀圖的語言學、言語科學或語音學方向的本科生和研究生低年級學生。

一個可行的閱讀計劃：

• 核心： 講聲音和音源—濾波器理論的第1、2章，講軟體所用分析方法的第3章，以及講母音的第6章。
• 偏重感知的課程： 第4、5章。
• 子音各章： 前六章之後的第7至9章，可按課程需要任意順序閱讀。
• 練習： 做每章末的練習並對照部分答案，用聲學分析軟體分析錄音，與第3章的方法對應。