[論文レビュー] A Dynamic Approach to Rhythm in Language: Toward a Temporal Phonology

Robert F. Port, Fred Cummins+1 more|ArXiv.org|Aug 13, 1995

Phonetics and Phonology Research参考文献 6被引用数 31

ひとこと要約

本論文は、音声タイミングを、変動する物理的拍子を知覚的時間的規則性に正規化する適応的オシレーターから生じる動的システムの枠組みとして、語りのリズムを提示する。このモデルは、日本語のモラタイミングと英語のストレスタイミングの両方が、こうした動的プロセスから生じることを示し、物理的変動にもかかわらず知覚的規則性が生じる理由を説明するとともに、記号的ストリングではなく、リアルタイムの認知・運動メカニズムに裏打ちされた「時間の音韻論」の基盤を提供する。

ABSTRACT

It is proposed that the theory of dynamical systems offers appropriate tools to model many phonological aspects of both speech production and perception. A dynamic account of speech rhythm is shown to be useful for description of both Japanese mora timing and English timing in a phrase repetition task. This orientation contrasts fundamentally with the more familiar symbolic approach to phonology, in which time is modeled only with sequentially arrayed symbols. It is proposed that an adaptive oscillator offers a useful model for perceptual entrainment (or `locking in') to the temporal patterns of speech production. This helps to explain why speech is often perceived to be more regular than experimental measurements seem to justify. Because dynamic models deal with real time, they also help us understand how languages can differ in their temporal detail---contributing to foreign accents, for example. The fact that languages differ greatly in their temporal detail suggests that these effects are not mere motor universals, but that dynamical models are intrinsic components of the phonological characterization of language.

研究の動機と目的

• 音声の記号的・逐次的モデルに挑戦し、音声タイミングを理解するための動的システムフレームワークを提案すること。
• 物理的変動があるにもかかわらず、音声が実験的測定値が示すよりも規則的に感じられるのはなぜかを説明すること。
• 日本語のモラタイミングや英語のストレスタイミングといった言語特異的リズムパターンが、静的記号的ルールではなく、動的で連続的なプロセスから生じることを示すこと。
• 知覚、発話、認知を統合したリアルタイムでの音韻的構造を説明できる「時間の音韻論」の基盤を確立すること。
• 言語間の音声リズムの違いが、単なる運動的ユニバーサルではなく、認知的に根拠を持つ動的調整メカニズムを反映していること

提案手法

• 入力信号の時間的構造に合わせて周波数を調整する適応的オシレーターを用いて、発話の生成と知覚をモデル化する。
• 離散的で静的記号的ストリングではなく、連続的で時間的に変化するプロセスを記述するため、動的システム理論を用いる。
• オシレーター・モデルを用いて、フレーズ繰返しタスクにおける時間的パターンを分析し、物理的拍子と知覚的規則性の同期を測定する。
• 日本語のモラタイミングと英語のストレスタイミングを比較することで、同じ動的フレームワークが異なるリズムパターンを説明できることを示す。
• 聴取者が音声信号に適応的オシレーターをロックイン（同期）させることで、変動するタイミングを知覚的リズムに正規化するプロセスをモデル化する。
• 動的システム理論に基づく神経認知的および運動制御の原則を統合し、音韻的構造をリアルタイムの生理的・心理的メカニズムに根拠づける。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 音声リズムは、離散的記号の列ではなく、どのように動的で連続的なプロセスとしてモデル化できるか？
• RQ2 物理的タイミングが示すよりも音声がなぜより規則的に感じられるのか？
• RQ3 日本語のモラタイミングや英語のストレスタイミングといった言語特異的リズムパターンが、共通の動的メカニズムからどれほど生じるのか？
• RQ4 適応的オシレーターは、生成と知覚の両方において、変動する音声タイミングの知覚的正規化を説明できるか？
• RQ5 動的システムは、リズムの不一致に起因する外国訛りや理解性の低下をどのように説明できるか？

主な発見

• モラを順序付きの系列として見るとき、日本語の発話は強い時間的規則性を示すが、個々のモラではそうではない。これは動的リズム構造の存在を支持する。
• 日本語話者の時間的感覚は、個々のモラではなく、モラの系列を分析した際に、物理的規則性に基づいて正当化される。
• 英語話者は、訓練がなくても繰り返しフレーズを3拍または4拍のリズムパターンで好んで発話する。これは、動的好みが先天的である可能性を示唆する。
• 物理的音声信号は完全に規則的ではないが、聴取者が適応的オシレーターによって知覚的正規化を行うため、リズミカルに感じられる。
• 適応的オシレーターは、変動する物理的拍子を滑らかで知覚的な周期性に変換する心理的に妥当なメカニズムを提供する。
• 結果は、音韻的リズムがモータリズムのユニバーサルではなく、認知的に構造化された言語特異的動的プロセスであるという仮説を支持する。