Anatomy of the Speech Mechanism

소리 구조 (소리를 만드는 방법의 해부학적 구조)

 

Speech Organs: 발성 기관은 무엇인가?

- tongue (혀), teeth (치아), lips (입술), alveolar ridge (치경), hard and soft palates (경구개와 연구개), lungs (폐), larynx (후두), vocal tract (성도), pharynx (인두)

 

- 언어를 만드는 것에 있어서 여러 기능을 수행함

 

Three major biological systems: 세 개의 주요한 생물적 시스템

- respiratory (호흡), laryngeal (후두), supralaryngeal (상후두)

 

The Laryngeal System and Phonation (후두 체계와 발성)

- Laryngeal System: larynx or voice box (둘 다 후두를 나타냄) 로 구성되어 있음

- larynx (후두)는 근육과 cartilages (연골)로 구성되어 있음

- 그 아래에는 trachea (기관)과 windpipe (호흡기관)이 있고, 그 위로는 hyoid bone (설골) 이 있음

- 후두 안에는 vocal cords (or vocal folds = 성대)가 있는데, 성대는 탄력있는 조직이 주름 잡힌 것으로, 주로 근육으로 이루어진 얇은 막임

 

- 성대 앞에는 thyroid cartilage (갑상 연골)이 있으며, 뒤에는 2개의 arytenoid cartilages (피열 연골)이 있는데, 이 피열 연골과 1대 1로 연결되어 있음

- 기류가 후두에 들어오면 아래로부터 성대에 압력을 가하게 되고, 이 압력은 vocal chink (성문) 사이의 틈으로 적용이 되는데, 이 압력을 subglottal pressure (성문 아래 압력) 이라고 함

 

- 성대의 탄력성에 의해 기류가 올라오면서 진동이 발생하며, 성대들이 밀려 떨어지게 되면 기류는 성문을 통해 나오게 되는데, 이 때 좁아진 막이 떨려서 빨려들어가는 느낌을 Bernoulli effect (베르누이 효과) 라고 함

- 베르누이 방정식: 흐르는 유체에 대하여 유선(streamline) 상에서 모든 형태의 에너지의 합은 언제나 일정하다는 점을 설명하고 있음

- vocal cords (성대)의 진동을 phonation (발성)이라고 함

 

 

소리 분류 방법

- 성대의 떨림은 떨리냐, 떨리지 않느냐에 중요한 역할을 함

- 숨 쉬는 동안에는 성대가 떨어져 있으므로 기류가 폐에서부터 성문을 통해 나와 비강 (콧구멍), 구강 (입구멍)으로 나가게 하는데 이처럼 떨어진 상태를 abduction (외전상태)라고 하며, 이 때 나는 소리를 voiceless (무성음)이라 함

 

- voiced (유성음)은 이와 반대로 성대가 거의 붙어 있으며, 이 때의 상태를 adduction (내전) 이라고 함

- 즉, 공기가 나올 때 성대가 열려 있으면 voiceless, abduction이고 공기가 나올 때 성대가 거의 닫혀 있어서 성대가 떨리면서 공기가 나오게 되면 voiced, adduction

 

- 보통 성인 남성은 초당 약 125번 정도 열리고 닫히며, 여자는 약 215번 정도 열리고 닫힘

- 이는 성대의 크기가 다르기 때문임 (남자의 성대가 더 큼)

- 구강의 크기가 소리의 울림을 결정하는데, 이 크기도 각각 다 다르기 때문에 소리가 각각의 특성을 가지는 것임

- 이러한 성대의 기본 진동율을 음향 음성학에서는 fundamental frequency (기본 주파수)라고 부름

- Fundamental frequency는 일정하지 않고, 어떤 소리를 만들어 내는가에 따라서 끊임 없이 변함

 

 

Pitch

- 소리의 pitch (고저)는 후드 크기에 많이 의존하는데, 후다가 작으면 고음이 되고, 후두가 크면 저음이 됨

- Pitch는 happy, sad, excited, bored, angry와 같은 분위기의 정보를 제공함

- 후두는 목소리의 pitch를 결정할 뿐만 아니라 다른 중요한 기능도 함

- 예컨대 식사를 하는 동안, 후두의 다른 기관인 epiglottis (후두개)는 음식이 기관으로 들어가지 못하도록 막아줌

- 또한 후두는 힘 쓰는 활동이나 호흡, 발성에 관하여 흉곽에서의 압력을 유지하는 역할도 함

 

The supralaryngeal System and Articulation (상후두적 시스템과 조음)

- 이는 자음 분류에 유용함

- Supralaryngeal system

- pharynx (or throat: 인두), oral cavity (인두 지나서 입술까지 = 입구멍), nasal cavity (콧구멍), articulators (조음 기관들로 구성) ==> 이러한 구조를 vocal tract (성도) 라고 함

- larynx (후두)에서 입술까지의 길이, 즉 vocal tract의 길이는 보통 성인 남자는 17센치, 성인 여자는 14-15센치임

- pharynx, nasl, oral 총 3개의 cavity (구멍) 들이 있음

- 폐에서 나오는 기류가 oral cavity와 nasal cavity로 가면서, 공기의 진동은 언어의 개별적 음소를 만들어내기 위한 발성 기관에 의해 바뀌는데, 이러한 과정을 articulation (조음) 이라고 함

- 조음은 음소를 만들기 위한 발성기관들이 서로 합쳐져야만 소리가 남

 

Consonant (자음)과 Vowel (모음)의 구별

- 기류가 성도를 지나면서 방해를 받는가, 받지 않는가로 구별

- Consonant: 기류가 나오면서 방해를 받음

- Vowel: 기류가 나오면서 방해를 받지 않음

- 성도의 중요한 articulators (조음 기관들)은 oral cavity에 있으며, 이 기관들이 직접적으로 소리에 관여함

 

Articulator (조음 기관)

 

The lips

- lower lip: active, upper lips: passive

==> 즉, 아래턱이 움직이며 윗턱은 움직이지 않음

- 양 입술을 사용하여 만들어지는 소리를 bilabial sounds (양순음) 이라고 함

e.g., pear, bear, meet, witch (입술이 동그랗게 됨)

 

The teeth

- 두 가지가 있음

- Labiodental (순치음): lips and teeth를 사용하여 만들어진 소리

e.g., fat, vet

- Dental (or interdental = 치간음): 치아와 혀를 사용함

e.g., think(유성), that(무성)

 

The alveoar ridge (치경음)

- 혀가 치경(치아 바로 뒤 잇몸)에 닿아 나는 소리

e.g., t, d, l, n, s, z (트드르느스즈)

 

The palate (=hard palate = 경구개)

- 치경 바로 뒤에 있는 딱ᄄᆞᆨ한 잇몸 위치임

- 종종 입천장이라고도 불리며, 혀가 경구개 쪽으로 가까이 가서 나는 소리

e.g., sh 와 y 발음

 

The velum (=soft palate = 연구개)

- 경구개 뒤의 부드러운 잇몸 부위

- 혀가 연구개 가까이 가서 나는 소리

e.g., k, g, ng(응) 발음

 

Uvula

- velum (연구개) 뒤에 달려 있는 목젖 부위

- 영어에서는 쓰이지 않으나 프랑스어의 ‘r’발음 (‘크’와 ‘흐’ 사잇 소리)

- 연구개는 근육으로 이루어져 있기 때문에 움직임이 가능하여 폐, 후두로부터 나오는 기류의 방향을 잡아주는 스위치 역할을 함

- 연구개가 올라가면 (인두 뒤의 벽과 접촉함, 이를 velopharyangeal closure = 연구개 인두 폐쇄) 코로 가는 기류가 막히게 되어 oral sounds (구음)가 만들어 짐

- 반대로 연구개가 내려가면 주로 코로 기류가 빠져 나가게 되어 nasal sounds (m,n,ng)가 만들어 짐

- 즉, 비음이냐 아니냐를 구분짓는 것이 바로 연구개

 

Glottis (성문)

- glottal sound (성문음)을 만들어 낸다.

- /h/ 하나 밖에 없음

 

The tongue

- 혀가 사용되어 lingual sound (설음)을 만듬

- 혀는 발화에 있어 주요한 조음 기관

- 혀의 세 가지 landmark: tip (apex = 혀끝), blad (혓 날), body (front와 back 부분으로 구성)

- 혀 전체 부분을 dorsum 이라고 하지만, 주로 후설 (the back of the tongue)을 일컬음

 

The vocal tract and resonance (성도와 공명성)

Resonance (공명성)

- 소리의 울림으로, 개인의 성도 모양은 다 다르기 때문에 (조음 기관의 크기라든지 공간 등이 다 다름) 음소는 독특한, 고유의 음색 (소리 자질)을 가지고 있음

- 이 공명성은 진동체 (vibrating body)의 진동 특성과 관련이 있음

- 병에 물을 넣고 그 주둥이를 칠 때, 소리가 물의 양과 병의 크기에 따라 다 다르듯이, 공간이 크면 울림이 느려져서 낮은 소리가 나오고, 공간이 작으면 울림이 빨라져 높은 소리가 남

- 즉, 기류가 나올 때, 공간의 크기에 의해 공명성이 바뀜

- 턱이나 혀처럼 일정한 형태가 있는 것은 변하지 않음

 

Perceive speech

- 공명성의 변화는 소리의 차이를 인지할 수 있게 해주는데, 이러한 차이들을 인지할 수 있는 능력을 Perceive speech 라고 함

- 공명성의 지각적 특성은 quality 또는 timbre라고 함

- 즉, sound quality를 나타내는 단어나 음색을 말함