Voice Characteristics in Speaking a Foreign Language - A study of voice in Finnish and Englis as L1 and L2

Abstract

Kansainvälistyvässä maailmassa ja monikulttuurisissa yhteiskunnissa on vieraiden kielten osaamisella merkittävä tehtävä ihmisten välisessä kommunikoinnissa. Kuitenkaan sitä, miten vieraalla kielellä puhuminen muuttaa puhujan ääntä ja tapaa käyttää ääntä, ei ole juurikaan aiemmin tutkittu. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää, miten äänen eri parametrit muuttuvat puhuttaessa vierasta kieltä verrattuna äidinkielellä puhumiseen. Tutkimus koostuu äänen akustisista ja kuulohavaintoon perustuvista analyyseistä sekä koehenkilöiden subjektiivisista näkemyksistä kielen vaihtamisen vaikutuksesta ääneen ja äänenkäyttöön sekä äänen väsymiseen. Subjektiiviset havainnot on kerätty kyselylomakkeella.

Tutkimus koostuu kolmesta osatutkimuksesta, joista ensimmäinen keskittyi perustaajuuden muutoksiin. Toisessa osatutkimuksessa on tutkittu äänen väsymistä ja kuormitusta äidinkielen ja vieraan kielen välillä subjektiivisten itsearviointien sekä keskiarvospektrin ja kuormituksen arvioinnissa käytettävien annosmittausten avulla. Kolmannessa osatutkimuksessa on tutkittu äänen laadun muutoksia äidinkielen ja vieraan kielen välillä sekä akustisesti käänteissuodattamalla että kuulohavaintoon perustuen.

Koehenkilöinä tutkimuksessa oli kaikkiaan 20 suomea sekä 23 englantia äidinkielenään puhuvaa henkilöä. Heidän käyttämänsä vieraat kielet olivat englanti ja suomi. Osatutkimuksessa I koehenkilöinä oli 16 suomea ja 14 englantia äidinkielenään puhuvaa ja osatutkimuksessa II 20 suomea ja 23 englantia puhuvaa, yhteensä 23 henkilöä. Osatutkimuksen I tulosten julkaisemisen jälkeen tutkimukseen saatiin vielä kolmetoista koehenkilöä lisää. Osatutkimukseen III valittiin osatutkimuksen II perusteella 24 koehenkilöä. Koehenkilöistä 12 vastasi kyselylomakkeessa, että eivät kokeneet äänensä väsyvän nopeammin puhuessaan vierasta kieltä ja 12 vastasi äänensä väsyvän nopeammin puhuessaan vieraalla kielellä kuin äidinkielellä. Koehenkilöiden ääninäytteet äänitettiin äänieristetyssä äänitysstudiossa Tampereen yliopistossa. Koehenkilöt lukivat kaksi tekstiä, ensin äidinkielellään ja sen jälkeen vieraalla kielellä. Lisäksi heille annettiin spontaanipuheen äänitystä varten sarjakuva, jonka sisällön he selittivät ensin äidinkielellään ja sen jälkeen vieraalla kielellä. Näytteet kalibroitiin voimakkuuden analysointia varten.

Tutkimuksen tulosten perusteella puhujien ääni ja äänenkäyttö muuttuvat puhuttaessa vierasta kieltä verrattuna äidinkielellä puhumiseen. Perustaajuus nousi etenkin suomalaisilla koehenkilöillä, kun he puhuivat englantia verrattuna suomen puhumiseen (Osatutkimus I). Myös englantilaisilla koehenkilöillä oli nähtävissä muutoksia perustaajuudessa, mutta ne eivät olleet yhtä selkeitä kuin suomalaisilla. Lähes 80 % koehenkilöistä koki, että vieraalla kielellä puhuminen muuttaa ääntä, akustisesti mitattu perustaajuuden nousu ei kuitenkaan välttämättä ollut yhteydessä subjektiiviseen käsitykseen sävelkorkeuden muutoksessa. Suurin osa (70 %) koehenkilöistä koki, että ääni väsyy nopeammin vierasta kieltä puhuttaessa. Äänen annosmittaukset (Osatutkimus II) eivät kuitenkaan osoittaneet yksiselitteisesti, että vieraalla kielellä puhuminen olisi kuormittavampaa. Tämä johtuu siitä, että mittaukset käyttävät perustanaan perustaajuutta, voimakkuutta ja soinnillisen äännön määrää kokonaispuheessa. Vierasta kieltä puhuttaessa soinnillisuuden määrä laskee verrattuna äidinkieliseen puhumiseen, joten annosmittaukset eivät sovellu sellaisenaan kovin hyvin äänen kuormituksen analysointiin kahden kielen välillä. Normalisoituina, so. annos laskettuna sekunnissa, ne kuitenkin osoittivat, että oli löydettävissä trendi, jonka perusteella voidaan sanoa äänen kuormittumisen lisääntyvän vieraalla kielellä puhuttaessa. Myös akustiset spektriin liittyvät analyysit osoittivat samankaltaisen trendin. Äänen laadun tutkimuksessa (Osatutkimus III) havaittiin eroja äänen laadun kuulonvaraisissa arvioissa koehenkilöryhmien välillä. Henkilöillä, jotka kokivat äänensä väsyvän nopeammin vieraalla kielellä kuin äidinkielellä, äänen laatu arvioitiin vähemmän hyväksi, puristeisemmin tuotetuksi ja sävelkorkeudeltaan korkeammaksi kuin niillä henkilöillä, jotka eivät raportoineet äänen väsymisen lisääntymisestä vieraassa kielessä. Käänteissuodatuksella saadut äänen laadulliset muutokset osoittivat, että vierasta kieltä puhuttiin puristeisemmin kuin äidinkieltä, mikä voi aiheuttaa äänen kuormittumista.

Äänen laatu on syytä ottaa huomioon tutkittaessa äänen väsymistä ja kuormitusta. Lisäksi henkilöt, jotka joutuvat käyttämään runsaasti vierasta kieltä, hyötyisivät puhetekniikan opetuksesta myös vieraalla kielellä, koska optimaalinenkaan äänenkäyttö äidinkielessä ei välttämättä siirry vieraaseen kieleen.

In multicultural societies and international connections, it is essential that people can speak foreign languages being able to communicate with people from other language and cultural backgrounds. However, how the voice or use of voice changes between native and foreign languages has not been previously vastly studied. This research aims to clarify how vocal parameters change when speaking a foreign language compared to speaking the native one. The study consists of acoustical and perceptual analyses of voice and subjects´ subjective notions of how the voice and voice use change in the language shift and, also, how it affects vocal fatigue. The subjective notions have been gathered by a questionnaire.

This research consists of three studies. First of the studies concentrated on fundamental frequency changes, the second study on vocal fatigue and vocal loading in native and foreign languages by subjective notions and analyses of the long term average spectrum and measures of vocal doses. The third study attends to changes in voice quality between native and foreign languages by inverse filtering and perceptual analyses.

Twenty native Finnish and 23 native English speakers participated in the research. The foreign languages they used were either English or Finnish. In Study I, sixteen Finnish and 14 English subjects were analyzed, in Study II twenty Finnish and 23 English. At the time, the results of Study I were presented, thirty subjects in total had been recorded, and the additional thirteen subjects came in later. To the Study III 24 subjects were chosen. Twelve of them reported more vocal fatigue and 12 who did not report to feel more vocal loading in the foreign language than the native one.

The speech samples were recorded in a well damped studio at the University of Tampere. The subjects read a text in the native and then in the foreign language. Spontaneous speech samples were also recorded. For spontaneous speech samples, the subjects were given a comic strip which they described first in the native language and then in the foreign one. The speech samples were calibrated for the analyses of sound pressure level.

According to the results, voice and voice use are affected by the language shift from the native language to the foreign one. Fundamental frequency was higher in the foreign language (Study I), especially this was the case with the Finnish subjects, the English subjects change was not as clear. Almost eighty percent of the subjects considered that speaking a foreign language changes their voices, but acoustically measured rise in the mean fundamental frequency did not necessarily actualize in the subjective notion of rising of fundamental frequency. Majority of the subjects (70 %) reported that the voice tires faster when speaking the foreign language. Vocal dose measurements (Study II) did not, however, show unambiguously that speaking the foreign language was more loading. This is due to the fact that these dose measurements base on fundamental frequency, sound pressure level and the amount of voiced speech. When speaking a foreign language, the amount of the voiced speech tends to lower compared to that of the native language, and therefore, the doses are not sufficient as such in analyzing vocal loading in two languages. However, when the doses were normalized, that is calculated the doses per second, a trend that speaking a foreign language can be more loading than speaking the native one was found. Also, the acoustical analyses based on the long term average spectrum showed a similar kind of trend. In the study of voice quality (Study III) it was found that the subjects who reported more vocal fatigue were perceptually evaluated to have poorer voice quality, more pressed phonation and higher pitch in both native and foreign languages than the subjects who did not report more vocal fatigue in the foreign language. The changes obtained by inverse filtering showed that voice production was more pressed in the foreign language than in the native one, which may cause vocal overloading.

Vocal doses are not enough but voice quality should be added in the research of vocal fatigue and vocal loading. Also, people who need to use foreign languages extensively would benefit from training in speech technique in the foreign language, since even when the voice use was optimal in the native language it does not necessarily shift to voice use in the foreign one.