Modul H2

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Modul H2 Prosodie und IntonationSoSe 2008 -
Benno Peters

• Einführung und Auffrischung
• Historie und wichtige Literatur der
  Prosodieforschug
• Der Kieler Ansatz zu Form und Funktion der
  Prosodie
• Referate
• Diskussionen
• Experimente
• Wünsche?

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Einführung in Anlehnung an Astrid Paeschke

• Begriffe
• Prosodie, Intonation, Suprasegementalia ...
• Unterschiede im Verständnis von Phonetik,
  Phonologie und Sprechwissenschaft
• Funktionen
• linguistische
• paralinguistische
• prosodische Merkmale und ihre akustischen
  Korrelate
• Modelle
• Pierrehumbert, ToBI, GToBI
• IPO, KIM
• Fujisaki

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Begriffe

• Suprasegmentalia
• Prosodie
• Intonation
• Betonung
• Satzakzent, Phrasenakzent
• Wortakzent, lexikalischer Akzent
• Betonungsgruppe, Takt, Fuß
• Deklination
• declination line
• top (head) line
• base line
• range

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Begriffe Prosodie

• Gesamtheit aller phonetischen Eigenschaften des
  Sprechaktes, deren Domäne über das Segment
  hinausgeht suprasegmentale Merkmale
• willkürlich
• Intonation, Dauerstruktur, Sprechgeschwindigkeit
  Lautstärkeänderungen, Reduktionsgrad
• gt Akzent, Prominenz, Sprechrhythmus, Phrasierung
• unwillkürlich
• Mikroprosodie
• theoretisch auch alle willkürlich änderbaren
  Merkmale, wenn sie den unwillkürlichen Ausdruck
  von Emotionen, Alter, Geschlecht,
  Gesundheitszustand u.ä. erzeugen
• Segmentelle Merkmale?

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Prosodie - Begriffsverwirrung

• Ursache verschiedene Sichtweisen, wobei
• unterschiedliche Aspekte im Vordergrund stehen
• unterschiedliche Begriffe für die gleiche Sache
  verwendet werden
• gleiche Begriffe unterschiedlich interpretiert
  werden

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Funktionen der Prosodie

• Linguistische Funktionen
• vs
• paralinguistische Funktionen

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Funktionen der Prosodie

• Linguistische Funktionen
• Hervorhebung von Silben bzw. Wörtern
• Strukturierung von Äußerungen
• Phrasengrenzen
• Bedeutungsunterscheidung durch Betonung
• Anzeige des Satzmodus
• Aussage, Frage, Progredienz
• gt Beziehungen zur Morphologie, Syntax, Semantik
  und Pragmatik

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Funktionen der Prosodie

• Die Morphologie ist der Teilbereich der
  Linguistik, der die Erforschung der bedeutungs-
  oder funktionstragenden Elemente einer Sprache,
  der Morpheme, zum Gegenstand hat. Viele Morpheme
  werden in unterschiedlichen Formen, Allomorphen
  verwendet. Morpheme setzen sich aus Phonemen
  zusammen und bilden ihrerseits Wörter. Die
  Prinzipien bzw. Regularitäten der inneren
  Struktur von Wörtern gehören ebenfalls zum Gebiet
  der Morphologie.
• Bezug zur Prosodie?

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Funktionen der Prosodie

• Bezogen auf natürliche Sprachen ist Syntax Teil
  der Grammatik. Im herkömmlichen Sinn bedeutet
  Syntax dann die Lehre vom (korrekten) Satzbau
  bzw. Satzbau selbst. Die Syntax als Teil der
  Grammatik behandelt die Muster und Regeln, nach
  denen Wörter zu größeren funktionellen Einheiten
  wie Phrasen (Teilsätze) und Sätzen
  zusammengestellt und Beziehungen wie Teil-Ganzes,
  Abhängigkeit etc. zwischen diesen formuliert
  werden.
• Bezug zur Prosodie?

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Funktionen der Prosodie

• Die linguistische Semantik untersucht die
  Bedeutung sprachlicher Zeichen. Die kleinsten
  Zeichen sind in diesem Sinne die Morpheme, die
  nächstgrößeren die Wörter bzw. Lexeme es folgen
  die Satzglieder, Teilsätze, Sätze und Texte.
• Bezug zur Prosodie?

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Funktionen der Prosodie

• Da sich die Pragmatik ebenfalls mit der
  "Bedeutung" von Zeichen befasst, erscheint aber
  eine klare Trennung nur schwer möglich.
  Unterscheidet man Satzbedeutung und
  Äußerungsbedeutung sowie Sprecherbedeutung, so
  befasst sich die Semantik mit der Satzbedeutung,
  Semantik und Pragmatik mit der Äußerungsbedeutung
  und allein die Pragmatik mit der
  Sprecherbedeutung. Die Sprecherbedeutung ist das,
  was der Sprecher mit einer Äußerung meint.
• Bezug zur Prosodie?

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Funktionen der Prosodie

• Paralinguistische Funktionen
• Informationen über den Sprecher
• Geschlecht, Alter, Gesundheitszustand
• Emotionen, Einstellungen, Haltungen,
  Persönlichkeitseigenschaften
• Informationen über den Sprechstil (z.B. spontan,
  gelesen, dialogisch)
• Informationen über den situativen Kontext (z.B.
  formell, intim)
• Dialekt / Soziolekt ?

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Prosodische Merkmale

• Klassifikation prosodischer Merkmale hinsichtlich
  ihrer Funktionen
• Welche suprasegmentellen Merkmale könnten
  bestimmten funktionalen Bereichen zugewiesen
  werden?
• Problem keine Trennung der Merkmale für
  linguistische und paralinguistische Information
  möglich
• ? erschwert die systematische Analyse
• Sinn der Trennung in linguistische und
  paralinguistische
• Funktionen ?

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Akustische Korrelate prosodischer Merkmale

• Sprechmelodie ? Grundfrequenzverlauf
  (Intonation)
• Sprechtempo ? Laut- und Pausendauer
• Lautstärke ? Signalenergie
• Stimmklang ? spektrale Eigenschaften

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Beispiel Sprechmelodie als F0-Verlauf
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Begriffe Intonation

• bezeichnet den Tonhöhenverlauf innerhalb einer
  Silbe, eines Wortes, Satzes oder Sprechaktes
• gleichbedeutend sind
• Stimmführung
• Satzmelodie
• Sprachmelodie/Sprechmelodie
• im weiteren Sinne Gesamtheit aller prosodischen
  lautsprachlichen Merkmale (gt Intonationsforschung,
  Intonologen)

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Begriffe Akzent / Betonung

• Akzent und Betonung sind gleichbedeutend
• oft auch Betonung ist die akustische
  Realisierung eines lexikalischen Akzentes
• Linguistisch
• Satzakzent
• Wortakzent (lexikalischer Akzent) hauptbetont,
  nebenbetont, unbetont
• weitere Begriffe
• Prominenz, Hervorhebung
• Kontrastakzent, Emphase
• Wahrnehmung graduell, stufenweise oder binär?

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Konzept des Wortakzents (lexikalischer Akzent)

• lexikalischer/phonologischer Ansatz
• Wortakzent im Deutschen ist ein binäres
  phonologisches Merkmal (nicht im Französischen)
• Silbe ist betont oder unbetont, Festlegung nach
  phonologischen Regeln
• Sekundärakzente in Komposita
• da nicht jeder lexikalisch vorgegebene Akzent
  realisiert wird, müssen Regeln für die
  Realisierung von Wortakzenten erstellt werden
• Regeln Strukturbedingungen
• Morphologische, syntaktische und
  semantisch-pragmatische
• phonetische Sichtweise
• jede Silbe ist potenziell akzentuierbar

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Akustische Parameter zur Realisierung des
Wortakzents

• entsprechen den generellen prosodischen
  Parametern
• Grundfrequenz
• Intensität
• Lautdauer
• Vokalqualität
• Reduktionsgrad

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Akzentgruppe / Betonungsgruppe

• Engl accent group, stress group
• Deutsch auch Takt, Fuß
• Definition
• betonte Silbe und die nachfolgenden unbetonten
  Silben
• über Wortgrenzen hinweg
• nicht über Phrasengrenzen hinweg(beginnt nächste
  Phrase mit unbetonter Silbe, dann Auftakt)
• Beginn (nach Thorsen) am Anfang des Vokals der
  betonten Silbe
• daraus entstand das Konzept der Isochronie
• Gleichförmigkeit der Betonungen
• gleiche Abstände zwischen betonten Silben bei
  akzentzählenden Sprachen
• gleiche Abstände zwischen allen Silben bei
  silbenzählenden Sprachen

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Phrasierung

• Gliederung einer Äußerung in Abschnitte
• mit eigener Intonationskontur und
  Deklinationslinie
• Abschnitt Intonationsphrase, intonatorische
  Phrase, prosodische Phrase
• Intonatorische Phrasen müssen nicht mit
  syntaktischen Phrasen übereinstimmen
• Intonation beinhaltet Grenzsignale, um
  Phrasengrenzen anzuzeigen
• Phrasenbeginn Reset der Deklination,
  artikulatorische Verstärkung bzw. Ausbleiben von
  Assimilation über die Phrasengrenze hinweg
• Phrasenende Tonale Merkmale final fall, final
  rise, continuation rise, Silbendehnung
  (phrasenfinale Längung), Pausen

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Deklination

• Absinken der Grundfrequenz im Äußerungsverlauf
• erstmals beobachtete Pike 1945 das Phänomen
• Begriff Deklination vs. Trend
• mögliche Ursachen
• nachlassender subglottaler Druck
• Translation des Schildknorpels
• Erklärungsansätze und verschiedene Theorien
• Hauptstreitpunkt ist sie oder ist sie nicht
  automatischer Mechanismus der Sprachproduktion?
• Messung im akustischen Signal
• Bestimmung von Trendlinien

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Beispiel Deklinationslinien
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Intonationsmodelle

• Zweck
• Erklärung der Komplexität und Diversität von
  F0-Konturen
• Generierung von F0-Konturen für die
  Sprachsynthese
• aus prosodischer Etikettierung oder syntaktischer
  Analyse
• Arten
• Hierarchische Modelle
• Superpositionsmodelle
• Tonsequenzmodelle
• Hauptprobleme
• linguistische, paralinguistische und
  sprecherspezifische Faktoren drücken sich im
  selben Parameter (F0) aus
• freie Variation von F0

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Intonationsmodelle

• Pierrehumbert, ToBI
• Basis H und L
• Erweiterungen Grenztöne
• IPO Intonationsgrammatik aus perzeptiv nicht
  unterscheidbaren Kopiekonturen
• KIM
• Gipfel, Täler, Endkonturen
• Fujisaki
• mathematische Beschreibung des Kurvenverlaufs
• Superposition von Phrasenkomponente und
  Akzentkomponenten

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Tonsequenzmodelle

• phonologisch
• repräsentieren die Prosodie einer Äußerung als
  lineare Abfolge von abstrakten Einheiten
• generieren F0-Konturen aus einer Folge
  phonologisch distinktiver Töne bzw. kategorial
  versch. Pitchakzente
• Töne bzw. Pitchakzente sind strikt lokal
  determiniert und interagieren nicht
• wichtigste Vertreter
• Pierrehumbert
• ToBI / GToBI (Grice, Féry, Baumann, Grabe)

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Modell nach Pierrehumbert

• Tonsequenzansatz wurde von Janet Pierrehumbert
  entwickelt
• Grundlage sind die metrische und autosegmentale
  Phonologie
• regelbasierte Klassifizierung von starken und
  schwachen Silben
• segmentale und suprasegementale Ebene sind
  synchronisiert, können aber unabhängig
  voneinander agieren
• Intonationskontur Abfolge von Tönen, die den
  akzentuierten Silben zugeordnet werden
• H (hohe Töne) und L (tiefe Töne)
• hierarchiebildende Domänen
• IP Intonationsphrase
• ip intermediäre Phrase
• pw prosodisches Wort

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Pierrehumbert (Fortsetzung)

• Akzente und Töne des Modells
• Pitchakzent
• jedes prosodische Wort besitzt einen Pitchakzent
• einfache Töne H, L
• bitonale Töne HL, HL, LH, LH
• bezeichnet die betonte Silbe des prosodischen
  Wortes
• Phrasenakzent
• markiert den Tonhöhenverlauf am Phrasenende (ip)
• bestimmt den Tonhöhenverlauf zwischen Pitchakzent
  und Grenzton
• H-, L-
• Grenztöne
• bestimmen den Tonhöhenverlauf am Anfang und am
  Ende von IPs
• notiert werden initiale und finale Grenztöne an
  den Rändern der IPs
• H, L, H, L

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Pierrehumbert (Fortsetzung 2)

• Grammatik beschreibt wohlgeformte Tonsequenzen
• Bsp
• Das ist ein richtig guter Vorschlag.
• H H H L- L
• Synthese der Intonation
• abstrakte tonale Repräsentation ? phonetische
  Realisierungsregeln ? F0-Kontur
• Regeln legen die F0-Werte von H- und L-Tönen fest

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Intonationsgrammatik des Tonsequenzmodells nach
Pierrehumbert
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ToBI / GToBI

• ToBI Tones and Break Indices
• GToBI an das Deutsche angepasste Version
• Weiterentwicklung des Tonsequenzmodells von
  Pierrehumbert
• Formalisierung als Transkriptionssystem
  (phonemisch, weit)
• Ton-Inventar Amerik. Deutsch
• Pitchakzente H, L HL, LH
• LH, LH, H!H (LHL, HHL, HM)
• Phrasentöne
• initial H, L
• final H, L
• Phrasenakzente H-, L-
• Grenztöne L-L, L-H, H-L, H-H

ebenso
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IPO-Modell

• Datenbank niederländischer (gelesener)
  Sprachdaten wurde analysiert
• Konturen vereinfacht, solange perzeptiv kein
  Unterschied erkennbar war ? Kopiekontur
• Stilisierung der Kontur durch lineare Abschnitte
• Intonationsgrammatik
• Satz von Standardkonturen
• Regeln zur Verkettung der Konturen
• Deklinationsregeln
• ohne phonologischen Formalismus
• arbeitet auf Satzebene als Intonationsdomäne
• bisher für Niederländisch, Englisch und Deutsch
  verfügbar

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Deklination im IPO-Modell

• 2 Basislinien (0, 3), 2 zusätzliche Linien für
  sehr starke Betonungen
• Tonhöhenumfang
• Englisch 12 HT, Deutsch 7,5 HT, Niederländisch
  6 HT

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Kieler Intonationsmodell (KIM)

• entwickelt von Klaus Kohler (1991)
• regelbasiert
• Regeln steuern die akustischen Parameter
• Regelwerk ist mit Hilfe einer generativen
  Grammatik formuliert
• phonologisch ausgerichtet
• beschreibt die grundlegende globale Makroprosodie
  von Phrasen und Sätzen
• schließt auch Mikroprosodie mit ein
• Ziel
• Modellierung der gesamten prosodischen Vielfalt
  mittels einer begrenzten Anzahl von Kategorien
  und Regeln

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KIM (Fortsetzung)

• erfasste linguistische Kategorien
• Wortbetonung
• Satzakzent
• Intonation
• Synchronisation
• Grenzmarkierungen
• Sprechgeschwindigkeit
• Downstep und Reset
• Downstep sequentieller Abstieg jeder folgende
  F0-Gipfel liegt etwas tiefer als der vorangehende
• statt Deklination

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Fujisaki-Modell

• Dekomposition komplexer F0-Konturen in einfachere
  Kurven mit jeweils eigener temporaler Domäne
• Merkmale
• superponierend
• physiologisch fundiert
• linguistische Interpretation der Komponenten und
  Steuerparameter ist möglich
• auf viele Sprachen anwendbar

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Fujisaki-Modell (Fortsetzung)
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Fujisaki-Modellkomponenten
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Literatur

• zum Modell von Pierrehumbert
• Pierrehumbert, Janet (1980) The phonology and
  phonetics of English intonation Dissertation,
  MIT Press, Cambridge, MA, USA
• zu ToBI / GToBI
• Grice / Baumann / Benzmüller (2001) German
  intonation within the framework of
  autosegmental-metrical phonology.http//www.coli.
  uni-sb.de/phonetik/projects/Tobi/gtobi.html
• zum IPO-Modell
• Adriaens, Léon M. H. (1991) Ein Modell deutscher
  Intonation. Diss., TU Eindhoven und IPO

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Literatur (Fortsetzung)

• zum Kieler Intonationsmodell
• Klaus J. Kohler (1991) Prosody in speech
  synthesis the interplay between basic research
  and TTS application. In J. Phonetics Nr. 19, S.
  121-138
• Klaus J. Kohler (1996) Modellgesteuerte
  Prosodiegenerierung Die Implementation des
  Kieler Intonationsmodells (KIM) in der
  TTS-Synthese für das Deutsche. In Fortschritte
  der Akustik, DAGA'96. S. 90-91
• Klaus J. Kohler (1991) .A model of German
  intonation. In AIPUK 25, S. 295-368 (Inst.
  Phonetik und digitale Sprachverarbeitung, Univ,
  Kiel)
• Kohler, Klaus J. (URL) .The Kiel IntonationModel
  (KIM), its implementation in TTS synthesis and
  its application to the study of spontaneous
  speech. http//www.ipds.uni-kiel.de/forschung/kim
  .de.html

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Literatur (Fortsetzung 2)

• zum Fujisaki-Modell
• Bernd Möbius (1993) Ein quantitatives Modell der
  deutschen Intonation.
• Hiroya Fujisaki (1988) A note on the
  physiological and physical basis for the phrase
  and accent components in the voice fundamental
  frequency contour.