東京大学 工学部 4 年生 夏学期 501130

応用音響学
音声とは：音声学の雑学
嵯峨山 茂樹東京大学 工学部 計数工学科<sagayama@hil.t.u-tokyo.ac.jp>
資料所在 http://hil.t.u-tokyo.ac.jp/˜sagayama/applied-acoustics/

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嵯峨山茂樹 (東京大学大学院情報理工学系研究科システム情報学専攻)

嵯峨山 茂樹 : 応用音響学

応用音響学 : 音声とは (1) 音声学の雑学
要点
母音子音音節日本語の特質異音
アクセント

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嵯峨山 茂樹 : 応用音響学 : 音声学

教科書・参考書・文献
References[1] 服部四郎, 「音聲学」, Y350, 岩波全書, 1951.
[2] レイ・D・ケント, チャールズ・リード, 「音声の音響分析」, 荒井・菅原監訳, 海文堂, Y3200,
ISBN4-303-61000-3, 1996.
[3] スチュアート・ローゼン, ピーター・ハウエル, 「音声・聴覚のための信号とシステム」, 荒井・菅原監訳, 海文堂, Y4200, ISBN4-303-61010-0, 1998.
[4] 島岡 丘, 佐藤 寧, 「最新の音声学・音韻論 現代英語を中心に」, Y350, 研究社出版, ISBN4327-41026-8, Y2530, 1987.
[5] 古井 貞煕, 「音声情報処理」, 電子情報通信工学シリーズ, 森北出版, ISBN4-627-70271-X,
Y2200.
[6] 古井 貞煕, 「音響・音声工学」, 電子・情報工学入門シリーズ, 近代科学社, ISBN4-76490196-X, Y3400.
[7] Laurence Rabiner, Biing-Hwang Juang: Fundamentals of Speech Recognition, (Translated under supervision of S. Furui), NTT Advanced Technologies, 1993; Laurence
Rabiner, Biing-Hwang Juang 「音声認識の基礎 (上, 下)」(古井貞 煕 監訳), NTT アドバ
ンステクノロジ, 1995.

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嵯峨山 茂樹 : 応用音響学 : 音声学

参考書: 英語上達への音声学・工学的アプローチ
山田恒夫／足立隆弘／ ATR 人間情報通信研究所: 「英語リスニング科学的上達法」, 講談社ブルーバックス, 発行年月日：1998 年 3 月 20 日, サイズ：173× 112mm, 297 ページ, ISBN4-06-257206-0, 1600 円.
山田恒夫／足立隆弘／ ATR 人間情報通信研究所: 「英語スピーキング科学的上達法」, 講談社ブルーバックス, 発行年月日：1999 年 8 月 20 日, サイズ：173× 112mm, 302 ページ, ISBN4-06-257263-X, 1600 円.

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嵯峨山 茂樹 : 応用音響学 : 音声学

音声波形「打ち消す」の音声波形を示す。「ち」は無声化して、母音が脱落している。有声音 (ここでは u, e, u) には、周期性が見られる。これが、ピッチ (声の高さ) として感じられる。

uch (i)kesu

devocalized

fricative

pitch periodburstfricative

closureclosurevoicedburst
voicedvoicedSpeech Waveform /uchikesu/
図 1. 音声波形の例「打ち消す」
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音声スペクトルkoshir

aer

u

20000
15000
10000

Amplitude

5000
0-5000-10000-15000-20000
00.2

0.4

0.6

0.8

1

time (sec)(a) 音声波形の例 (男声「「こしらえる」」)
          

 

 




      



























(b) /o/ のスペクトル(c) /S/ のスペクトル(d) /a/ のスペクトル(いずれも、高域強調処理後のスペクトル計算結果)

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音響学から言語学の階層
語用論 (Pragmatics)
意味論 (Semantics)
構文論 (Syntax)
語彙論 (Lexicon)
音韻論 (Phonology)
音声学 (Phonetics)
音響学 (Acoustics)

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嵯峨山 茂樹 : 応用音響学 : 音声学

音声学、音韻論、正書法
音声学 Phonetics
音声の正確な観察とその記述、音声が生じる過程や機構の解明
音素の物理現象に関する分析
調音音声学、音響音声学、聴覚音声学
表記法: [ 音素記号 ](e.g., [WÙkesW])
音韻論 Phonemics, Phonology
言語体系に占める音声の位置づけ、その役割や機能に関する事柄を解明
言語学の最小単位としての音素表記法: / 音素記号 /(e.g., /uÙikesu/)
正書法 Orthographye.g. 「打ち消す」
e.g. 「私は北へ」 /wataSiwakitae/ [wataCiwakitae]
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母音の調音
3 要素: 前後位置、口の open/close、唇の rounded/unrounded
調音位置
front

i,ycentral

back

1,0

W,u

high

I,Ye

mid-high

È,o@,8

mid

E,œO

2

mid-lowlowcourses/ippankamoku-F/SpeechRecog-rev2.tex

æaA

1IUe,øiuU

9@E3æ
5aoO
66

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母音の調音
3 要素: 前後位置、口の open/close、唇の rounded/unrounded
調音位置 (updated 1996)i•y

1•0W•uIYUe•ø
9•87•o@E•œ 3•Æ 2•O
æ
5a•Œ
A•6
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日本語母音の調音
日本語に出現する母音の種類
Close

Front

Central

Back

i,(y)

(1,0)

W,[u]

(I,Y)
Close-mid(U)[e],(ø)(È),o[@],(8)Open-mid

E,(œ)(2),[O]
(æ)

Open

(2)
a,(Œ)

(5,A)

1. 典型的な母音は 5 種類だが，括弧に入れた調音も出現することがある．
2. 母音の調音は，音素環境やその他の変動要因によって変動する．ア a は典型的には [a] だが, [A, 6, @, 5, æ] もある．イi は典型的には [i] だが, [I] もある．ウ u は典型的には [W] だが, [u, U, Ú] もある．エ e は典型的には [E] だが, [e] もある．オ o は典型的には [o] だが, [O] もある．
3. 外来母音 (たとえば，[@]) が定着するのは当分先のことのように考えられる．対応するカナが作られていないことが最大の理由と思われる．一部の人々には使われ始めているようである．
(例: バードウォッチングは，[ba:dowot:CinNW] でなく [b@:dwot:SinNW] と発音する人がいる．アメリカ英語では bird
watching [bÄ:dw6ÙIN] )courses/ippankamoku-F/SpeechRecog-rev2.tex

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嵯峨山 茂樹 : 応用音響学 : 音声学

日本語母音の特徴
わずか 5 種類 ( a, i, u, e, o ) (正確には u でなく W)
Cf. 琉球方言: 3 母音「あいうえお」→「あいういう」
アラビア語: 3 母音
Cf. 英語 母音: æ, a, 6, A, @, Ä, A:, @U, 2, e, eI, e@, eÄ, 3:, Ai, i:, U,u, u:, o, o:, ou, aU, OI, ... 二重母音を含めて 26 種くらいCf. フランス語の母音: si [i], thé [e], lait [E], la [a], pas [A], lune [y],feu [φ], le [@], œuf [œ], nous [u], mot [o], mode [O], vin [Ẽ], un [œ̃],blanc [Ã], bon [Õ] : 16 種
Cf. ハワイ語 (ポリネシア系言語) の母音: a, e, i, o, u : 5 種 (二重母音 ei,eu, oi, ou, ai, ae, ao, au)

ウラル・アルタイ語系 (韓国朝鮮語、満州語、ツングース語、モンゴル語、トルコ語、タタール語、ハンガリー語、フィン語など)、

母音調和 (atama, kökörö, etc.)
古代は少なくとも 8 種 ı̈,ë,ö: 万葉集、記紀
母音のみの文章「青い家へ甥を追う / aoiieeoioou /」が可能。

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嵯峨山 茂樹 : 応用音響学 : 音声学

日本語の子音子音の 3 大要素: 調音位置、調音様式、有声/無声
日本語子音に出現する (と思われる) 音声の種類
日本語に出現する子音の種類
両唇 唇歯 歯間歯茎 歯茎口蓋 反舌 口蓋 軟口蓋 口蓋垂 咽頭
声門
bi- labiopost- retropharynlabial dental dental alveolar alveolar flex palatal velar uvular geal glottal
破裂
p bt
Plosive
鼻mNasal
震えTrillTap or Flap摩擦F B f* v* T* D* s
Fricative
Lateral frica- – – – –tive
わたりApproximant
Lateralapproximant – – – –Voiced-Labial: w,courses/ippankamoku-F/SpeechRecog-rev2.texdk gnñPNð––––r– –––R– –––zSZçxXèhjl–Alveolo-palatal fricative: C, ý,–––

複合的な音: Ù, ţ, Ã

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日本語子音の特徴
音韻論的には 14 種 ( k, s, t, n, h, m, j, r, w, g, z, d, b, p,S, Ù, Z, dZ, dz, ç, ..))(+子音は連続しない。

Cf. 英語: scripts (手書き): [skr],[pts]、glimpse(ちらりと見る): [gl][mps]、one twelfths(12 番の 1): [lfTs]
Cf. ドイツ語: Schrift(文書)、 des Strumpfs (靴下の)[mpfs]
Cf. ロシア語: Здравствуйте (zdravstvujtje) (こんにちわ)
Cf. チェコ語: zmrzlina (アイスクリーム)子音のみの文章 “strč prst skrz krk” 「指を喉に突っ込め」
Cf. 日本語: 母音のみの文章「甥を青い家へ追う / oioaoiieeou /」courses/ippankamoku-F/SpeechRecog-rev2.tex

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演習問題
母音の３要素は何か
日本語５母音のそれぞれの３要素は何か
子音の３要素は何か
日本語子音の/k,s,t,h,n,b/の３要素は何か
日本語のひらがなの濁点は調音の何の対比に対応するか？その例
外は？
両唇無声破裂音は何か？

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Phonotactic Constraints
単語中の音素連鎖は言語によって制約がある。
日本語: 子音は連続しない。

Cf. ヨーロッパ言語の場合
英語: scripts (手書き)、glimpse(ちらりと見る)、twelfths(5/12)などから、[str],[lfTs],[mps] などは可能。しかし [pf ],[zdr],[mrz]などは存在しない。
ドイツ語: Schrift(文書)、 Strumpf (靴下)ロシア語: Здравствуйте (zdravstvujtje) (こんにちわ)
チェコ語: zmrzlina (アイスクリーム)子音のみの文章 “strč prst skrz krk” 「指を喉に突っ込め」

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音節とモーラ音節 syllable
発音の単位、語の構成単位
モーラ mora (複数形は morae)
リズムcourses/ippankamoku-F/SpeechRecog-rev2.tex

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嵯峨山 茂樹 : 応用音響学 : 音声学

日本語音節構造促音 (っ)・撥音 (ん)・長音 (ー)促音 /Q/: 後続子音が 1 モーラ長くなったもの
撥音 /ð/: 1 モーラ長の鼻音．調音は後続音素に依存 (後述)
長音: 先行母音が 1 モーラ長くなったもの/oto/(音), /oQto/(夫), /o:to/(嘔吐)/kita/(来た、着た), /kiQta/ (切った), /ki:ta/ (聞いた、効いた)
母音連鎖の例:「正しい，いい言い方/tadaCi:i:i:kata/」「経営へ影響 /kE:E:EE:kjo:/」「おう，王を追おう /o:o:ooo:/」

開音節＝子音＋母音
歴史的には，連母音を避ける:
来＋有り→けり、と＋有り→たり、に＋有り→なり、見＋う (棄) つ→見つ、
行き＋痛し→行きたし、... (「二重母音」は今もない。)
韓国朝鮮語は閉音節: ハングル (han-gul)、キムチ (kim-chi)、カムサハムニ
ダ (kam-sa-ham-ni-da)courses/ippankamoku-F/SpeechRecog-rev2.tex

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嵯峨山 茂樹 : 応用音響学 : 音声学

日本語音節構造連濁
空 kara + 箱 hako = 空箱 karabako
大 oo + 凧 tako = 大凧 oodako Cf. 大 oo + 風 kaze = 大風 ookaze
山 yama + 田 ta = 山田 yamada Cf. 太 oo + 田 ta = 太田 oota
株式 kabushiki + 会社 kaisha = 株式会社 kabushikigaisha, Cf. 会社関係

無声化、無声化傾向
光 ç(i)kari, 話し方 hanash(i)kata
独身 dok(u)shin, 付け加える ts(u)kekuwaeru
形 k[a]tachi, 福島 h(u)kush[i]ma
アクセント核のない、無声子音に挟まれた母音は無声化

外来語
英語: bat, buble, bar, bird → あ
英語: Wim·ble·don [wı́mb@ld@n] →ウ インブ ルドン、¬¬
ad·vice [@dváis] → アド バ イス、ア ドバイス

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日本語と他言語の音声学的比較 (1)日本語 (ウラル・アルタイ系言語)
母音: a, e, i, o, u : 5 種
子音: p, b, t, d, k, g, s, (S), h, m, n, r, (ts), (Ù), (Z),
外来語の母音: 英語: bat [æ], buble [2], bar [A], bird [@] → あ
Wim·ble·don[wı́mb@ld@n] →ウ インブ ルドン
外来語の子音: l → r, th → s, f → h, v → b, (zh → dzh, m/n/ng, ...etc.)
例: brush(ブラシ) → burashi, leisure(レジャー) → reÃaa, thrill(スリル) →suriru, Berlı́n(ベルリン) → bérurin

Cf. フランス語 (ラテン系言語)
母音: si [i], thé [e], lait [E], la [a], pas [A], lune [y], feu [φ], le [@], œuf[œ], nous [u], mot [o], mode [O], vin [Ẽ], un [œ̃], blanc [Ã], bon [Õ] :16 種
子音: j, 4, w, p, b, t, d, k, g, f, v, s, z, S, Z, l, r, ts, dz, Ù, dz, m, n, ñ,
N: 25 種語順: 主語 ± 動詞 ± 目的語

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嵯峨山 茂樹 : 応用音響学 : 音声学

日本語と他言語の音声学的比較 (2)Cf. ハワイ語 (ポリネシア系言語)
母音: a, e, i, o, u : 5 種 (二重母音 ei, eu, oi, ou, ai, ae, ao, au)
子音: p, k, h, l, m, n, w, ‘ : わずか 8 種
Hawai’i
語順: 動詞 ± 主語 ± 目的語 or 他の前置句
He kāne au (“I am a man”),
Ua aloha au iāia (“I love her”)
外来語の子音:p, b, f → p v, w → w s, h, sh → h l, r → l n, ng → ng t, d, th, s, z,zh, ts, dz, k, g → k
例: brush(ブラシ) → paraki, San Francisco(サンフランシスコ) → kapalakiko

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日本語と他言語の音声学的比較 (3)Cf. 中国語 (声調 (tone) 言語)
4 声 + 軽声媽 [mā]「おかあさん」、麻 [má]「あさ」、馬 [mă]「うま」、罵[mà]「ののしる」 (文例: 媽罵馬)柘氏嗜食石獅 shÍ shı̀ shı̀ shı́ shı́ shı̄「柘さんは石のライオンを食べるのが好きだ」
416 音節 × 4 声 → 1345 音節

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外来語の発音から見た言語間の比較
日本語・英語・ハワイ語の比較英語日本語
ハワイ語
brush [br2S]
ブラシ [buraSi][palaki]
ice cream [aiskrı́:m]
アイスクリーム [aisukuri:mW][aikalima]
Victor [viktÄ]ビクター [bikuta:][wikoli]Catherine [kæT@rIn]
キャサリン [kjasariN][kakalina]
San Francisco [sænfr@nsı́sk@U] サンフランシスコ [saNhuraNCisWko] [kaparakiko]courses/ippankamoku-F/SpeechRecog-rev2.tex

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日本語音の変遷
日本語音の変遷
古代日本語 8 母音 ( a, i, u, e, o, ı̈, ë, ö): 万葉かなの研究
今日: keFu → keu → (keõ) → kiõ → kjõ蝶: teFu → teu → (teõ) → tiõ → tjõ
室町時代: 世界 (しぇかい, 関東方言: せかい)、をとこ→おとこ、をみな→おんな、ぐゎっこう (学校)、くゎっぱ (河童)
現代カナ表記は、若干の例外のみ

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英語音の変遷、正書法
英語母音の変遷 (英語は「旧かなづかい」)
歴史上、約 130 の変化
近代英語 (15 世紀) の大母音推移
i:→ ai, u:→ au, e:→ i:, o:→ u:, E:→ i:, O:→ ou, a:→ ei
例: like[i:], cloud[u:], deep[e:], moon[o:], meal[E:],road[O:], make[a:], knight[i]中英語期の開音節の長音化
hope[o → o:], name[a → a:], even[e → e:]
古英語期のウムラウト (500-600 年頃)
mouse[u:] → mice[i:], goose[o:] → geese[e:], man[a] → men[E]
英語の正書法歴史的な発音の綴りを反映
e.g., knight [naIt]

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音素の環境依存性 – 異音 (allophone)
先行音素，後続音素など phoneme context の影響子音の例: 音素 /h/ は後続母音により別の allophoneは /ha/ [ha, xa]
ひ /hi/ [hi, çi]
ふ /hu/ [hW, FW]
へ /he/ [hE, xE]
ほ /ho/ [ho, xo]/i/ に後続する子音は 「硬口蓋化」する．
き /ki/, ぴ /pi/ は 摩擦性「撥音」の例: 撥音 /ð/ は後続音素により別の調音

後続音素が /a, i, u, e, o, k, h, j, w, g/ の場合 [N]後続音素が /t, Ù, ts, d, n, r, Z, dZ/ の場合 [n]後続音素が /m, b, p/ の場合 [m]後続音素が /s, S/ の場合 [1̃]

「促音」の例: 撥音 /Q/ は後続音素が 1 モーラ長くなる．
後続音素により別の調音
後続音素が摩擦音 /s, S, z, Z/ の場合，[s, N, z, Z]
後続音素が無声破裂音 /k, t, p, Ù, ts/ の場合，無音後続音素が有声破裂音 /b, d, g/ の場合 (外来語)，buzz bar

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日本語の文法ウラル・アルタイ型語順
主語→述語、修飾語→被修飾語、目的語・補語→動詞、名詞・動詞→助詞・助動詞
膠着語: 行か・れ・まし・た・の・で・しょう・か・しら → 文節

(Cf. 屈折語:インドヨーロッパ諸語、give, gave, given)courses/ippankamoku-F/SpeechRecog-rev2.tex

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日本語のアクセント
モーラ数とアクセント型
高低アクセント
ピッチアクセント: 日本語、セルボ・クロアチア語、リトアニア語、スェーデン語、ノルウェー語、古代ギリシャ語 (?)
ストレスアクセント: 英語、ドイツ語、スペイン語、ロシア語、アフリカ東・北部
アクセントなし: フランス語、インドネシア語、韓国ソウル方言、日本水戸・仙台・熊本・宮崎方言

m モーラ n 型アクセント (関東方言)
2 モーラの例:端 (0 型) hashi ⇒ 端を (0 型)¬箸 (1 型) ha shi ⇒ 箸を (1 型)¬橋 (2 型) hashi ⇒ 橋を (2 型)
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日本語の外来語アクセント°
3 型アクセント: 語尾から 3 番目の音節にアクセント核¬¬¬¬¬
ア レク、ア レ クス、ア レク シア、ア レクサ ンドル、ア レクサンド ロス
マネージャー、マネージャ、マネジャー、マネジャ¬¬¬¬¬ダ ウン、ブラ ウス、プログ ラム、コンディ ション、スカンジナ ビア、etc.
¬¬¬
誤: ピ ータ ーパン (Peter Pán)、ウ ィンブ ルドン (Wínbledon)、ド ラマ¬¬¬(dráma)、ハ ワイ、メ カニ ズム、ア ルゴリ ズム、...

1 型アクセントキー、ダウン、システム、アクセント、ラボラトリー
誤: アドバイス (advı́ce)、アドバンス (advánce)、エンデバー (endéavor)、
コントロール (contról)

0 型アクセント誤: ディスク、プ リンタ、ド ラマ、etc. : 新年の傾向

Cf.






イタリア語: °2 型アクセント傾向?
 フランス語: °1 型アクセント傾向?

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日本語のアクセント結合
アクセント変化規則¬¬
神戸 /ko :be/ + 大学 /daigaku/ → 神戸大学/ko:beda igaku/¬¬¬¬
食 べ る→食べら れ る→食べられ ま す→食べられま せ ん¬¬¬
食 べ る→食 べ るようだ→食 べ るようであります「ニワニワニワトリガイル」イントネーション → 意味による¬「庭には鶏が…」ニワ ニ ワ/ニ ワトリガイル¬¬「庭には二羽鳥が…」ニワ ニ ワ/ニ ワ/ト リガイル¬¬
「二羽、庭には鳥が…」ニ ワ/ニワ ニ ワ/ト リガイル

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日本語テキストの特性 (1)
文字種類が多い
ひらがな (50) ＋ かたかな (50) ＋ 漢字 (3000)
ローマ字、アルファベット、数字、記号
ベタ書き (語境界がわかりにくい)
畜産物価格安定法 = 畜産物/価格/安定法 or 畜産/物価/格安/定法
漢字の読みが多様 (音、訓)行 (ギョウ、アン、コウ、いく、おこなう) : 「行った」？
同字異音語
今日 (こんにち，きょう)，最中 (さいちゅう，もなか)，etc.
(逆に、同音異義語も多いので、了解しにくい。)
連濁、数詞
株式会社 (かぶしき が いしゃ)
いっぽ ん、に ほ ん、さん ぼ ん
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嵯峨山茂樹 (東京大学大学院情報理工学系研究科システム情報学専攻)

嵯峨山 茂樹 : 応用音響学 : 音声学

日本語テキストの特性 (2)文字から読みが決まらない
こうし (講師、子牛、格子)、えいり (絵入り、営利)、
文字からアクセントが決まらない(最近は平板化傾向: 泉、赤とんぼ、電車、インク、ドラム、ディスク、etc.)(Cf. 英語 sénse, sénsor, sénsitive, sensátion, sensátional, etc)
句のアクセントの規則が複雑
音声＋合成＋技術＋研究＋会＋定例＋総会＋準備＋委員＋選出＋
期間＋中は...
語彙、構文、意味、文脈、状況、常識、世界
文法、音声、音節構造
意味の曖昧さ: Time flies like an arrow (Fruit flies like a banana.)
意味の曖昧さ、構文の曖昧さ
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嵯峨山茂樹 (東京大学大学院情報理工学系研究科システム情報学専攻)

嵯峨山 茂樹 : 応用音響学 : 音声学

日本人はなぜ英語が下手か音素の発音に関して母音、子音ともに種類が少ない → 音素縮退
( æ, A, 6, @, Ä, 5, 2 → a ) ( l, r → R) ( s, T → s )似ているようで異なる母音: æ→ a, O → o, u → W
二重母音がない → 母音連鎖で置き換え
閉音節構造のみ → 母音挿入 ( straight [streIt] → [sWtoRE:to] )モーラ構造、長音、促音がある → 余計な区別やリズム
韻律に関してピッチアクセント → ストレスアクセントにならない
アクセント結合規則 → 誤ったアクセント変化( database management system [ dÈIt@bEIs mǽn@dZm@nt sı̀st@m]¬→ デ ータベースマネージメントシ ステム)

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嵯峨山茂樹 (東京大学大学院情報理工学系研究科システム情報学専攻)