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Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery > Volume 50(6); 2007 > Article
Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 2007;50(6): 480-485.
A Study for the Acoustic Characteristics of PB Word List according to Frequency.
Moo Kyun Park, Jang Hyeog Lee, Hyuck Sung Kwon, Gi Jung Im, Jeong Soo Woo, Heung Man Lee, Soon Jae Hwang, Sung Won Chae
Department of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery, Korea University College of Medicine, Seoul, Korea. schae@kumc.or.kr
어음청력검사 어음표의 주파수별 음향학적 특성에 관한 연구
박무균 · 이장혁 · 권혁성 · 임기정 · 우정수 · 이흥만 · 황순재 · 채성원
고려대학교 의과대학 이비인후-두경부 외과학교실
주제어: 어음청력검사어음명료도 검사음향분석.
ABSTRACT
BACKGROUND AND OBJECTIVES:
The Korean phonetically balanced (PB) word list (Ham's Korean PB Word List) is currently the most commonly used word list for speech discrimination test. The aim of this study was to investigate the frequency characteristics of the Ham's Korean PB word list and to compare frequency characteristics of the Ham's Korean PB word list with that of the 21st Century Sejong words, which represent characteristics of the contemporary spoken Korean language.
SUBJECTS AND METHOD:
The 300 syllables most commonly used were collected from the words in 21st Century Sejong project. The 21st Century Sejong words were weighted according to the frequency of usage. The 21st Century Sejong words and words from the Ham's Korean PB word list were analyzed using an acoustic analysis program that has the MATLAB function.
RESULTS:
Syllables with frequencies above 2,000 Hz comprise 34% of the 21st Century Sejong words and 16% of the Ham's Korean PB word list. The Ham's Korean PB word list does not represent the high frequency characteristics of the contemporary spoken Korean language. The 21st Century Sejong words have more 'eu', 'i' and open syllables than the Ham's Korean PB word list.
CONCLUSION:
The Ham's Korean PB word list does not reflect the high frequency characteristics of the contemporary spoken Korean language included in the 21st Century Sejong words. Therefore, a new PB word list that incorporates a greater number of syllables with high frequency characteristics is required.
Keywords: Speech audiometrySpeech discrimination testSpeech acoustics

교신저자:채성원, 152-703 서울 구로구 구로동 80번지  고려대학교 의과대학 이비인후-두경부 외과학교실
교신저자:전화:(02) 818-6751 · 전송:(02) 868-0475 · E-mail:schae@kumc.or.kr

서     론


  
어음명료도를 측정하기 위한 한국어 어음표는 Shin1,2) 이 한국인의 어음청력검사에 대한 보고에서 처음으로 제시한 이후 수차례 작성되었다. 우리말에 대한 문교부 조사결과와 사전의 음절을 참고하여 제작된 함태영의 어음표가 현재 가장 많이 사용되고 있다.3,4,5,6,7) 그러나 현재 주로 사용되고 있는 함태영의 어음표를 이용한 어음청력검사는 한국어의 특성이나 언어의 이해도 등에 따라 순음청력검사의 결과와 차이가 있을 수 있고, 현재 회화에서 사용되는 음절의 실제 사용 빈도와 다를 수 있다. 또한, 음향학적인 면보다는 언어학적인 면에 기준을 두고 작성되어 어음표에 사용된 음절들의 주파수별 분포가 고려되지 않았으며 특히 고주파수 영역이 적게 반영된 문제점이 제기되어 왔다.
   Pascoes,8) Skinner9)와 Sullivan 등10)은 고주파수 난청환자에서 고주파수 영역의 정보를 보강하면 언어수행능력의 향상을 기대할 수 있다고 하였고, Turner 등은 고주파수 난청환자가 저주파수 난청환자보다 어음수행능력이 떨어진다고 하여 고주파수 영역이 난청을 평가하는데 중요하다고 보고하였다.11)
   따라서, 본 연구에서는 최근의 한국어의 사용 실태를 잘 반영하는 21세기 세종계획에서 구축된 우리말 뭉치12)에서 다빈도로 사용되는 음절들과 가장 흔하게 사용되는 어음표인 함태영 어음표를 비교하여 음절들의 주파수별 분포 및 음향학적 특성에 대하여 알아보고자 하였다. 

대상 및 방법

연구대상 음절의 선택
  
연구에 사용된 음절은 현재 가장 흔하게 사용되는 함태영 어음표의 200개 단음절어와 현재 한국어의 사용실태를 가장 정확히 반영할 것으로 생각되는 21세기 세종계획에 의해 구성된 우리말 뭉치 중 사용 다빈도 순으로 300개 단음절어를 선택하였다.12,13,14) 

음절의 음향적 분석
  
음절의 음향적 분석은 함태영 어음표의 200개 단음절어와 우리말 뭉치 중 다빈도로 사용되는 300개 단음절어를 여성 청각사의 정확한 발음으로 방음실에서 GSI 10 audiometer (VIASYS Healthcare Inc., Conshonhocken, PA, USA)로 출력하여 이를 개인용 컴퓨터(personal computer)로 녹음한 후 이를 MATLAB(Version 5.30, Math-Works Inc, Natick, MA, USA) 함수를 이용하여 만든 음향분석프로그램으로 분석하였다. 각각의 음절을 고속 푸리에 변환(fast Fourier transformation) 후 분석화면에서 시간별 최고점 포만트(peak formant), 주파수, 상대출력값을 측정하여 시간, 주파수, 상대출력값의 삼차원과 이차원영상을 얻었다(Fig. 1A). 우리말 뭉치와 함태영 어음표의 각각의 음절을 음향분석하여 250 Hz부터 4,000 Hz까지 250 Hz 간격으로 나누어 통과여과기(pass filter:MATLAB(version 5.30))를 이용하여 특정 주파수를 제거하였다(Fig. 1B). 특정 주파수 대역이 제거된 음을 청력검사기(Orbiter 922, GN Otometrics, Tasstrup, Denmark) 헤드폰을 통해 출력한 후 정상 청력을 가진 8명의 검사자중 4명이 음절이 다르다고 인지하는 주파수를 확인하였다. 이 중 우리말 뭉치의 다빈도 사용 300개 단음절어에 대해서는 사용빈도에 따른 가중치를 주기 위하여 100분율로 표시된 사용 빈도에 따라 음절의 주파수별로 가중치를 부여하였다. 가중치를 부여한 우리말 뭉치와 함태영 어음표를 음절의 주파수별 분포 및 음향학적 특성 등에 대하여 분석하였다. 함태영 어음표는 4개의 표(list)로 구성되어 있는데 이들 각 표 간에 주파수 분포 특성에 대해서도 비교하였다. 우리말 뭉치와 함태영 어음표에 사용된 음절들을 자음과 모음으로 세분화하여 각각의 구성비율과 음향학적 특성에 따라 분석하였다. 또한 우리말 뭉치와 함태영 어음표에 사용된 음절들을 조음 방법과 조음 위치에 따라 세분화한 후 각각의 구성비율과 음향학적 특성을 확인하였다.

결     과

우리말 뭉치의 음향분석
  
우리말 뭉치의 300개의 단음절어 중에서 정상 청력을 가진 8명의 피검자 중 4명이 음절이 변화하였다고 인지하는 주파수 대역 508개를 표시하였을 때 전체 음절 중 1,000 Hz 이하에 48.1%(244개), 1,000 Hz와 2,000 Hz 사이에 23.6%(120개), 2,000 Hz 이상에는 28.2%(144개)가 분포하였다. 사용 빈도에 따른 가중치를 적용한 경우 전체 음절 중 1,000 Hz 이하에 44.8%, 1,000 Hz와 2,000 Hz 사이에 22.3%, 2,000 Hz 이상에 34.0%가 분포하였다. 2,000 Hz 이상의 주파수에서는 2,500 Hz, 3,000 Hz, 3,500 Hz의 3개의 대역에서 빈도가 높아지는 양상을 확인할 수 있었다(Fig. 2).

함태영 어음표의 음향분석 
   함태영 어음표의 음절은 주파수별로 1,000 Hz 이하에 61%(122개), 1,000 Hz와 2,000 Hz 사이에 23%(46개), 2,000 Hz 이상에 16.0%(32개)가 분포하였다(Fig. 2). 함태영 어음표는 표 1을 제외한 나머지 3개의 어음표는 유사한 주파수 분포양상을 보였다. 함태영 어음표에서 사용된 음절 중 3,000 Hz 이상의 고주파수에 분포하는 음절로는 '시', '씨', '귀', '래'만이 있어 주파수 영역이 부족하였으며, 음향분석학적으로는 동일한 성질의 음(/빛, 빗/, /육, 윷/)이 포함되는 문제점이 있었다.

우리말 뭉치의 다빈도 어음과 함태영 어음표의 비교
  
우리말 뭉치와 함태영 어음표에서 분포하는 음절을 자음과 모음으로 나누어 비교하였을 때 우리말 뭉치의 초성에서는 'ㅇ'이 전체의 24.0%(72개)로 가장 많이 사용되었으나 함태영 어음표에서는 'ㅇ' 이 8.0%(16개)만 사용되었다. 또한 우리말 뭉치 초성 중 'ㅂ', 'ㅅ'이 각각 5%(15개), 8%(24개)로 함태영 어음표의 12%(24개), 14%(28개)에 비하여 적었다(Fig. 3A). 모음인 중성에서 우리말 뭉치는 평순모음인 'ㅡ'가 13%(39개), 'ㅣ'가 15%(45개)로 많이 사용되었으나 함태영 어음표에서는 원순모음인 'ㅜ'가 10%(20개)로 많았다(Fig. 3B). 우리말 뭉치에서는 종성이 있는 폐음절이 46.0%(138개)였으나 함태영 어음표는 88.0%(176개)로 우리말 뭉치보다 함태영 어음표에서 폐음절이 많이 포함되어 있었다(Fig. 3C). 음절의 조음 방법에 따른 차이에서 비음의 경우 우리말 뭉치는 35.0%(105개), 함태영 어음표는 24.0%(48개)로 우리말 뭉치에서 비음이 많이 사용되었다(Fig. 4A). 조음 위치에서 따라 분류하였을 때 우리말 뭉치에서 연구개음이 38.0%(114개)로 함태영 어음표 26.0%(52개)보다 많이 사용되었다(Fig. 4B). 

고     찰

   청력을 평가하는 방법에는 순음에 의한 것과 음절에 의한 것이 있는데 실제 회화에서 나타나는 청력역치나 이해능력을 정확히 평가하기 위해서는 어음청력검사가 중요하다. 정확한 어음청력검사를 위해서는 일상 생활에서의 사용빈도를 반영하며, 발성학적 음향학적으로 균형성을 갖춘 음절들로 구성된 어음표가 필수적이다. 현재는 함태영 어음표가 가장 널리 사용되고 있으나 한국어의 사용실태와 임상적으로 고주파수 난청환자의 상태를 정확히 반영하는가에 대한 의문이 제기되고 있다. 
   음절에 대한 음향적인 분석은 균형 잡힌 어음표를 작성하기 위한 가장 기본적인 작업으로 향후 보청기의 선택, 언어치료, 의사소통 장애 정도의 평가 및 인공와우이식환자의 재활 등에 다양하게 응용될 수 있다. 한국어 음절에 대한 음향적 분석은 Moon이 음향그래프(sonagraph)를 이용하여 음절의 주파수와 소리 크기 및 포만트(formant) 등을 처음으로 측정하였고,15) 이후 음향기술의 발전에 따라 음절에 대한 여러 다양한 분석이 이루어져 왔다. 본 연구에서는 우리말 뭉치와 함태영 어음표에 대한 음향 분석에서 음절 중 50%를 정확하게 들을 수 있는 어음최소강도를 어음청취역치로 정의하므로 이와 같은 방법으로 정상 청력을 가진 검사자 중 50%가 음절의 차이를 인식하는 주파수를 음이 구별되는 주파수로 표시하였고 우리말 뭉치에 대해서는 여기에 우리말의 일상 생활에서의 사용 빈도에 따른 가중치를 적용해 어음표에 사용된 음절들의 주파수별 분포에 대해 분석하였다. 우리말 뭉치와 함태영 어음표를 비교하였을 때 우리말 뭉치에 사용된 음절들이 함태영 어음표의 음절들보다 고주파수에 더 많이 분포하는 것을 확인하였고 사용빈도에 따른 가중치를 적용했을 때 그 차이가 더욱 증가하는 양상을 보였다(Fig. 2).
   한국어 사용의 실태를 정확히 파악하기 위해서는 충분한 양의 균형 잡힌 말모듬(corpus)이 필수적이다. 21세기 세종계획에서 작성된 우리말 뭉치는 1,000만 음절 규모로 그 양이 한국어 사용에 관한 빈도를 조사하는 데 충분하며 설계하는 단계에서부터 어느 정도의 매체별, 분야별 균형을 고려하여 제작되었으므로 '균형'이라는 면에서도 비교적 적절한 대상이 된다고 생각된다. 
   우리말 뭉치에서 '이, 다, 는, 의, 에, 을, 고, 가, 하' 등의 출현 빈도가 가장 높았고 상위 46개 음절이 전체 음절의 50%, 상위 300개의 음절이 90%, 상위 808개 음절이 99%를 차지하였다.2,14) 우리말 뭉치의 다빈도 사용 300개의 음절은 출현 빈도가 전체의 90%로 현재 사용되고 있는 회화음의 특성을 충분히 대변한다고 할 수 있어 이를 선택하여 가중치를 적용해 분석하였다. 인터넷에서 구하여진 일상 회화체의 53만 음절의 음절 사용 빈도에 대한 연구4)에서 자음과 모음의 사용 빈도가 우리말 뭉치와 유사하였다. 최근 보고된 여러 회화 음절의 사용 빈도에 관한 조사 결과와 우리말 뭉치에서는 개음절이 56% 정도의 높은 빈도로 사용되었으나 함태영 어음표에서는 12%만이 사용된 차이점이 있었다.4,13,14) 이러한 차이는 함태영 어음표가 작성되었던 1962년과 최근의 연구들 사이에 40여 년의 시간적 차이가 있어 발생한 것으로 생각된다. 또한 어음표는 유의미 단음절어의 선택이 곤란한 경우를 제외하고는 거의 모든 나라에서 유의미 단음절어로 구성되는데, 한국어의 경우 유의미 단음절어가 명사, 대명사, 수사 등에 풍부하기 때문에 함태영 어음표에서는 폐음절이 상대적으로 많은 유의미 단음절어를 포함시켜 일반적으로 많이 사용하는 개음절보다 폐음절이 많아진 것으로 생각된다. 어음청력검사상 무의미 단음절에 비해 유의미 단음절이 어음분별력이 높게 나타나는 특성이 있어 유의미 단음절이 많이 포함된 경우 그 결과가 실제 청력을 정확히 반영하지 못할 수 있다.2,13,14) 한국어의 특성상 무의미 단음절어도 문장 안에서의 쓰임새에 따라 중요하게 되어 무의미 단음절어가 유의미 단음절어처럼 사용되는 경우도 있다.7) 따라서, 무의미 단음절어도 어음표에 함께 사용하는 것이 어음명료도를 정확히 측정하는데 도움이 될 것으로 생각된다. 이상의 결과를 종합하면 고주파수 영역의 무의미 개음절인 '싸, 쥐, 때, 처, 테, 히' 등을 함태영 어음표에 추가하면 어음표의 기능을 개선시킬 수 있을 것으로 생각되며 향후 무의미 단음절어를 추가한 새 어음표를 작성하여 이를 기존의 어음표와 실제 비교하는 연구가 필요할 것으로 생각된다. Byun15)은 고주파수 난청에서 분별하기 어려운 단음절어에 대한 분석에서 함태영 어음표의 단음절어 중 고주파수 난청환자가 구별하기 어려운 단음절어로는 '설, 씨, 셋, 살, 새, 선, 서, 신, 섬, 상'이 있다고 하였다. 이 중 3,000 Hz 이상의 고주파수가 음의 구별에 중요한 특성을 갖는 단음절어는 '시', '씨', '귀', '법'으로 차후 이에 대한 확인이 필요할 것으로 생각된다.
   자음은 조음 방법에 따라 파열음, 파찰음, 마찰음, 비음, 유음으로, 조음 위치에 따라 두입술음, 윗잇몸음, 경구개음, 연구개음, 목청음으로 나뉘며, 소리의 세기에 따라 예사소리, 된소리, 거센소리로 분류된다. 모음은 혀의 위치에 따라 전설음, 후설음으로, 혀의 모양에 따라 평순음과 원순음으로 구분된다.16,17,18,19,20) 음향학적 특성상 마찰음, 두입술음, 윗잇몸음이 다른 음보다 고주파수에 분포하였고 예사소리보다 된소리가, 된소리보다 거센소리가 고주파수 특성을 가지고 있었다. 모음의 경우 혀의 위치에 따른 분류에서 전설음이 후설음보다 혀의 모양에 따라서는 평순음이 원순음보다 고주파수에 분포하는 특성을 보였다. 자음에 있어 우리말 뭉치 음절의 경우 비교적 저주파수 특성을 갖는 연구개음이 38%(108개)로 함태영 어음표의 26%(52개)보다 높았으며, 비음이 35%(105개)로 함태영 어음표의 24%(48개)보다 높았다. 모음에 대한 음향학적 분석에서는 우리말 뭉치에는 고주파수를 보이는 'ㅡ', 'ㅣ' 같은 평순모음이 28%(42개)로 함태영 어음표의 13%(26개)보다 높았다. 그러나 자음과 모음의 결합으로 구성되는 음절 주파수 특성은 모음의 주파수 특성에 의하여 많이 결정되므로 우리말 뭉치 음절이 함태영 어음표의 음절보다 고주파수 영역에 더 많이 분포하는 것으로 생각된다. 
   따라서 현재 임상에서 가장 많이 사용되는 함태영 어음표는 회화에서 사용되는 빈도를 충분히 반영하지 못하여 고주파수 영역을 적절히 평가하지 못할 가능성이 있다. 본 연구의 제한점으로는 각 음절을 단음절어로 발성시켜 얻은 결과이므로 음절이 문장 내에서 사용될 때의 발성 시간, 강도, 주파수와 차이가 있을 가능성이 있다. 향후 위의 문제점을 보완하고 고주파수에 분포하는 것으로 확인된 음절들이 추가된 새로운 어음표를 작성하여 이를 기존의 어음표와 비교하는 연구가 필요할 것으로 생각된다.

결     론

   현재 임상에서 가장 많이 사용되는 함태영 어음표는 회화에서 사용되는 빈도를 충분히 반영하지 못하며 고주파수 영역을 적절히 평가하지 못할 가능성이 있다. 향후 고주파수 영역을 보강한 새로운 어음표의 개발과 현재 사용되고 있는 어음표와 비교 분석하는 것이 필요할 것으로 생각된다.


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