Successfully reported this slideshow.

Fonètica

2,884 views

Published on

Objectius i branques de la fonètica, EPG, indicis i propietats acústiques, fonologia, phonologhy, language, Morphophonological knowledge,...

Published in: Technology
  • Be the first to comment

Fonètica

  1. 1. Eines metodològiques d'anàlisi lingüística Doctorat de Llengua Catalana i Doctorat de Ciència Cognitiva i Llenguatge
  2. 2. Fonètica i fonologia <ul><ul><li>Fonètica. Estudi de les propietats físiques dels sons des del punt de vista de la seva producció, transmissió i percepció. </li></ul></ul><ul><ul><li>Fonologia . Estudi del coneixement lingüístic del parlant pel que fa al sistema de sons de la seva llengua (propietats fòniques que presenten una funció contrastiva, pautes sonores que regeixen la combinació dels sons, principis que regeixen el comportament dels sons en diferents llengües). </li></ul></ul>
  3. 3. Objectius i branques de la fonètica <ul><li>Objectius . La fonètica s'ocupa de la descripció física dels sons de la parla i dels mecanismes que afecten la producció, la transmissió i la recepció d'aquests sons </li></ul><ul><li>Branques de la fonètica. 1) Fonètica articulatòria; 2) Fonètica acústica; 3) Fonètica perceptiva </li></ul>
  4. 4. Fonètica articulatòria, I Instruments d’anàlisi articulatòria <ul><li>Radiografia. Permet visualitzar talls sagitals tracte vocal </li></ul><ul><li>Electropalatografia </li></ul><ul><li>Magnetometria </li></ul>
  5. 5. Cineradiografia
  6. 6. Articuladors en acció “ Why did Ken set the soggy net on top of his deck?” (Sample from the Queen’s University / ATR Labs X-ray Film Database)
  7. 7. Places of articulation http://www.chass.utoronto.ca/~danhall/phonetics/sammy.html labial dental alveolar post-alveolar/palatal velar uvular pharyngeal laryngeal/glottal
  8. 8. Electropalatografia (EPG) <ul><li>Tècnica que permet visualitzar les zones de contacte entre la llengua i el paladar. </li></ul><ul><li>Les dades s’obtenen mitjançant un paladar artificial que conté una sèrie d’elèctrodes que s’activen quan es produeix el contacte lingual. </li></ul><ul><li>Les dades es representen mitjançant palatogrames </li></ul><ul><li>Dades dinàmiques i PMC </li></ul>
  9. 9. Palatogrames
  10. 12. Magnetometria (EMA)
  11. 13. Dades de moviment <ul><li>Trajectòries de moviment dels articuladors durant la pronunciació de spoon </li></ul><ul><li>El concepte de segmentació </li></ul>
  12. 14. Dades de moviment <ul><li>Dades de moviment i coarticulació en les fricatives del suec (Engwall 2000) </li></ul>
  13. 15. Fonètica acústica, I Instruments d’anàlisi acústica <ul><li>Representació oscil·logràfica . Paràmetres de freqüència i amplitud. </li></ul><ul><li>Els sons de la parla: sons complexos periòdics i aperiòdics. </li></ul>
  14. 16. <ul><li>Representació espectrogràfica . D iagrama que ens permet fer això, visualitzar l’evolució espectral del senyal en el temps. </li></ul>Representació espectral . D iagrama que representa l'amplitud i la freqüència de les ones simples que conformen l’ona en un determinat punt en el temps.
  15. 17. Propietats acústiques “ Patricia and Patsy and Sally” [p] [t] [p] [t] [p] [t] [l] [sh] [s] [s] [n] [n] [ix] [ix] [ih] [ih] [ax] [ae] [iy] [iy] [ae]
  16. 19. <ul><li>Vocals. Estructura formàntica (F1 x F2) estable al llarg d’un període relativament llarg. </li></ul>Fonètica acústica, II Propietats acústiques de les vocals <ul><li>F1 depèn del grau d’obertura </li></ul><ul><li>F2 del grau d’anterioritat </li></ul>
  17. 21. [iy] vs. [uw] (From a lecture given by Rochelle Newman)
  18. 22. [ae] vs. [aa] (From a lecture given by Rochelle Newman)
  19. 23. Indicis acústics: oclusives <ul><li>A) Silenci i explosió; B) Transicions vocàliques </li></ul>
  20. 24. Els indicis acústics <ul><li>Les ones acústiques contenen molta informació, però ens interessa saber especialment quina és la informació acústica més rellevant, la que fan servir els oients per distingir uns sons dels altres: </li></ul><ul><ul><ul><li>les freqüències dels formants </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>les transicions dels formants </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>la durada </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>l'espectre de l'explosió d'una consonant oclusiva </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>l’amplitud del so, etc. </li></ul></ul></ul><ul><li>Són els anomenats indicis acústics , també anomenats correlats o indicadors acústics . </li></ul>
  21. 25. <ul><li>L’accent. La prominència accentual es manifesta mitjançant la combinació de quatre paràmetres: </li></ul><ul><ul><li>amplitud (intensitat); </li></ul></ul><ul><ul><li>durada; </li></ul></ul><ul><ul><li>freqüència fonamental (to); </li></ul></ul><ul><ul><li>qualitat vocàlica </li></ul></ul><ul><li>Cal tenir molt en compte l’entonació de la seqüència </li></ul><ul><ul><li>Ma ri a Ma ri a Ma ri a </li></ul></ul>Indicis acústics: trets suprasegmentals
  22. 26. Fonètica perceptiva <ul><li>L’estudi de la percepció categorial </li></ul><ul><li>Estímuls visuals no es perceben categorialment </li></ul>
  23. 27. Diferències dialectals de l’anglès en la categorització vocàlica: A) Dialecte A (esquerre) sense contrast: roses i Rosa’s [  ]. B) Dialecte B (dreta) amb contrast entre dues paraules: Rosa's [  ] and roses [  ].
  24. 28. Objectius de la fonologia <ul><li>La fonologia s'ocupa de caracteritzar el coneixement lingüístic del parlant pel que fa al sistema de sons de la seva llengua. </li></ul><ul><ul><li>la categorització dels sons: s'interessa per aquelles propietats fòniques que presenten una funció contrastiva o distintiva en una llengua determinada. </li></ul></ul><ul><ul><li>els patrons sonors o alternances entre sons: com varien els sons segons el context? són predictibles, aquests patrons? </li></ul></ul><ul><ul><li>la combinació dels sons: descriu les pautes sonores (patrons predictibles) que regeixen la combinació d'aquests sons lingüístics. </li></ul></ul>
  25. 29. <ul><ul><li>..I descriu els possibles principis universals que regeixen el comportament dels sons en diferents llengües. </li></ul></ul>
  26. 30. La categorització dels sons: sistemes fonemàtics <ul><li>Un so pot tenir una funció distintiva en una llengua i en una altra no. Per exemple, encara que la sibilant sonora [z] formi part dels inventaris de sons del català i del castellà. </li></ul><ul><li>La nostra capacitat cognitiva és el que ens permet d’anar identificant i segmentant el continu de sons de la parla. </li></ul><ul><li>El sistema fonemàtic d'una llengua condiciona fortament tant la producció com la percepció dels sons lingüístics per part dels seus parlants. Rel. percepció categorial. </li></ul>
  27. 31. El concepte de fonema <ul><li>Un fonema és una entitat abstracta que no es correspon amb cap realitat fònica particular i que posseeix una capacitat distintiva o contrastiva, és a dir, la de produir diferències de significat en una llengua determinada </li></ul><ul><li>” Els fonemes no són sons, sinó simplement trets sonors agrupats que els parlants s'han entrenat a produir i a reconèixer dins el corrent fònic de la parla efectiva, tal com els conductors s'han avesat a aturar-se davant d'un senyal vermell, tant si es tracta d'un semàfor elèctric com d'un fanal o una bandera o de qualsevol altra forma de realització, encara que no existeix pas una vermellor desencarnada, separada d'aquests senyals efectius.” </li></ul><ul><li>Les proves de commutació </li></ul>
  28. 32. La fonotàctica <ul><li>La fonotàctica és l’estudi de les combinacions possibles de sons en una llengua </li></ul><ul><li>Les combinacions possibles de sons varien d’una llengua a l’altra. </li></ul><ul><li>La fonotàctica específica d’una llengua condiciona l’aplicació dels processos fonològics. </li></ul><ul><li>  </li></ul>
  29. 33. <ul><li>Els processos fonològics són l’expressió de les regularitats i els patrons sonors predictibles d’una llengua. </li></ul><ul><li>Una de les funcions dels processos fonològics és donar compte de les alternances sonores predictibles en una llengua. </li></ul><ul><li>Concepte de forma subjacent i forma fonètica . </li></ul>Els processos fonològics
  30. 34. Principals tipus de processos fonològics
  31. 35. Processos d’assimilació, I <ul><li>Assimilacions regressives i progressives. Assimilacions locals i a llarga distància. </li></ul><ul><li>Assimilació de nasals en mallorquí </li></ul><ul><li>só[  ] so[  ] </li></ul><ul><li>só[   ]etits so[   ]etits </li></ul><ul><li>só[   ]eliços so[   ]eliços </li></ul><ul><li>só[   ]os so[   ]os </li></ul><ul><li>só[   ]et so[   ]et </li></ul><ul><li>só[   ]oves so[   ]oves </li></ul><ul><li>só[   ]iures so[   ]iures </li></ul><ul><li>só[   ]rans so[   ]rans </li></ul><ul><li>só[   ]uatre so[   ]uatre </li></ul><ul><ul><li>Font: Bibiloni (1983:180) </li></ul></ul>
  32. 36. Processos d’assimilació, II <ul><li>Assimilacions regressives i progressives. Assimilacions locals i a llarga distància. Harmonia vocàlica en valencià meridional: </li></ul> Amb harmonia Sense harmonia Canals València terra /  / [  ] [  ] tela /  / [  ] [  ] perla /  / [  ] [  ] afecta /  / [  ] [  ] cosa /  / [  ] [  ] porta /  / [  ] [  ] boira /  / [  ] [  ] aporta /  / [  ] [  ]
  33. 37. Processos de dissimilació, I <ul><li>Dissimilacions esporàdiques i dissimilacions sistemàtiques. </li></ul><ul><li>Dissimilació de laterals en llatí </li></ul><ul><li>Sense dissimilació </li></ul><ul><li>navis ‘nau’ navalis ‘naval’ </li></ul><ul><li>crimen ‘crim’ criminalis ‘criminal’ </li></ul><ul><li>vo:cis ‘veu’ vo:ca:lis ‘vocal’ </li></ul><ul><li>Amb dissimilació </li></ul><ul><ul><ul><li>re:gul-a ‘regla’ re:gula:ris ‘regular’ </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>so:l ‘sol’ so:la:ris ‘solar’ </li></ul></ul></ul><ul><li>lu:na ‘lluna’ lu:na:ris ‘lunar’ </li></ul>
  34. 38. Processos de dissimilació, II <ul><li>Quan la sibilant alveolar [  ] entra en contacte amb una fricativa alveolar o palatal [  ,  ,  ,  ], el primer segment es transforma en una oclusiva. Dissimilació del tret continu. </li></ul>Africació de sibilants en mallorquí set [  ] les set [  ] sol [  ] es sol [  ] xalet [  ] es xalet [  ] jardí [  ] es jardí [  ] joves [  ] dos joves [  ] Font: Bibiloni (1983:178)
  35. 39. Processos d’inserció i elisió <ul><li>Processos que solen estar motivats per requeriments o optimitzacions de l’estructura sil·làbica </li></ul><ul><li>En llatí, els mots no poden acabar en seqüències d’oclusiva més líquida com ara -tr, -gr o -br. Per poder pronunciar adequadament aquesta seqüència, la llengua insereix la vocal epentètica “e” entre l’oclusiva i la líquida (p.ex., patr > pater; agr > ager): </li></ul><ul><li>. </li></ul>Epèntesi de e en llatí patris ‘pare(genitiu)’ pater ‘pare (nominatiu)’ agri: ‘camp (genitiu)’ ager ‘camp (nominatiu)’ libri: ‘llibre (genitiu)’ liber ‘llibre (nominatiu)’ ma:tris ‘mare (genitiu)’ ma:ter ‘mare (nominatiu)’
  36. 40. Processos d’elisió <ul><li>Descripció del context d’aplicació del procés. </li></ul>Elisió de nasals i nasalització de vocals en francès [  ] ‘felicitat’ [  ] ‘bondad’ [  ] ‘tonalitat’ [  ] ‘to’ [  ] ‘romanista’ [  ] ‘romànic’ [  ] ‘plena’ [  ] ‘ple’ [  ] ‘fina’ [  ] ‘fi’ Font: Schane (1973:56)
  37. 41. Processos de canvi de trets, I <ul><li>Processos fonològics que impliquen modificacions “espontànies” de trets que no es poden atribuir a influències de segments propers (dissimilació o assimilació) o a requeriments de l’estructura sil·làbica (elisió i inserció de segments). </li></ul><ul><li>Processos d’enfortiment </li></ul>Enfortiment de [  ] en argentí le[  ] le[  ]es convo[  ] convo[  ]es re[  ] re[  ]es ha[  ] ha[  ]a Font: Harris (1983:57ss)
  38. 42. Processos de canvi de trets, II <ul><li>Processos fonològics que impliquen modificacions “espontànies” de trets que no es poden atribuir a influències de segments propers (dissimilació o assimilació) o a requeriments de l’estructura sil·làbica (elisió i inserció de segments). </li></ul><ul><li>Processos de debilitació </li></ul>Despalatalització de nasals i laterals en occità uèlh [  ] uèlhs [  ] ulhada [  ] vermelh [  ] vermelhs [  ] vermelha [  ] rem [  ] rems [  ] remar [  ] fum [  ] fums [  ] fuma [  ] Font: Mascaró (1995:279)
  39. 43. Grounded Phonology <ul><li>Jakobson, Fant i Halle (1951) i Fant (1960): els inventaris de trets i fonemes ( entitats fonològiques ) estan basats i condicionats per les capacitats de producció i percepció </li></ul><ul><li>Natural Phonology (Stampe 1973, Hooper 1976) proposen que els processos fonològics estan directament condicionats per processos fonètics, com els efectes de coarticulació. </li></ul><ul><li>Grounded Phonology (Archangeli & Pulleyblank 1990) proposen the les restriccions tenen formes </li></ul>
  40. 44. Grounded Phonology <ul><li>Condicionament fonètic d’alguns processos fonològics . </li></ul><ul><li>Harmonia vocàlica d’arrel endarrerida en Igbo </li></ul><ul><ul><li>Per exemple, en igbo, una llengua nigerocongolesa parlada a Nigèria, totes les paraules han de tenir vocals que coincideixin en el tret d’arrel avan-çada o amb l’arrel endarrerida: </li></ul></ul><ul><li>Restriccions: </li></ul><ul><ul><li>els segments alts [ i, u] o els alts anteriors [ i] són els únics que permeten iniciar l’harmonia vocàlica d’arrel avançada </li></ul></ul><ul><ul><li>la vocal [ a] no queda afectada (segment transparent o opac). </li></ul></ul>
  41. 46. <ul><li>Els requeriments articulatoris durant la producció i la combinació de segments poden explicar les dues següents propietats generals dels processos d’assimilació: </li></ul><ul><ul><li>La direcció dels processos, és a dir, el fet que la major part de llengües presenten assimilacions de tipus anticipatori . I també per què determinats segments produeixen assimilacions de tipus progressiu. </li></ul></ul><ul><ul><li>La naturalesa dels segments que afecten els processos (per exemple, que la [s] i la [r] en català no s’assimilen quan es troben en posició de coda, en contrast amb la [l] o la [n]). </li></ul></ul>
  42. 47. Ensordiment final <ul><li>Fenomen molt comú en les llengües naturals (exc. anglès dog , lab ). </li></ul><ul><li>Motivació articulatòria i aerodinàmica clara que es basa en la dificultat de mantenir les cordes vocals vibrant quan la pressió subglotal és molt baixa, com ara en posició final de síl·laba o d’enunciat (vg. Recasens 1993: 170-171). </li></ul><ul><li>Exemples del català i l’alemany: </li></ul>
  43. 49. <ul><li>els exemples del català i de l’alemany demostren que, malgrat la tendència fonètica a l’ensordiment final és universal, el procés fonològic és particular i afecta uns contextos específics per a cada llengua (final de mot en català vs. final de síl·laba i de mot en alemany). </li></ul>
  44. 50. Laboratory Phonology Doctorat en Ciència Cognitiva i Llenguatge Pilar Prieto, ICREA-UAB
  45. 51. Main references <ul><li>Pierrehumbert, J. (2001) Stochastic phonology. GLOT 5 No.6, 1-13. </li></ul><ul><li>Pierrehumbert, J. (2003). “Probabilistic phonology”. In Bod, R; Hay, J; Jannedy, S. (eds.). Probabilistic Linguistics. Cambridge, MA: The MIT Press. </li></ul><ul><li>Bybee, J. (2001). Phonology and language use. Cambridge Univesity Press: Cambridge. </li></ul><ul><li>Solé, M.J. (2003). Is variation encoded in phonology? Proceedings of the ICPHS 2003, Barcelona. </li></ul><ul><li>Pierrehumbert, J. (1999). “What people know about sounds of language”. Studies in the Linguistic Sciences (Forum Lectures, 1999 Linguistics Institute). 29(2). 111-120 </li></ul>
  46. 52. Components dels models fonològics clàssics <ul><li>Exemple de model clàssic (Sound Pattern of English, Chomsky i Halle (1968) </li></ul><ul><ul><li>INVENTARI d’ENTITATS fonològiques </li></ul></ul><ul><ul><li>GRUP DE REGLES o RESTRICCIONS per a descriure les relacions entre aquestes entitats fonològiques </li></ul></ul><ul><ul><li>MODEL que descriu com interacciones aquestes regles per a predir la bona formació de mots i frases. </li></ul></ul>
  47. 53. <ul><li>MODEL SPE </li></ul><ul><li>Les entitats fonològiques són part de la forma fonològica </li></ul><ul><li>El grup de regles i restriccions s’apliquen durant la derivació </li></ul><ul><li>El model concep una separació clara entre la gramàtica fonològica (que manipula les entitats fonològiques) i el mòdul no-lingüístic d’implementació fonètica . </li></ul>Relació clàssica fonètica-fonologia
  48. 54. Implicit knowledge of language <ul><li>A central goal of generative linguistics is to describe and explain the implicit knowledge of language. </li></ul><ul><li>It is an unconscious knowledge which are evidenced by the speaker’s ability to produce and understand language fluently and productively </li></ul><ul><li>Pierrehumbert (1999) </li></ul>
  49. 55. Implicit knowledge of sound structure is reflected in the ability... <ul><li>to understand novel utterances </li></ul><ul><li>to produce novel phrases with native allophonic details </li></ul><ul><li>to evaluate the well-formedness of neologisms </li></ul><ul><li>to assimilate loan words to native sound patterns </li></ul><ul><li>to extend the vocabulary through new morphological </li></ul><ul><li>Pierrehumbert (1999) </li></ul>
  50. 56. La productivitat dels processos <ul><li>L’anàlisi de la productivitat dels processos fonològics ens serveix per a demostrar que els parlants han generalitzat aquests patrons i els apliquen a elements nous i, en definitiva, és un argument important a favor de la seva realitat psicològica o cognitiva. Segons Langacker (2000:58), els patrons lingüístics mostren tot un espectre de graus de productivitat , des dels que van d’una sistematicitat gairebé total fins als que s’apliquen en grups gramaticals o lèxics específics i que també presenten certes subregularitats. </li></ul>
  51. 57. Classical view of implicit knowledge <ul><li>Implicit knowledge of sound structure is viewed as a grammar (formal language theory) consisting of a reasonably small number of categories and an logic for combining these categories into well-formed units.” </li></ul>
  52. 58. <ul><li>The relationship between outputs of the phonological grammar to physical properties of the speech signal lies outside of implicit phonological knowledge proper. </li></ul><ul><li>This relationship is described as a “universal phonetics” (Chomsky and Laskik 1995, synopsis of the Minimalist Program, Chomsky 1993). </li></ul>Classical view phonetics/phonology interface, 1
  53. 59. <ul><li>Most, though not all, standard phonological frameworks presuppose a modular decomposition of phonology and phonetics in which one module ( phonology ) is categorical and free of gradient cumulative effects. Thus it is to be formalized using discrete mathematics. The other module ( phonetics ) has continuous variation , it exhibits gradient cumulative effects, and it is to be formalized using continuous mathematics. The two modules are related by a discrete-to continuous mapping called the ‘ phonetic implementation rules’ . </li></ul>Classical view phonetics/phonology interface, 2 Pierrehumbert, Beckman and Ladd (2005) “Conceptual Foundations of Phonology as a Laboratory Science” In Docherty (eds.), Phonological knowledge: its Nature and Status. CUP.
  54. 60. <ul><li>The classical assumptions about the phonetics - phonology interface (clear separation between the two, universality of phonetics, categorical effects) are challenged by studies of larger data sets. </li></ul><ul><li>Studies of larger data sets discovered patterns about implicit knowledge that need to be accounted for: </li></ul><ul><ul><li>Language-specific phonetic patterns </li></ul></ul><ul><ul><li>Implicit knowledge of phonotactics and morphophonological alternations is stochastic rather than categorical. </li></ul></ul>A new approach
  55. 61. Laboratory Phonology work <ul><li>“ Research activities within laboratory phonology involve the cooperation of people who share a concern for strengthening the scientific foundations of phonology through improved methodology, explicit modeling, and cumulation of results. These goals, we would argue, all reflect the belief that phonology is one of the natural sciences ” </li></ul><ul><li>“ Laboratory phonologists are scientists who use laboratory methods to discover and explain the sound structure of human language.” </li></ul><ul><li>Pierrehumbert, Beckman and Ladd (2005) “Conceptual Foundations of Phonology as a Laboratory Science” In Docherty (eds.), Phonological knowledge: its Nature and Status . CUP. </li></ul>
  56. 62. Methodologies used in Lab Phon <ul><li>Research in this field uses an extreme diversity of methods, including: </li></ul><ul><ul><li>acoustic analysis; </li></ul></ul><ul><ul><li>judgments and reaction times obtained during identification </li></ul></ul><ul><ul><li>discrimination, or prototypicality ratings of natural or synthetic stimuli </li></ul></ul><ul><ul><li>measurements of articulator movements using electropalatography, x-ray microbeams, etc; </li></ul></ul><ul><ul><li>measurements of brain activity; statistical analysis of lexicons; </li></ul></ul><ul><ul><li>priming patterns in lexical decisions </li></ul></ul>
  57. 63. Pierrehumbert (2000) <ul><li>Relació entre fonètica i fonologia: “I will not draw any distinction between formal and substantive theories of sound structure.” </li></ul><ul><li>Diferents nivells de coneixement lingüístic de l’estructura dels sons: “el sistema cognitiu fa un ús simplificat de la complexitat que trobem en el reialme fonètic” </li></ul><ul><li>Pierrehumbert (2000) “The Phonetic Grounding of Phonology” </li></ul>
  58. 64. Language-specific phonetic patterns <ul><li>Assumption 1: Is there such a thing as universal phonetics? </li></ul><ul><ul><li>Quantitative differences : </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Bradlow (1995) shows that Spanish and English /i/ and /u/ differ systematically and that these differences are not related to differences of vocal tract. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Keating (1984) shows that different patterns emerge for VOT: critical boundaries are different and exact extent of voicing and aspiration. </li></ul></ul></ul>
  59. 65. <ul><ul><li>Qualitative differences : Differences are found in two areas: 1) the distribution of values in analogous prosodic conditions; 2) in the way these values are affected by prosodic and segmental context. </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Caramazza and Yeni-Komshian (1974): VOT for /b/ and /p/ is different for European French, Canadian French and Canadian English. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Flege and Hillenbrand (1986): Contextually-induced allphony is different in English and in French. Production and perception experiments on durational effects of /s/-/z/ ( peace vs . peas) on preceding vowels indicate that English vowels are longer before voiced Cs and voiced sibilants are longer in French; and that speakers use this information to identify and categorize the difference. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Tonal differences between languages in rising accents (Ladd et al 2004). </li></ul></ul></ul>
  60. 66. <ul><li>“ to explain the extremely detailed but extremely systematic patterns which characterize the native phonetics of a language it is necessary to posit learning mechanisms which can acquire quantitative distributions of phonetic outcomes” (Pierrehumbert 1999). </li></ul>Thus..
  61. 67. Acquisition of phonetic patterns <ul><li>Establishing mental representations of phonetic distributions, including the contextual factors which play important roles, requires an immense amount of experience and considerable sophistication in encoding this experience. </li></ul><ul><li>Initial progress on acquiring these distributions is one of the earliest accomplishments of language acquisition ± with considerable progress by 8 months (see review in Vihman, 1996) but adult mastery of allophony, stress/accent, and phonetic precision continues to develop for 6 to 12 year-olds </li></ul>
  62. 68. Acquisition of sound categorization <ul><li>Estudis recents han demostrat que els nadons d’entre 8 i 10 mesos mostren ja patrons clars d’adquisició de la categorització fonològica i són capaços de discriminar categories fonològiques presents en la seva llengua nativa. </li></ul><ul><li>Els treballs de Janet Werker demostren que els nadons de 8 mesos tenen dificultat per discriminar parells mínims que no constitueixen oposicions fonèmiques en la llengua ambiental i en canvi discriminen relativament bé les que ho són (vg., per exemple, Werker 2003). </li></ul>
  63. 69. <ul><li>Al llarg del primer any de vida la percepció ‘lingüística’ es va ‘modulant’ fortament per la fonologia específica de la llengua. </li></ul><ul><ul><li>Els recen nascuts distingeixen tots els contrastos segmentals, siguin o no de la seva llengua. </li></ul></ul><ul><ul><li>Els estudis de Jul (1991, 1995): nens de 6 mesos discriminen relativament bé els contrastos que són grups fonèmics en la llengua d’origen (‘perceptual magnets’). </li></ul></ul><ul><ul><li>Els treballs de Janet Werker (2003). La ‘revolució’ fonològica: nens de 8-10 mesos tenen dificultat en discriminar parells mínims que no constitueixen oposicions fonèmiques a la llengua. Comencen a actuar com adults! </li></ul></ul>
  64. 70. <ul><li>El declivi en la capacitat de discriminació és evidència de la formació de categories fonològiques i del coneixement de l’espai fonètic que ocupen aquestes categories. </li></ul><ul><li>La percepció lingüística es desenvolupa d’acord amb les categories de la llengua ambiental. </li></ul>
  65. 71. <ul><li>Estudis recents indiquen que la freqüència d’aparició de les categories en la llengua ambiental és important en l’adquisició: </li></ul><ul><ul><li>Anderson et al (2004) troben que categories fonètiques més freqüents s’adquireixen més aviat que d’altres que no són freqüents: als 8 mesos i mig baixa la discriminació de contrastos coronals no anglesos, i en canvi no baixa la discriminació de contrastos velars . </li></ul></ul><ul><ul><li>Bosch i Sebastián-Gallés (2004) troben que l’exposició a un contrast no és suficient per els nens bilingües català-castellà. El contrast [  ,  ] del català mostra una baixada en la discriminació de 8 a 10 mesos [altres possibles raons de distribució] </li></ul></ul>La freqüència d’aparició
  66. 72. Phonotactic knowledge <ul><li>Assumption 2: Is the implicit knowledge of sound structure categorical? </li></ul><ul><ul><li>El coneixement fonotàctic no és totalment regular i categòric. Parlants de l’anglès consideren millors des del punt de vista fonotàctic els mots que contenen síl·labes més freqüents i probables en el seu lexicó (vg. Pierrehumbert 2003 i Bybee 2001: 91ss). </li></ul></ul><ul><ul><li>El coneixement fonotàctic es guia en gran part pel coneixement ‘estadístic’ de les formes lèxiques: es valoren com a més ben formats els mots que contenen síl·labes que són més freqüents i probables en el lexicó i com a pitjor formats aquells que contenen síl·labes menys probables </li></ul></ul>
  67. 73. Pierrehumbert (1994) <ul><li>Study of the inventory of long medial clusters (containing 3 or more consonants) in monomorphemic words ( velcro , doldrums , ..) </li></ul><ul><li>Challenge: words such as pelskra are predicted to be correct because they contain possible onsets and codas ( else , screw , crow ,..) </li></ul><ul><li>Study based on the complete inventory of medial clusters in the Collins Dictionary. Two comparisons were made: a) actual clusters </li></ul><ul><li>b) clusters that would be automatically generated by the crossproduct of possible onsets and codas. </li></ul>
  68. 74. Pierrehumbert (1994): Results <ul><li>The crossproduct of possible clusters are 8700 medial clusters </li></ul><ul><li>The expected likelihood of each complex cluster was estimated as the combinations of the actual likelihood actual appearance in onsets and codas of final syllables. </li></ul><ul><li>From the 8700, only 40 are found. In order to predict which clusters will appear, independent probability of occurrence is the best predictor. </li></ul><ul><li>Pattern statistics allows us to explain systematic gaps in the lexicon. </li></ul>
  69. 75. Treiman et al (2000) <ul><li>Experiment on wellformedness judgments of nonsense words. </li></ul><ul><li>Study of frequency patterns of VC and CV combinations through an English lexicon: two-way comparison (frequent vs. less frequent) </li></ul><ul><li>Monosyllabic words were constructed controlling for phoneme frequency and frequency combinations. </li></ul><ul><li>Results: subjects indeed treat higher frequency combinations as better than lower frequency combinations. </li></ul>
  70. 76. Hay et al (2002) <ul><li>Systematic exploration of nasal-obstruent clusters. </li></ul><ul><li>Study of frequency patterns of nasal-obstruent clusters which range rather evenly from impossible to ex. frequent. </li></ul><ul><li>Requirement for place agreement between nasal and obstruent is stronger for stops than for fricatives (in fact /nf/ is more likely than /mf/). </li></ul><ul><li>Three series of nonsense words were constructed which varied only in the nasal-obstruent cluster (e.g. strinty , strinsy , strimpy , etc; zanter , zanser , zamper , etc.) </li></ul><ul><li>Subjects transcribed and rated each nonsense word (gradiently) </li></ul>
  71. 77. Hay et al (2002): Results <ul><li>In the transcription data, subjects showed a tendency to misperceive infrequent clusters as acoustically similar but more frequent ones. For example, /np/ is often misheard as /mp/. However, infrequent clusters were often transcribed correctly. </li></ul><ul><li>The well-formedness judgments then proved to be a linear function of the statistically best morphological parse. For example, for &quot;strinpy&quot;, the best morphological parse is one which imputes a word boundary between the /n/ and /p/; the rating of such a (compound) form depends on the likelihood of /n/ as a word-final coda and /p/ as a word beginning. For &quot;strinty&quot;, the best morphological parse is as a monomorphemic word, and the perceived wellformedness reflects the frequency of /nt/ as a medial cluster in a monomorpheme. </li></ul>
  72. 78. Acquisition of phonotactic patterns <ul><li>Experiment by Zamuner, T., L. Gerken and M. Hammond (2005) “Phonotactic probabilities in young children’s speech production” Journal of Child Language , 31, 515-536. </li></ul><ul><li>29 children were asked to repeat CVC non-words that were used as labels for pictures and imaginary animals. </li></ul><ul><li>CVC non-words were controlled for: a) phonotactic probabilities; 2) neirbourhood densities; 3) word likelihood ratings and contained identical codas across low and high phonotactic probability pairs. </li></ul><ul><li>Children were significantly more likely to produce the same coda in high probability non-words.( von , low prob vs. nin , high prob.) </li></ul>
  73. 79. Morphophonological knowledge <ul><li>Classical area of phonology </li></ul><ul><li>Morphophonological alternations arise in words related to each other through affixation or other morphological processes ( serenity is a complex form related to serene ) </li></ul><ul><li>Insofar as they are general and productive , we have evidence for implicit knowledge of relationships amongst words. </li></ul><ul><li>Experimental results support the idea that high frequency alternations are more active than less frequent alternations. </li></ul>
  74. 80. Cena (1978) <ul><li>Pioneering study by Cena (1978), who explored the psychological reality of the vowel shift rule proposed in Chomsky and Halle (1968) using a concept generalization paradigm. </li></ul><ul><li>He found that vowel shifting is most readily extended for the more frequent vowel pairings than for the least frequent pairing (the profound / profundity pairing, for which only 6 examples exist). </li></ul><ul><li>The possible intrusion of orthographic factors make this result diffcult to interpret, however. </li></ul>
  75. 81. Bybee and Pardo (1981) <ul><li>Procés : alternança morfofonològica entre [o]/[we] i [e]/[je] del castellà. </li></ul><ul><ul><li>En aquest procés, [e], [o] apareixen en posició àtona i [je], [we] en posició tònica (vg. volver / vuelvo , portero / puerta , entender / entiendo , festejo / fiesta ). </li></ul></ul><ul><ul><li>Restringida lèxicament a alguns noms i verbs específics ( dormir / duermo vs. comer / como , rozar /rozo). </li></ul></ul>
  76. 82. <ul><li>Estudi de productivitat de Bybee (2001) i Bybee i Pardo (1981) </li></ul><ul><li>Així, quan la forma verbal inventada s’assembla al verb mentir (com ara rentir ), la productivitat és notable, i, en canvi, quan s’assembla al verb dormir (p.ex., surnió ) l’alternança no es produeix. </li></ul><ul><li>Efecte: nombre de verbs que afecta en el paradigma de la tercera conjugació (uns 20 verbs amb vocal anterior i 2 amb vocal posterior, dormir i morir ). </li></ul><ul><li>El grau de productivitat d’aquest procés morfofonològic depèn: </li></ul><ul><ul><li>(a) de l’acostament a formes verbals existents; </li></ul></ul><ul><ul><li>(b) de la freqüència d’aparició d’aquesta alternança en el paradigma. </li></ul></ul>
  77. 83. <ul><li>Resultat : els parlants tenen un coneixement del comportament fonològic de les entrades lèxiques de la llengua i és capaç de generalitzar-lo en alguns casos si aquest afecta un nombre semblant i suficient d’exemples. </li></ul>
  78. 84. Ohala and Ohala (1987) <ul><li>A clever experimental study described in brings together results on a number of different morphophonological alternations. </li></ul><ul><li>The stimuli in this experiment were 20 word pairs exemplifying fairly commmon alternations (such as particular / particular , substance / substantial ) and 20 words pairs representing isolated patterns (such as thumb / thimble , strong / stringent , and slay / slaughter ). </li></ul><ul><li>16 subjects provided three ratings for each pair on a five-point scale. </li></ul>
  79. 85. <ul><li>Speakers rated phonetic similarity, semantic relatedness, and derivational relatedness, where the concept of derivational relatedness was operationalized by asking how likely the words were to have a common historical ancestor. </li></ul><ul><li>Phonetic similarity did not prove to be a predictor of derivational relatedness </li></ul><ul><li>Derivational relatedness was strongly predicted by semantic relatedness. But the derivational relatedness scores diffred depending on whether the alternation in question was common or isolated ; for the same degree of semantic relatedness, derivational relatedness was about one point higher for common pairings than for isolated ones. </li></ul>
  80. 86. Prediction: individual differences <ul><li>If the cognitive status of morphophonological alternations depends on the number of examples of the relationship in the lexicon, it follows that there should be considerable individual differences in this area of phonology. </li></ul><ul><li>Different people have different vocabularies, (upbringing, work environment, verbal ability, etc.). </li></ul><ul><li>Many morphophonological alternations are attested mainly in low frequency words, which a given speaker may or may not have learned. </li></ul><ul><li>This prediction is borne out in two important studies . </li></ul>
  81. 87. McCawley (1986) <ul><li>Exploration of the status of the English Vowel Shift. </li></ul><ul><li>The stimuli in this study were pairs of morphological related words, such as serene / serenity , explode / explosion and rot / rotten , and a control set of unrelated words such as bone / bonnet , lie / light , and mouse / mustard . </li></ul><ul><li>The morphologically related words included word pairs exhibiting: </li></ul><ul><ul><li>the vowel shift rule, </li></ul></ul><ul><ul><li>anti-vowel-shift relationship (such as &quot;peace/pacify&quot;), </li></ul></ul><ul><ul><li>An identival vowel in the two ( &quot;rot/rotten“). </li></ul></ul>
  82. 88. <ul><li>Subjects judged the semantic relatedness of the words in each pair and also whether the putative base was &quot;contained in&quot; the longer form (morphological relatedness). </li></ul><ul><li>McCawley takes the Vowel Shift rule to be psychologically real if the pairs exhibiting this relationship had morphological relatedness scores comparable to pairs with identical vowels. </li></ul><ul><li>In this case, he argues, the difference in vowel quality is fully transparent and therefore the pairing of the vowels is fully active. </li></ul><ul><li>This was the case for the majority group of his subjects. For a minority group, the morphological relatedness was signiffcantly less for vowel shift pairs than for pairs with identical vowels. </li></ul>
  83. 89. <ul><li>The existence of two modes in the distribution, however, strongly confirms the prediction of individual variation in the morphophonological part of grammar. </li></ul>
  84. 90. Steriade (2000) <ul><li>Study of the alternation between aspirated /t/ and tap in English. This alternation is regular in word pairs such as platonic / Plato (pla[th]onic beginning a stressed syllable, Pla[  ]o in post-stress position in fuent speech. </li></ul><ul><li>In post-stress position, tapping is variable. In a word such as &quot;positive&quot;, the /t/ may or may not be tapped. </li></ul><ul><li>Steriade assessed patterns of tapping for twelve subjects. </li></ul>
  85. 91. <ul><li>The experimental word pairs in the study were morphologically related pairs in which /t/ occurred in post-post- stress position in both words. An example is positive / positivistic . </li></ul><ul><li>Control pairs had the /t/ in the obligatory tapping environment, eg. rotary / rotaristic . </li></ul><ul><li>Steriade found that subjects varied considerably in which experimental words they produced with taps. However, 11 out of twelve subjects had identical tapping within every word pair. </li></ul><ul><li>Steriade puts forth arguments for Output-to-Output correspondence constraints within OT </li></ul>
  86. 92. <ul><li>Even an apparently low-level alternation (namely tapping) appears to be organized cognitively in terms of relations amongst words , and in consequence it exhibits individual variation. </li></ul>
  87. 93. <ul><li>Probabilistic effects have been established at different levels of abstraction in phonology/phonetics. </li></ul><ul><ul><li>Experimental results using a wide variety of paradigms indicate that people have probabilistic knowledge of the phonetic space as it relates to the phonological categories of their language. </li></ul></ul><ul><ul><li>They also have probabilistic knowledge of the frequencies with which these categories combine with each other to make up words in the lexicon. </li></ul></ul><ul><ul><li>The relationships of words to each other provide the domain for implicit knowledge of morphophonological alternations. </li></ul></ul>Summary, probabilistic effects
  88. 94. <ul><li>Frequently-based patterns become conventionalized or fossilized as grammatical patterns.. </li></ul><ul><li>That is, grammar is emergent from language use </li></ul><ul><li>Bybee (2000, 2001) </li></ul>Phonology and language use
  89. 95. <ul><li>Bybee (2000a, 2000b): leniting changes first become evident in high-frequency words. </li></ul><ul><li>Words belonging to a formal register resist change. </li></ul><ul><ul><li>In English, vowel weakening and dropping is more advanced in high-frequency words ( memory `with syllabic r vs. mammary with schwa and r) </li></ul></ul>Frequency effects in sound change
  90. 96. Coneixement fonològic i canvi lingüístic <ul><li>Bybee (2001) demostra que la freqüència dels patrons lèxics juga un paper important en l’emergència d’estructura fonològica i la regularització de certs patrons en els processos de canvi fonètic. </li></ul><ul><li>Típicament, els canvis lingüístics de tipus contextual afecten els mots que són més freqüents que els que ho són menys (paraules cultes). </li></ul><ul><li>L’elisió progressiva de [d] en castellà està més avançada en certs contextos i elements gramaticals: mots freqüents ( lado [lao]) o morfemes molt freqüents com el morfema participi passat – ado . En castellà medieval el sufix –ades va evolucionar de la següent manera: –ades > -aes > -ais (Bybee 2001:148). </li></ul>
  91. 97. <ul><li>Evidència pels models estadístics d’adquisició de les categories segmentals i també en d’altres àmbits de l’adquisició gramatical (vg. Gómez i Gerken 2000) </li></ul><ul><li>Corrent actual prou important en lingüística general i en fonologia (Bod et al 2003, Bybee 2001, Pierrehumbert 2003, etc) que defensa que el coneixement lingüístic inclou coneixement de la freqüència d’aparició (vg. Probabilistic linguistics ) </li></ul><ul><li>En fonologia, poden explicar tant els fenòmens categòrics i fenòmens graduals i variables. </li></ul>Models estadístics de la fonologia
  92. 98. Stochastic Phonology (Pierrehumbert) Outline <ul><li>Summarize findings on frequency effects, which phonological theory has to explain. </li></ul><ul><li>Formal ingredients for a stochastic theory of phonology, </li></ul><ul><li>Proposals for putting these ingredients together and identify some of the main outstanding issues. </li></ul>
  93. 99. <ul><li>The classical generative models are non-probabilistic. Any given sequence is either well-formed under a grammar, or it is completely impossible. </li></ul><ul><li>Under this approach, statistical variation in observed data is viewed as related to variation in performance, rather than illuminating core competence. </li></ul>Classical generative models
  94. 100. Methodology <ul><li>Historically, work in generative phonology has emphasized exegesis rather than comprehensive coverage of a corpus. That is, the theory has gradually developed through argumentation about particular phenomena that appear to provide theoretical leverage even if they are rare. </li></ul><ul><li>The initial thrust of stochastic theory in phonology came from sociolinguistics (in which field recordings are analyzed post-hoc), and psycholinguistics (in which the analysis is responsible for all data collected during an experimental run). </li></ul>
  95. 101. <ul><li>“ The human language learner, faced with the same variable data does not (it would appear) abstract away a purely categorical model. Instead, s/he develops a cognitive system in which frequency information plays a central role.” </li></ul><ul><li>Pierrehumbert, J. (2001) Stochastic phonology. GLOT 5 No.6, 1-13. </li></ul>
  96. 102. Frequency effects <ul><li>Work on sound structure in intellectual circles outside of generative linguistics proper has used probabilistic models for many decades. </li></ul><ul><li>This line of research has established that the cognitive representation of sound structure is probabilistic, with frequencies playing a crucial role in the acquisition of phonological and phonetic competence, in speech production and perception, and in long-term mental representations. </li></ul>
  97. 103. <ul><li>A growing body of literature has recently come to light showing various sorts of frequency effects in adult language (see, among many others, Bybee, 2000, 2001, the papers collected in Bybee & Hooper, 2001, Jurafsky, Bell & Girand, 2002, Moates, Bond & Stockmal, 2002, Pierrehumbert, 2002). </li></ul><ul><li>The relevance of statistical properties of the input has also been suggested to play an important role in language acquisition and development (Fikkert & Freitas, 1998, Roark & Demuth, 2000, Beckman & Edwards, 2000, Lleó, 2001a, 2001b, 2004, Lleó & Demuth, 1999, Demuth & Johnson, 2003, and Prieto, 2004, inter alia). </li></ul>
  98. 104. <ul><li>Distinguishing different levels of representation is crucial to our understanding of grammar: </li></ul><ul><ul><li>Knowledge of phonetic space </li></ul></ul><ul><ul><li>Phonotactic knowledge </li></ul></ul><ul><ul><li>Morphophonological knowledge </li></ul></ul>
  99. 105. Probabilistic knowledge of phonetics <ul><li>Implicit knowledge of the quantitative details of pronunciation forms part of linguistic competence, since it is fully productive </li></ul><ul><li>To model such knowledge, the two critical ingredients are a cognitive map and a set of labels . </li></ul><ul><ul><li>A cognitive map is an analogue representation of physical reality. For phonetics, the dimension of the cognitive map are the dimensions of articulatory and acoustic contrast (F1 x F2 familiar maps) </li></ul></ul><ul><ul><li>Regions of the cognitive map are associated with labels (categorical entities on a more abstract level of representation, not necessarily phonemes). </li></ul></ul>
  100. 106. <ul><li>A gradual shift in phonetic detail --during initial acquisition, a dialect shift, or a historical change—can be readily modelled in a theory which has incremen- tal updating of the probability distribution over the cognitive map which is associated with any given label. </li></ul><ul><li>For example, children's gradual acquisition of adult levels of phonetic precision can be modelled by assuming that they gradually build up accurate probability distributions for the different phonemes of their language as they occur in context. serve as production goals for articulatory planning. </li></ul>
  101. 107. <ul><li>Exemplar theory originated in the field of psychology as a schematic account of perceptual classification. </li></ul><ul><li>The theory presupposes that extremely detailed memories of experiences are stored, an assumption which has a surprising degree of experimental support. These remembered percepts gradually fill in the region of the cognitive map corresponding to any given categorical label. </li></ul><ul><li>A label which is encountered frequently will be represented by numerous memories which densely populate the region corresponding to the label. </li></ul><ul><li>Infrequent categories have a more impover- </li></ul>
  102. 108. <ul><li>The perceptual classification of a new token is accomplished by a statistical choice rule which computes the most probable label, given the location and count of competing distributions in the region of the new token. </li></ul>
  103. 109. <ul><li>Recent papers on exemplar theory (Johnson, 1996; Pierrehumbert, 2001; Kirchner forthcoming) provide formal proposals about how probability distributions over cognitive maps are represented, updated, and used in speech perception and production. </li></ul>
  104. 110. Probabilities of relations between words: Lexical Networks <ul><li>Psycholinguistic experiments are in clear agreement that the most irregular morphologically derived forms must be stored as whole words in the mental lexicon. </li></ul><ul><li>Similarly, some form of abstraction over lexical items makes it possible to generate novel forms in the most regular and productive areas of morphology. </li></ul><ul><li>Controversy focuses on the relationship between the stored lexicon and the grammar. </li></ul>
  105. 111. <ul><li>In connectionist models of speech perception and speech production, the entries in the lexicon are organized in a network . </li></ul><ul><li>Words with similar properties are linked to each other either directly or indirectly. Types of links include phonological links. morphological links (e.g. Morphologically complex forms are linked to their base form), and syntactic and semantic links </li></ul><ul><li>Spreading activation and mutual inhibition amongst lexical forms in the network explains the time course and outcomes in both speech production and speech perception. </li></ul>
  106. 112. <ul><li>Frequency plays a key role in such networks, because nodes or links which are used frequently acquire high resting activation levels. </li></ul><ul><li>Differential activation levels explain a battery of experimental results on speed, accuracy, priming, and biases in speech processing. </li></ul><ul><li>This general picture of lexical access is now standard in psycholinguistics, and is found in one form or another in all current models of speech processing (see McClelland & Elman, 1986; Vitevich & Luce, 1998; Norris, 1994; Dell, 2000; Norris, McQueen & Cutler, 2000). </li></ul>
  107. 113. <ul><li>A growing body of work demonstrates the implications of the lexical network for traditional concerns of phonology. </li></ul><ul><ul><li>Bybee (2001) surveys findings on productivity, regularization, and historical change. </li></ul></ul><ul><ul><li>Hay (2000) shows how lexical networks give rise to degrees of morphological relatedness and decomposibility. Models of morphological processing give rise to both the trends and the pattern of exceptions in morphology (tendency to place unproductive and opaque affixes closer to the stem than productive and transparent ones). </li></ul></ul><ul><ul><li>McClelland & Seidenberg (2000) reiterate the general capability of connectionist networks for capturing gradient productivity and exceptionality. </li></ul></ul>
  108. 114. Stochastic models of phonology <ul><li>The main tools for capturing probabilistic effects in phonology are the following: </li></ul><ul><ul><li>cognitive maps </li></ul></ul><ul><ul><li>lexical networks </li></ul></ul><ul><ul><li>stochastic grammars or stochastic constraint ranking systems. </li></ul></ul><ul><li>It is clear that the phonological theory of the future will have lexical networks (in some form), cognitive maps (in some form), and an architecture for connecting them which includes the power to state patterns involving abstract variables. </li></ul>

×