발화 속도에 따른 한국어 이중모음의 감쇄 패턴^*

실험에서는 목표음이 어두에 등장하는 유의미한 문장을 실험 참가자들에게 낭독시켰다³. 목표음은 본고의 분석 대상인 j계 이중모음 6개(/ㅑ, ㅒ, ㅖ, ㅠ, ㅛ, ㅕ/)와 w계 이중모음 6개(/ㅘ, ㅙ, ㅞ, ㅚ, ㅟ, ㅝ/)와 더불어 단모음 8개(/ㅏ, ㅐ, ㅔ, ㅣ, ㅡ, ㅗ, ㅜ, ㅓ/)로, 해당 목표음이 어두에 위치한 20개의 문장을 생성하였다. 목표음의 후행 분절음으로는 레이블이 용이하도록 폐쇄음을 선택하였다. 본고에서는 해당 목표음이 포함된 유의미 단어를 사용하였기 때문에 폐쇄음 중에서도 사전 표제어에서 가장 높은 빈도를 보이는 /ㄱ/(Shin, 2010)를 선정하였으며, 모든 문장은 8음절짜리 문장이 되도록 하였다. 표 1에 실험 문장 일부를 제시하였다⁴.

낭독 실험에는 20대의 대학생 19명이 참여하였다. 그중 남성은 9명, 여성은 10명이었으며 모두 수도권에서 태어나고 자란 서울 방언 화자들이었다. 실험 참가자의 평균 연령은 23.8세(SD=1.76)였다.

실험은 고려대학교 음성언어정보연구실 내의 방음실에서 SONY사(Tokyo, Japan)의 PCM D-50을 이용하여 진행되었다. 우선 실험 참가자들에게 대본의 문장을 보통 속도로 낭독하도록 요청하였다. 모니터에 문장이 하나씩 임의의 순서대로 제시되면 본인이 편안한 속도로 읽으면서 화면을 전환하도록 하였다.

다음으로는 빠른 속도로 읽어줄 것을 요청하였다. 빠른 속도의 낭독에서도 한 화면에 하나의 문장이 제시되었으나, 빠른 속도의 경우에는 화면이 자동으로 전환되도록 하였다. 화면은 1.4초마다 다음 문장으로 넘어가도록 설정하였는데 1.4초로 설정한 이유는 다음과 같다. Lee & Ko(2004)에서 6명의 대학생들에게 2개의 음운구로 구성된 9음절짜리 문장을 빠른 속도로 읽게 하였을 때 평균 약 7.75 sps의 발화 속도를 보였다. 이를 8음절 문장으로 속도를 환산해 보면 약 1초에 8음절을 낭독하는 수준이다. 여기에 화면 전환 시간까지 고려하여 한 문장당 1.4초의 시간을 부여하였다.

아울러 보통 속도 낭독의 경우와는 다르게 화면이 자동으로 전환되도록 설정한 이유는 해당 목표음이 실험 설계 목표와 다르게 어두에서 실현되지 않을 것을 우려해서였다. 본 실험 전에 실시했던 예비 실험에서 참가자에게 화면을 스스로 전환해 가며 빠른 속도로 낭독할 것을 요청하였을 때, 지나치게 빠른 속도로 읽는 나머지 한 문장이 끝나고 휴지 없이 다음 문장으로 바로 넘어가는 경우가 많았다. 이런 경우 뒷문장의 목표음은 어두에서 실현되지 않게 된다. 이러한 이유로 빠른 속도 낭독에서는 1.4초 간격으로 화면이 자동으로 전환되게 하였다. 또한 빠른 속도로 낭독을 시작하기 전에 연습 문장 5개를 제시하여 해당 속도에 익숙해지도록 하였다.

낭독하다 틀렸거나 목표음을 제대로 낭독하지 않은 문장은 연구자가 체크하였다가 모든 문장을 다 낭독한 후 다시 읽도록 요청하였다. 빠른 속도의 경우에는 속도를 일정하게 유지하기 위하여 틀린 문장의 앞뒤 문장까지 낭독해 줄 것을 요청하였다.

낭독 실험에서 수집된 음성 중 분석 대상이 된 토큰은 단모음 304개(8개의 모음×19명의 참가자×2개의 속도), 이중모음 456개(12개의 모음×19명의 참가자×2개의 속도)로 총 760개였다. 수집된 음성은 그림 1과 같이 레이블링의 과정을 거쳤다. F1과 F2가 둘 다 관찰되는 지점에서 가장 가까운 영교차점을 시작점으로, F1과 F2 중 하나라도 보이지 않기 시작하는 지점에서 가까운 영교차점을 끝점으로 레이블하였다.

그림 1. | Figure 1. 레이블링 예시 | Example of labeling used in the analysis

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레이블링이 끝난 후에는 포먼트를 추출하였다. 남성의 최대 포먼트는 5,000 Hz, 여성의 최대 포먼트는 5,500 Hz로, 추출 포먼트 수는 5개로 설정하였다. 포먼트 추출 시에는 측정 오류를 최소화하고자 반자동 스크립트를 이용하여 최대 포먼트 값과 추출 포먼트 수를 조절하면서 측정하였다. 단모음은 50% 지점에서, 이중모음은 10개 지점(0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%)에서 F1과 F2를 추출하였다. 추출이 끝난 후 F1과 F2를 z-score 방식으로 정규화하였으며 이후 본고에서 제시하는 F1, F2는 모두 정규화한 값이다. 정규화를 거친 후에는 –3에서 3의 범위 밖에 분포한 데이터를 제거하였다. 이렇게 제거된 데이터는 이중모음이 16개, 단모음이 19개였으며 따라서 최종적으로 분석 대상이 된 데이터는 725개였다.

이후에는 두 목표점(활음의 목표점, 후행 핵모음의 목표점)의 위치와 F2의 기울기를 측정하였다. 여기에서 활음의 목표점은 이중모음의 시작 지점이라고 볼 수 있다. 하지만 후행 핵모음의 목표점은 어디인지, 어느 구간의 기울기를 측정해야 하는지가 문제가 된다. Lee(2024)에서 지적한 바 있듯이 이중모음을 음향음성학적으로 분석한 대부분의 연구에서 ‘전이 구간’이나 핵모음의 ‘안정 구간’은 연구자의 주관으로 정해지는 경우가 많다. 또 문제가 되는 것은 그림 1에서 관찰할 수 있듯이 빠른 속도의 이중모음 실현에서는 안정 구간이 관찰되지 않는 경우가 많다. 이 문제를 해결하기 위하여 Lee(2024)에서는 핵모음이 목표점에 가장 가깝게 도달하는 지점을 측정하였다. 그 결과 이중모음의 60% 지점이 핵모음의 목표점에 가장 가깝게 도달한다는 것을 밝혔다. 또한 이중모음이 활음의 목표점부터 핵모음의 목표점까지 이동한다는 가정하에 0% 지점에서 60% 지점까지를 이중모음의 이동 궤적이라고 보고 이에 대한 양상을 살펴보았다.

이 연구에서도 이와 같은 방법론을 사용하여 분석을 진행하였다. 우선 빠른 속도에서도 핵모음의 목표점이 60%에서 실현되는지를 살피기 위하여 핵모음의 도달 위치를 측정하였다. 이를 위해 이중모음을 10등분하여 측정한 10개 지점 중에 어느 지점이 해당 핵모음의 목표점에 가장 가깝게 도달하는지를 살펴보았다⁵. 이때의 거리는 유클리드 공식을 이용해 측정하였고, 이를 통하여 핵모음의 목표점을 구하였다. 이를 수식으로 나타내면 수식 (1)과 같다(m=단모음, d=이중모음, t=0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90).

다음으로는 F2의 기울기를 구하였다. 기울기는 활음의 목표점에서부터 핵모음의 목표점까지의 F2의 변화량을 핵모음의 목표점부터 활음의 목표점까지의 시간으로 나누어 측정하였다. 여기에서 기울기의 방향은 중요하지 않으므로 F2의 변화량에는 절댓값을 씌웠다. 이를 수식으로 나타내면 수식 (2)와 같다.

우선 실험의 의도대로 발화 속도에 따라 이중모음의 길이 실현에 차이가 있었는지를 살펴보았다. 보통 속도에서 발화한 이중모음의 평균 길이는 111.48 ms(SD: 24.57), 빠른 속도의 평균은 88.28 ms(SD: 18.97)인 것으로 나타났다. 그림 2에는 j계 이중모음과 w계 이중모음이 속도에 따라 길이가 어떻게 실현되었는지를 박스플롯으로 제시하였다. 이와 함께 이중모음이 두 수준의 속도에서 실현된 길이가 유의미한 차이가 있는지 혼합효과모델(mixed-effects model)을 이용하여 검정해 보았다. 이때 고정 효과는 발화 속도(빠른 속도, 보통 속도)와 활음(j계, w계)의 유형, 임의 효과는 모음의 종류(/ㅘ, ㅝ, ㅑ, ㅕ/ 등)와 화자로 설정하였다.

그림 2. | Figure 2. 발화 속도에 따른 이중모음의 길이(왼쪽: j계, 오른쪽: w계) | Diphthong duration as a function of speech rate (left: j-glides, right: w-glides)

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그 결과 발화 속도의 주효과가 유의미한 것으로 나타났다(β=21.22, SE=4.41, t=4.82, p<0.001). 즉 보통 속도에서의 길이가 빠른 속도에서의 길이보다 유의미하게 긴 것을 관찰할 수 있었으며, 이는 실험의 의도대로 산출이 잘 되었음을 의미한다. 반면 활음의 유형에 따른 주효과는 유의미하지 않음을 관찰할 수 있었다(β=4.50, SE=6.04, t=0.745, p>0.05).

활음에 후행하는 핵모음이 이중모음의 어느 부분에서 목표점에 가장 가깝게 실현되는지를 살펴보았다. 그림 4에는 측정 위치별로 목표점과의 거리를 측정하여 제시하였다. 이 경우에 x축이 나타내는 ‘측정 위치’는 연속적인 시간의 차원이기 때문에 어느 지점이 가장 거리가 짧은지를 통계적으로 검정하기보다는 기술적인 통계를 통해 살펴보도록 하겠다.

그림 3. | Figure 3. 핵모음의 목표점과의 거리(위: j계, 아래: w계) | Distance from the nucleus vowel to the target point (top: j-glides, bottom: w-glides)

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그림 4. | Figure 4. 두 목표점과 F2 기울기 실현 양상 | Realization patterns of the two target points and the F2 slope

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그림 3의 상단은 j계 이중모음, 하단은 w계 이중모음이며, 각 측정 위치에서 왼쪽의 박스는 보통 속도, 오른쪽의 박스는 빠른 속도에서 측정한 값을 나타낸다. 상하단의 그림에서 모두 핵모음의 목표점과의 거리는 포물선의 형태를 보인다. 박스의 분포를 보면 j계의 경우 보통 속도, 빠른 속도 모두 60%–70% 지점에서 가장 짧은 거리를 보여준다. 또 이 두 지점 모두에서 빠른 속도보다는 보통 속도에서 목표점으로부터의 거리가 더 짧다. w계는 보통 속도의 경우 50%–60% 지점에서, 빠른 속도의 경우에는 40%–50% 지점에서 목표점과 가장 가까워짐을 알 수 있다. 중앙값의 분포를 조금 더 자세히 살펴보기 위해 표 2에 각 지점에서의 중앙값을 제시하였다.

표 2를 보면 j계의 경우 보통 속도, 빠른 속도 모두 60% 지점에서 가장 거리가 가까워지고 있음을 관찰할 수 있었으며 빠른 속도일 때보다 보통 속도일 때 목표점에 더 가까워지고 있음을 알 수 있었다. w계의 경우 보통 속도일 때는 60% 지점에서, 빠른 속도에서는 50% 지점에서 목표점과 가장 가까워졌다. 가장 가까워지는 지점을 기준으로 보았을 때 w계 역시 j계와 마찬가지로 보통 속도일 때 목표점에 더 가까워지는 것으로 보이나 j계만큼의 차이는 보이지 않았다. 이 결과는 이중모음의 핵모음이 어느 지점에서 실현되는지를 보여준다. 따라서 이 연구에서는 j계 이중모음(보통 속도, 빠른 속도)과 w계 이중모음(보통 속도)의 핵모음 실현 위치를 60% 지점으로 설정하였으며, 빠른 속도의 w계 이중모음은 50% 지점으로 설정하고 연구를 진행하였다.

j 활음과 w 활음이 목표점(각각 단모음 /ㅣ/와 /ㅜ/)에 얼마나 가깝게 실현되는지를 이중모음의 0% 지점과 단모음 /ㅣ/ 혹은 /ㅜ/의 50% 지점 간 유클리드 거리를 통해 측정하였다. 특히 발화 속도에 따라서 실현 양상이 어떻게 달라지는지에 집중하여 그 양상을 살펴보았다. 그 결과, j 활음의 경우 보통 속도에서는 목표점에서 평균 0.74(SD: 0.41)만큼 떨어져 있었으나 빠른 속도에서는 평균 0.79(SD: 0.55)만큼 떨어져 있었다. w 활음의 경우 보통 속도에서는 평균 1.04(SD: 0.74)만큼 떨어져 있었으며 빠른 속도의 경우 평균 1.42(SD: 0.70)만큼 떨어져 있는 것을 확인할 수 있었다. 속도에 상관없이 w 활음이 j 활음보다 목표점으로부터의 거리가 더 멀었으며 표준편차도 더 컸다. 속도에 따른 차이는 j 활음보다는 w 활음이 더 컸다. 이를 조금 더 자세히 알아보기 위하여 그림 4의 가장 상단 (A)에 박스플롯을 제시하였다. 이 박스플롯을 보면 j 활음에 비해 w 활음의 분포가 넓게 퍼진 것을 관찰할 수 있다.

마지막으로 활음 시작점에서 목표점까지의 거리가 발화 속도와 활음의 종류에 따라 어떻게 달라지는지를 살펴보기 위해 혼합효과모델을 적용해 보았다. 이때 발화 속도와 활음의 종류, 그리고 둘 간의 상호작용을 고정 효과로, 화자와 모음의 유형을 임의 효과로 설정하였다. 결과는 표 3에 제시하였다.

표 3을 보면 발화 속도와 활음 유형 간의 상호작용이 유의미하게 나타났다. 이는 발화 속도에 따른 거리 변화 양상이 j 계열과 w 계열에서 동일하지 않음을 의미한다. 고정효과의 주효과를 살펴보면, 기준 조건인 빠른 속도에서 w 계열은 j 계열에 비해 활음의 시작점에서 목표점까지의 거리가 유의미하게 더 크게 나타났다. 반면, j 계열을 기준으로 한 발화 속도의 주효과는 유의미하지 않았다.

상호작용 효과를 더욱 구체적으로 확인하기 위해 추정된 주변평균(estimated marginal means)을 이용한 후속 분석을 실시하였다. 그 결과, 발화 속도에 따른 거리 차이는 w계에서만 유의미하게 나타났으며(빠른 속도-보통 속도=0.38, SE=0.08, t=4.83, p<0.001), j계에서는 유의미하지 않았다(빠른 속도-보통 속도=0.05, SE=0.08, t=0.67, p=0.50).

다음으로는 핵모음이 목표점과 얼마나 가깝게 실현이 되는지를 활음 종류별, 발화 속도별로 살펴보았다. 핵모음의 목표점 측정 위치는 3.2의 결과를 참고하여 j계 보통 속도, 빠른 속도, w계 보통 속도에서는 60% 지점, w계 빠른 속도의 경우에는 50% 지점으로 설정하였다. 측정 결과 j계 이중모음은 보통 속도에서는 핵모음의 목표점과 평균 0.76(SD: 0.63)만큼 떨어져 있었으며, 빠른 속도에서는 0.95(SD:0.50)만큼 떨어져 있었다. 즉 j계 이중모음은 빠른 속도에서보다 보통 속도에서 목표점에 더 가깝게 도달했다. w계의 경우 보통 속도에서는 평균 0.67(0.38)만큼, 빠른 속도에서는 0.79(0.51)만큼 떨어져 있다는 것을 확인하였다. w계 역시 j계와 마찬가지로 보통 속도에서 더 목표점과 가깝게 실현이 되었지만, 속도 간 차이는 j계만큼 두드러지지는 않았다. 아울러 그림 4의 가장 하단 (C)에 핵모음의 목표점 위치와의 거리에 대한 박스플롯을 제시해 두었다.

다음으로 핵모음의 목표점과의 거리가 발화 속도와 활음의 종류에 따라 유의미한 차이를 보이는지를 알아보기 위하여 혼합효과모델을 적용해 보았다. 고정 효과와 임의 효과는 표 3의 경우와 동일하게 설정하였으며 결과는 표 4에 제시하였다.

표 4를 보면 발화 속도의 주효과가 유의미하게 나타났는데, 보통 속도에서 빠른 속도보다 더 짧은 거리를 보이는 경향이 있었다. 반면 활음 유형의 주효과는 유의미하지 않았으며 두 변수 간 상호작용도 유의미하지 않았다.

첫 번째 목표점부터 두 번째 목표점까지 F2의 변화량을 측정하였다. j계의 경우 이중모음의 0% 지점에서 60% 지점까지의 F2 기울기를 측정하였고 w계의 경우 보통 속도에서는 0%에서 60% 지점까지, 빠른 속도에서는 0%에서 50% 지점까지의 F2 기울기를 측정하였다. 그 결과 보통 속도의 j계 이중모음에서는 기울기 평균이 17.39(SD: 10.60), 빠른 속도에서는 21.17(SD: 13.12)로 나타났다. 보통 속도의 w계 이중모음에서는 기울기 평균이 9.09(SD: 7.65), 빠른 속도에서는 9.96(SD: 9.72)으로 나타났다. 기울기에 대한 박스플롯은 그림 4 중앙에 위치한 (B)에서 확인 가능하다.

이를 보면 전체적으로 j계의 기울기가 w계보다 크다. 또 두 유형의 이중모음 모두 빠른 속도에서의 기울기가 보통 속도에서의 기울기보다 더 크다. 하지만 그 차이는 w계보다는 j계에서 더 크게 나타났다. 표준편차와 그림 4의 (B)를 보면 j계는 기울기 분포 범위가 넓지만 이에 비해 w계는 분포가 크지 않다.

다음으로 F2의 기울기가 발화 속도별, 활음 유형별 유의미한 차이를 보이는지를 알아보기 위하여 혼합효과모델을 적용하였다. 고정 효과 및 임의 효과는 표 3, 표 4와 동일하게 설정하였으며, 검정 결과를 표 5에 정리하였다. 표를 보면 발화 속도의 주효과가 유의미한 것으로 보이며, 보통 속도에 비해 빠른 속도일 때 F2 기울기가 커지는 경향을 보이는 것을 알 수 있다. 또한 활음 유형의 주효과도 유의미하게 나타났으며, 발화 속도와 활음 유형 간 상호작용 효과도 유의미하게 나타났다. 이것으로 보아 발화 속도에 따른 F2 기울기의 변화 양상이 j 계열과 w 계열에서 다르게 나타남을 알 수 있다.

F2 기울기 역시 추정된 주변평균을 이용한 후속 분석을 실시하였다. 그 결과, j계 이중모음은 빠른 속도와 보통 속도 간 F2 기울기 차이가 유의미하게 나타난 반면(빠른-보통=3.76, SE=1.06, t=3.55, p<0.001), w계 이중모음에서는 유의미하지 않은 것으로 나타났다(빠른-보통=0.84, SE=1.06, t=0.80, p=0.426).