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발성기관
발성기관의 구조와 작동 원리를 이해하는 것은 음성을 공부하는 모든 영역의 사람들에게 필요한 과정이다. 어떤 원리로 음성신호가 만들어지는가를 이해하지 못한다면 어떤 연구과정도 아주 피상적이고 정확하지 않은 결과를 줄 수밖에 없다. 음성학을 공부하는 사람은 발성기관을 이해함으로써 음성의 특성을 보다 잘 연구할 수 있을 것이고, 음성공학자들은 보다 정확하고 효율적인 공학적 모델을 개발하여 음성인식, 합성 등에 활용할 수 있을 것이다. 특히 성악가나 가수 아나운서나 배우-탈렌트, 교사나 교수 등 언어의 발성과 밀접한 관련이 있는 사람들에게도 발성기관의 이해는 중요하리라 사료된다.
아래의 내용은 주로 의학 전문 사이트 들을 참조하여 그중 가장 기본적인 내용을 추려서 편집한 것이다. 더 세밀한 내용을 알고자 하는 사람은 내용 위쪽의 링크를 찾아가시면 됩니다.
[Keyword] 성대 (聲帶: Vocal Tract, Oral Cavity) 성문 (聲門: Glottis) 성도 (聲道: Vocal Fold , Vocal Cord) 후두 (喉頭: Larynx) 비강 (鼻腔: Nasal Cavity), 혀(Tongue) 기관 (氣管: Trachea)
발성의 원리 인간의 음성은 폐로부터 나오는 공기가 기관지를 통과하여 성대를 진동시키고 그 성대의 진동이 성도라는 관을 통과하면서 변형된 뒤 입술을 통해 외부로 방출되는 소리이다. 발성기관은 크게 성대, 성도의 두 부분으로 구분하여 말하며 공학적인 모델에서도 이 두 가지 부분으로 나누어 모델을 가정하는 것이 일반적이다. 이렇게 나누어 생각하는 이유는 이 두 개의 과정이 음성신호를 생성하는 과정 중에 가장 큰 신호의 변화를 만들어내기 때문이다. 성대는 두 쪽의 근육막이 진동하면서 음성신호의 주기를 만들어 낸다. 피치라고 불리는 이 주기를 통해서 우리는 말소리의 특징인 음의 높낮이, 억양, 개인차, 정서 상태, 자연성 등을 파악할 수 있을 뿐 아니라 성대의 질병 등도 상당한 정확도를 가지고 예측할 수 있기 때문에 여러 분야에서 아주 중요한 역할을 한다. 성도는 성대의 위쪽에서 시작하여 혀가 있는 공간을 거쳐 입술에 이르기까지의 관 형태의 구조를 말하는 것으로, 기본적인 역할은 혀와 턱의 움직임을 통해 관의 형태를 바꾸어 줌으로써 성대의 울림을 다양한 형태로 공진되게 하든지, 좁힘점의 위치를 바꾸어 줌으로써 여러 가지 음을 생성할 수 있게 해 준다. 즉, /아/, /어/, /우/ 등의 모음을 발성한다던지 /ㅍ/, /ㅂ/, /ㅃ/ 등의 자음을 발성할 수 있는 것도 성대의 구조 변화에 따른 것이다. 입술은 성대를 통해 만들어진 음성을 밖으로 내보내 주는 기관인데 저주파 성분에 비해 고주파 성분을 상대적으로 증폭시켜 주는 역할을 한다. 입술은 성도의 형태가 바뀔 때 자연스럽게 벌리고 다물어져서 같이 변화하므로 입술의 형태를 보고 음성을 알아내는 독순술도 가능할 수 있게 된다.
후두:(Larynx)
출처: www.hopkinsmedicine.org/ voice/anatomy.html 미국 존스 홉킨스 의과대학 홈페이지
위의 그림은 성대를 들여다 볼 수 있게 해주는 기구인 스트로보스코프로 본 성대(聲帶:Vocal Fold)의 모양이다. 성대는 소리가 만들어지는 띠라는 뜻인데 성대 막의 모양이 흰띠처럼 생겨서 이름이 붙여진 것 같다. 이것은 질병이 없는 정상적인 성대의 모습이다. 가운데 부분의 V자형의 흰 빛을 띤 두 개의 막이 성대를 이루고 있는 진동막이다. 그 속으로 보이는 검은 부분이 폐로 들어가는 기관지이다. 아래쪽의 튀어나온 초승달 모양은 음식을 삼킬 때 기관지로 들어가지 않고 식도로 들어갈 수 있도록 교통정리를 해 주는 후두개(喉頭蓋:Epiglottis)이다. 후두를 덮는 덮개라는 뜻이다. 성대를 둘러싸고 있는 주요 구조는 아래 그림과 같다. 여러 개의 근육과 뼈의 운동이 조합되어 복잡미묘한 성대의 진동을 만들어 내게 된다. 아래 그림에서 보듯이 성대로 이루어진 V자형 공간을 성문(聲門:Glottis)이라고 한다. 소리가 나오는 문이라는 뜻이다. 후두(喉頭:Larynx)는 이와 같은 구조 전체를 일컫는다. 후두라는 한자말은 목구멍 (후), 머리 (두)의 두 글자로 이루어져 있으므로 순 우리말로는 머리의 목구멍부분으로 번역될 듯하다.
[용어] epiglottic cartilage;후두덮개연골 hyoid bone;목뿔뼈 thyroid cartilage;갑상연골 cricoid cartilage;반지연골 trachea;기관 corniculate cartilage;잔뿔연골 arytenoid cartilage;모뿔연골
아래 그림은 성대를 위아래로 자른 후 뒤에서 앞쪽을 바라본 단면도이다. Vocal Fold 부분이 성대이며 그 위의 주름형태를 이루고 있는 Vestibular Fold는 우리말로 가(假)성대라고 한다. 즉, 거짓성대라는 뜻이다. 실제로 진동을 일으키는 성대가 아니면서 근육막의 형태를 갖고 있다고 해서 붙여진 이름인 것 같다. 이에 대비하여 성대를 진짜 성대인 진(眞)성대라고 하기도 한다. 그 위쪽에 후두개 즉, Epiglottis가 보인다. 성대의 진동은 vocal ligament부분에서 가장 크게 일어난다. 여기서 ‘cartilage’또는‘cart.’라고 하는 구조는 모두 연골구조로 이루어져 있다. 갑상연골(Thyroid Cartilage)은 보통 남자들이 사춘기 이후 튀어나오는 속칭 복숭아뼈 부분이다. 그 곳에 성대가 잘 감추어져 보호되고 있다. 물론 여자들도 남자처럼 많이 튀어 나오지는 않지만 같은 구조를 하고 있다. 폐로부터 나오는 공기의 흐름이 Trachea 즉, 기관을 통과해서 성대를 진동시킨다.
기타 Larynx에 관한 참고문헌: Anatomy of Human Body, Henry Gray(1821-1865) Bartleby.com Great Books Online http://www.bartleby.com/107/236.html
성대: Vocal Tract 위의 그림은 성대를 비롯한 발성기관의 전체 모습이다. 노랗게 칠해진 부분이 성도이다. 분홍색 부분은 비강으로 콧속의 공간을 나타낸다. 비강은 비음을 발성할 때 공진이 일어나는 부분이다. 비음이 아닌 음성을 발성할 경우는 목젖 뒤쪽에서 닫혀 있다. 성대와는 달리 공간의 형태가 변하지 않으므로 사람에 따라 일정한 형태의 공진을 일으킨다. 성도는 Vocal tract 또는 Oral Cavity 라고 불리는데 Vocal Tract 는 음성이 나오는 길이라는 생성적 측면에서 붙인 이름이고, Oral Cavity는 그냥 입속의 공간이란 뜻으로 구조적인 면에서 붙인 이름으로 볼 수 있다.
[용어] 인두: (咽頭:Pharynx) 식도: (食道:Esophagus)잇몸: Alveolar Ridge) 구개: (口蓋:Palate) 목젖: Velum
인두는 목구멍 인, 머리 두 의 두 글자로 이루어 져 있는데 우리말로 하면 그냥 목구멍인데 Larynx와 구조적으로 구분된다. 식도는 글자대로 음식이 움직이는 길이다. 식도로 음식이 넘어갈 때는 후두개(Epiglottis)가 닫혀서 폐로 잘 못 넘어가는 것을 막아주게 된다.구개는 우리말로 풀이하면 입덮개 란 뜻인데 입천장을 이루고 있다. 앞쪽은 뼈가 있어서 단단한 경(硬)구개(Hard Palate)를 이루며 뒤쪽은 뼈가 없이 연한 근육막으로 이루어진 연(軟)구개(Soft Palate)로 구성되어 있다.잇몸은 이가 뿌리를 내리고 있는 부분으로 뼈가 있어 단단하다.목젖은 연구개와 인두의 중간에 있는 부분으로 입속을 들여다 보면 방울 모양으로 입천장 뒤쪽에 매달려 있는 근육의 덩어리이다. 혀(Tongue) 혀는 인간이 다양한 발성을 하게 하는 데 매우 중요한 역할을 한다. 아래 그림에서와 같이 4개의 중요한 근육이 움직여 다양한 모습으로 성도의 공간을 변화시키면서 여러 가지 음성을 생성할 수 있다. 혀는 혀끝(Tip), 몸체(Body), 혀뿌리(Root) 부분으로 나뉜다. 혀끝은 발성 시 잇몸, 이 등 다양한 부분과 접촉하면서 여러 가지 소리를 만들어 낸다.
[발성기관 용어표] Vocal Cord - 성대 Vocal Tract - 성도 Larynx - 후두 Pharynx - 인두 Glottis - 성문 Epiglottis - 후두개 Tongue - 혀 Lips - 입술 Nasal Cavity - 비강 Oral Cavity - 구강 Trachea - 기관 Esophagus - 식도 Alveolar Ridge - 잇몸 Vestibular Fold - 가성대 Thyroid Cartilage - 갑상연골 Cricoid Cartilage - 반지연골
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