摘要介紹從知覺、認(rèn)知和語料庫分析角度對漢語韻律特征進(jìn)行的一系列研究。（1）韻律特征知覺：用實(shí)驗(yàn)心理學(xué)和知覺標(biāo)注的語料庫分析方法，研究漢語語調(diào)和音高下傾與降階問題，語句和語篇中知覺可以區(qū)分的韻律層級及相關(guān)的聲學(xué)線索。研究結(jié)果支持漢語語調(diào)的雙線模型理論和語句音高下傾的存在；證明語篇中知覺可以區(qū)分的韻律邊界是小句、句子和段落，及其知覺相關(guān)的聲學(xué)線索。（2）韻律特征與其他語言學(xué)結(jié)構(gòu)的關(guān)系：在標(biāo)注的語料庫的基礎(chǔ)上，用常規(guī)統(tǒng)計(jì)方法研究語句常規(guī)重音分布規(guī)律、語篇信息結(jié)構(gòu)與重音的關(guān)系、并用決策樹方法研究根據(jù)文本信息確定韻律短語邊界和焦點(diǎn)的規(guī)則。（3）韻律特征在語篇理解中的作用：用實(shí)驗(yàn)心理學(xué)方法和腦電指標(biāo)研究韻律對語篇信息整合和指代理解的影響，揭示其作用的認(rèn)知和神經(jīng)機(jī)制。討論了這些研究結(jié)果對語音工程、語音學(xué)理論和心理語言學(xué)研究的實(shí)踐和理論意義。
　　關(guān)鍵詞韻律特征，語調(diào)，韻律邊界，重音，語句，語篇。
　　分類號(hào)B842
　　
　　韻律特征是語言的一種音系結(jié)構(gòu)，與句法和語篇結(jié)構(gòu)、信息結(jié)構(gòu)等其他語言學(xué)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。韻律特征可以分為三個(gè)主要方面：語調(diào)、時(shí)域分布和重音，通過超音段特征實(shí)現(xiàn)。超音段特征包括音高，強(qiáng)度以及時(shí)間特性，由音位或音位群負(fù)載。韻律是人類自然語言的一個(gè)典型特征，具有許多跨語言的共同特點(diǎn)，比如：音高下傾、重讀、停頓等都普遍存在于不同的語言之中。
　　韻律特征是語言和情緒表達(dá)的重要形式之一[1,2]。理解口語需要韻律特征，閱讀文本語句和語篇時(shí)，也要借助韻律特征[3,4] 。由于在語言中的重要地位，韻律特征研究受到語言學(xué)、心理學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)和語音工程等諸多領(lǐng)域的重視。國際上對韻律特征的研究起步于上世紀(jì)70年代。在語音工程發(fā)展的推動(dòng)下，研究的規(guī)模越來越大�！把哉Z韻律”系列國際會(huì)議，自2002年開始，每兩年舉行一次。
　　近年來，我們圍繞韻律特征的知覺、韻律特征與句法和信息結(jié)構(gòu)的關(guān)系，以及在口語語篇理解中的作用，開展了一系列研究。希望這些研究結(jié)果對于語音合成與識(shí)別系統(tǒng)的研制、語法成分間問題界面的理論探討以及發(fā)展口語理解和口語產(chǎn)生的心理語言學(xué)理論有所貢獻(xiàn)。
　　
　　1 韻律特征知覺
　　
　　在語流中，韻律特征通過基頻、時(shí)長和強(qiáng)弱等超音段特征的系統(tǒng)變化實(shí)現(xiàn)。但韻律特征歸根到底是知覺的產(chǎn)物。研究證明，知覺結(jié)果與這些因素之間不是簡單的對應(yīng)關(guān)系。漢語語調(diào)、重音和韻律邊界的特點(diǎn)，知覺相關(guān)的聲學(xué)語音學(xué)線索，以及這些線索之間的關(guān)系是我們研究的主要問題。
　　漢語是一種聲調(diào)語言。聲調(diào)是音節(jié)基頻變化的時(shí)間模式，具有區(qū)別意義的功能。語調(diào)是語句層次的基頻變化模式。關(guān)于漢語語調(diào)的結(jié)構(gòu)及其與基頻變化的關(guān)系，特別是語調(diào)與聲調(diào)之間的關(guān)系，是語音學(xué)研究的重要理論問題。趙元任提出音域概念和橡皮帶假說[5]。在此基礎(chǔ)上，吳宗濟(jì)和沈炯提出各自的語調(diào)理論，二者存在明顯分歧。吳宗濟(jì)（1993）認(rèn)為，帶有強(qiáng)調(diào)重音的語調(diào)是以基本單元調(diào)型連讀變調(diào)為基礎(chǔ)的，全句調(diào)域擴(kuò)大，聲調(diào)起伏加大，或全句的調(diào)域提高[6]。人們對聲調(diào)的感知不是辨析其絕對頻率的高低，而是各調(diào)類的相對音高關(guān)系。沈炯（1985）認(rèn)為在音域單元構(gòu)成的高音線－低音線雙線語調(diào)模型中，語調(diào)對音域的上限和下限分別起調(diào)節(jié)作用[7]。高音線和低音線是兩種獨(dú)立的因素。上限的調(diào)節(jié)變化和語義的加強(qiáng)相關(guān)，下限的調(diào)節(jié)變化和節(jié)奏的完整性相關(guān)。
　　王蓓等通過語調(diào)知覺實(shí)驗(yàn)和語料庫樣本分析研究重音的聲學(xué)線索，同時(shí)對兩種語調(diào)理論進(jìn)行了檢驗(yàn)[8]。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在漢語語調(diào)的雙線模型中，高音線與重音的變化相關(guān)；低音線與韻律層級結(jié)構(gòu)相關(guān)。高音線的起落變化反映了音節(jié)的重讀程度；低音線的下傾和重置反映了韻律單元的大小和相互包含關(guān)系；并且在段落以內(nèi)，低音線對韻律單元有著組織作用。漢語語句音高的下傾和重置是由音域下限的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。研究結(jié)果明確支持雙線語調(diào)模型的理論。這一研究為漢語語調(diào)理論研究提供了重要的實(shí)證數(shù)據(jù)，受到語音學(xué)和語音工程界的重視。
　　針對語調(diào)理論中下傾和降階問題，黃賢軍等設(shè)計(jì)了特定聲調(diào)組合的實(shí)驗(yàn)室語句，對漢語語調(diào)中的音高下傾和降階模式進(jìn)行了探討[9,10]。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高音成分除了受整體的下傾影響外，還受局部的降階作用。降階的同化和逆化作用主要使語調(diào)曲線的高音成分產(chǎn)生變化，而不影響語調(diào)曲線中的低音成分，低音點(diǎn)的下降主要受全局性的下傾的影響。在不同聲調(diào)組合的漢語平敘陳述句中，低音線清晰地呈現(xiàn)出以韻律短語為基本單元的有規(guī)律的下傾現(xiàn)象。而且隨聲調(diào)組合的不同，以及承載音高下傾特征點(diǎn)的音節(jié)在韻律詞中位置的不同，低音線的斜率和相對于頻率軸的位置不同。當(dāng)?shù)鸵酎c(diǎn)處于韻律詞詞首時(shí)，低音線斜率的絕對值大于低音點(diǎn)處于韻律詞詞末時(shí)；韻律短語音高下傾程度還受它在句中所處位置的影響，位于句首的韻律短語下傾程度大于句末的韻律短語；主句包含多個(gè)韻律短語時(shí)，它們的低音線起點(diǎn)是依次單調(diào)遞降的。
　　言語信號(hào)在時(shí)間上展開，具有一維性。通過語言學(xué)成分之間的時(shí)間關(guān)系，即韻律結(jié)構(gòu)，表達(dá)語句句法結(jié)構(gòu)這樣的二維層級結(jié)構(gòu)。韻律結(jié)構(gòu)知覺有助于句法結(jié)構(gòu)解析，可以說是語言理解的前提之一。語句中知覺可以區(qū)分的韻律層級是什么？不同層級的韻律邊界如何表達(dá)？這些語音學(xué)和語音工程關(guān)注的重要問題，目前研究尚不充分。
　　我們在實(shí)驗(yàn)室語句研究的基礎(chǔ)上又用語料庫方法進(jìn)行了探討[11]。語料庫由500個(gè)慢速朗讀和37個(gè)快速朗讀語句組成。按照三個(gè)等級對語句中每個(gè)音節(jié)后的間斷進(jìn)行知覺標(biāo)注。結(jié)果表明，句內(nèi)的主要韻律成分有韻律詞、韻律短語和語調(diào)短語；知覺等級的劃分與語法單元基本對應(yīng)，但也不是簡單的一一對應(yīng)。對韻律層級邊界進(jìn)行聲學(xué)分析，結(jié)果證明：漢語語句音高的下傾和重置是由音域下限的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)的；韻律詞邊界的聲學(xué)線索是低音線的不連續(xù)性和邊界前音節(jié)的延長，一般沒有無聲段；韻律短語和語調(diào)短語邊界的聲學(xué)線索是低音線重置和無聲段，邊界等級越高，低音線重置程度越大，無聲段也越長；知覺等級與無聲段成對數(shù)增長關(guān)系�？梢哉f，邊界前音節(jié)的延長和音高的不連續(xù)是弱邊界的聲學(xué)線索，音高重置和無聲段是強(qiáng)邊界的聲學(xué)線索。
　　語篇是由若干句子構(gòu)成的完整語言單位。如同語句具有句法結(jié)構(gòu)一樣，語篇是由大尺度信息單元或語段組成的等級結(jié)構(gòu)。這種等級結(jié)構(gòu)同樣可以借助韻律特征表達(dá)。在語篇中有哪些知覺上可以區(qū)分的韻律層級？這些層級的聲學(xué)語音學(xué)表現(xiàn)是什么？語篇層面上的韻律知覺問題國內(nèi)尚無人涉及。我們通過大規(guī)模語料庫的韻律結(jié)構(gòu)知覺標(biāo)注和語音分析，對這些問題進(jìn)行研究[12]。分析了語篇內(nèi)小句、單句、復(fù)句和段落四種信息單元的韻律特征，這些單元邊界等級的知覺差異、邊界的音高和無聲段的變化規(guī)律、語篇內(nèi)音高下傾的趨勢等。研究結(jié)果表明，語篇中有韻律意義的大尺度信息單元有小句（對應(yīng)語調(diào)短語）、句子（包括單句和復(fù)句）和段落；單句和復(fù)句邊界沒有知覺等級和聲學(xué)特征上的顯著區(qū)別，對應(yīng)同一韻律單元。這些邊界等級通過邊界前后音節(jié)的音高對比實(shí)現(xiàn)，即音高重置程度。段落和復(fù)句內(nèi)的語調(diào)短語基本以平行的模式存在，沒有明顯規(guī)律性的整體語調(diào)下傾現(xiàn)象。信息單元越大，無聲段越長，且變化的自由度越大；在小句邊界處無聲段與音高重置程度顯著正相關(guān)。
　　
　　2 韻律特征與句法和信息結(jié)構(gòu)的關(guān)系
　　
　　作為一種音系結(jié)構(gòu)，韻律特征與語法結(jié)構(gòu)和信息結(jié)構(gòu)等其他語言學(xué)結(jié)構(gòu)之間存在相關(guān)和相互制約的關(guān)系，這使得韻律特征在語言產(chǎn)生和理解中具有重要地位。對這些關(guān)系進(jìn)行研究，具有理論和現(xiàn)實(shí)意義。在語音工程中，要把一個(gè)文本轉(zhuǎn)換成口語，除了要把每個(gè)字對應(yīng)的音節(jié)生成出來，還必須根據(jù)文本的語法和語義，加上韻律特征，才能合成一段可以接受的自然語言。韻律處理的好與不好，對合成語言的準(zhǔn)確與自然度有決定意義。因此需要研究韻律與句法、語義的關(guān)系。我們用語料庫方法對常規(guī)重音分布規(guī)律、重音分布與語篇信息結(jié)構(gòu)的關(guān)系問題進(jìn)行了初步探索。
　　常規(guī)重音是由句子的語法結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定的。它在表達(dá)上具有提示、突出話語中某些句法成分的作用。作為常規(guī)重音的成分，一般是語意較強(qiáng)的實(shí)詞。這些充當(dāng)句子重音的句法成分在句子中擔(dān)負(fù)傳遞重要信息或新信息的任務(wù)。語言學(xué)家對漢語語句常規(guī)重音分布規(guī)律有許多不同的看法。我們對它們進(jìn)行梳理和檢驗(yàn)，并考察了常規(guī)重音的聲學(xué)語音學(xué)線索[13]。通過構(gòu)建中等規(guī)模的“句法－韻律－聲學(xué)參數(shù)”關(guān)系庫，探討句法與常規(guī)重音、重音與聲學(xué)相關(guān)物之間的關(guān)系。還研究了這些規(guī)則在自然話語中使用的條件與優(yōu)先級別。研究結(jié)果表明，常規(guī)重音分布規(guī)則可分為三類：基本規(guī)則，特殊規(guī)則和優(yōu)先規(guī)則。配置常規(guī)重音時(shí)，應(yīng)當(dāng)最先使用優(yōu)先規(guī)則，凡符合優(yōu)先規(guī)則條件的語句按照優(yōu)先規(guī)則進(jìn)行常規(guī)重音的配置；當(dāng)搜索完所有優(yōu)先規(guī)則仍沒有匹配規(guī)則時(shí)，可進(jìn)行較低優(yōu)先級的特殊規(guī)則的搜索；在前兩類規(guī)則均無符合使用條件時(shí)，最后使用基本規(guī)則進(jìn)行條件匹配和常規(guī)重音配置。這些規(guī)則，為我們構(gòu)建文語轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的韻律模塊提供重要的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。無論是文本還是口語都具有信息結(jié)構(gòu)。每一個(gè)句子可以劃分為兩部分，如新信息/舊信息、焦點(diǎn)/背景等。新信息指在語篇中剛剛加入的新內(nèi)容；舊信息指前面語境中出現(xiàn)過或可以根據(jù)背景知識(shí)推論出的信息。在口語中，信息結(jié)構(gòu)與重音分布存在一定的對應(yīng)關(guān)系。通常，新信息重讀，舊信息不重讀。這樣，聽者對韻律合適度評價(jià)高，理解也更快。對新舊信息與重讀的關(guān)系，已有研究多基于推理，缺乏大量數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。
　　我們對10個(gè)語篇構(gòu)成的語料庫進(jìn)行重讀程度標(biāo)注，探討詞性與負(fù)載新舊信息的關(guān)系，以及對新舊信息更細(xì)的分類是否具有韻律上的意義[14]。對重讀程度的標(biāo)注分為三級，明顯、較明顯和不明顯。新舊信息的標(biāo)注以詞為單位，分為二分的和連續(xù)的定義。研究發(fā)現(xiàn)，新信息的重讀程度高于舊信息，當(dāng)舊信息在句子中處于對比或焦點(diǎn)位置時(shí)，也會(huì)被重讀。負(fù)載信息新舊狀態(tài)的主要是名詞，動(dòng)詞的重讀程度比較低，即使是新信息也常常不被重讀。形容詞重讀程度比較高，它的信息狀態(tài)對重讀程度沒有顯著影響。還發(fā)現(xiàn)，在連續(xù)的概念下區(qū)分新舊信息是有意義的，全新的信息重讀程度高于一般的新信息，因?yàn)樗�更容易成為語篇的焦點(diǎn)和注意的中心。這一研究結(jié)果對于語言合成的韻律建模，特別是重音設(shè)置規(guī)則具有重要的啟發(fā)意義。
　　對信息結(jié)構(gòu)的研究代表了對語言研究的一種獨(dú)特的視角，在國際上正越來越多的受到重視。德國波斯坦大學(xué)等組織了有40余位學(xué)者參加的大型國際合作研究，對信息結(jié)構(gòu)從語言學(xué)、心理學(xué)等不同角度進(jìn)行研究，并預(yù)期在這個(gè)領(lǐng)域?qū)⒂兄卮笸黄菩赃M(jìn)展。而國內(nèi)的相關(guān)研究還很少。
　　與信息結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的是語句和語篇的焦點(diǎn)問題。在言語交流過程中，焦點(diǎn)起著很重要的作用。說話者通過焦點(diǎn)將語義中最重要的信息表達(dá)出來；在理解過程中，聽話者通過表層的語音信息將焦點(diǎn)中的核心信息和重要信息確定下來。在文語轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，重音的位置和語調(diào)曲線的生成都有賴于焦點(diǎn)的確定。如何確定文本語篇中焦點(diǎn)所在位置？我們在研究中對文本語篇進(jìn)行了信息狀態(tài)、句法、焦點(diǎn)敏感算子、邏輯關(guān)系等多維標(biāo)注，然后用知識(shí)發(fā)現(xiàn)的方法提取規(guī)則。研究初步發(fā)現(xiàn)，各種聚焦手段是相互影響的，在不同的語境下其優(yōu)先級別不同。
　　我們還通過語料庫分析研究了如何根據(jù)文本確定語句韻律邊界。語言學(xué)研究證明，話語韻律與句法之間實(shí)質(zhì)是一種相互制約的關(guān)系。韻律特征在某種程度上反映句法內(nèi)容，同時(shí)句法內(nèi)容也在一定程度上左右著韻律特征的形成，但這種制約關(guān)系并不具有強(qiáng)制性。我們的研究發(fā)現(xiàn)，句法結(jié)構(gòu)與韻律結(jié)構(gòu)并不是一種平行或同步關(guān)系，韻律結(jié)構(gòu)和句法結(jié)構(gòu)的不一致主要發(fā)生在低級層次上；而在高級層次上，兩者的一致程度較高。以上是使用語料庫方法獲得的一些統(tǒng)計(jì)規(guī)律。應(yīng)該看到，韻律特征與語法和信息結(jié)構(gòu)的關(guān)系是相當(dāng)靈活的。而且，除了語言學(xué)功能之外，韻律特征還有語用、情緒表達(dá)等多種功能。語言中韻律特征的預(yù)測和實(shí)現(xiàn)，是一個(gè)十分復(fù)雜的問題，有待今后進(jìn)一步深入研究。
　　
　　3 韻律特征在語篇理解中的作用
　　
　　我們從語篇信息整合和指代理解兩個(gè)角度對韻律特征及其與其他語言學(xué)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系在語言加工中的作用進(jìn)行了探索。
　　我們首先對重讀與信息結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系對語篇加工的影響進(jìn)行研究[15]。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，與無重點(diǎn)條件相比，如果新信息重讀而舊信息不重讀，即重讀與信息結(jié)構(gòu)一致，會(huì)促進(jìn)語篇加工；如果不一致，會(huì)阻礙語篇加工。用跨通道詞匯再認(rèn)任務(wù)研究實(shí)時(shí)加工過程中重讀對所標(biāo)示信息的激活水平的影響，表明重讀會(huì)促進(jìn)信息的激活水平。在一致性重讀條件下，重讀會(huì)提高新信息在語篇表征中的激活水平；這種影響在重讀詞匯1000ms之后出現(xiàn)，持續(xù)相對較長的時(shí)間。在不一致性重讀條件下，重讀提高舊信息在語篇中的激活水平，但同時(shí)抑制新信息的激活；這一促進(jìn)和抑制作用在關(guān)鍵詞匯后的500ms出現(xiàn)。用ERP研究詞的信息狀態(tài)不同時(shí)，重讀怎樣和何時(shí)影響口語語篇理解，得到了一系列有趣的發(fā)現(xiàn)。重讀在雙字詞開始后120~130豪秒即對N400的幅度產(chǎn)生影響，雙字詞開始后350~360ms重讀與信息狀態(tài)間的交互作用開始出現(xiàn)。不論是新信息還是舊信息，重讀比不重讀誘發(fā)更大的N400；但對于新信息，重讀引起的N400的差異小于舊信息。結(jié)果說明，在口語理解中，聽者能夠很快把重讀的意義與先前的語境相匹配；影響重讀詞匯與先前語境的語義整合，聽者在新舊的語義水平上解釋重讀的意義。
　　重讀和句法結(jié)構(gòu)、重讀和動(dòng)詞隱含因果性如何影響歧義代詞的理解，作用是否是即時(shí)的，以及這些不同種類的因素在理解過程中是如何相互作用的？我們采用多種方法相結(jié)合進(jìn)行了一系列探討[16]。
　　首先，采用延時(shí)判斷法研究了重讀和句法結(jié)構(gòu)對歧義代詞指認(rèn)的影響。結(jié)果表明，在不同的句法結(jié)構(gòu)中，重讀對聽者注意焦點(diǎn)的轉(zhuǎn)移有不同的作用。在平行結(jié)構(gòu)的句式中，重讀使聽者的注意焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移到前行語句中突顯度較低的實(shí)體上；但在不平行結(jié)構(gòu)的句式中，沒有觀察到重讀引起注意焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移的作用。這表明，重讀對指代理解的作用在一定程度上受句法結(jié)構(gòu)的影響。
　　在進(jìn)一步的研究中，我們優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、對語料進(jìn)行了更嚴(yán)格的控制，結(jié)合聽覺動(dòng)窗法和跨通道探測詞再認(rèn)法，探討了重讀和動(dòng)詞隱含因果性對代詞加工的影響及其時(shí)間進(jìn)程。研究表明，重讀在不平行結(jié)構(gòu)的句式中會(huì)即時(shí)地影響代詞可能先行詞的激活水平，引起聽者注意焦點(diǎn)的轉(zhuǎn)移，為“注意驅(qū)動(dòng)理論”[16,17]提供了實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持，加深了我們對重讀作用的認(rèn)識(shí)；動(dòng)詞隱含因果性即時(shí)地影響代詞可能先行詞的相對激活水平，并且影響代詞先行詞的指認(rèn)，傾向于支持焦點(diǎn)假設(shè)[18,19]，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為語言加工系統(tǒng)的即時(shí)性假設(shè)提供了支持性證據(jù)；此外，重讀和動(dòng)詞隱含因果性在漢語句子理解和代詞加工過程中存在相互作用。
　　近年來，我們從知覺和認(rèn)知的角度對韻律特征開展的研究，系統(tǒng)探討和回答了韻律與聲學(xué)語音學(xué)參數(shù)、韻律與廣義語法其他成分（句法結(jié)構(gòu)、信息結(jié)構(gòu)等）之間的關(guān)系，以及韻律在語言理解過程中的作用。這些研究結(jié)果深化了我們對漢語韻律的認(rèn)識(shí)，也豐富了我們對語言（特別是口語）理解和產(chǎn)生的認(rèn)識(shí)。這對于語音學(xué)和語音工程的理論和實(shí)踐問題的探討和解決，對于構(gòu)建語言認(rèn)知的理論模型提供了實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)。
　　
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　　Studies on Speech Prosody
　　Yang Yufang, Haung Xianjun, Gao Lu
　　(Institute of Psychology, Chinese Academy of Science, Beijing 100101, China)
　　
　　Abstract: Prosody is the phonological structure of spoken language, plays important role in speech production and comprehension. This paper reviewed a series investigations on prosody conducted in the Lab of Spoken Language Processing in recent years. (1) The intonation and declination of fundamental frequency in Chinese sentences, prosodic boundaries in discourses and their perceptually relevant acoustic cues were investigated with both psychological experiments and speech corpus analyses. The results give a support in “two contours theory” of Chinese intonation and the existence of F0 declination; (2)The relations between accentuation, syntactic structure, and information structure, as well as the rules of assignment of prosodic phrase boundaries and focuses in written sentences and discourses were investigated with the methods of both statistical analyses and knowledge discovery on the bases of labeled speech corpus. (3)The roles of prosody in information integration and pronoun understanding in discourses were explored with both behavioral and ERP experiments. The consequence of the results for the development of speech engineering system and implications for the theories of spoken discourse processing were discussed.
　　Key words: prosody, sentence, discourse, speech corpus analysis.

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