background image

 

 

Rhythm

Stress-timing and syllable-
timing
Szczecin University
 May 19th, 2009

background image

 

 

Issues to be discussed

• Definition of rhythm
• Traditional units of speech rhythm: the foot, the syllable 

and the mora

• Rhythm classes: stress-timed and syllable-timed languages
• Alternative approaches to the problem of rhythm in 

language 

• Influence of speaking tempo on the rhythmic structure of 

language

background image

 

 

Rhythm

• Rhythm - the pattern of intervals between 

movements, or between their beginnings or peaks, 
or the pattern of durations of movements 

• Most human activities, such as walking, breathing, 

running or heart beat, are rhythmical 

• Speech  production  is  inseparably  linked  with 

respiration

• Rate  of  respiration  depends  on  the  amount  of 

carbon dioxide in the blood.

background image

 

 

Traditional rhythm classes

• Stress-timed languages - English, Russian, 

German, Arabic, Dutch, Swedish, Yoruba, 

Telugu, Brazilian Portuguese

• Syllable-timed languages – Spanish, Italian, 

Continental Portuguese, Greek.

• Mora-timed languages – Japanese, Ancient 

Greek.

• Mixed types – Polish, Catalan

background image

 

 

The foot

• The foot (metrical foot) – the amount of 

time taken between each two stressed 

syllables. 

• An element of metrical structure consisiting 

of a stressed syllable and an associated 

unstressed syllable (or syllables).

• The feet of an utterance are believed to be 

of equal duration

background image

 

 

Bounded and unbounded foot

• The element that receives primary stress is called 

the head. This segment is obligatory.

• A foot made up of a head and any number of 

unaccented syllables is referred to as an 

unbounded foot. 

• There can be left-headed (Czech) and right-headed 

unbounded feet (French).

• A minimal foot consists of one syllable only.
• Bounded feet are made up of two syllables only – 

one stressed and one unstressed.

background image

 

 

Most common feet in English

• A trochaic foot is a bounded left-headed 

foot.

• An iambic foot is a bounded right-headed 

foot 

• (x .)                     (. x)
• σ σ                       σ σ
• promise               collect

background image

 

 

Examples of trochee

• Edgar Alan Poe – The Raven

Ah, distinctly I remember it was in the bleak 

December

• William Shakespeare 

Double, double, toil and trouble; 
Fire burn and cauldron bubble

• Nursery rhymes

Peter, Peter pumpkin-eater 
Had a wife and couldn't keep her

background image

 

 

Examples of iamb

• Iambic pentameter is one of the most 

commonly used measures in English and 

German poetry. 

• A line of iambic pentameter comprises five 

consecutive iambs.

To strive, to seek, to find, and not to yield. - 

Alfred Tennyson, "Ulysses" 

horse! A horse! My kingdom for a horse! -

William Shakespeare, Richard III

background image

 

 

Relationship between strong and weak 
elements

background image

 

 

Extrametricality

• Syllables that find themselves either at the 

beginning or the end of a word may fall outside 
the effects of stress rules as they never receive 
primary stress.

• As they are not associated with a foot they are 

extrametrical

• They 

ˈcouldn’t have ˈchosen a ˈbetter ˈtime for their 

ˈholiday.

background image

 

 

The Borrowing Rule (compression)

• Full-vowelled syllables take more or less 

the same amount of time.

• A full-vowelled syllable is shortened when 

immediately followed by a reduced syllable.

• It is only one-degree reduction of duration
• speed – speedy – speedily
 

background image

 

 

Stress-timing in English

• The 

ˈ

handsome 

ˈ

landlord 

ˈ

put the 

ˈ

wristwatch 

in his 

ˈ

wife’s 

ˈ

handbag 

background image

 

 

Foot duration in English

Influence of speech rate on rhythm in English

0,4794

0,5774

0,2814

0,8784

0,369

0,524

0,3068

0,3414

0,2128

0,6106

0,2366

0,3746

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1

2

3

4

5

6

Fo

ot

 n

um

be

r

Duration of the feet

fast speech
slow speech

background image

 

 

Stress-timing in Russian

• Фи

ˈ

зиолог 

ˈ

Павлов ос

ˈ

тавил ог

ˈ

ромное 

теоре

ˈ

тическое нас

ˈ

ледство 

background image

 

 

Foot duration in Russian

Influence of speech rate on rhythm in Russian

0,4673

0,844

0,5377

0,859

0,7742

0,481

0,3022

0,392

0,3172

0,484

0,5657

0,326

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1

2

3

4

5

6

F

o

o

n

u

m

b

er

Duration of the feet

fast speech
slow speech

background image

 

 

The syllable

• Syllable – part of word consisting of a central 

element (usually a vowel) and, optional elements 
that are less sonorous than the central segment.

• In an utterance the constituent syllables (stressed 

or unstressed) are thought to be equally long.

• Syllable structure exerts considerable influence on 

its duration. 

• Compare [pa] vs [ʑd͡ʑbwɔ]

background image

 

 

Syllable duration in Polish
do dżdżystych 0.095/0.312/0.0138 msec.

background image

 

 

Syllable duration in Spanish
propositos 0.130/0.134/0.126/0.137ms.

background image

 

 

CV syllables containing [a]
karawana 0.096/0.120/0.140/0.178

background image

 

 

The mora

• The mora can be understood as an equivalent of a 

CV syllable containing a short vowel. 

• Any syllable with either a long vowel or an onset 

made up of two and more consonants, has to be 
counted as two morae.

• CV – 1 mora
• CCV – 2 morae
• CV: - 2 morae

background image

 

 

Changes in the rhythmical structure 
of a language

• Fast speech phenomena typical of stress-timed 

languages are also observable in non-stress-timed 

languages.

• Given that stressed vowels are reduced to a lesser 

extent than unstressed ones, CVCV structures 

should exhibit some tendency towards stress-

timing. 

• Cross-linguistically, we can expect the same 

articulatory timing to be preferred on the basis of a 

shared articulatory mechanism. 

background image

 

 

Interstress intervals (ISIs)

• The amount of time taken from the onset of 

one stressed vowel to the onset of the next 

stressed vowel

• This approach disregards the traditional 

stress-timed/syllable-timed dychotomy

• There is no more tendency for interstress 

intervals to clump together in English than 

in other languages

background image

 

 

ISIs in Polish

• Roboty drogowe spowodowały ogromne 

opóźnienia autobusów komunikacji 
miejskiej
 

background image

 

 

Duration of ISIs in Polish

Influence of speech rate on rhythm in Polish

0,477

0,394

0,492

0,53

0,943

0,522

0,506

0,376

0,384

0,294

0,38

0,467

0,72

0,428

0,429

0,3

0,3

0,21

0,312

0,352

0,58

0,331

0,343

0,246

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1

2

3

4

5

6

7

8

F

o

o

n

u

m

b

er

Duration (s)

fast speech
natural speech
slow speech

background image

 

 

ISIs in Spanish

• Este maestro constantemente está metido en 

algún tipo de lío innecesario 

• The teacher is always involved in some 

kind of trouble 

background image

 

 

Duration of ISIs in Spanish

Influence of speech rate on rhythm in Spanish

0,521

1,077

0,675

0,394

0,637

0,288

0,504

0,869

0,286

0,441

0,98

0,546

0,289

0,519

0,29

0,432

0,677

0,249

0,372

0,76

0,3

0,222

0,293

0,227

0,296

0,5

0,218

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

F

o

o

n

u

m

b

er

Duration (s)

fast speech
natural speech
slow speech

background image

 

 

Bertinetto’s approach to rhythm

Stress-timing vs. syllable timing:

vowel reduction vs. full articulation of unstressed vowels 

relative uncertainty vs. certainty in syllable counting 

tempo acceleration obtained (mainly) through 

compression of unstressed syllables vs. proportional 

compression 

complex syllable structure, with relatively uncertain 

syllable boundaries vs. simple structure and well-defined 

boundaries 

tendency of stress to attract segmental material in order 

to build up heavy syllables vs. no such tendency 

relative flexibility in stress-placement (cf. the so-called 

‘rhythm rule’) vs. comparatively stronger rigidity of 

prominence 

background image

 

 

Alternative methods of describing rhythm

• The rhythmic structure of a language depends on 

phonological properties, which are determined by its sound 

inventory and by its phonotactics

• Three variables, namely %V, ∆V and ∆C suffice to 

account for the traditional stress-timed/syllable-timed 

dichotomy as well as to argue for the possibility of other 

classes of rhythm

• (%V) - length of vocalic intervals divided by the total 

length of the sentence. 

• ∆V - standard deviation of the duration of vocalic intervals 

within the sentence, thus it reflects the durational aspect of 

vowel reduction

• ∆C - standard deviation of the duration of consonantal 

intervals within the sentence   

background image

 

 

Languages 

Vocalic 
intervals

Consonantal 
intervals 

%V (SD)

∆V(SD)

∆C(SD) 

English

307

320

40.1 (5.4) 

4.64 (1.25) 

5.35 (1.63) 

Polish 

334

333

41.0 (3.4) 

2.51 (0.67) 

5.14 (1.18) 

Dutch

320

329

42.3 (4.2) 

4.23 (0.93) 

5.33 (1.5) 

French 

328

330

43.6 (4.5) 

3.78 (1.21) 

4.39 (0.74) 

Spanish

320

317

43.8 (4.0) 

3.32 (1.0) 

4.74 (0.85) 

Italian

326

317

45.2 (3.9) 

4.00 (1.05) 

4.81 (0.89) 

Catalan

332

329

45.6 (5.4) 

3.68 (1.44) 

4.52 (0.86) 

Japanese

335

334

53.1 (3.4) 

4.02 (0.58) 

3.56 (0.74) 

background image

 

 

Distribution of languages over the (%V, 
∆C) plane

 

background image

 

 

Distribution of languages over  the 
(%V, ∆V) plane

 

background image

 

 

Problems with classifying 
languages

• Which sentence better represents the 

rhythm of Polish?

• Mama dała Basi kota
• W Szczebrzeszynie chrząszcz brzmi w 

trzcinie 

background image

 

 

Conclusion

• So far rhythm in language hasn’t been 

described satisfactorily.

• Additional rhythm classes should be created 
• Rhythm constitutes a continuum with ideal 

syllable-timeness and stress-timeness as its 
opposite poles

• Rhythm does not exist!!!

background image

 

 

References

Allen, Sidney W. 1973. Accent and rhythm. Prosodic features of Latin and 

Greek: A study in theory and reconstruction. Cambridge: CUP

Bertinetto, Marco. 1989. “Reflections on the dichotomy ‘stress’ vs. ‘syllable-

timing’”, Belgique: Revue Phonétique Appliquée, 98-130.

Crystal, David (ed.). 1982. Linguistic controversies. London: Edward Arnold.

Dauer, Rebbeca, M. 1983. “Stress-timing and syllable-timing reanalyzed”, 

Journal of Phonetics 11, 51-62.  

Dziubalska-Kołaczyk, Katarzyna. 2002a. Beats-and-Binding phonology

Wien: Peter Lang. 

Ramus, Franck – Mehler, Jacques. 1999. “Language identification with 

suprasegmental cues: A study based on speech resynthesis”, Journal of the 

Acoustical Society of America, 105: 512-521. 

Ramus, Franck – Nespor, Marina – Mehler, Jacques. 1999. “Correlates of 

linguistic rhythm in the speech signal”, Cognition 73: 265-292. 

Roach, Peter. 1982. “On the distinction between ‘stress-timed’ and ‘syllable-

timed’ languages”, in: Crystal, David (ed.) 73-79. 


Document Outline