Исследование вокальной речи как нестационарного случайного процесса и разработка критериев объективной оценки певческого голоса

• Автор: Бакаев, Александр Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.06, 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 146 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЧЕВЫХ СИГНАЛОВ И МОДЕЛЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЧИ И СЛУХОВОГО ВОСПРИЯТИЯ

1.1. Модели формирования речевого и вокального звука.

1.2. Основные характеристики вокальной речи

1.3. Об особенностях формирования высокой певческой форманты.

Выводы по разделу

2. МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО АНАЛИЗА ПЕВЧЕСКИХ ГОЛОСОВ НА ОСНОВЕ КОЭФФИЦИЕНТА ОТНОШЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТЕЙ ФОРМАНТ КОИФ
2.1. Методика спектрального анализа вокальных гласных и оценка погрешностей измерений

2.2. Исследование спек тров вокальных гласных

2.2.1. Исследование музыкальных фраз

2.2.2. Исследование формантной структуры основных вокальных гласных на основе КОИФ на всем диапазоне исполнения мужских голосов бас, баритон, тенор.
Выводы по разделу
3. КОРРЕКЦИЯ ВОКАЛЬНЫХ ГЛАСНЫХ НЕПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ИСПОЛНИТЕЛЯ С ПОМОЩЬЮ КОИФ.
3.1. Сравнение КОИФ с Коэффициентом звонкости Кзв В.II. Морозова
3.2. Исследование влияния соотношения высокой и низкой певческих формант на восприятие вокального звука
3.2.1. Сопоставление КОИФ для разных певцов. Отличие их голосов в субъективном восприятии.
3.2.2. Моделирование для одного певца различных соотношений КОИФ
3.2.3. Экспертная оценка результатов
3.3. Разработка структурной схемы устройства коррекции.
3.4. Моделирование цифровых полосовых фильтров для выделения областей верхней и нижней формант в устройстве коррекции
3.5. Исследование корректирующего устройства.
3.6. Экспертная оценка скорректированного музыкального фрагмента
Выводы по разделу.
4. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ВОКАЛЬНОЙ РЕЧИ КАК НЕСТАЦИОНАРНОГО СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА. ВОПРОСЫ ОЦЕНКИ ИЗМЕНЕНИЯ МГНОВЕ1 ГНОЙ ЧАСТОТЫ
4.1. Вокальная речь как нестационарный случайный процесс
4.2. Разработка цифрового метода и алгоритма анализа вокальных акустических сигналов как нестационарного случайного процесса.
4.3. Интонационный анализ исполнения романса П.И. Чайковского профессиональными вокалистами.
4.4. Исследование изменения мгновенной частоты основного тона вибрато
у профессиональных исполнителей.
Выводы по разделу.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


По теме диссертации опубликовано научных работ, из них 5 статей (3 статьи в центральной печати) и статей и тезисов докладов на научно-технических конференциях. Структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы. Содержание диссертации изложено на 6 страницах и включает 5 рисунков, таблицы и список литературы из наименований. Во введении обоснована актуальность темы диссертации, обозначены цель и основные задачи, которые необходимо решить для достижения поставленной цели, показаны научная новизна и практическая значимость работы, сформулированы научные положения, выносимые на защиту, приведено краткое содержание диссертационной работы. В первой главе рассмотрены основные характеристики и особенности разговорной и вокальной речи. В п. В п. Следствием отличий вокальной речи от разговорной является более широкий частотный диапазон, большой динамический диапазон, особое спектральное распределение мощности и пр. Субъективные оценки тембра певческого голоса связаны, прежде всего, с его спектральными характеристиками (звонкость, яркость, полетность и др. Поэтому особые требования к тембру певческого голоса приводят к особенностям в настройке резонансов голосового тракта, т. Одним из главных отличий вокальной речи от разговорной является высокая певческая форманта - это группа усиленных обертонов в области - Гц у мужчин и - Гц у женщин, придающих голосу звонкость и полетность. Также в спектре голоса певца присутствуют область низкой певческой (первой речевой) форманты (НПФ) (0 Гц - Гц) и область средней певческой (второй речевой) форманты (СПФ) (0 Гц - Гц). Природа образования НПФ общепризнанна и не подвергается сомнению со стороны исследователей, однако механизм образования ВПФ вызывает споры. В п. ВПФ посредством эффекта «краевых тонов» Е. А. Рудакова и резонансная теория происхождения ВПФ В. П. Морозова. По мнению Е. А. Рудакова, механизмом происхождения высокой певческой форманты является «краевой тон» голосовых связок, формируемый подобно свисту. В момент фазы смыкания и размыкания голосовых связок между ними на очень короткое мгновение создается небольшое отверстие, через которое прорывается подсвязочное давление, создающее «вихри» и «краевые тоны» с частотой приблизительно около Гц. Из этой теории также следует, что верхняя форманта должна представлять собой серии прерывистых, быстро затухающих колебаний. В.П. Морозов считает, что края голосовых связок при пении нот разной силы и высоты сильно изменяют свои физические свойства. Это должно было бы сказываться и на изменении частотных характеристик высокой певческой форманты. Однако этого не происходит, и у хороших певцов частота высокой форманты при изменении силы и высоты голоса остается практически неизменной. Поэтому В. П. Морозов говорит «скорее о резонансном механизме ее происхождения». В диссертации предлагается взгляд на эту проблему с точки зрения теории сигналов. Модель формирования ВПФ голосовыми связками была представлена в виде периодической последовательности импульсов с огибающей в форме усеченных косинусоид с высокочастотным заполнением. После расчетов видно, что спектр такой последовательности имеет гармоники (номера гармоник - ) большой интенсивности именно на частоте высокой певческой форманты. Для вычисления данного спектра частоту основного тона взяли равной 3 Гц (что соответствует малой октавы), частоту высокочастотного заполнения усеченных косинусоид, равную Гц. Анализ голосов профессиональных исполнителей показал, что добротность резонансных полостей, настроенных на область высокой певческой форманты, имеет значения в пределах от 3 до 7. Такие значения добротности резонаторов не могут обеспечить высокую интенсивность ВПФ, которая наблюдается в спектрах голосов профессиональных вокалистов. Таким образом, при постановке голоса у профессиональных исполнителей возникает механизм образования ВПФ посредством эффекта «краевого тона» с последующим выделением в резонаторной области, поэтому теории образования высокой певческой форманты Е. А. Рудакова и В. П. Морозова являются взаимодополняющими.