基于嗓音源变换函数的声门发声效率估计方法

在澄清嗓音源概念的基础上提出了一种以嗓音源变换函数为基础的声门发声效率估计方法。将嗓音源变换函数定义为声门上声学嗓音源与声门气流体积速度波在频域上的比值。通过精心设计的活体犬喉及人体发声实验分别在不同元音、压紧嗓音、气声、假声和典型喉病变条件下。采用稳态元音发声方式对这一新的声门发声效率估计方法实验研究；并与其他发声效率方法综合比较。结果表明，该方法能消除上声道传输与共鸣作用的影响，能反映不同发声方式的差异；频域平均声门发声效率反映了物理定义上的声门发声效率的变化，而声门基频发声效率的变化与ＡＣ／ＤＣ比值变化一致。     

嗓音的测试与处理系统

本文介绍了一种无侵入、直接、客观、定量地反映发声过程中声带振动特性及嗓音嘶哑程度的自动测试与处理系统．该系统具有多路生理信号检测，电声门图参数提取，诣波噪声比分析，扰动分析，频谱分析，语话图分析等多种信息处理功能．实验与临床使用结果表明，本系统在正常与病变发声检查、艺术嗓音测试等方面具有重要应用价值．     

利用声带动力学模型参数反演方法进行病变嗓音分类

提出一种声带动力学模型参数反演方法,从发声机理角度对声带病变嗓音进行有效区分。依据声带生理组织和伯努利定律构建声带动力学模型,确定模型优化参数向量,耦合声门气流获取模型声门波;利用迭代自适应逆滤波算法获得实际嗓音声门波作为目标声门波;采用遗传优化算法提出通过匹配目标和模型声门波特征参数实现模型参数反演。实验结果表明,表征声门波的各时频域参数匹配相对误差不超过2%;依据反演所获模型参数提出去除声门下压影响的平均归一化缩放系数,克服声带非对称性特征在区分病变嗓音方面的不足,实现病理嗓音的全面有效区分。      

声带上表面振动黏膜波波速的激光测振估计方法

发声过程中声带组织振动的黏膜波测量对于声带组织力学特性和病理机制研究具有重要意义。本研究利用多普勒激光测振(Laser Doppler Vibrometer,LDV)和电声门图时间同步方法,对声带上表面的振动过程进行了重建,并基于该结果估计了黏膜波传播速度。通过离体犬喉发声实验,激光测振方法能够得到与高速光学方法相一致的黏膜波速度估计,并且能够重建不同时刻的声带上表面形态,证明了该方法应用于声带上表面振动特性研究的可行性和有效性。然而,由于单点测振的局限和时间同步的要求,稳态发声是保证该方法测量准确性的重要条件。      

基于声带振动模型和声门波的嘶音研究

本文根据嘶音的主要病理表现为声带的病变、声门波反映了声带的运动状态，提出基于非对称四质量块声带振动模型及声门波分析一合成的嘶音研究方法。将嘶音信号波形与其声门波、声带振动模型联系起来，通过对正常语音和嘶哑病人术前术后语音信号的声门波和声带振动模型特征参数的研究，给出了常态语音和嘶音的声门波周期性、声带两侧参数对称性等参数的对比结果，分析了模型参数与嘶音生理与病理因素之间的关系。实验表明，基于声门波和声带振动模型的嘶音研究可以揭示嘶音的声学特征参数与病理因素的关系，为实现喉科疾病无接触诊断以及嘶音音质的改善提供理论和实验依据。     

嗓音源谐波噪声独立分量分离估计方法

以发声生理和病理为基础,针对唇端语音、线性预测反滤波处理后的声门气流体积速度波和颈前体表传导嗓音信号分别采用独立分量分析,分离出谐波与噪声信号,并估计其谐波噪声比。在不同元音、不同发声方式以及不同病变条件下给出了实验结果,并与传统的谐波噪声比计算方法进行综合比较。分别证实了在正常和病变条件下更客观、准确地判断嘶音程度和喉病的适应方法。对发声基础研究、语言声学和喉病检测等领域有重要意义。     

嗓音的测试与处理系统

本文介绍了一种无侵入、直接、客观、定量地反映发声过程中声带振动特性及噪音嘶哑程度的自动测试与处理系统。该系统具有多路生理信号检测，电声门图参数提取，谐波噪声比分析，扰动分析，频谱分析，语谱图分析等多种信息处理功能。实验 临床使用结果表明，本系统在正常与病变发声检查、艺术噪音测试等方面具有重要应用价值。     

光声门图理论、实验与应用

首次建立了光声门图数学模型。以相乘同态信号模型和对声带振动的研究结果为基础,提出、研究并实现了光声门图信号数字处理。仪器使用结果表明,光声门图技术对喉科学、艺术嗓音、语言学、语音声学及语言信号数字处理等领域具有广泛和重要的应用价值。     

高速摄影成像分析声带振动发声的前后不对称性

高速摄影成像直接观察到声带振动的前后不对称性。将11个离体狗喉声带进行发声实验,设置3组声门下压分别为10 cm H₂O,20 cm H₂O和30 cm H₂O,利用高速摄像仪和传声器,分别记录不同声门下压的声带振动图像和声信号.对高速摄影成像与同步采集的声信号基频进行定量分析和比较,基频均随声门下压的增大而增加。此外,对两种测量方法得到的基频进行相关分析比较,得到在同一声门下压下两种方法的基频相关系数均大于0.9,表明高速摄影成像得到的基频与声信号的基频具有高度相关性。高速摄影成像能直观地测量声带振动行为,对研究声带振动发声机理提供了有价值的测量手段。高速摄影获得的声带线性结构上25%,50%,75%位置处的振动幅度,显示了声带前后振动不对称且声门下压较低时振动不对称较明显。      

速调型相对论返波管理论研究

对速调型相对论返波管慢波结构色散特性及束波相互作用进行了理论研究。色散特性研究表明:器件工作模式为TM01模,近点,耦合阻抗较高。色散特性预测的工作频率与粒子模拟结果非常接近。慢波结构峰值增长率相对较小,这与电子束与慢波结构相距较大有关,因而器件从起振到饱和的时间较长。在束波相互作用理论中,全面考虑了电子束与慢波结构前向波基波、反向波－1次空间谐波及空间电荷场相互作用、谐振反射器对电子束进行的束流调制和能量调制作用,以及调制腔和提取腔处引入的耦合阻抗及轴向波数突变。稳态和非稳态计算结果均获得了超过40%的束波转换效率。     

息肉与麻痹喉声源分类中非线性动力学发声系统模型研究

提出一种非线性动力学建模仿真发声系统,分类息肉和麻痹喉声源的方法,为声带疾病分类时参数选择提供了依据。首先介绍息肉和麻痹声带力学模型,耦合声门气流产生喉声源,求取喉声源频率(基频)、基频微扰;提出用庞加莱截面,分岔图对模型振动进行非线性分析;改变声带病理参数及声门下压,分析频率参数和混沌参数李雅普诺夫指数的变化。仿真实验结果表明,声带麻痹减小了发声基频,且只在一定压力范围内出现混沌振荡;息肉声带的混沌则分布在整个压力范围内。根据最大李雅普诺夫指数随声门下压变化的差异性分布,有助于识别并分类声带息肉和声带麻痹。      

影响声带振动模式的喉疾病物理分类

通过分析声带的生理结构和喉疾病对声带振动模式的影响，从物理上将喉疾病根据其起因归纳为主要影响声带本体层振动和主要影响声带覆盖层振动的两大类；并认为频域相对信噪比是区分病态噪音和正常嗓音的有效参数，协同监视病态嗓音的频率微扰商和振幅微扰商参数的异常可基本识别上述两类疾病。     

中国粤剧旦角发声特性实验研究

戏曲演员发声特性是厅堂音质研究的重要基础数据。为研究中国粤剧旦角演员发声特性,在全消声室内以4位花旦、2位青衣和1位老旦为例,针对念白、清唱和语言三种发声方式,在大、中、小三种发声力度下,分析不同旦角演员在0.3 m处的声压级、动态范围和频率特性曲线,探讨发声特性与发声方式、发声内容、发声力度和行当之间的关系。结果显示在相同的发声力度下,声压级由大到小的发声方式依次为清唱、念白和语言;老旦的动态范围最大,其次是青衣和花旦;清唱内容对发声频率特性曲线影响较小,而发声方式和行当影响较大;演员以不同力度发声时各频率特性曲线形状相似。该文的实验结果将为戏曲厅堂音质设计、建筑物隔声设计和电声系统设计提供科学依据。     

息肉与麻痹喉声源分类中非线性动力学发声系统模型研究

提出一种非线性动力学建模仿真发声系统,分类息肉和麻痹喉声源的方法,为声带疾病分类时参数选择提供了依据。首先介绍息肉和麻痹声带力学模型,耦合声门气流产生喉声源,求取喉声源频率(基频)、基频微扰;提出用庞加莱截面,分岔图对模型振动进行非线性分析;改变声带病理参数及声门下压,分析频率参数和混沌参数李雅普诺夫指数的变化。仿真实验结果表明,声带麻痹减小了发声基频,且只在一定压力范围内出现混沌振荡;息肉声带的混沌则分布在整个压力范围内。根据最大李雅普诺夫指数随声门下压变化的差异性分布,有助于识别并分类声带息肉和声带麻痹。     

用DIS数字化信息系统测量金属棒中声速的有效方法

本文设计了一种将驻波法与声波传感器相结合测定金属棒中声速的有效方法.将金属棒固定在中点,沿轴向摩擦激励纵振动并在棒中形成驻波而发声,用DIS数字化信息系统接收声波信号,得到波形图,由此测得棒中声波的基频和声速.本文分别测定了铝、钢、黄铜、紫铜4种不同金属材料棒中的声速.结果表明,同种材料、不同长度金属棒中声速的测量结果基本相同;各种金属棒中声速的测量值与公认值的相对误差小于6.00%.此方法的特点是将声波信号变成可视波形,并可从波形图中直接提取准确的计算参数.     

声门波平均频谱的计算

本文依照简化的声门波模型,提出了对声门波平均频谱的计算。利用这些计算结果,能精确地测量声道的频谱。在平均频谱的计算中,考虑到占空比及三角波不对称性对它们的影响。对于汉语的四声变化分别给出了相应的声门波平均频谱,并把这些结果与传统的声门波频谱进行比较。     

非对称黏性空气动力学声带模型及其病理喉声源分类

二质量块模型(SH模型)在模拟病理发声时未考虑弹性力对发声系统的影响,也未考虑黏性气流在声门闭合阶段的作用,本文提出一种非对称黏性空气动力学声带模型(ISAC模型)。对非对称振动时的附加弹性系数和弹性形变进行分析,修正质量块所受的碰撞力,随位移量变化调节原始模型中的劲度系数,模拟环甲肌和甲杓肌的张力作用;通过声门倾角变化得到声门处的气流分布,以实现声带壁上的非对称气流压力作用。该模型应用于发声病理诊断,模型仿真和病理喉声源分类识别的实验结果显示,各声门特征参数相对误差不超过1.5%,ISAC模型的加权平均误差低于SH模型,二分类识别率和细分准确率均高于SH模型。      

激光诱导AZ31B镁合金薄板动态响应实验研究

为分析在激光冲击波作用下AZ31B镁合金薄板背面的动态响应,采用聚偏氟乙烯贴片传感器与数字示波器对强激光诱导的冲击波进行测量,得到压电波形,结合冲击波的传播特性,对弹塑性双波的传播规律进行了研究。结果表明:激光诱导的材料动态响应是快速的;压电波形图反映出的弹性前驱波与塑性加载波传播到靶材背面的时间与理论时间相符;弹性前驱波能量小引发的波形振幅较小,紧随着的塑性加载波能量大并引起较大振幅波动,弹塑性双波卸载过程与紧接着的加载过程导致了压电信号的波动振幅提高。     

Rijke管的实验研究和理论分析

为了探讨脉动燃烧器的原理,本文实验研究了Ｒｉｊｋｅ管中热源位置、温度和出口条件等参数对发声频谱、声压的影响,以及Ｒｉｊｋｅ管瞬态发声特性和热源饱和现象。借助Ｒａｙｌｅｉｇｈ准则,作了定性的理论分析,并与实验结果比较。从实验和理论两方面进行新的探索,来研究与Ｒｉｊｋｅ管相关的物理现象。     

光折变聚合物中载流子特性对空间电荷场的影响

根据适用于光折变聚合物系统的空间电荷场形成的动力学微分方程,将陷阱情况分为四类,分别讨论了光折变聚合物中光生载流子的量子产生效率及其迁移率对空间电荷场的稳态和动态特性的影响.结果发现空间电荷场的稳态特性相对于光生载流子的量子产生效率的变化比较敏感,而空间电荷场的动态特性则易受到载流子的迁移变化的影响.