RU2325111C2 - Relaxation process of vocal cords at resonant sound output - Google Patents
Relaxation process of vocal cords at resonant sound output Download PDFInfo
- Publication number
- RU2325111C2 RU2325111C2 RU2006110591/14A RU2006110591A RU2325111C2 RU 2325111 C2 RU2325111 C2 RU 2325111C2 RU 2006110591/14 A RU2006110591/14 A RU 2006110591/14A RU 2006110591 A RU2006110591 A RU 2006110591A RU 2325111 C2 RU2325111 C2 RU 2325111C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voice
- frequency
- soprano
- patient
- overtone
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Prostheses (AREA)
- Percussion Or Vibration Massage (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к медицине, логопедии, фониатрии. Может быть использовано при лечении дизартрии, заикания и логоневрозов, постановке голоса, нормализации функционального состояния нервных центров, связанных с управлением речевой функции.The invention relates to medicine, speech therapy, phoniatry. It can be used in the treatment of dysarthria, stuttering and logoneurosis, voice production, normalization of the functional state of the nerve centers associated with the management of speech function.
Уровень техникиState of the art
В настоящее время известно, что спазм голосовых складок (иногда используется термин "связки") является патологическим состоянием, которое наблюдается при различных нарушениях управления речевым аппаратом со стороны моторных нервных речевых центров, которые совместно с сенсорными и ассоциативными нервными речевыми центрами составляют единый речевой круг. Как правило, повышенный тонус моторных речевых центров вызывает избыточное напряжение мышц, регулирующих тонус голосовых складок. Данные патологические состояния наблюдаются при некоторых неврологических заболеваниях, например, при спастической дизартрии; в момент речевых спазмов при заикании и логоневрозах; при фониатрической патологии - гипертонусной дисфонии. Функциональная система - речевой круг (П.К.Анохин) является системой, использующей механизм биологической обратной связи (БОС). Соответственно, восстановление эффективного речеобразования и регулирования тонуса голосовых складок и по механизму БОС вызывает нормализацию функционального состояния нервных центров, связанных с управлением речевой функции.Currently, it is known that spasm of the vocal folds (the term “ligaments” is sometimes used) is a pathological condition that occurs with various disorders of the control of the speech apparatus by the motor nerve speech centers, which together with the sensory and associative nerve speech centers form a single speech circle. As a rule, the increased tone of the motor speech centers causes excessive muscle tension, regulating the tone of the vocal folds. These pathological conditions are observed in some neurological diseases, for example, with spastic dysarthria; at the time of speech spasms with stuttering and logoneurosis; with phoniatric pathology - hypertonic dysphonia. The functional system - the speech circle (P.K. Anokhin) is a system that uses the biological feedback mechanism (BFB). Accordingly, the restoration of effective speech formation and regulation of the tone of the vocal folds and according to the biofeedback mechanism normalizes the functional state of the nerve centers associated with the control of speech function.
Е.В.Лаврова дает следующее определение голоса. Голос - это совокупность разнообразных по своим характеристикам звуков, возникающих в результате колебания эластичных голосовых складок (Лаврова Е.В. Нарушения голоса // Логопедия / под ред. Волковой Л.С. - М., Просвещение, 1989, с.197).E.V. Lavrova gives the following definition of voice. The voice is a set of sounds of various characteristics that arise as a result of oscillations of the elastic vocal folds (Lavrova E.V. Voice disturbances // Speech therapy / under the editorship of L.V. Volkova - M., Education, 1989, p.197).
Обратимся к рассмотрению понятия звук голоса. Как указывает Телеляева Л.М., звук голоса - это колебание частиц воздуха, распространяющихся в виде волн сгущения и разрежения (Дмитриев Л.Б., Телеляева Л.М., Таптапова С.Л., Ермакова И.И. Фониатрия и фонопедия. - М., Медицина, 1990, с.24). Источником возникновения этих волн являются голосовые складки человека. И все бесконечное разнообразие звуков человеческого голоса является следствием изменения во времени только трех важнейших акустических параметров звука: частоты колебаний, их амплитуды и состава сложного звука, его спектра - соответственно высоты, силы и тембра звука. Именно эти три характеристики голоса выделяются в качестве основных большинством исследователей: Л.В.Нейманом, О.В.Правдиной, С.Л.Таптаповой, Е.В.Лавровой.We turn to the consideration of the concept of sound of voice. As Telelyaeva L.M. points out, the sound of a voice is an oscillation of air particles propagating in the form of waves of condensation and rarefaction (Dmitriev LB, Telelyaeva L.M., Taptapova S.L., Ermakova I.I. Phoniatrics and phonopedics . - M., Medicine, 1990, p.24). The source of these waves are the human vocal folds. And the whole infinite variety of sounds of the human voice is the result of a change in time of only three of the most important acoustic parameters of sound: the oscillation frequency, their amplitude and composition of a complex sound, its spectrum - respectively, the height, strength and timbre of sound. It is these three characteristics of the voice that are distinguished as the main ones by the majority of researchers: L.V. Neiman, O.V. Pravdina, S.L.Taptapova, E.V. Lavrova.
Е.В.Лаврова, Д.Вильсон рассматривают наряду с основными характеристиками явление резонанса. Причем Е.В.Лаврова акцентирует внимание на головном и грудном резонансе, а Д.Вильсон указывает на соотношение носового и ротового резонанса.E.V. Lavrova, D. Wilson consider the phenomenon of resonance along with the main characteristics. Moreover, E.V. Lavrova focuses on the head and chest resonance, and D. Wilson indicates the ratio of nasal and oral resonance.
Основываясь на данных названных выше исследователей, подробнее остановимся на рассмотрении таких характеристик звука, как сила, высота, тембр, резонанс, поскольку они являются определяющими для качества звучания голоса.Based on the data of the researchers mentioned above, we dwell in more detail on such characteristics of sound as strength, pitch, timbre, resonance, since they are decisive for the sound quality of a voice.
Высота звука - это субъективное восприятие органом слуха частоты колебательных движений. Чем чаще совершаются периодические колебания воздуха, тем выше мы воспринимаем звук. Качество высоты звука зависит от частоты колебательных движений голосовых складок в 1 секунду. Сколько смыканий и размыканий осуществляют они в процессе своих колебаний и сколько порций сгущенного подскладочного воздуха пропустят, такова и будет частота рожденного звука, то есть высота тона. Частота основного тона измеряется в Герцах и может изменяться в обычной разговорной речи у мужчин в пределах от 85 до 200 Гц, у женщин - от 160 до 340 Гц. Высота тона (ее изменения) определяет выразительность речи, является важнейшим средством передачи смысловой и эмоциональной информации при речевом общении людей (Правдина О.В. Логопедия. - М., Просвещение, 1969, с.49).The pitch of sound is the subjective perception by the hearing organ of the frequency of vibrational movements. The more often periodic fluctuations of air occur, the higher we perceive sound. The quality of the pitch depends on the frequency of the oscillatory movements of the vocal folds in 1 second. How many closures and openings they carry out in the process of their oscillations and how many portions of condensed backflush air they miss, such will be the frequency of the generated sound, that is, the pitch. The frequency of the fundamental tone is measured in Hertz and can vary in normal colloquial speech in men ranging from 85 to 200 Hz, in women - from 160 to 340 Hz. Pitch (its changes) determines the expressiveness of speech, is the most important means of transmitting semantic and emotional information during the speech communication of people (Pravdina OV Logopedia. - M., Education, 1969, p. 49).
Силой звука голоса называют субъективное ощущение размаха колебательных движений, его амплитуды. Чем больше амплитуда колебательных движений, тем сильнее звучит голос. Сила звука голоса, также как и его высота, задается гортанью и растет с увеличением подскладочного давления (Дмитриев Л.Б., Телеляева Л.М., Таптапова С.Л., Ермакова И.И. Фониатрия и фонопедия. - М., Медицина, 1990, с.26). Чем с большим напором прорываются сквозь голосовую щель порции воздуха, тем больше энергия, которую они несут, тем выше амплитуда колебаний частиц воздуха и, следовательно, сильнее их давление на барабанную перепонку уха. Только небольшая часть давления подскладочного пространства переходит в звук. Мышцы гортани вместе с мышцами, участвующими в выдохе, способствуют повышению подскладочного давления, то есть энергия звука, возникающего в гортани, есть результат работы дыхательных и гортанных мышц.The strength of the sound of a voice is called the subjective sensation of the range of oscillatory movements, its amplitude. The greater the amplitude of the oscillatory movements, the stronger the voice sounds. The strength of the sound of the voice, as well as its pitch, is set by the larynx and grows with increasing back pressure (Dmitriev LB, Telelyaeva L.M., Taptapova S.L., Ermakova I.I. Phoniatrics and phonopedics. - M., Medicine, 1990, p.26). The greater the pressure of air bursting through the glottis, the more energy they carry, the higher the amplitude of the oscillations of the air particles and, therefore, the greater their pressure on the eardrum. Only a small part of the pressure of the back space passes into the sound. The muscles of the larynx, together with the muscles participating in the exhalation, contribute to an increase in sub-back pressure, that is, the energy of the sound arising in the larynx is the result of the work of the respiratory and laryngeal muscles.
Р.Юссон отмечал, что "только 1/10-1/50 звуковой энергии, образовавшейся в гортани, выходит из ротового отверстия, остальная же часть вызывает вибрацию головы, шеи и груди". То есть коэффициент полезного действия голосового аппарата очень мал, и в работе над голосом необходимо учитывать механизмы, которые могут его повысить; вырабатывать такие способы постановки голоса, когда при наименьшей затрате мышечной энергии можно добиться хорошего акустического эффекта.R. Usson noted that "only 1 / 10-1 / 50 of the sound energy generated in the larynx comes out of the mouth opening, while the rest causes vibration of the head, neck and chest." That is, the efficiency of the vocal apparatus is very small, and in working on the voice it is necessary to take into account mechanisms that can increase it; to develop such methods of voice production, when with the least expenditure of muscle energy, you can achieve a good acoustic effect.
Тембр или окраска звука является существенной характеристикой качества голоса. Он отражает акустический состав сложных звуков и зависит от частоты и силы колебаний. В сложном звуке различают основной тон, который обуславливает высоту его звучания, и частичные звуки, или обертоны, сумма звучания которых определяет характер сложного звука. Частота обертонов обычно в 2, 3, 4 и т.д. раз больше, чем частота основного тона голоса. Возникновение обертонов связано с тем, что голосовые складки колеблются не только своей длиной, воспроизводя основной тон, но и отдельными частями. Эти частичные тоны дают общую форму колебания, которая определяет тембр; кроме того, тембр может изменяться от состояния надставной трубы. Тембр каждого речевого звука зависит от физиологического уклада, свойственного тому или иному звуку. Окраска же голоса каждого человека зависит от строения и функционирования всего голосового аппарата. Таким образом, индивидуальную окраску голосу придают обертоны, возникающие в результате колебаний отдельных частей голосовых складок. Усиление различных обертонов происходит вследствие явления резонанса, то есть можно говорить о том, что резонанс оказывает существенное влияние на тембр голоса (Лаврова Е.В. Нарушения голоса // Логопедия / под ред. Волковой Л.С. - М., Просвещение, 1989, с.62).The timbre or coloring of the sound is an essential characteristic of voice quality. It reflects the acoustic composition of complex sounds and depends on the frequency and strength of the vibrations. In a complex sound, the main tone is distinguished, which determines the pitch of its sound, and partial sounds, or overtones, the sum of the sound of which determines the nature of the complex sound. The frequency of the overtones is usually 2, 3, 4, etc. times that of the pitch of the voice. The appearance of overtones is due to the fact that the vocal folds fluctuate not only in their length, reproducing the main tone, but also in separate parts. These partial tones give a general waveform that defines the timbre; in addition, the timbre may vary from the state of the extension pipe. The timbre of each speech sound depends on the physiological structure inherent in one or another sound. The coloring of the voice of each person depends on the structure and functioning of the entire vocal apparatus. Thus, overtones arising as a result of vibrations of individual parts of the vocal folds give an individual coloring to the voice. The amplification of various overtones occurs due to the resonance phenomenon, that is, it can be said that resonance has a significant effect on the voice timbre (E.V. Lavrova Voice disturbances // Speech therapy / edited by L.V. Volkova - M., Education, 1989 , p. 62).
Резонанс - резкое возрастание амплитуды колебаний, возникающее при совпадении частоты колебаний внешней силы с частотой собственных колебаний системы. Под резонатором в акустике подразумевают какой-либо объем воздуха, заключенный в упругие стенки с выходным отверстием (Дмитриев Л.Б., Телеляева Л.М., Таптапова С.Л., Ермакова И.И. Фониатрия и фонопедия. - М., Медицина, 1990, с.30). В голосовом аппарате человека имеется множество полостей и трубок, в которых могут развиться явления резонанса: трахея и бронхи, полость гортани, глотки, рта, носоглотки, носа и околоносовых пазух. Л.Б.Дмитриев, Л.М.Телеляева отмечают, что одни из этих полостей (например, полость носа и околоносовые пазухи) не изменяются по форме и размерам, следовательно, всегда усиливают одни и те же обертоны, порождают постоянно присутствующие в голосе призвуки, они не могут быть специально приспособлены для усиления каких-либо других обертонов. Другие легко меняют свою форму и размеры (глотка, ротовая полость) и могут быть использованы для изменения исходного тембра, усиливая определенные группы тонов. Е.В.Лаврова акцентирует внимание на двух основных резонаторах: головном и грудном. Под головным понимаются полости, расположенные выше небного свода, в лицевой части головы. При использовании этого резонанса голос приобретает яркий полетный характер, возникает ощущение вибрации лицевой части головы. При грудном резонировании ясно ощущается вибрация грудной клетки. Резонаторами здесь являются трахея и крупные бронхи. Голос при грудном резонировании насыщенный, тембр "мягкий". Хороший, полноценный голос одновременно озвучивает головной и грудной резонаторы.Resonance is a sharp increase in the amplitude of oscillations that occurs when the frequency of oscillations of an external force coincides with the frequency of natural oscillations of the system. A resonator in acoustics means any volume of air enclosed in elastic walls with an outlet (Dmitriev LB, Telelyaeva L.M., Taptapova S.L., Ermakova I.I. Phoniatrics and phonopedics. - M., Medicine, 1990, p.30). In the human vocal apparatus there are many cavities and tubes in which resonance phenomena can develop: the trachea and bronchi, the larynx, pharynx, mouth, nasopharynx, nose and paranasal sinuses. L.B.Dmitriev, L.M. Telelyaeva note that some of these cavities (for example, the nasal cavity and paranasal sinuses) do not change in shape and size, therefore, they always reinforce the same overtones, give rise to constantly present sounds in the voice , they cannot be specially adapted to amplify any other overtones. Others easily change their shape and size (pharynx, oral cavity) and can be used to change the initial tone, enhancing certain groups of tones. E.V. Lavrova focuses on two main resonators: head and chest. Under the head refers to the cavity located above the palatine arch, in the front of the head. When using this resonance, the voice acquires a bright flight character, there is a sensation of vibration of the front of the head. With chest resonance, chest vibration is clearly felt. Resonators here are the trachea and large bronchi. The voice during chest resonance is saturated, the tone is “soft”. A good, full-fledged voice simultaneously voices the head and chest resonators.
От ощущений резонирования звука в голове и груди получили свое название регистры голоса - головной, грудной и смешанный (микст). Головной регистр включает в себя высокие звуки. Он отличается бедностью обертонов. Типичным образцом головного регистра является фальцетный голос. Грудной регистр богат обертонами. К нему относятся низкие тоны голоса. К миксту относятся средние тоны голоса. Для смешанного регистра характерно и головное и грудное резонирование; и такой голос принято считать наиболее приемлемым в речи.From the sensations of sound resonating in the head and chest, the voice registers - head, chest and mixed (mixed) - got their name. The head register includes high sounds. It is characterized by poverty overtones. A typical example of the head register is a falsetto voice. The pectoral register is rich in overtones. It includes low tones of voice. Mixed tones include midtones. For a mixed register, both head and chest resonance are characteristic; and such a voice is considered the most acceptable in speech.
Система взаимосвязанных резонаторов (гортань, глотка, ротовая полость) не только резонирует, накапливая звуковую энергию, но и, колеблясь, создает работающим голосовым складкам определенное сопротивление сверху. Это сопротивление называется импедансом. Л.Б.Дмитриев, Л.М.Телеляева, С.П.Таптапова, Е.В.Лаврова отмечают, что оптимальные условия для функции голосового аппарата появляются при создании в надскладочных полостях определенного сопротивления порциям подскладочного воздуха, который проходит сквозь колеблющиеся голосовые складки, так как при этом голосовые мышцы совершают колебательные движения с умеренной затратой энергии, извлекая звук большой силы.The system of interconnected resonators (larynx, pharynx, and oral cavity) not only resonates, accumulating sound energy, but also, fluctuating, creates a certain resistance to the working voice folds from above. This resistance is called impedance. L.B.Dmitriev, L.M. Telelyaeva, S.P.Taptapova, E.V. Lavrova note that the optimal conditions for the function of the vocal apparatus appear when creating in the super-fold cavities a certain resistance to portions of the extra-fold air that passes through the vibrating vocal folds , since in this case the vocal muscles perform oscillatory movements with a moderate expenditure of energy, extracting a sound of great strength.
Таким образом, постановку голоса следует рассматривать как процесс нахождения правильной взаимосвязи между резонаторами, расположенными над голосовыми складками, напряжением мышц голосовых складок, величиной подскладочного давления и резонаторами, расположенными под голосовыми складками. Данный процесс осуществляется при помощи функциональной системы - речевой круг, использующей механизм биологической обратной связи и состоящей из моторных, сенсорных и ассоциативных нервных речевых центров.Thus, voice staging should be considered as the process of finding the correct relationship between the resonators located above the vocal folds, the tension of the muscles of the vocal folds, the magnitude of the sub-back pressure and the resonators located under the vocal folds. This process is carried out using a functional system - the speech circle, using the biological feedback mechanism and consisting of motor, sensory and associative nerve speech centers.
Из вышесказанного следует, что максимально возможная релаксация голосовых складок в процессе речеобразования происходит только при резонансном речеобразовании, когда голосовые мышцы совершают колебательные движения с минимальной затратой энергии.From the foregoing, it follows that the maximum possible relaxation of the vocal folds during speech formation occurs only with resonant speech formation, when the vocal muscles perform oscillatory movements with minimal energy consumption.
Определение частоты резонаторов по измерению анатомических размеров данных резонаторов проводились Л.Б.Дмитриевым в 1955-1962 гг. Показано, что длина верхних резонаторов (над голосовыми складками) тем больше, чем ниже тип голоса. Измерение длины резонаторов по рентгеновским снимкам дали следующие цифры: у сопрано - 15,3-18,5 см; у теноров - 19,0-22,0 см; у басов - 22,3-25,0 см.The determination of the resonator frequency by measuring the anatomical dimensions of these resonators was carried out by L.B.Dmitriev in 1955-1962. It is shown that the length of the upper resonators (above the vocal folds) the greater, the lower the type of voice. Measurement of the length of the resonators by x-rays gave the following figures: for soprano - 15.3-18.5 cm; for tenors - 19.0-22.0 cm; bass - 22.3-25.0 cm.
В настоящее время известны аналоги - способы резонансного пения и речеобразования, которые определяют степень вовлечения резонаторов по субъективным признакам, основанным на субъективных ощущениях вибрации грудной клетки, ощущении голоса в голове и т.п.At present, analogues are known - methods of resonant singing and speech formation, which determine the degree of resonator involvement by subjective signs based on subjective sensations of chest vibration, sensation of voice in the head, etc.
Например, в своей книге Кристин Линклэйтер (Освобождение голоса. М.: Издательство ГИТИС, 1993) пишет: "Ощущая головное резонирование, певец ориентируется в работе голосовых складок. В результате головного резонирования голос обретает "полетность", собранность, "металл". Грудное резонирование сообщает звуку полноту и объемность звучания." Недостатком данного метода является невозможность объективного контроля степени напряжения голосовых складок и степени вовлечения резонаторов.For example, in his book Kristin Linklater (Liberation of the Voice. M .: Publishing House GITIS, 1993) writes: "Sensing head resonance, the singer is guided by the work of the vocal folds. As a result of head resonance, the voice acquires" flight ", concentration," metal ". Breast resonance tells the sound the fullness and volume of the sound. " The disadvantage of this method is the impossibility of objective control of the degree of tension of the vocal folds and the degree of involvement of the resonators.
Другой аналог способа описан в монографии Морозова В.П. "Искусство резонансного пения. Основы резонансной теории и техники". М., Изд. МГК, ИП РАН, 2002. Описаны опыты, в которых степень вибрации грудного резонатора определялась на поверхности грудной клетки при помощи пьезодатчиков. Показано, что при резонансном голосообразовании увеличивается степень вибрации грудной клетки, увеличивается интенсивность звука при снижении или не увеличении напряжения тонуса мышц голосовых складок. Данное известное техническое решение принято в качестве прототипа как наиболее близкий по достигаемому результату аналог.Another analogue of the method is described in the monograph of V. Morozov. "The art of resonant singing. Fundamentals of resonant theory and technology." M., ed. MGK, IP RAS, 2002. Experiments are described in which the degree of vibration of the chest cavity was determined on the surface of the chest using piezoelectric sensors. It is shown that with resonant voice formation, the degree of vibration of the chest increases, the sound intensity increases with a decrease or no increase in muscle tone of the vocal folds. This well-known technical solution was adopted as a prototype as the closest analogue to the achieved result.
К недостаткам прототипа следует отнести невозможность точного определения резонансной высоты основного тона на основе объективных данных измерения размеров анатомических резонаторов и состояния гарантированной релаксации голосовых складок в процессе речеобразования. Предлагаемое изобретение направлено на сохранение всех положительных свойств прототипа и достижение положительного результата, который выражается в устойчивой фактической перестройке у тренирующегося высоты и тембра голоса, который психологически воспринимается как ненапряженный голос, богатый обертонами. В конечном итоге указанный положительный результат позволяет максимально эффективно использовать речеобразующую функциональную систему при минимальном напряжении голосовых складок за счет резонансного речеобразования.The disadvantages of the prototype include the impossibility of accurately determining the resonant pitch pitch based on objective measurement data of the size of the anatomical resonators and the state of guaranteed relaxation of the vocal folds during speech formation. The present invention is aimed at preserving all the positive properties of the prototype and achieving a positive result, which is expressed in a stable actual restructuring of the training pitch and timbre of the voice, which is psychologically perceived as an unstressed voice rich in overtones. Ultimately, the specified positive result allows the most efficient use of the speech-forming functional system with a minimum voltage of the vocal folds due to resonant speech formation.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Указанный положительный результат обеспечивается последовательным проведением измерения длины позвоночника одним из известных способов. Потом определяют резонансную частоту основного тона по длине позвоночника, выступающего в качестве анатомического резонатора, компьютерный анализ речевого сигнала, получаемого посредством микрофона от пациента, проводят путем его спектрального анализа с определением частоты, спектральной плотности мощности основного тона и первого обертона, затем проводят практическое занятие с использованием компьютерного спектрального анализа текущего речевого сигнала, получаемого посредством микрофона от пациента, путем мониторирования в режиме реального времени частоты, спектральной плотности мощности основного тона и первого обертона, при этом пациент посредством перестройки высоты и спектра своего голоса выполняет задание по удержанию реальной частоты основного тона на резонансной частоте и по уменьшению значений спектральной плотности мощности основного тона ниже значений первого обертона, что является индикатором степени резонансного речеобразования и обеспечивает гарантированную релаксацию голосовых складок.The specified positive result is ensured by sequential measurement of the length of the spine using one of the known methods. Then, the resonant frequency of the fundamental tone is determined along the length of the spine, acting as an anatomical resonator, a computer analysis of the speech signal received by the microphone from the patient is carried out by spectral analysis with determination of the frequency, spectral power density of the fundamental tone and the first overtone, then a practical lesson is conducted with using computer-aided spectral analysis of the current speech signal obtained by the microphone from the patient, by monitoring in less than the real time frequency, the power spectral density of the fundamental tone and the first overtone, while the patient, by adjusting the pitch and spectrum of his voice, performs the task of keeping the real frequency of the fundamental tone at the resonant frequency and decreasing the spectral density of the power of the fundamental tone below the values of the first overtone, which It is an indicator of the degree of resonant speech formation and provides guaranteed relaxation of the vocal folds.
Резонансную частоту основного тона определяют по формуле λ=V/(K·L), где λ - частота основного тона (Гц), V - скорость звука в окружающей среде - воздухе (м/сек), L - длина позвоночника, выступающего в качестве анатомического резонатора (м), К - коэффициент типа голоса, который выбирают из отношения чисел ряда Фибоначчи F(n)=0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34... В частности:The resonant frequency of the fundamental tone is determined by the formula λ = V / (K · L), where λ is the fundamental frequency (Hz), V is the speed of sound in the environment - air (m / s), L is the length of the spine, acting as anatomical resonator (m), K is the coefficient of the type of voice, which is selected from the ratio of the numbers of the Fibonacci series F (n) = 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34 ... In particular:
К=21/3 - для очень низкого мужского голоса (бас профундо)K = 21/3 - for a very low male voice (bass profundo)
К=5/1 - для низкого мужского голоса (бас)K = 5/1 - for a low male voice (bass)
К = пределу Р(n+3)/Р(n) = число Фидия в кубе ~4.236 (драматический баритон)K = limit P (n + 3) / P (n) = Phidium number in a cube ~ 4.236 (dramatic baritone)
К=8/2 - для стандартного мужского голоса (баритон)K = 8/2 - for a standard male voice (baritone)
К=3/1- для низкого женского голоса (тенор, контральто)K = 3 / 1- for a low female voice (tenor, contralto)
К = пределу Р(n+2)/Р(n) = число Фидия в квадрате ~2.618 (драматическое меццо-сопрано)K = limit P (n + 2) / P (n) = Phidium number squared ~ 2.618 (dramatic mezzo-soprano)
К=5/2 - для стандартного женского голоса (меццо-сопрано)K = 5/2 - for a standard female voice (mezzo-soprano)
К=2/1 - для высокого женского голоса (сопрано)K = 2/1 - for a high female voice (soprano)
К = пределу Р(n+1)/Р(n) = число Фидия ~1.618 (лирическое сопрано)K = limit P (n + 1) / P (n) = Phidius number ~ 1.618 (lyrical soprano)
К=3/2 - для очень высокого женского голоса (колоратурное сопрано)K = 3/2 - for a very high female voice (coloratura soprano)
К=1/1 - для ребенкаK = 1/1 - for the child
Коэффициент типа голоса для любого анатомического резонатора выбирают из отношения чисел ряда Фибоначчи F(n)=0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34... Данный выбор обусловлен известным свойством ряда Фибоначчи, отражающим математические принципы построения анатомических и функциональных систем организма, а также известным отношением между членами данного ряда, стремящимся к "золотому сечению", обнаруживаемому в пропорциях построения человеческого организма. Коэффициенты типа голоса являются отношением целочисленных значений, соответствующих общим обертонам резонатора и основного тона при линейном резонансе, числа Фидия в различных степенях являются коэффициентами объемных резонаторов.The voice type coefficient for any anatomical resonator is selected from the ratio of the numbers of the Fibonacci series F (n) = 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34 ... This choice is due to the well-known property of the Fibonacci series, which reflects mathematical the principles of constructing the anatomical and functional systems of the body, as well as the well-known relationship between the members of this series, striving for a "golden section", found in the proportions of the construction of the human body. Voice-type coefficients are the ratio of integer values corresponding to the general overtones of the resonator and the fundamental tone at linear resonance, the Phidium numbers in various degrees are the coefficients of the volume resonators.
Мониторирование в режиме реального времени частоты, спектральной плотности мощности основного тона и первого обертона осуществляют посредством компьютера.Real-time monitoring of the frequency, power spectral density of the fundamental tone and the first overtone is carried out by means of a computer.
На чертеже представлен график спектральной плотности мощности произносимой речи при практическом занятии.The drawing shows a graph of the spectral power density of the delivered speech in a practical lesson.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention
Имеются известные методы определения длины позвоночника. Например, при помощи "Измерителя профиля позвоночника (Курвиметра)", созданного в лаборатории биомеханики Института ортопедии и травматологии, г.Киев. После измерения длины позвоночника рассчитывают резонансную частоту основного тона по формуле λ=V/(K·L), где λ - частота основного тона (Гц), V - скорость звука в окружающей среде - воздухе (м/сек), L - длина позвоночника, выступающего в качестве анатомического резонатора (м), К - коэффициент типа голоса, который выбирают из отношения чисел ряда Фибоначчи F(n)=0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34... В частности:There are known methods for determining the length of the spine. For example, using the "Spine Profile Meter (Curvimeter)" created in the biomechanics laboratory of the Institute of Orthopedics and Traumatology, Kiev. After measuring the length of the spine, the resonance frequency of the fundamental tone is calculated using the formula λ = V / (K · L), where λ is the frequency of the fundamental tone (Hz), V is the speed of sound in the environment - air (m / s), L is the length of the spine acting as an anatomical resonator (m), K is a coefficient of the type of voice, which is selected from the ratio of the numbers of the Fibonacci series F (n) = 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34 ... In particular:
К=21/3 - для очень низкого мужского голоса (бас профундо)K = 21/3 - for a very low male voice (bass profundo)
К=5/1 - для низкого мужского голоса (бас)K = 5/1 - for a low male voice (bass)
К = пределу Р(n+3)/Р(n) = число Фидия в кубе ~4.236 (драматический баритон)K = limit P (n + 3) / P (n) = Phidium number in a cube ~ 4.236 (dramatic baritone)
К=8/2 - для стандартного мужского голоса (баритон)K = 8/2 - for a standard male voice (baritone)
К=3/1- для низкого женского голоса (тенор, контральто)K = 3 / 1- for a low female voice (tenor, contralto)
К = пределу Р(n+2)/Р(n) = число Фидия в квадрате ~2.618 (драматическое меццо-сопрано)K = limit P (n + 2) / P (n) = Phidium number squared ~ 2.618 (dramatic mezzo-soprano)
К=5/2 - для стандартного женского голоса (меццо-сопрано)K = 5/2 - for a standard female voice (mezzo-soprano)
К=2/1 - для высокого женского голоса (сопрано)K = 2/1 - for a high female voice (soprano)
К = пределу Р(n+1)/Р(n) = число Фидия ~1.618 (лирическое сопрано)K = limit P (n + 1) / P (n) = Phidius number ~ 1.618 (lyrical soprano)
К=3/2 - для очень высокого женского голоса (колоратурное сопрано)K = 3/2 - for a very high female voice (coloratura soprano)
К=1/1 - для ребенкаK = 1/1 - for the child
Компьютерный спектральный анализ осуществляют с использованием специального программно-аппаратного комплекса, который позволяет в режиме реального времени обрабатывать речевой сигнал, получаемый посредством микрофона, и определять граничные значения основного тона и первого обертона, а также их спектральные плотности мощности. На чертеже представлен график спектральной плотности мощности речевого сигнала, обработанного при помощи быстрого преобразования Фурье. Спектральная плотность мощности в данном случае является величиной, характеризующей среднюю мощность речевого сигнала в определенном диапазоне частот.Computer spectral analysis is carried out using a special software and hardware complex, which allows real-time processing of the speech signal obtained by means of a microphone and determining the boundary values of the fundamental tone and the first overtone, as well as their spectral power densities. The drawing shows a graph of the power spectral density of a speech signal processed using fast Fourier transform. The power spectral density in this case is a value characterizing the average power of a speech signal in a certain frequency range.
Преимущественная частота в спектре речи, определяющая высоту голоса, признается основным тоном (заштрихованная область на графике) и зависит от частоты колебаний голосовых складок. При резонансном образовании основной тон становится меньше, чем первый обертон, имеющий частоту в два раза выше основного тона, что является индикатором степени резонансного речеобразования и обеспечивает гарантированную релаксацию голосовых складок..The predominant frequency in the speech spectrum, which determines the pitch of the voice, is recognized as the main tone (the shaded area on the graph) and depends on the frequency of oscillations of the vocal folds. With resonant formation, the fundamental tone becomes less than the first overtone, which has a frequency two times higher than the fundamental tone, which is an indicator of the degree of resonant speech formation and ensures guaranteed relaxation of the vocal folds.
В современной медицине получили распространение методы вмешательства в процесс управления отдельными функциями организма, которые получили название методов регуляции биологической обратной связи. Они особенно эффективны при многих видах функциональных и органических расстройств и основаны на создании и использовании дополнительных циклов, управляющих функциональными системами, в данном случае высотой и тембром голоса за счет визуализации спектра речи.In modern medicine, methods of intervention in the process of controlling individual body functions, which are called methods of regulating biological feedback, have spread. They are especially effective in many types of functional and organic disorders and are based on the creation and use of additional cycles that control functional systems, in this case, the pitch and timbre of the voice by visualizing the speech spectrum.
Визуализация резонансной частоты в виде линии на оси частот показывает, насколько реальная высота голоса отличается от резонансной.Visualization of the resonant frequency in the form of a line on the frequency axis shows how much the real pitch of the voice differs from the resonant one.
Лечебный эффект при проведении практического занятия достигается, когда пациенту посредством перестройки высоты и спектра своего голоса удается удержать реальную частоту основного тона на резонансной частоте и уменьшить значение спектральной плотности мощности основного тона ниже значения первого обертона, что является индикатором степени резонансного речеобразования и обеспечивает гарантированную релаксацию голосовых складок.The therapeutic effect during the practical training is achieved when the patient, by adjusting the pitch and spectrum of his voice, manages to keep the real frequency of the fundamental tone at the resonant frequency and reduce the spectral density of the power of the fundamental tone below the value of the first overtone, which is an indicator of the degree of resonant speech formation and ensures guaranteed relaxation of voice folds.
Таким образом, все отличительные от прототипа признаки, как общие, так и частные, обеспечивают достижение положительного результата.Thus, all the features distinguishing from the prototype, both general and particular, ensure the achievement of a positive result.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006110591/14A RU2325111C2 (en) | 2006-04-04 | 2006-04-04 | Relaxation process of vocal cords at resonant sound output |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006110591/14A RU2325111C2 (en) | 2006-04-04 | 2006-04-04 | Relaxation process of vocal cords at resonant sound output |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006110591A RU2006110591A (en) | 2007-10-10 |
| RU2325111C2 true RU2325111C2 (en) | 2008-05-27 |
Family
ID=38952595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006110591/14A RU2325111C2 (en) | 2006-04-04 | 2006-04-04 | Relaxation process of vocal cords at resonant sound output |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2325111C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2380760C1 (en) * | 2008-09-17 | 2010-01-27 | Наталья Николаевна Ярцева | Method of determining voice potentialities and teaching resonance vocal-speech technique |
| RU2433488C1 (en) * | 2010-02-09 | 2011-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" | Method of detecting pathology of voice leading in speech |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA67695A (en) * | 2003-12-30 | 2004-06-15 | Internat Scient And Training C | Method for describing and identifying voice signals and the device for the realization of the method |
| RU2254835C1 (en) * | 2004-02-03 | 2005-06-27 | Блудов Андрей Анатольевич | Method for compensation of stuttering, logoneuroses and instable activity of nervous speech centers |
-
2006
- 2006-04-04 RU RU2006110591/14A patent/RU2325111C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA67695A (en) * | 2003-12-30 | 2004-06-15 | Internat Scient And Training C | Method for describing and identifying voice signals and the device for the realization of the method |
| RU2254835C1 (en) * | 2004-02-03 | 2005-06-27 | Блудов Андрей Анатольевич | Method for compensation of stuttering, logoneuroses and instable activity of nervous speech centers |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БЛУДОВ А.А. Исследование модификации «речевого круга» и вегетативных реакций при заикании. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С.Корсакова. 2002. т.102. №3. с.65-66. Логопедия. Под ред. Л.С.Волковой, С.Н.Шаховской. - М.: ВЛАДОС, 1998, с.197-226. SZABO A., HAMMARBERG В., HAKANSSON A., SODERSTEN М. А voice accumulator device: evaluation based on studio and field recordings. Logoped Phoniatr. Vocol. 2001; 26(3):102-17. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2380760C1 (en) * | 2008-09-17 | 2010-01-27 | Наталья Николаевна Ярцева | Method of determining voice potentialities and teaching resonance vocal-speech technique |
| RU2433488C1 (en) * | 2010-02-09 | 2011-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" | Method of detecting pathology of voice leading in speech |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006110591A (en) | 2007-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Stemple et al. | Clinical voice pathology: Theory and management | |
| Brosnahan et al. | Introduction to phonetics | |
| Fitch et al. | Vocal production in nonhuman primates: acoustics, physiology, and functional constraints on “honest” advertisement | |
| Wolfe et al. | Vocal tract resonances in speech, singing, and playing musical instruments | |
| Coleman | Sources of variation in phonetograms | |
| Scherer | Laryngeal function during phonation | |
| Herbst | Biophysics of vocal production in mammals | |
| Bele | Artificially lengthened and constricted vocal tract in vocal training methods | |
| Woldendorp et al. | Fundamentals of embouchure in brass players: Towards a definition and clinical assessment | |
| Horáček et al. | Impact stress in water resistance voice therapy: a physical modeling study | |
| ŠVEC | Basic Principles and Muscular Adjustments for Fine-tuning Vocal Timbre | |
| Alipour et al. | Measures of spectral slope using an excised larynx model | |
| Wolfe et al. | The mechanics and acoustics of the singing voice: Registers, resonances and the source–filter interaction | |
| Fréour | Acoustic and respiratory pressure control in brass instrument performance | |
| RU2325111C2 (en) | Relaxation process of vocal cords at resonant sound output | |
| Welch | Solo voice | |
| Muckey | The natural method of voice production | |
| Singh | Production and perception of voice | |
| Enflo | Collision Threshold Pressure: A novel measure of voice function Effects of vocal warm-up, vocal loading and resonance tube phonation in water | |
| Jiang | PHYSIOLOGY OF VOICE | |
| Wolfe et al. | Registers, Resonances and the Source-Filter Interaction | |
| Holmes | The qualities of the voice | |
| Adduci | Dynamic measurement of intraoral pressure and sound pressure with laryngoscopic characterization during oboe performance | |
| Kabache et al. | Acoustic Analysis of Voice Signal of Patients with Unilateral Laryngeal Paralysis a View to Objective Evaluation after Rehabilitation. | |
| ERDEM | VOICE PHYSIOLOGY AND VOCAL TRAINING |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090405 |