病理嗓音的声学分析和合成

论文摘要

对病理嗓音客观评估方法的研究,在言语嗓音的临床应用研究和基础研究领域中都具有重要的社会意义和理论意义。目前许多临床治疗师已经用主观评级的方法对病理嗓音进行了分类,但是这种主观评级方式对评价者非常依赖。理想的病理嗓音的评价应该是通过模型参数的匹配来对取样样本进行自动分析,从而得到更为客观的鉴别力。因此,本研究利用稳态元音/?/作为声学材料进行病理嗓音的声学分析和合成,通过分析合成感知实验来提出和验证嗓音音质评价的多参数变量函数方程组。围绕此研究目标,本研究工作主要以下几部分：在病理嗓音的音质特征研究基础上,利用线性预测分析和逆滤波技术,开发病理嗓音的声学分析软件,提取一系列描述嗓音音质特征的声学参数；并针对GRBAS进行主观感知将其等级分类。采用秩和检验方法验证主观感知结果与声学分析数据间的相关性,从而获取与感知评价一致的敏感声学参数；然后在此基础上利用马氏距离进行判别分析,以求解多参数变量的函数方程组,实现嗓音音质的客观评估。在病理嗓音敏感参数的研究基础上,以LF模型为基础进行病理嗓音源建模,开发病理嗓音信号合成器,实现病理嗓音在声学上的非周期性特征(包括基频微扰、振幅微扰和送气噪音),进而合成病理嗓音。在此基础上进行合成感知实验,对病理嗓音信号合成器的控制参数与合成嗓音的主观评价结果做相关性分析,从而进一步来验证评价函数的准确性和病理嗓音源建构的有效性。病理嗓音的分析和合成,是嗓音研究方法中分析合成感知法的基础和前提。本研究在国内外嗓音研究的基础上,通过病理嗓音分析感知的实验研究,获得了多维参数的嗓音评估函数和病理嗓音源模型；并通过病理嗓音的合成感知的实验研究来验证其函数的准确性和病理嗓音源模型的有效性。同时研究和开发了病理嗓音分析和合成软件,改善了国内在病理嗓音信号合成器方面的研究基础的不足,丰富和发展了嗓音障碍的研究方法和工具。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 研究背景与框架
• 第一节 本研究的社会意义与理论意义
• 第二节 嗓音产生机制及其参数研究状况
• 一、言语的产生机制
• 二、声带的振动机制
• 三、病理嗓音的临床表现
• 四、嗓音声学参数的特点和临床含义
• 第三节 嗓音参数研究方法状况
• 一、言语产生、分析和感知的研究方法
• 二、嗓音源分析技术
• 第四节 嗓音声学参数的临床价值
• 第五节 本研究的目的和框架
• 第二章 病理嗓音的声学分析和判别
• 第一节 病理嗓音的声学分析
• 一、基于线性预测技术和逆滤波技术的参数估计
• 二、基音非周期性特征分析
• 三、送气噪音类分析
• 第二节 嗓音声学分析与感知评价实验
• 一、引言
• 二、材料与方法
• 三、实验结果
• 四、判别分析
• 五、小结
• 第三章 嗓音源建模和病理模型参数
• 第一节 嗓音声源
• 一、言语产生的源滤波器模型
• 二、声门阻抗
• 三、嗓音源与声道间相互作用
• 第二节 非相互作用下的嗓音源建模
• 一、声门波模型
• 二、病理声门脉冲模型
• 第三节 嗓音源的参数提取与合成
• 一、嗓音源的参数提取与编码
• 二、声门波的重建
• 第四章 嗓音合成器的研究和开发
• 第一节 功能概述
• 第二节 合成算法
• 一、嗓音源的激励合成
• 二、声道模型
• 第三节 软件实现
• 一、软件开发的实现平台
• 二、软件开发的实现方式
• 第五章 嗓音合成和感知评价实验验证
• 第一节 嗓音合成分析测量验证实验
• 一、基频轨迹曲线的验证
• 二、强度轨迹曲线的验证
• 三、声门参数序列的验证
• 四、结论与讨论
• 第二节 嗓音合成感知评价验证实验
• 一、实验的声学材料
• 二、评估人员及方法
• 三、相关分析结果
• 四、结论与讨论
• 第六章 研究总结和展望
• 第一节 研究总结
• 一、研究成果
• 二、特色和创新
• 第二节 后续研究展望
• 参考文献
• 后记