探索艺术嗓音的基频参数估计方法

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1、探索艺术嗓音的基频参数估计方法艺术嗓音的基频参数估计方法论文导读：本论文是一篇关于艺术嗓音的基频参数估计方法的优秀论文范文,对正在写有关于基频论文的写有一定的参考和指导作用,艺术嗓音是衡量歌手歌唱水平的重要指标，在选拔和培养歌手的过程中对艺术嗓音的评价占据着重要的位置。特别是艺术院校，在招生和教学、考核环节对艺术嗓音进行客观和公正的评价更为重要。　　在选拔与培养歌手的过程中，对嗓音的评价非常重要。传统的评价方式是通过几位评委来给歌手评价，这种策略主观性强，难以做到对每一个歌手客观、公正地评价艺术嗓音的基频参数估计方法由写论文的好

2、帮手.zbjy.提供,.。客观定量的评价嗓音、艺术嗓音的报道随着计算机在各领域的开发与应用而日渐增加。平野实1990年在《人类声音的客观评价》一文中指出目前发声机能检查的其中一个目的就是为了评价发声机能（平野实，人类声音的客观评价[J]，临床方面，国外医学耳鼻咽册，1990，14（5）：274.）；胡维平、王修信等1998年《嗓音客观评价的探讨》中得到正常成人/a/音的频域呈稳定的分布（胡维平，王修信，嗓音客观评价的探讨[J]，听力学及言语疾病志，1998，6（04）：193-195.）。这些研究都说明了可以利用科学手段客观评价

3、艺术嗓音。　　声乐教学是复杂的系统工程，目前采用的是教师个人面对面的技艺传授形式，如果能辅以利用计算机对歌唱信号的共振峰、基频、音域、平均能量等声学参数进行定量的分析，以稳定可靠的科学手段观察、测量、分析人发音时的各种影响因素，给歌唱者以客观的评价，并通过上述参数定量反映学生嗓音发声机能的状态、嗓音发挥是否理想，并探索其中存在的规律性，将大大改善声乐教学的质量。同时利用计算机技术可以将声音以图形的方式显示，从而间接地了解声道的变化。歌唱者不仅能听到自己的声音，还能通过计算机看到自己的声音，并通过声谱样板进行比较，来发现自身的不足

4、，从而进行自我强化训练，提高自己的歌唱水平。　　本文通过采集艺术嗓音的声学信号，用三种不同的策略分析提取基频参数，并分析基频参数的变化规律及其对艺术嗓音评价的量化影响，然后将结果应用于声乐教学中，取得了很好的效果。　　一、评价艺术嗓音的声学参数　　评价艺术嗓音的声学参数包括基频、共振峰、平均能量和音域等，在研究这些参数与歌唱水平的关系之前，研究这些参数的正确提取与估计策略是十分重要的。共振峰主要用来评价歌手的音质、音域，反映歌手的发声能力，是艺术嗓音研究的重要指标；平均能量主要用来反映在相同环境下歌声信号的大小。基音是每个乐音中

5、频率最低的纯音，其强度最大，基音的频率即为基频，决定整个音的音高，在艺术嗓音评估时是非常重要的一个参数。本文主要研究艺术嗓音声学信号的基频参数的估计策略，并将研究成果在声乐教学中进行验证。　　1、基频定义　　基频是发浊音时声带振动的基本频率；除与声带本身的基本特征（长度、质量、张力等）有关外，还受环甲肌、甲杓肌及声门下压的调节。由于发声器官生理方面的差异，男性和女性的基频范围不同，一般地，成年男性的基频范围为50～250Hz；成年女性的基频范围为120～500Hz。　　2、基频提取原理　　基音是指发浊音时声带振动所引起的周期性，

6、而基音周期是指声带振动频率的倒数。语音信号处理中基频的提取和估计可以分为三类：时域的策略、频域的策略和统计的策略。频域的策略一般采用倒谱法来提取，即：将语音信号变换到频域或者倒谱域来估算基音周期，基音周期的倒数就是基音频率，简称之基频。时域策略主要包括过零率、自相关函数法、峰值率和平均幅度差函数法等，本文在相同的歌唱信号采样样本基础上分别采用倒谱法、过零率、自相关函数法和平均幅度差函数法来提取语音信号的基频并将结果进行比较。文中以音高/do/为基准来提取基频，采样样本中所唱的最低的音高是

7、do

8、。　　3、倒谱法　　语音信号可看做

9、是音高基准信号通过不同的发声系统而产生的输出，将发声系统看作线性时不变系统，语音信号就卷积信号。为了能用线性策略对其进行后续处理，先用卷积同态系统对其进行加工分解。设原语音序列为x（n），根据时域卷积定理时域卷积相当于频域乘积，故首先对原序列取傅立叶变换，再取对数，将输入与系统关系以线性叠加关系描述出来，再经过傅立叶拟变换恢复为时域序列。这样经过卷积同态系统后输出的是伪时域序列，称之为原序列的“复倒频谱”（王晓亚，倒谱在语音的基音和共振峰提取中的应用[J]，无线电工程，2004，34（1）：57-61.），用x（n）表示。它的定

10、义式表示如下：　　歌手在歌唱发浊音时，设声门发出的是一有限长冲激序列，它是以基音周期为周期的序列，经过求倒谱得到的伪时间序列也是一个周期冲激序列，并且周期不变。由定义可知倒谱的伪时间序列的衰减速度比原序列要快。另外，由于倒谱是复倒谱的偶对称分量，它具有与复倒谱相