AKUSTICKÁ MĚŘENÍ Frekvenční spektrum lidského hlasu Stáhněte si z internetu program Praat a Madde (viz seznam pomůcek) a přineste si vlastní notebook, ve kterém můžete použít operační systém Windows. Bez tohoto nelze praktikum absolvovat. Je doporučeno si také přinést vlastní headset (mikrofon se sluchátky), abyste si mohli poslechnout záznam vlastního hlasu bez rušení ostatních. Pokud budete mít jakýkoli problém, kontaktujte Dr. Jana Švece (
[email protected]). A. ZADÁNÍ 1. Prostudujte si Teorii uvedenou v části C – je doporučeno si ji prostudovat před vlastním cvičením, neboť v rámci cvičení nebude na teorii moc času. 2. Pomocí programu Praat a mikrofonu si vytvořte vlastní nahrávku (New/Record mono sound). Dejte pozor, aby nedošlo k přebuzení signálu a aby úroveň signálu byla vyhovující (v zelené oblasti. řeč (dnešní datum a své jméno) samohlásky [a:], [e:], [i:], [o:], [u:] Nahraný signál uložte do seznamu v Praatu (Save to list and close). 3. Podívejte se, jak vypadá záznam signálu otevřením okna (View & Edit) a přehrajte si ho kliknutím na lištu „Visible part“ pod obrázkem. Pokud je záznam v pořádku, tj. obsahuje všechny požadované části zmíněné výše, zavřete toto okno a uložte si zaznamenaný zvuk jako soubor wav (Save/Save as wav file) pod názvem vašeho jména a příjmení. Tento soubor si potom můžete kdykoli znovu otevřít (Open/Read file), kdyby se objevily potíže. Pokud záznam v pořádku není, vraťte se k bodu 1. 4. Opět si otevřete okno (View & Edit) a seznamte se se základním ovládáním a funkcemi programu Praat (pitch, spectrum, FFT,…) – viz teorie, bod 3. práce s programem Praat. 5. Proveďte úkol č.1 – části a, b, c: Určete základní frekvenci (fo) samohlásky [a:] pomocí 3 různých metod - změření periody, změření různých harmonických frekvencí ze spektrogramu i z FFT. Měření proveďte: a) z devíti period T viditelných v zobrazení časového průběhu (oscilogramu) vlny (viz Teorie Praat – oscilogram, určení periody signálu T). Pro zjištění přesnosti změřte u časového průběhu 9 po sobě jdoucích period T a spočítejte z nich průměr a směrodatnou odchylku (pro výpočty lze využít Ms Excel). Všechny změřené hodnoty doložte v tabulce. K měření vložte obrázek signálu, ze kterého jste při měření vycházeli a který bude dokumentovat umístění kurzorů při měření jedné periody tak, aby bylo možno poznat, jak jste si periodu určili. b) z úzkopásmového spektrogramu samohlásky. (viz Teorie Praat – odečet základní frekvence a harmonických frekvencí hlasu z úzkopásmového spektrogramu). Pomocí úzkopásmového spektrogramu (délka okna 0.1s) změřte pomocí kurzoru první harmonickou frekvenci H1, pátou harmonickou frekvenci H5 a
nejvyšší jasně viditelnou harmonickou frekvenci Hx. Měření proveďte v pěti různých časech vyslovované samohlásky (od začátku až po konec). Měření doložte obrázky. Výsledné změřené hodnoty uveďte do tabulky a vypočtěte základní frekvenci z vyšších harmonických frekvencí pomocí jednoduchých vzorců uvedených v tabulkách. c) z FFT spektra samohlásky (ctrl+L). (viz Teorie Praat – odečet základní frekvence a harmonických frekvencí hlasu z FFT spektra). Měření opět proveďte v pěti různých časech vyslovované samohlásky (od začátku až po konec). Zobrazte si FFT spektrum samohlásky v těchto místech (ctrl+L) – viz teorie. Změřte první harmonickou frekvenci H1, pátou harmonickou frekvenci H5 a ještě jednu jasně rozpoznatelnou vyšší harmonickou frekvenci Hx. Výsledné změřené hodnoty uveďte do tabulky a opět vypočtěte základní frekvenci z vyšších harmonických frekvencí. Měření doložte obrázky. -
Porovnejte, jak se od sebe liší výsledky získané metodami a), b) a c).
6. Proveďte úkol č. 2 – pomocí úzkopásmového spektrogramu (délka okna 0.1s) určete základní frekvence vašich zbylých samohlásek (e, i, o, u). Každou samohlásku stačí změřit jednou v čase přibližně uprostřed její výslovnosti. Doložte měření obrázky. 7. V programu Praat si vyzkoušejte různá nastavení spektra : úzko/široko-pásmové spektrum. Nalezněte délku okna, pro kterou jsou ve spektrogramu nejlépe viditelné formanty vašeho hlasu. (Viz teorie Praat – spectrogram a Praat – určení formantů ze spektrogramu – manuální metoda). 8. Proveďte úkol č. 3 - pomocí spektrogramu určete přibližně frekvence formantů F1 a F2 u vašeho hlasu při vyslovení samohlásek [a:], [e:], [i:], [o:], [u:]. Pomocí kurzoru odečtěte frekvence prvního až pátého formantu (F1, F2, F3, F4, F5) u jednotlivých samohlásek (Viz teorie Praat – určení formantů ze spektrogramu). Uveďte zjištěné hodnoty do předpřipravené tabulky v sekci 3C protokolu. Doložte měření obrázky. Správnost odečtů můžete posoudit porovnáním vaší odečtené hodnoty s uvedenými normativními hodnotami formantů pro české hlásky podle Palkové (1994), která je uvedena v teorii v části C1 na konci. Vaše odečtené hodnoty formantů by neměly být moc mimo normativní pásmo. 9. Seznamte se s programem Madde a vyzkoušejte si různá nastavení dvou základních formantů F1 a F2 pro různé samohlásky (jako základ hodnot F1 a F2 můžete použít tabulku normativních hodnot frekvencí formantů pro české samohlásky podle Palkové (1994) a vliv dalších formantů na barvu hlasu. 10. Proveďte úkol č. 4 – syntetizujte vase samohlásky pomocí program Madde. Využijte pro syntézu zjištěné hodnoty základních frekvencí a formantů F1 až F5. Amplitudu vibrata si nastavte na nulu. Porovnejte jak a v čem syntetický hlas podobá hlasu vašemu. 11. Vypracujte úlohu podle protokolu daného na konci tohoto dokumentu.
B. SEZNAM POMŮCEK Vybavení : notebook, mikrofon (headset) Programy : Praat (freeware, zdroj : http://www.fon.hum.uva.nl/praat/ ) Madde (freeware,zdroj: http://www.tolvan.com/index.php?page=/madde/madde.php )
C. TEORIE 1. Teorie frekvenčního spektra hlasu ZVUK Zvuk je mechanická vlna, t.j. změny tlaku přenášené pevnou, kapalnou či plynnou látkou, obsahující frekvence v pásmu slyšitelnosti. Frekvenční pásmo slyšení člověka je 16 – 16 000 Hz (někdy uváděno 20 – 20 000 Hz). Druhy zvuků A) Tóny : periodický průběh vlny
Obr.1. Oscilogram tónu
B) Šumy : neperiodický průběh vlny
Obr.2. Oscilogram šumu
Tóny 1) Čisté tóny - sinusový průběh v čase. Jsou to nejjednodušší tóny, ale v přírodě se běžně nevyskytují. Jsou plně charakterizovány frekvencí f [Hz] a amplitudou. Spektrum čistých tónů vykazuje zesílení pouze na jedné frekvenci.
Obr 3. Oscilogram čistého tónu.
Obr. 4. Spektrum čistého tónu.
2) Složené tóny - zvuky, ve kterých je tvar zvukové vlny periodický, ale není sinusový. Spektrum složených tónů je harmonické: skládá se ze základní frekvence a jejích celočíselných násobků (tzv. harmonických tónů viz dále). Spektrum zvuku je vnímáno jako tzv. barva zvuku. Barva zvuku umožňuje od sebe odlišit dva různé tóny na stejné frekvenci (rozlišení konkrétních osob, zvuky hudebních nástrojů klavír, kytara, trubka atd.). [Pozn. Na rozdíl od barvy světla, která může vzniknout pomocí jedné frekvence (tj světlo laseru), pro barvu zvuku je třeba mít ve spektru více než jednu frekvenční složku.]
Obr.5. Oscilogram složeného tónu.
Obr. 6. Spektrum složeného tónu.
Šumy Šumy jsou složené zvuky, které jsou neperiodické. Jejich časový průběh je nepravidelný. Spektrum šumů je neharmonické, může být spojité a skládá se z mnoha různých frekvencí. Protože se spektrum šumu skládá z mnoha frekvenčních složek, můžeme také mluvit o barvě šumu (existuje např. bílý šum – ten má všechny frekvence spektra stejně intenzivní).
Obr.7. Oscilogram šumu
Obr.8. Spektrum šumu
Vznik frekvenčního spektra hlasu – teorie zdroje a filtru Kmitáním (uzavíráním a otevíráním) hlasivek se moduluje průtok vzduchu z plic. Takový modulovaný průtok vzduchu vydává zvuk, který je ZDROJEM hlasu (tzv. hrtanový tón). Základní frekvence tohoto zvuku je určena periodicitou kmitů hlasivek (př. 100 Hz znamená, že hlasivky se otevřou a zase zavřou 100-krát za sekundu). Jeho spektrum závisí na tom, jakým způsobem hlasivky proud vzduchu modulují. Takovýto zvuk je pouze prvotní (nepodobá se ještě zcela hlasu, který známe) a je dále modifikován rezonančními dutinami vokálního traktu (viz níže), tak aby vzniknul finální hlas. Nad hlasivkami se nachází tzv. vokální trakt (dutina hrtanu, hltanu a dutina ústní), který prvotní hrtanový zvuk dále ovlivňuje. Dochází zde k rezonancím a filtracím (zesílením zvuku v určitých frekvenčních pásmech a zeslabením zvuku mimo tyto pásma) - jde tedy o tzv. FILTR, který mění spektrum primárního zvuku hrtanového tónu a finalizuje výsledné spektrum hlasu (nemění však zásadně základní frekvenci hlasu, která je určena kmity hlasivek).
Obr.9. Vlevo: Zjednodušené schéma hlasového ústrojí. Uprostřed: Oscilogram hrtanového tónu (zdroje hlasu neboli prvotního signálu hlasu) a finálního hlasu. Vpravo: Spektrum zdroje hlasu, přenosová funkce filtru a výsledné spektrum hlasu, které vznikne kombinací zdroje a filtru. Harmonické frekvence Základní frekvence hlasu je označována jako fo a je také první harmonickou frekvencí H1. Protože tón vznikající periodickým kmitáním hlasivek je složený (má nesinusový průběh) jeho spektrum obsahuje také harmonické frekvence, které jsou celistvými násobky základní frekvence a které vnímáme jako barvu tónu.
Obr.10. Spektrum hlasu
Frekvenční spektrum
Obr.11. Spektrum hlasu u vysokého tónu (400 Hz) a hlubokého tónu (100 Hz). Formanty Harmonické frekvence hlasu nejsou všechny stejně intenzivní. Zesílení některých frekvencí je způsobeno vlivem dutin vokálního traktu, které rezonují a způsobují vznik tzv. formantů hlasu. Těchto formantů je řada a bývají značeny F1, F2, F3 atd. (zatímco základní frekvence hlasu je značena fo). Formant je v podstatě koncentrace akustické energie kolem určité frekvence. Zároveň je to charakteristický tón vokálního traktu, který se projeví jako vrchol/zesílení v obálce frekvenčního spektru hlasu. Nazývá se formantem, neboť formuje hlásku. Samohlásky Z fyzikálního hlediska jsou (znělé) samohlásky složené tóny. Jejich základní frekvence je závislá na individuálním kmitání hlasivek každého člověka. Jejich spektrum je ovlivněno nastavením formantů – každá samohláska má jiné formanty a tedy jiné zesílené harmonické frekvence. Pro samohlásku jsou určující dva nejnižší formanty vokálního traktu - F1 a F2, které závisí na tvaru vokálního traktu. Tvar traktu během řeči měníme podle polohy mluvidel – jazyka, čelistí nebo rtů. Pokud se první dva formanty odstraní (odfiltrují), samohlásku není možno rozpoznat (C. Stumpf, 1926).
Vyšší formanty pak dotváří individuální barvu hlasu každého člověka. Když známe základní frekvenci a formanty hlasu, můžeme vytvořit umělý hlas, který se podobá hlasu přirozenému.
Obr. 12. Spektrum hlasu s vyznačenými formanty.
Obr. 13: Frekvenční spektra samohlásek a nastavení dutin vokálního traktu při jejich vyslovování.
Poloha formantů u českých samohlásek Formanty F1 a F2 : Při změně samohlásky z [u] přes [o] na [a] oba dva formanty stoupají Při změně samohlásky z /a/ přes /e/ na /i/ formant F1 klesá, zatímco F2 stoupá Normativní hodnoty formantů pro české hlásky (jak je uvádí prof. Palková, 1994) jsou v tabulce níže: Samohláska F1 pásmo [Hz] F2 pásmo [Hz] [u:] 300 – 500 600 – 1000 [o:] 500 – 700 850 – 1200 [a:] 700 – 1100 1100 – 1500 [e:] 480 – 700 1560 – 2100 [i:] 300 – 500 2000 – 2800 Tabulka 1: Očekávané hodnoty frekvencí formantů F1 a F2 pro české samohlásky. (Palková, 1994) 2. Spektrum : FFT (Fast Fourier Transformation) a spektrografie Pro získání spektra hlasu je často používána frekvenční analýza signálu pomocí tzv. rychlé Fourierova transformace/analýza (FFT). Základním principem FFT je rozložení jakéhokoli signálu do jednoduchých tónů (sinusovek) o různých frekvencích a fázích. Graficky je pak zobrazeno zastoupení těchto frekvencí v signálu a jejich síla (amplituda/intenzita/hladina akustického tlaku,…).
Obr.14. Rozklad signálu na nejjednodušší vlny (základní princip FFT). Vlevo průběh signálu v čase, vpravo frekvenční spektrum.
Obr. 15: Frekvenční spektrum signálu na základě FFT
Další možností je zvuková spektrografie - zobrazení frekvenčního spektra zvuku (hlasu/řeči) v závislosti na čase. Signál je analyzován pomocí filtrů s nastavitelnou šířkou propustného pásma – široko/úzko pásmová spektra. Při spektrografii je vyhodnocována intenzita signálu v různých frekvenčních pásmech a ta se zobrazí mírou zčernání. 2 typy spektrogramu : a) úzkopásmový - šířka propustného pásma Δf filtrů je řádově desítky hertzů - vhodný pro sledování změn základní frekvence signálu - vysoké frekvenční rozlišení Δf = pomalé časové rozlišení Δt b) širokopásmový - šířka propustného pásma Δf filtrů je řádově stovky hertzů - vhodné pro zobrazování formantů - rychlé časové rozlišení ale malé frekvenční rozlišení - objevují se zde vertikální čáry, které jsou synchronizované s jednotlivými periodami kmitů Vztah mezi časovým a frekvenčním rozlišením je : Δt = 1/Δf (časové rozlišení ~ délka okna v nastavení Spectrum settings v programu Praat). Čím lepší/rychlejší časové rozlišení, tím menší/horší frekvenční rozlišení.
Obr.16: Úzkopásmový a širokopásmový spektrogram českých samohlásek [u:, o:, a:, e:, i:]. Úzkopásmový spektrogram (nahoře) zobrazuje jednotlivé harmonické frekvence hlasu jako úzké čáry zatímco širokopásmový spektrogram (dole) zvýrazňuje formanty v obálce spektra. Dva nejnižší formanty F1 a F2, které jsou určující pro samohlásky, jsou vyznačeny v obou spektrogramech.
3. Práce s programem Praat Praat - nahrávání Pro vytvoření vlastní nahrávky klikněte na New – Record mono sound. Nastavte vzorkovací frekvenci (sampling frequency = počet vzorků za sekundu) na 44 100 Hz a pojmenujte soubor (např. vaším jménem). Nastavte si mikrofon tak, abyste jej měli v těsné blízkosti úst, ale ne přímo před nimi. Tak lze zabránit šumu vznikajícímu při fonaci prouděním vzduchu z úst. Klikněte na Record, vyčkejte cca 1 sec a poté začněte s fonací. Dejte pozor, aby nedošlo k přebuzení signálu a aby úroveň signálu byla vyhovující (v zelené oblasti). Pro vaši úlohu zaznamenejte: - řeč (dnešní datum a své jméno) - samohlásky [a:], [e:], [i:], [o:], [u:] - 5 sekund ticha (šumu) - nejnižší a nejvyšší frekvenci jaké jste schopni dosáhnout Klikněte na Stop a Save to list a nahrávka se objeví v hlavním okně programu. Praat – zobrazení zaznamenaného signálu Klikněte na View & Edit a vytvoří se okno se záznamem fonace.
Obr.17. Zobrazení zaznamenaného signálu Pro výběr části nahrávky klikněte levým tlačítkem myši a táhněte. Pro přehrátí vybrané části zvuku klikněte do vyznačené části lišty pod obrázkem (černá šipka). Vyznačenou oblast zobrazíte kliknutím vlevo dole na sel (červená šipka).
Obr.18. Výběr části nahrávky Praat – oscilogram, určení periody signálu T Přibližte si signál zvuku tak, abyste viděli jednotlivé periody pomocí vybrání pouze úzké části záznamu. Označte si myší délku jedné periody. Odpovídající časový interval v sekundách odečtete z hodnoty, která je pod obrázkem (zelená šipka). Kliknutím na stranu posuvníku (červená šipka) si můžete posunout signál v čase dopředu a odečítat další periody.
Obr.19. Výběr jedné periody v oscilogramu nahrávky hlasu
Praat – spektrogram Zobrazte si část zvuku, např. výslovnost samohlásek a, e, i, o, u. Vlevo nahoře vyberte možnost Spectrum a rozklikněte Spectrogram settings. Zde nabízí Praat možnost nastavení zobrazeného frekvenčního rozsahu (View range) a délku okna (Window length). Délka okna se nastavuje podle výběru pásma mezi cca 0,005 s (pro širokopásmový) a 0,1 s (úzkopásmový spektrogram). Pro odečet základní frekvence hlasu si nastavte ve spektrogramu délku okna 0.1s (Window length = 0.1). Dále si zde zvolte dolní a horní mez frekvenčního rozsahu (View range [Hz]) 0 až 2000 Hz.
Obr.20. Nastavení horní meze spektrogramu a délky okna pro odečet základní frekvence hlasu (úzkopásmový spektrogram) Praat – určení základní frekvence a harmonických frekvencí hlasu z úzkopásmového spektrogramu Zobrazte si samohlásku [a] (případně jinou samohlásku, kterou chcete změřit). Ujistěte se, že máte nastaven úzkopásmový spektrogram (viz sekce výše). Pro určení základní frekvence samohlásky umístěte kurzor do místa první harmonické frekvence (tj. do středu černého pásu spektrogramu, který této frekvenci odpovídá, viz obr. níže). Příslušná hodnota v hertzích se zobrazí na obrázku vlevo (viz zelená šipka níže). Zaokrouhlete tuto hodnotu na celé číslo (v příkladu níže 122 Hz) a uveďte do tabulky. Stejným způsobem lze odečíst vyšší harmonické frekvence dané samohlásky.
Obr.21. Úzkopásmový spektrogram samohlásek. Určení základní frekvence hlasu u první samohlásky. Praat – odečet základní frekvence a harmonických frekvencí hlasu z FFT spektra Nastavte si kurzor do místa, ze kterého chcete získat spektrum (např. doprostřed samohlásky[a:]). Stiskem klávesnic ctrl+L se zobrazí spektrum vybrané oblasti (FFT).
Obr.22. Zobrazení FFT spektra hlasu v programu Praat
Pomocí kliknutí na tlačítko „in“ a posunutím posuvníku co nejvíce vlevo si upravte zvětšení a zobrazení spektrogramu, tak abyste dobře viděli základní harmonickou frekvenci a její harmonické násobky (viz obr. níže, černá a modrá šipka). Kurzorem pak múžete odečíst hodnoty pro první harmonickou frekvenci H1, (obr. níže – červená šipka), pátou harmonickou frekvenci H5 a další jasně viditelné vyšší harmonické frekvence Hx.
Obr.23. Určení základní frekvence hlasu z FFT spektra. Praat – určení formantů ze spektrogramu – manuální metoda Otevřete si nastavení spektrogramu (klikněte „Spectrum / Spectrogram Settings“) a poté nastavte horní mez spektrogramu na 5 500 Hz (viz obr. níže).
Obr.24. Nastavení horní meze spektrogramu a délky okna pro odečet formantů (širokopásmový spektrogram). Délku okna je třeba nastavit individuálně pro váš hlas.
Vyzkoušejte si měnit délku okna mezi hodnotami 0,1 a 0,005 a sledujte, kdy jsou u vašeho hlasu nejlépe viditelné formanty (viz obr. 25-27). Poznamenejte si tuto délku okna, abyste si ji mohli opět nastavit při pozdější analýze formantů.
Obr.25. Spektrogram samohlásek při délce okna 0,1 s. Šipkami jsou označeny temné pásy, které odpovídají formantům F1-F5 .
Obr.26. Spektrogram samohlásek při délce okna 0,02 s. Šipkami jsou označeny temné pásy, které odpovídají formantům F1-F5 .
Obr.27. Spektrogram samohlásek při délce okna 0,005 s. Pomocí kurzoru určete frekvenci prvního formantu F1 u první samohlásky. Pro tento účel umístěte kurzor do středu prvního zesíleného pásma a odečtěte odpovídající hodnotu frekvence – viz obrázek níže. (Pozor: někdy je první zesílené pásmo v oblasti základní frekvence a ne prvního formantu. Tento případ zjistíte porovnáním vaší odečtené hodnoty s hodnotou základní frekvence a s normativními hodnotami pro české hlásky (viz Tabulka podle prof. Palkové v teorii). Vaše odečtená hodnota formantu by neměla být moc mimo normativní pásmo. Pokud nastane tento případ a odečtená hodnota je níže než očekávaná hodnota 1. formantu (blíží se frekvenci fo), je třeba zvolit druhé zesílené pásmo.
Obr.28. Nalezení frekvence prvního formantu ze spektrogramu u první samohlásky.
Obdobně odečtěte hodnotu frekvence pro druhý formant F2 a pro další formanty (graf s odečtem zkopírujte do úlohy).
Obr.29. Nalezení frekvence druhého formantu z širokopásmového spektrogramu u první samohlásky. Praat – určení formantů ze spektrogramu – analytická metoda Někdy lze formanty těžko rozpoznat a manuální měření je nesnadné. Praat umožňuje určení formantů analyticky pomocí metody tzv. lineárně predikčního kódování (LPC). Pro tento účel klikneme v menu nahoře na Formant a zvolíme „Show Formants“. Zároveň je třeba mít nastavenu horní mez rozsahu spektrogramu na 5500 Hz ( „Spectrum / Spectrogram Settings“). Kurzorem pak můžeme odečíst frekvence formantů F1-F5 u jednotlivých hlásek. Hodnoty zaokrouhlujeme na celé číslo. Graf opět zkopírujeme do úlohy.
Obr.33. Zobrazení formantů určených analyticky metodou LPC a určení frekvence prvního formantu (zde 608 Hz) u první hlásky pomocí kurzoru.
Syntéza hlasu pomocí programu Madde Pokud známe základní frekvenci hlasu a formanty, můžeme zvuk analyzované samohlásky uměle syntetizovat. Pro tento účel vytvořil švédský odborník S. Granqvist program Madde, který využívá Fourierovu syntézu (tj. tvorbu zvuku pomocí řady sinusoid, které mají harmonické frekvence odpovídající násobkům základní frekvence hlasu, a některé z nich – ty které spadají do pásem formantů - jsou zesíleny). Pro syntetizování řečových samohlásek si nastavte amplitudu syntetického vibrata na nulu (viz obrázek níže). Poté nastavte základní frekvenci hlasu tak, aby byla co nejblíže základní frekvenci samohlásky, kterou chcete syntetizovat. Dále tam zadejte hodnoty formantů F1 až F5, tak aby odpovídaly formantům samohlásky vašeho hlasu. Formanty F1a F2 určují danou samohlásku. Pokud syntetizovaný zvuk nezní jako daná samohláska, znamená to, že tyto dva formanty nebyly určeny správně. Pokud se samohláska nepodobá, podívejte se znovu na vaši analýzu, zdali je v pořádku a případně hodnoty opravte. Formanty F3, F4, a F5 přispívají ke konečné barvě hlasu. Záznam vašeho syntetizovaného hlasu uložte - klikněte na „File/Save as“ a uložte pod názvem dané samohlásky jako madde soubor (ten pak lze opět otevřít v programu Madde a přehrát, abyste si jej mohli zpětně poslechnout). Přehrávání zvuku
Nastavení základní frekvence hlasu
Nastavení formantů
Amplituda vibrata v půltónech – pro řečovou samohlásku nastavte na 0
Obr. 34. Program Madde. (http://www.tolvan.com/index.php?page=/madde/madde.php)
D. LITERATURA Švec J. (2012): přednášky : Biomechanika, Biomechanika hlasu a Hlas, řeč, sluch (2012) – obrázky a grafy převzaty z těchto prezentací Palková Z. (1994): Fonetika a fonologie češtiny, Karolinum, Praha, 2.vyd. 1997, 360 s.
PROTOKOL Vypracoval/a : Spolupracoval/a : Datum měření:
A. ÚVOD - Přehled problematiky (obsahuje stručný popis studovaných dějů a použitých experimentálních metod. Např. Co je to hlas? Jak a kde vzniká? Co je to základní frekvence hlasu? Co jsou to formanty? Co je to zvuková spektrografie?). Je třeba popsat vlastními větami. Jednoduché kopírování textu není akceptováno. - Přehled úkolů (uveďte)
ÚKOL Č.1: Měření základní frekvence hlasu při pohodlném vyslovení samohlásky [a]. 1B) Materiál a metoda 1C) Výsledky: (nezapomeňte zde i na grafy dokládající vaše měření) a) měření z devíti period T Samohláska [a:] Perioda č. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Průměr Směrodatná odchylka
Měření T [s]
Výpočet fo [Hz] (=1/T)
b) Měření z úzkopásmového spektrogramu samohlásky (délka okna 0.1s). Samohláska: [a]
Odečet harmonických frekvencí [Hz] fo = H1
H5
Hx
x
Výpočet zákl. frekvence fo [Hz] H5/5 Hx/x
Měření 1 Měření 2 Měření 3 Měření 4 Měření 5 Průměr Směrodatná odchylka
c) Měření z FFT spektra samohlásky: Samohláska: [a]
Odečet harmonických frekvencí [Hz] fo = H1
H5
Hx
x
Výpočet zákl. frekvence fo [Hz] H5/5 Hx/x
Měření 1 Měření 2 Měření 3 Měření 4 Měření 5 Průměr Směrodatná odchylka
1D) Diskuze k úkolu č.1: Porovnejte, jak se od sebe liší výsledky získané metodami a), b) a c). Uveďte výsledky ve formátu (Průměr)±(Směrodatná odchylka), s přesností odpovídající dvěma platným číslicím u směrodatné odchylky. Porovnejte přesnost měření z těchto různých metod a z různých harmonických frekvencí a prodiskutujte, co zde může ovlivňovat přesnost měření.
ÚKOL Č.2: Měření základní frekvence hlasu u samohlásek [a, e, i, o, u] z úzkopásmového spektrogramu 2B) Materiál a metoda: 2C) Výsledky: (nezapomeňte zde na grafy dokládající vaše měření. Pro samohlásku [a] uveďte hodnotu z úkolu 1b) Samohláska fo [Hz]
[a]
[e]
[i]
[o]
[u]
2D) Diskuze k úkolu č. 2: (která samohláska měla nejvyšší a která nejnižší fo, o kolik Hz se od sebe samohlásky liší, další postřehy)
ÚKOL Č.3: Určení frekvencí formantů F1 až F5 vašeho hlasu při vyslovování samohlásek [a:], [e:], [i:], [o:], [u:] 3B) Materiál a metoda 3C) Výsledky: (nezapomeňte zde i na grafy dokládající vaše měření) Vyhodnocení - analýza: Zákl. Samohláska frekvence fo [Hz] [a:] [e:] [i:] [o:] [u:]
Formant F1 [Hz]
Formant F2 [Hz]
Formant F3 [Hz]
Formant F4 [Hz]
Formant F5 [Hz]
3D) Diskuze k úkolu č. 3: (Interpretace výsledků – jsou vaše hodnoty v očekávaném intervalu frekvencí, které uvádí prof. Palková? Které hlásky měly nejnižší a nejvyšší formant F1 a F2? Vaše postřehy, případné potíže, na které jste narazili.
ÚKOL Č.4: Syntéza samohlásek vašeho hlasu v programu Madde 4B) Materiál a metoda 4C) Výsledky: (uveďte všechny samohlásky, které jste syntetizovali). 4D) Diskuze k úkolu č. 4: (porovnání podobnosti zvuku syntetického s vaším originálním u jednotlivých samohlásek – jak se podobala výška tónu, jednotlivé samohlásky, barva hlasu v porovnání s vaší, vaše postřehy, případné potíže na které jste narazili) E) Závěr (stručně shrňte výsledky a význam dané úlohy - co jste se dozvěděli o vašem hlasu a co jste si z úlohy odnesli)
F) Literatura (uveďte zdroje informací, které jste použili v této úloze. Tyto zdroje by měly být vždy odcitovány v textu úlohy, ke kterému se vztahují)
