基于发声引起的颅脑共振的有效测量方法及有效发声方法_2

文档序号:9478527阅读:来源:国知局
一测试地点对于某一 频率而言,Q、R、r均为常数。则Lp可表示为:
[0070] Cs-常数,随测试房间、声源到测点的距离、测试频率不同而不同,因在本发明中 后续的计算中作为常数项抵消掉了,所以不必考虑。
[0071] 2)振动加速度计测得颅脑共振加速度级La :
[0073] a' ^一仪器测得的颅脑共振加速度(理论颅脑共振加速度为a振)
[0074] W' -仪器测得的颅脑共振功率(理论颅脑共振功率为W振)
[0075] a。一振动加速度基准值,为1 μ m/s2
[0076] δ -振动加速度计与颅骨之间的传递系数,两者相对位置固定,则此传递系数为 定值
[0077] C5-常数(随拾振仪与颅骨相对位置、测试频率不同而不同,这个常数是不用确 定的,因为在后面的计算中作为常数项就消掉了,不必考虑。
[0078] 所以有:
[0080] 通过上述理论推导得到如下结论:
[0081] (1)影响通过传声器测得空气声声压级Lp与通过拾振仪测得颅脑共振加速度 La差值的因素有:发音者、声源到测点的距离、测试房间、拾振仪与颅骨相对位置和测试频 率;
[0082] (2)某人在某房间,固定拾振仪与颅骨相对位置的情况下发声,某一频率通过传声 器测得空气声声压级Lp与通过拾振仪测得颅脑共振加速度La的差值为常数;
[0083] (3)某人在某房间,固定拾振仪与颅骨相对位置的情况下发声,某一频率通过传声 器测得空气声声压级Lp与通过拾振仪测得颅脑共振加速度级La为线性相关;
[0084] (4)某人在某房间,固定拾振仪与颅骨相对位置的情况下发声,某一频率空气声能 与颅脑共振能量分配情况恒定。
[0085] 鉴于上述结论,我们从以下几方面入手,就可以获得准确的颅脑共振测量结果:1) 保证在一固定的房间内,2)保证拾振仪与颅骨位置相对固定,3)保证声源到测点的距离相 对固定,4)保证发声频率的稳定。
[0086] 为此我们考虑采取的措施是:
[0087] 1)在一 OdB静音室中,对人发声时颅脑共振进行精确测量。
[0088] 2)测量可使用的声学测量仪器有:BK type 4165传声器,BK type 4338振动加速 度计,RTA 840实时噪声分析仪。其中传声器以及振动加速度计均需要进行校准,传声器的 校准器型号为BK type 1251,振动加速度计的校准器为VC10恒频率振动校准台。传声器位 于受试者前方固定距离,约5-30cm范围内;振动加速度计戴于头部;实时噪声分析仪同时 连接传声器和振动加速度计,进行逐时空气声声压级和颅脑共振加速度级记录。
[0089] 由于将振动加速度计固定于颅骨是无法实现的,所以最可行的拾取振动的方法 为:将振动加速度计直接接触受试者的头部,通过头皮传导,将振动传递给振动加速度计而 间接测量颅骨的振动。经实验确定,将振动加速度计置于前囟位置(近冠状线处),并紧靠 颅骨,为最佳位置,采取头戴耳机的类似固定结构,如图2所示。图3列出了四组位置数据, 分别是将振动加速度计置于前肉位置,紧靠颅骨;置于前肉位置,但并非紧靠颅骨;置于前 囟前方(在额骨上);置于前囟后方(在矢状缝上),从图上可以看出,位于前囟位置,并紧 靠颅骨的方式,测量的脑振动级最大,最接近脑振动的真实值。
[0090] 3)又通过实验发现,常规讲话中颅脑共振幅度是离散随机的,发声频率不稳定。所 以我们不宜采用常规说话的方式来测量颅骨的振动效应。经实验发现人在正常讲话时与朗 诵时的状态是有所区别的,朗诵的状态发声频率比较稳定,相应的空气声声压级也会存在 一定的差异。
[0091] 实验共有5位受试者参与,分别以正常讲话的状态和朗诵的状态读出实验中的7 首诗(见下表),并使用RTA840实时噪声分析仪记录每首诗的连续等效A声级,实验中受试 者位置固定,传声器位置固定,实验结果在表2中列出。
[0092] 表1正常讲话与朗诵A声级测试结果 单位dB (A)
[0093]
[0094] 通过表2可以看出,朗诵状态的连续等效A声级比正常讲话状态的连续等效A声 级要大3. 7-6. 9分贝,平均约大5分贝。
[0095]因此,总结起来,要想准确评价发声引起的颅骨的振动效应,我们采取的一种基于 发声引起颅骨有效振动的测量方法,其要保证的条件可概括如下:
[0096] 1)在一 OdB静音室中,对人发声引起的颅脑共振进行测量;
[0097] 2)在所述静音室中,保证声源(即人体)与传声器的位置相对固定,保证振动加速 度计(即拾振仪)在颅骨上的位置相对固定;
[0098] 3)保证声源的发声频率稳定。
[0099] 进一步讲,传声器位于声源前方约5_30cm范围内最佳;振动加速度计戴于头上前 囟位置,紧靠颅骨,位置最佳。
[0100] 进一步讲,人以朗读的状态发声,获得发声频率较为稳定。
[0101] 测试时,测试者站立或坐于OdB静音室中,固定不动;在测试者前方放置一传声 器,正对测试者,与测试者之间的距离约为5-30cm ;将振动加速度计戴于头上前肉位置,紧 靠颅骨;将声学分析仪同时连接传声器和振动加速度计,让测试者以朗诵的状态发声,进行 逐时空气声声压级和颅脑共振加速度级记录,测试时间最好不少于10分钟。实际应用中, 通过测试某一声音获得的颅脑共振加速度级,可以获知哪一种发音对于该测试者更有效。
[0102] 测量可使用的仪器有:BK type 4165传声器,BK type 4338振动加速度计,RTA 840实时噪声分析仪。
[0103] 表2中还列出了正常讲话与朗诵状态的空气声连续等效A声级的差值,在实验中 只要求受试者以两种不同状态读出诗句,并未要求受试者在朗诵状态提高音量,或者说基 本保持同等音量,所以这种朗诵状态比正常讲话状态空气声A声级大的现象是自发的、普 遍存在的。而从表中可看出朗诵状态比正常讲话状态空气声A声级大4~6dB。根据理 论推导可知正常讲话与朗诵状态空气声连续等效A声级的差值,与脑振动级产生的差值相 同。由此可见,如果将朗诵状态时振动较大的十个音的颅脑共振加速度级取平均值,与正常 讲话颅脑共振加速度级的平均值相比,两者相差至少10dB,如果转化成能量比,前者是后者 振动能量的至少10倍。也就是说如果以实测振动级最大的十个音作一首诗,那么这个人朗 诵这首诗10分钟所产生的颅脑共振,至少相当于正常讲话100分钟所产生的颅脑共振。
[0104] 因此,如何寻找适用于受试者的振动级较大的若干个发音,获得高效的颅脑共振 效应,是本发明要解决的另一问题。
[0105] 世界上的语言,无论是汉语、英、法语,还是阿拉伯语等等其他语种,其语言都是通 过最基础的字母组合发声而成。因此我们从这些字母中寻找对于某个人来讲,是最能引起 颅脑共振效果的那些字母,组合出一系列字词,然后人们通过朗诵这些字词就可以获得高 出常规说话若干倍的颅脑共振效应。
[0106] 在如何寻找这些字母,以及由这些字母如何组字组词的方法中,下面我们以中国 的汉语和世界通用的英语为例讲述(其他语言寻找方法同样):
[0107] 第一种方法:
[0108] 1)首先请测试者随机找出200个声母和韵母均不同的汉字,英语也是同样讲出 200个元音和辅音字母均不同的单词;之所以随机200个字词,是因为颅脑共振主要是元音 贡献的,辅音贡献较小,因元音数量较少(汉语、英语、以及其他大部分语言一般都不超过 30个主要元音),200个随机字词基本可以覆盖全部的元音;
[0109] 2)然后以受试者以自己习惯的正常语速和吐字频率朗读一遍这200个字词,实测 这些汉字或英文的颅脑共振加速度级,并给这200个字词的颅脑共振加速度级进行排序, 将前10个振动级较大的字词提取出来;
[0110] 3)再朗读一遍这200个字词,用同样方法取前10个振动级较大的字词;
[0111] 4)重复η次,共得到10η个振动级较大的字,其中允许有重复;
[0112] 关于η的取值,以直到从所选出来的10η个字中,出现了振动级较大的、且发生重 复的字达到10个为止;
[0113] 5)在这10η个字中,找出振动级较大的、且发生重复的字,共10个即可;
[0114] 6)然后循环朗诵这10个字,或者与这10个字同音不同形的字即可。
[0115] 还有一种方法是:
[0116] 1)首先随机找出200个声母和韵母均不同的字,或200个元音和辅音字母均不同 的英语单词;
[0117] 2)然后朗诵一遍这200个字,测出这些字的颅脑共振加速度级,将振动级较大的 10个字提取出来;
[0118] 3)再朗诵一遍这200个字词,用同样方法提取振动级较大的10个字;
[0119] 4)重复5-10次,得到50-100个振动级较大的字;
[0120] 5)在这50-100个字中,找出振动级较大的、且发生重复的前10个字;如果振动级 较大的、且发生
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