Computer and physical modelling of vibroacoustic properties of human vocal tract for optimization of voice quality
Project goals
The project aims at improving biomechanical models of voice production and at investigating the biomechanical ways to optimize the resonance properties of the vocal cavities in order to achieve e.g. the classical singer's formant or to perform formant tuning. The influence of vocal tract shape modifications on the acoustic properties will be studied using methods of sensitivity analysis and methods for tuning and optimisation of dynamic systems. The 3D finite element (FE) models of the vocal tract willbe developed from the magnetic resonance investigations of singers during phonation. Selected FE models will be converted to simplified physical models for experimental verification of the theoretical results. In addition to the acoustic properties of the models also the unsteady airflow inside the vocal cavities will be experimentally studied using the PIV method. Knowledge of optimal configurations of the vocal tract will contribute to improvement of the voice training methods for voice
Keywords
speech acousticsnumerical simulationsFEMvocal tractPIVsinger's formant
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 11 (SGA02008GA-ST)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
101/08/1155
Alternative language
Project name in Czech
Počítačové a fyzikální modelování vibroakustických vlastností vokálního traktu člověka s ohledem na optimalizaci hlasové kvality
Annotation in Czech
Projekt je zaměřen na zdokonalení biomechanických modelů tvorby hlasu člověka a výzkum biomechanických způsobů optimalizace rezonančních vlastností jeho vokálních dutin pro zvýšení kvality hlasu tak, aby bylo dosaženo například klasického pěveckého formantu nebo naladění formantů na požadované hodnoty. Vliv tvaru vokálního traktu na akustické vlastnosti hlasu bude řešen metodami citlivostní analýzy a metodami ladění a optimalizace dynamických systémů. 3D konečnoprvkové (MKP) modely vokálního traktučlověka budou vytvořeny ze snímků magnetické rezonance pořízených při fonaci vyšetřovaných osob (zpěváků). Vybrané MKP modely budou převedeny do zjednodušených fyzikálních modelů pro experimentální ověřování některých teoretických výsledků. Kromě akustickýchvlastností těchto modelů, bude též experimentálně studováno proudění vzduchu ve vokálních dutinách s použitím metody PIV. Znalost optimální konfigurace vokálního traktu přispěje ke zlepšení metod výuky školeného hlasu profesionálů, jakož i
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
Based on measurements of phonating subjects in magnetic resonance (MRI), changes of the human vocal tract shapes were determined for production of operatic singing voice. The resulting 3D finite element models surprisingly showed up to 100% volume increase and influence of higher acoustic mode-shapes of vibration in the adjacent cavities of the vocal tract, which were not detectable in the previ
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2008
Realization period - end
Dec 31, 2010
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 16, 2010
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP11-GA0-GA-U/03:3
Data delivery date
Feb 9, 2015
Finance
Total approved costs
5,197 thou. CZK
Public financial support
5,197 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
5 197 CZK thou.
Public support
5 197 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BI - Acoustics and oscillation
Solution period
01. 01. 2008 - 31. 12. 2010