Výpočtové modelování šíření lidského hlasu vokálním traktem a v prostoru okolo těla

Abstract

Tato diplomová práce se v první části zabývá popisem teorie zdroj-filtr tvorby lidského hlasu, anatomie hrtanu, možných přístupů k modelování tvorby lidského hlasu a vybraných prací využívající tyto přístupy. Následuje stručný popis vybraných veličin používaných v akustice a tvorba modelů. Byly vytvořeny modely samostatné hlavy a hlavy s torzem těla muže a ženy, včetně provedení testu sítě k určení vhodné velikosti prvku. Modely vytvořené v této práci se zaměřují na popis šíření zvuku především v prostoru před tělem a vliv torza na šíření zvuku. Přítomnost torza se projevuje výkyvy v frekvenčních závislostech v oblasti od 1 000 Hz do 8 000 Hz, více výraznými při nižších frekvencích. V transverzální rovině se přítomnost torza projevuje nižší SPL ve směru před ústy a vyšší SPL po stranách pro některé frekvence. Oblasti s poklesem SPL před ústy se shodují s frekvencemi s vyšší SPL po stranách v porovnání se směrem před ústy. Tato pozorování se shodují s výsledky ostatních prací. V transverzální rovině nejsou výrazné rozdíly mezi modely s různými torzy. Pod vodorovnou rovinou narůstá vliv odrazů od těla a lze pozorovat rozdíly mezi modely s torzem, např. u modelu s mužským torzem není patrný pokles SPL před ústy ve směrovém diagramu při některých frekvencích.

This master's thesis handles description of the source-filter theory of voice production, anatomy of larynx, possible approaches to voice production modelling and selected works using these approaches in first chapter. Brief description of selected quantities used in acoustics and model creation follows. Models of only the head and head with female and male torso are created, including mesh testing to determine suitable element size. Models created in this thesis focus on description of voice propagation primarily in front of body and on influence of torso on sound propagation. Inclusion of torso results in fluctuations in frequency domain in range from 1 000 Hz to 8 000 Hz, more pronounced near lower frquencies. In transverse plane the presence of torso manifests in lower SPL in front of mouth and higher SPL on the sides for several frequencies. Regions with decrease of SPL in front of mouth are coindicent with frequencies, where higher SPL on sides in comparision with direction in front of the mouth is evident. These observations are in agreement with other works. No significant differences were observed between models with different torsos in the transverse plane. Below the transverse plane differences between models with different torsos can be observed, for example for some frequencies decrease in SPL isn't observed in front of mouth in directivity diagrams for model with male torso.