動(dòng)態(tài)聲門與生理模型

　　人類言語(yǔ)的產(chǎn)生、演化和形成主要基于類人猿到人類的演化過(guò)程中發(fā)音器官的進(jìn)化，它包括人類直立行走以后聲道的彎曲和喉頭發(fā)聲器官的形成，而喉頭的形成和發(fā)展奠定了現(xiàn)代人類言語(yǔ)聲源的重要基礎(chǔ)?，F(xiàn)代言語(yǔ)聲學(xué)理論認(rèn)為，言語(yǔ)的產(chǎn)生主要包括嗓音聲源和聲道共鳴兩個(gè)部分，語(yǔ)音．學(xué)稱為“發(fā)聲”和“調(diào)音”。其中，嗓音聲源在生理上對(duì)應(yīng)于聲帶的振動(dòng)方式。因此，對(duì)聲帶振動(dòng)和動(dòng)態(tài)聲門類型的研究直接涉及到人類自然言語(yǔ)交際、言語(yǔ)工程、言語(yǔ)病理、司法語(yǔ)音、嗓音聲樂(lè)等言語(yǔ)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論問(wèn)題。在我國(guó)的宋代，人們已經(jīng)對(duì)嗓音聲源有了深刻的認(rèn)識(shí)，沈括在他的著作《夢(mèng)溪筆談》第十三卷中就記錄了當(dāng)時(shí)人們對(duì)言語(yǔ)嗓音聲源的認(rèn)識(shí)、人造喉的制造和在法庭上的應(yīng)用。然而，從語(yǔ)音學(xué)研究的發(fā)展歷程上看，人們對(duì)語(yǔ)音的科學(xué)研究主要在語(yǔ)音的調(diào)音方面，而對(duì)語(yǔ)言的發(fā)聲研究很少。隨著人們對(duì)世界各地語(yǔ)言研究的深入，不同的發(fā)聲類型被發(fā)現(xiàn)，特別是中國(guó)境內(nèi)的民族語(yǔ)言中發(fā)現(xiàn)了許多不同的發(fā)聲類型。但聲帶的隱蔽性使人們很難直接觀察聲帶的振動(dòng)方式，從而難以精確描述和研究嗓音的不同發(fā)聲類型，這在很大程度上阻礙了語(yǔ)言發(fā)聲類型的研究。計(jì)算機(jī)和高速數(shù)字成像技術(shù)的發(fā)展，使得人們直到近年來(lái)才有可能精確研究聲帶的振動(dòng)方式和相對(duì)應(yīng)的嗓音聲學(xué)性質(zhì)?！秳?dòng)態(tài)聲門與生理模型》就是利用目前國(guó)際上研究語(yǔ)言發(fā)聲中最先進(jìn)和復(fù)雜的高速數(shù)字成像技術(shù)和語(yǔ)音信號(hào)處理技術(shù)，對(duì)語(yǔ)言的常用發(fā)聲類型和漢語(yǔ)普通話聲調(diào)的發(fā)聲類型進(jìn)行的研究。研究的樣本采集于東京大學(xué)醫(yī)學(xué)院，所有樣本的采樣頻率為每秒鐘4500幀。圖像和語(yǔ)音信號(hào)處理系統(tǒng)建立于香港城市大學(xué)電子工程系。本書(shū)分為六個(gè)部分，十個(gè)章節(jié)。第一部分由第一章“引言”組成，主要介紹了國(guó)際上高速數(shù)字成像嗓音研究的形成和發(fā)展過(guò)程以及基于高速數(shù)字成像的語(yǔ)言發(fā)聲類型研究背景。同時(shí)．介紹了本書(shū)的目的和讀本書(shū)所必備的喉部生理解剖知識(shí)。第二部分由第二章“圖像處理和參數(shù)提取”組成，主要介紹了高速數(shù)字成像系統(tǒng)和圖像處理及參數(shù)提取平臺(tái)，它包括高速數(shù)字成像系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)、文件格式、圖像處理中的旋轉(zhuǎn)、選擇、聲門面積檢測(cè)和錄像幀間漂移的校正等。同時(shí)討論了動(dòng)態(tài)聲門的類型、參數(shù)提取方法、統(tǒng)計(jì)參數(shù)的定義、24個(gè)參數(shù)的提取算法和用于建模的10項(xiàng)參數(shù)的算法和定義。最后討論了聲門圖像處理的精度和發(fā)聲類型的測(cè)定。第三部分由第三章至第五章組成，主要分析研究了常見(jiàn)的語(yǔ)言發(fā)聲類型和漢語(yǔ)普通話聲調(diào)的發(fā)聲類型及聲帶振動(dòng)模式。第三章“正常嗓音”主要研究了標(biāo)準(zhǔn)正常嗓音、低音調(diào)嗓音和高音調(diào)嗓音聲帶的振動(dòng)方式、振動(dòng)特性和與聲帶振動(dòng)方式相關(guān)的聲學(xué)性質(zhì)。第四章“特殊嗓音”研究了特殊嗓音的振動(dòng)方式、振動(dòng)特性和聲學(xué)性質(zhì)。具體包括假聲、氣泡音、氣嗓音、雙音調(diào)嗓音和吸氣音聲帶的振動(dòng)方式、振動(dòng)特性和相關(guān)的聲學(xué)性質(zhì)。其中特別討論了最高音調(diào)的假聲和最低音調(diào)的氣泡音的特殊性質(zhì)以及聲帶不對(duì)稱振動(dòng)的方式、特性和聲學(xué)結(jié)果。第五章“變調(diào)嗓音和漢語(yǔ)普通話四聲的嗓音”研究和討論了變調(diào)嗓音和漢語(yǔ)普通話四聲的發(fā)聲類型。其中特別討論了漢語(yǔ)普通話四聲的聲帶振動(dòng)方式、振動(dòng)特性和嗓音模式。這是目前唯一有關(guān)漢語(yǔ)普通話四聲聲帶振動(dòng)的高速數(shù)字成像資料和研究成果。第四部分由第六章和第七章組成，主要介紹了動(dòng)態(tài)聲門特性的量化分析和特性研究。第六章“聲門的性質(zhì)”主要研究了聲門的性質(zhì)，包括新發(fā)現(xiàn)的七種聲門脈）中類型和新定義的八種聲帶振動(dòng)周期類型。同時(shí)還研究了聲門面積和聲門氣流的關(guān)系，并建立了聲門面積和聲門氣流之間的關(guān)系函數(shù)。第七章“統(tǒng)計(jì)分析”主要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，包括對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了相關(guān)分析和聚類分析，同時(shí)也對(duì)發(fā)聲類型進(jìn)行了相關(guān)分析和聚類分析。第五部分由第八章“動(dòng)態(tài)聲門模型”組成，主要研究了基于高速數(shù)字成像的動(dòng)態(tài)聲門生理模型。其中主要研究和介紹了目前世界上最重要的八種嗓音聲學(xué)模型，重點(diǎn)介紹了方特等人LF模型。在此基礎(chǔ)上討論了建立生理模型的不同層次、靜態(tài)聲門模型的建模和聲門控制函數(shù)的建模。最終討論和介紹了動(dòng)態(tài)聲門的生理模型。第六部分由第九章和第十章組成。主要介紹了基于高速數(shù)字成像的嗓音生理參數(shù)合成和聲帶振動(dòng)的科學(xué)研究前景。第九章“嗓音聲源的合成”主要討論嗓音聲源的生理合成，其中包括不同聲門脈沖的合成、不同聲門生理參數(shù)的合成和不同發(fā)聲類型的生理合成，并全面介紹了聲門的生理合成方法。第十章“結(jié)論和進(jìn)一步研究的建議”主要總結(jié)了全書(shū)研究所有的結(jié)論、討論了這一技術(shù)對(duì)該領(lǐng)域的貢獻(xiàn)并探究了基于高速數(shù)字成像研究動(dòng)態(tài)聲門的未來(lái)前景。《動(dòng)態(tài)聲門與生理模型》采用最新的科學(xué)技術(shù)，從聲帶生理振動(dòng)和聲學(xué)發(fā)聲類型兩個(gè)方面研究了言語(yǔ)聲源產(chǎn)生的基本原理，是一本研究聲帶振動(dòng)和嗓音發(fā)聲類型基本原理的研究性專著，其成果主要可用于語(yǔ)音學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、生理語(yǔ)音學(xué)、言語(yǔ)聲學(xué)、病理語(yǔ)音學(xué)、嗓音聲學(xué)、聲樂(lè)學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域。同時(shí)還可以當(dāng)作以上各個(gè)領(lǐng)域的教學(xué)參考。

　　Mr. Kong Jiangping obtained his bachelor degree of English Language and Literature at Zhengzhou University in 1981， his master degree of Linguistics and Phonetics at the Graduate School of Chinese Academy of Social Sciences in 1988， and his PhD degree of Language Engineering at the Department of Electronic Engineering， City University of Hong Kong in 2001. From 2003， he worked as a professor of phonetics at the Department of Chinese Language and Literature， Peking University. His research interests cover phonation types of languages， models of speech voice quality and oral cultural phenomenon in China. His book On Language Phonation （in Chinese） was published in 2001.