Vytvoření výpočtového modelu lidského vokálního traktu

Abstract

Rešeršní část této práce shrnuje základní poznatky o dýchací soustavě a jí podřazeném hlasovém ústrojí, uvádí základní teorie vzniku lidského hlasu, stejně jako nejčastější hlasové poruchy, a podává přehled publikovaných výpočtových modelů lidského vokálního traktu. V praktické části je ze snímků CT vytvořen prostorový (3D) model ženského vokálního traktu pro samohlásku /a:/, na němž jsou s využitím metody konečných prvků provedeny výpočty; konkrétně modální analýza a harmonická analýza. Vlastní frekvence z modální analýzy odpovídají rozsahům uváděným v literatuře. Pro harmonickou analýzu byly analyzovány různé okrajové podmínky pro modelování vyzařování z úst, přičemž jako nejpřesnější, ale výpočetně nejnáročnější se ukazuje varianta s použitím absorpčních elementů. Bakalářská práce dává názornou představu přesnosti a komplexnosti jednotlivých použitých výpočetních metod.The research part of this bachelor’s thesis consists of a brief introduction to the human respiratory system and its subsidiary vocal subsystem along with a summary of basic phonation theories, voice disorders and published computational models of the human vocal tract. The experimental part engages in the making of the computational model itself, set to pronunciation of the vowel /a:/ in a woman vocal tract, on which, using finite element method, some of the basic acoustic analyses are performed, such as modal analysis or harmonic analysis. Calculated formants correspond with the values published in literature. Several different methods were analyzed while computing harmonic response. The most complex and the most time-consuming method, using infinite elements, also proved to be the most precise one. Thesis gives a decent comparison of the precision and complexity between the used methods.