Spraakakoestiek Gerrit Bloothooft Het instrument Neusholte Mondholte met
Spraakakoestiek Gerrit Bloothooft
Het instrument Neusholte Mondholte met onderkaak, tong, lippen Keelholte met strotteklep Strottehoofd met stemplooien Longen en luchtpijp Slokdarm
Voorhoofdsholten Akoestisch niet van belang De verbinding is veel te klein (grote akoestische weerstand)
Lehmann / Frateur subjectieve sensaties
Secundaire trillingen in het lichaam
Onderscheid scherp: • Klankproductie • Subjectieve sensaties – afgeleid van klankproductie • Voorhoofd • Borst • … – individuele verschillen – geen eis aan zangtechniek
Onderdelen van klankvorming Fysiologie Mond-keelholte Akoestiek Klankvorm door articulatie (klankkleur, klinkers) Stemplooien in strottehoofd Basisgeluid door stemgeving Longen Luchtdruk (toonhoogte, luidheid, stemregister)
Servox demonstratie
Longen De longen leveren ademdruk, zijn de energiebron • ademdruk over een groot bereik zeer flexibel en nauwkeurig regelbaar • ademdruk in zang niet altijd noodzakelijk groot • longvolume is bij zangers niet groter
Borst- en buikademhaling
Strottenhoofd De stemplooien produceren het basisgeluid • balans tussen spierkracht die stemplooien sluit en de ademdruk die ze opent • stemplooitrilling door het Bernouilli-effect
Vooraanzicht van het strottenhoofd Kaakbeen Adams appel Schildkraakbeen Ringkraakbeen
De ophanging van het strottenhoofd Kaakbeen Schildkraakbeen Ringkraakbeen naar borstbeen
Dwarsdoorsnede door het strottenhoofd Strottenklep Valse stemplooien Ware stemplooien Luchtpijp
Bovenaanzicht van het strottenhoofd met belangrijke stemspieren of stemspier of bekerkraakbeentjes
Bovenaanzicht van de stemplooien Rand strottenklep Voor Achter Bekerkraakbeentjes
Bernouilli-effect Door stroming neemt de druk af. 1) Stemplooien openen door ademdruk 2) Luchtstroom door de stemplooien 3) Door stroming neemt druk tussen de stemplooien af 4) Stemplooien drukken de spleet weer dicht.
Dwarsdoorsnede van een stemplooi Drie lagen: Mucosa (epitheel weefsel) Lamina propria Stemspier (M. Thyroarytenoidus)
Een bewegingscyclys van de stemplooien 1 gesloten 4 openmoment 6 maximaal open 8 sluitingsmoment 10 gesloten Let op de mucosa golf
Stembron creëert geluiddrukgolf • demonstratie van longitudinale golfvorm
Model van stemplooibeweging en snelheidsveld • Demonstratie
Model van stemplooibeweging en snelheidsveld • Demonstratie
Model van stemplooibeweging en snelheidsveld • Demonstratie
Stem: toonhoogte (grondfrequentie) Grondfrequentie wordt fysisch bepaald door het aantal maal dat de stemplooien open en dicht gaan per seconde (Hz) –> waarneming als toonhoogte mannen vrouwen kinderen zang 60 - 600 120 - 1500 200 - 3000 spreken ~ 120 ~ 240 ~ 360 Hz
Grondtoon (F 0) • Trillingsfrequentie van de grondtoon hangt af van – ademdruk – adductie van stemplooien (hoe hard die tegen elkaar worden gedrukt) – Subtiele balans van ademdruk en adductie – “dansend middenrif” – hoe groter beiden -> hoe hoger de frequentie
Grondtoon en boventonen (harmonischen) • Naast grondtoon wordt ook een reeks boventonen geproduceerd • Frequentie van boventoon is veelvoud van die van de grondtoon n = 2, 3, 4, 5, 6, …. F 0 = 100 Hz boventonen: 200, 300, 400, 500, … 5000
spectrum van stembron
Bronspectrum en stemplooitrilling • De sterkte van de boventonen hangt af van de manier waarop de stemplooien sluiten – zwak (zacht, falsetto) – normaal – krachtig (luid)
hypo
hyper
Frequentiespectrum van de stem Amplitude Luid Zacht Normaal / Geknepen / Falsetto 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 Frequentie (Hz)
(veel) minder boventonen bij hogere grondtoon
grondtoon en aantal boventonen (tot 5000 Hz) • Grondtoon (Hz) • 100 • 200 • 400 • 800 • 1400 • Aantal boventonen tot 5000 Hz • 50 • 25 • 12 • 6 • 4 Heeft grote effecten op verstaanbaarheid
Stem: luidheid Wordt bepaald door hoe abrubt de stemplooien keer op keer sluiten (vorm van de stemplooipuls, komt later) Ook articulatie speelt een rol (bespreken we later) Varieert tussen 45 d. B en 120 d. B (op 30 cm van de mond )
Resonantie • Stemweg is een ingewikkelde resonator – eigenschappen afhankelijk van de vorm (articulatie) • Wat doet een resonantie? – behoud (akoestische) energie rond een bepaalde frequentie • vergelijk een schommel: – op het juiste moment beetje duwen -> steeds hoger – op verkeerde momenten duwen -> gebeurt bijna niets
spraakresonantie • Stemplooi drukplofjes (grondtoon en boventonen) zijn “duwtjes” • Stemweg zijn resonatoren – Hoe groter de resonator, hoe lager de resonantiefrequentie (vgl lengte van schommel) – Ongeveer 5 resonanties (formanten) in stemweg
frequentieoverdrachtsfunctie van een formant
meerdere formanten samen
5 formanten in spraak/zang F 1 F 2 Amplitude F 3 F 4 0 1000 2000 3000 Frequentie (Hz) F 5 4000 5000
Let op! • Formanten (en hun frequenties) zijn eigenschappen van de stemweg • Zijn onafhankelijk van wat er in de stembron gebeurt – Is kern van de akoestische theorie van spraakproductie (Gunnar Fant) – Is wel iets op af te dingen
SPRAAK GELUID SPRAAK KANAAL TRILLENDE STEMPLOOIEN LUCHTDRUK IN LONGEN
Articulatie Door articulatie wordt de vorm en inhoud van de mond-keelholte veranderd. De resonantie eigenschappen van de mond-keelholte veranderen daarmee. Formantfrequenties veranderen.
demonstratie buizen
spectrale veranderingen in de tijd • Hoe maken we dat zichtbaar? – Spectrum: horizontaal frequentie verticaal amplitude (sterkte) • Spectrogram – horizontaal: tijd – verticaal: frequentie – Amplitude -> zwarting
Spectrogrammen van klinkers
EIGENSCHAPPEN VAN SPRAAKKLANKEN
golfvormen van spraak Klinkers (periodiek) Nasalen (periodiek) Fricatieven (stemloos, ruis) Fricatieven (stemhebbend, periodiek, ruis) [plosieven, tweeklanken]
Tweeklank: Spectrogram van /Ei/
spectrogrammen van de stemloze plosieven: Plosief+/a/
spectrogrammen van de stemhebbende plosieven
spectra van stemloze fricatieven /χ/
spectra van stemhebbende fricatieven
spectrum van /n/ Door anti-resonantie verzwakt de eerste formant sterk
spectrogram van halfvokalen
- Slides: 54