LIDSKÝ HLAS JAN ŠVEC. Oddělení biofyziky, Katedra experimentální fyziky, Př.F., Univerzita Palackého v Olomouci

Transkript

1 LIDSKÝ HLAS JAN ŠVEC Oddělení biofyziky, Katedra experimentální fyziky, Př.F., Univerzita Palackého v Olomouci

2 HLAS: Všichni jej každodenně používáme, ale víme o něm v podstatě jen málo

3 Studium lidského hlasu Interdisciplinární tematika Nutnost spolupráce odborníků různých profesí: Fyzici, lékaři, biologové, technici, zpěváci, hlasoví pedagogové,...

4 ANATOMIE HLASOVÉHO TRAKTU A OKOLÍ Pernkopf (1956) nosní dutina ústní dutina jazyk hrtanová příklopka hlasivky průdušnice tvrdé patro měkké patro (velum) hltan (pharynx): epipharynx mesopharynx hypopharynx hrtanová dutina (vestibulum laryngis) jícen

5 Glottis = hlasivková štěrbina Supra = nad Sub = pod Subglottický = podhlasivkový Supraglottický = nadhlasivkový FYZIKÁLNĚ- AKUSTICKÉ SCHÉMA HLASOVÉHO SYSTÉMU VOKÁLNÍ TRAKT: dutiny horních cest dýchacích mezi hlasivkami a rty Flanagan (1965)

6 Glottis = hlasivková štěrbina Supra = nad Sub = pod Subglottický = podhlasivkový Supraglottický = nadhlasivkový FYZIKÁLNĚ- AKUSTICKÉ SCHÉMA HLASOVÉHO SYSTÉMU Flanagan (1965)

7 Laryngoskopie - vizualizace vnitřního hrtanu Švec JG: Tajemství hlasu, Univerzita Palackého v Olomouci, 2006

8 Vizualizace vnitřního hrtanu: laryngoskopie

9 DEMONSTRACE laryngoskopie Fonace a nádech Recording made by the National Center for Voice and Speech, Denver, CO, USA

10 DEMONSTRACE laryngoskopie Změna výšky hlasu Recording made by the National Center for Voice and Speech, Denver, CO, USA

11 cca 1960 TVORBA HLASU: TEORIE ZDROJE A FILTRU Gunnar Fant, Švédsko (1960) 2005 Gunnar M. Fant. Acoustic theory of speech production, the Hague: Mouton, Hlas zvuk tvořený vlivem kmitání hlasivek, který je dále upraven rezonancemi v dutinách vokálního traktu

12 TEORIE ZDROJE A FILTRU ZDROJ FILTR Výdechový proud vzduchu Hlasivky prvotní hlas Rezonanční dutiny finální hlas Frekvence (výška tónu) Základní intenzita (hlasitost) Délka fonace Primární kvalita hlasu (dyšnost, hrubost, chraplavost, ) Samohlásky + souhlásky Konečná intenzita (hlasitost) Sekundární kvalita hlasu (konečná barva, rezonance, pěvecký formant, )

13 CO JE TO HLAS? Specifický akustický signál (zvuk), t.j., rychlé změny tlaku vzduchu, které se šíří formou vlnění Sledování: mikrofon + osciloskop (PC)

14 DEMONSTRACE hlas VOCE VISTA (shareware) D.G. Miller

15 Dva stupně tvoření lidského hlasu (teorie zdroje a filtru) Prvotní signál Čas Finální signál = prvotní signál upravený vlivem rezonancí v dutinách vokálního traktu From Svec (1996), after Fant (1956)

16 FREKVENČNÍ SPEKTRUM HLASU A ŘEČI UCHO FUNGUJE JAKO FREKVENČNÍ ANALYZÁTOR Průběh změn tlaku vzduchu při hlasu lze alternativně zobrazit ve formě frekvenčního spektra

17 DEMONSTRACE frekvenční spektrum hlasu VOCE VISTA (shareware) D.G. Miller

18 Určuje výšku tónu Základní frekvence (F0) = první harmonická (H1) Frekvenční spektrum hlasu Určují barvu tónu Vyšší harmonické (alikvotní tóny - H2, H3, H4,...) F0 = H1 H2 H4 H5 H3 H9 H21 Relativní amplituda [db]

19 Frekvenční spektrum hlasu: různá výška tónu 400 Hz F Hz 800 Hz 1200 Hz 1600 Hz 2400 Hz 2*F 0 3*F 0 4*F 0 5*F 0 6*F 0 H 1 H 2 H 3 H 4 H 5 H 6 Frekvence harmonických tónů jsou celistvými násobky frekvence F0! Vysoký tón 10*F 0 H 10 =4000 Hz Relativní amplituda [db] F0=100 Hz H 2 =200 Hz H 10 =1000 Hz H 20 =2000 Hz Nízký tón Menší rozestup mezi harmonickými! Relativní amplituda [db] 0 Hz 1000 Hz 2000 Hz 3000 Hz 4000 Hz 5000 Hz

20 JAK VZNIKÁ FREKVENČNÍ SPEKTRUM HLASU? TEORIE ZDROJE A FILTRU

21 ZDROJ TEORIE ZDROJE A FILTRU SAMO- HLÁSKY FORMANTY FILTR (VOKÁLNÍ TRAKT) HLAS - VÝSLEDNÉ SPEKTRUM

22 Frekvenční spektrum hlasu - formanty Určují samohlásku Vyšší formanty: podílejí se na individuální barvě hlasu 1.formant 2.formant F3 F4 F5 Relativní amplituda [db]

23 DEMONSTRACE frekvenční spektrum hlasu formanty a samohlásky VOCE VISTA (shareware) D.G. Miller

24 Formantový graf: 1. a 2. formant u českých samohlásek Merhaut (1972)

25 1. a 2. FORMANT U ANGLICKÝCH SAMOHLÁSEK F2 [Hz] Angličtina používá více samohlásek než čeština. F1 [Hz]

26 TVAR VOKÁLNÍHO TRAKTU U ČESKÝCH SAMOHLÁSEK Obrázky z magnetické rezonance - Dedouch, Švec, Horáček, Kršek, Havlík & Vokřál (2003)

27 MODELOVÁNÍ HLASU: Podrobnější pochopení mechanismů tvorby hlasu a řeči Příklady: B.Story, University of Arizona, USA

28 Hlasivky Slide by I. Titze, Ph.D.

29 Akustický tlak u úst Vzduchové pulsy u hlasivek /a/ Time Time /i/ Slide by B.Story, Ph.D. Time

30 VIZUALIZACE KMITÁNÍ HLASIVEK Originální laryngoskopická metoda VIDEOKYMOGRAFIE

31 VIDEOKYMOGRAFIE - Sestava monitor Videorekordér PC laryngoskop mikrofon kamera hlasivky zdroj světla Švec, Šram & Schutte: Proc. LP 2000 Prague.

32 VIDEOKYMOGRAFICKÁ KAMERA (2006) Ilustrativní příklad Videokymografický obraz Standardní obraz Videokymografie: 2. generace Qiu & Schutte: Laryngoscope 116(10): (2006)

33 Šram F, Švec JG, Vydrová J: Lékařské listy (2010, v tisku) NORMÁLNÍ HLASIVKY Žena, 19 let

34 HLASIVKY U PORUCH HLASU

35 JEDNOSTRANNÁ PORUCHA INERVACE HRTANU VLEVO Schutte, Svec & Sram, Laryngoscope 108(8): (1998)

36 JEDNOSTRANNÁ PORUCHA INERVACE HRTANU VLEVO Žena, 56 let Schutte, Svec & Sram, Laryngoscope 108(8): (1998)

37 REINKEHO EDÉM HLASIVEK (kuřácké hlasivky) Žena, 53 let Švec JG: Tajemství hlasu, Univerzita Palackého v Olomouci, 2006

38 POLYP vpravo Žena, 36 let SULCUS vlevo Švec JG: Tajemství hlasu, Univerzita Palackého v Olomouci, 2006

39 PRO ZAPAMATOVÁNÍ: Chrapot může být příznakem nejen banálního, ale i život ohrožujícího onemocnění, Přemáhání hlasu může vést k poškození hlasivek. Náhle vzniklý chrapot a bolest v krku signalizují poranění hlasivek. V takovém případě je třeba hlas šetřit dokud bolest a chrapot neustoupí. Chrapot trvající déle než tři týdny je dostatečným důvodem k návštěvě odborného lékaře: laryngologa nebo foniatra. Dostatečný přísun tekutin působí preventivně proti poškození hlasu. Alkohol a kofein ale vysušují sliznice a nebezpečí poškození hlasivek zvyšují. Kouření zvyšuje riziko rakoviny hlasivek a hrtanu.

40 Děkuji za pozornost