嗓音声学检测在声乐教学中的应用

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　　〔摘 要〕文章主要探讨嗓音声学检测作为声乐教学的客观评估方法及实际应用。指出传统主观声学检测方法的弊端；着重介绍现代声学检测方法应用到嗓音声学检测的测量方法、原理和应用。通过实例展示，将实验得到具体数据讨论分析得出结论；并探讨这种研究方法在声乐教学中的发展前景。
　　〔关键词〕嗓音声学检测；声乐教学；嗓音客观评估；声学检测分析
　　嗓音是思想内容的载体，是表达情意的物质基础，以嗓音为艺术表达载体的歌唱工作者、以嗓音为主要教学工具的教师或以嗓音为主要优势的声乐学生，一旦嗓音不健康，那么艺术表达就会缺乏美感和表现力，教育和学习效果就会大打折扣。随着现代科学的进步，艺术嗓音医学与声乐教学交叉融合的学科应运而生，嗓音声学检测在声乐教学中也得到了初步应用。
　　声乐教学长时间以来形成了成熟的、以主观描述作为主要教学方法的理论体系，随着现代科技的发展，声乐教学也日益需要客观科学的评估方法。采用嗓音医学对嗓音发音进行检测，以检测结果来辅助声乐教学，对学生的发音方法进行校正和调整。针对声乐教师还在使用“口授心传”等比较传统教学方法这一现状，通过仪器对声带运动及腔体状态、结构的观察及对艺术嗓音患者发声状态的调整观察，对其嗓音声部、科学发声状态有一个客观评估，帮助声乐老师因材施教；同时，帮助职业用嗓人群尤其是教师，进行科学发声训练及保健，进行科学发声再教育。
　　嗓音客观评估的方法和手段在日常声乐教学中刚刚起步，嗓音声学测量作为其中重要的方法之一，是声乐教学与医学结合的跨界交叉技术，可为聲乐学教学提供最客观、直接的测量数据，是对嗓音客观评估工作的实施和验证。客观测量和主观评价是嗓音声学测量的两种主要手段，本文将这两种方式应用到对嗓音客观评估的研究当中，简要介绍主观评价，侧重讲述客观评价的方法，使得抽象的声乐表演和教育得以可视化，为声乐表演和教育服务。
　　一、主观评价
　　以往是依靠听觉来判定嗓音障碍的情况及嘶哑的程度，有经验的教师通过耳听学生的发声情况，大致可判断喉部的发音情况。目前最常用的主观评价方法有“日本音声言语医学会”制定的GRBAS 评价标准。另外，还有用心理听觉评价Isshiki（1966）标准 ，也有采用自我评估法：嗓音障碍指数、嗓音相关生活质量检测、嗓音结果调查，与嗓音声学分析进行比较。主观听觉评价存在着主观、名词概念不一、标准不统一的缺陷，近半个世纪以来，客观嗓音检测方法已逐步应用起来。
　　二、客观检测
　　随着科学技术尤其是电子计算机的广泛应用，客观检测嗓音已越来越多地应用于临床，通过电子仪器可以将嗓音检测分析结果以图形和数值形式表达。检测的仪器主要有四种：语图仪、频谱仪、具有语图及频谱双重功能的仪器和电声门图仪。
　　1. 语图仪
　　语图仪（Sonograph）是将分析的结果以两种图形显示在荧光屏或专用记录纸上：一种是频率、时间和强度的三维声谱图形，纵坐标表示频率，横坐标表示时间，灰度表示声强；另一种是某一时间断面上瞬间信号的三维图形，能较客观地估计发声质量。
　　2. 声纹
　　声纹（voice print）是声学检查中的另一种手段，又称为显示轮廓的声谱图或称轮廓声谱图，具有识别语言的特征，在法律上相当于指纹。目前语图仪及声纹仪应用较少。
　　3. 频谱和电子计算机
　　频谱（Frequency）：收集嗓音声样提取频率和声强得到峰样线图称为频谱。主要使用电子计算机及频谱分析仪采集、分析、统计嗓音声样，对嗓音进行声学分析。
　　3.1 Dr.Speech Science 语音分析系统
　　目前国内各研究部门比较普遍的应用Dr. SpeechScience 软件对正常嗓音及病态嗓音进行声学参数分析：基频（F0）、频率微扰（Jitter）、振幅微扰（Shimmer）、规范化噪声能量（NNE）、基频标准差（SDF0），可量化发声质量，成为喉功能检查的重要手段之一。以上两种语音分析系统声样采集均在环境噪音小于45dBSPL 的空调室内，受检者口距麦克风10cm，自然舒适平稳发元音/a/、/i/各3～5 秒各1 次，声强控制在80dB SPL 左右，通过A/D 转换，输入电子计算机进行嗓音声学参数分析。
　　3.2 嗓音频谱分析参数的指导意义
　　3.2.1 基频（F0）：反映嗓音的音调高低，与声带振动部分的长度、声带组织的张力和声带质量的大小有关，儿童的基频高于成人，沟状声带的基频比较高，声带息肉、声带小结基频较低，基频对男声女调的校正及效果评价，也具有特殊的重要意义；
　　3.2.2 频率微扰（Jitter）是描述相邻周期之间声波基本频率的变化，主要反映粗糙声程度，其次是嘶哑声程度；
　　3.2.3 振幅微扰（Shimmer）是描述相邻周期之间声波幅度的变化，主要反映嘶哑声程度；
　　3.2.4 规范化噪声能量（NNE）主要计算发声时由于声门非完全关闭引起的声门噪声的能量，主要反映气息声程度，其次是嘶哑声程度，一定程度上反映声门的关闭程度，对由于声带器质性或功能性病变而产生的病理嗓音的分析很有价值；
　　3.2.5 谐噪比（H/N）是检测病态嗓音和评价嗓音素质的一个客观指标，能有效地反映声门闭合情况，对发现潜在发音问题有重要意义。大多学者认为：声带息肉、声带小结、声带麻痹的病态嗓音的声学特征为Jitter 及Shimmer 增加，噪声成分增加，NNE 增加，周期谐波成分相对减少，H/N 降低，当进行调整后相应声学参数值与正常组相近。因此，声谱图声学分析可以发现学生的早期声嘶，以及嘶哑程度，多种参数综合分析可用于调整前后的效果评估。
　　4. 电声门图
　　电声门图（Electroglottography， EGG）是一种无创性喉功能检测手段，弥补喉内镜检查的不足。目前电声门图检测系统多采用美国的Tiger DRS. Inc 电声门图仪进行测试，采用Dr. SpeechScience forwindows 4.0软件进行分析。检测时将金属电极板放置于双侧甲状软骨板上，受检者发自然胸声区稳态元音/.//i/，持续3 秒，记录受声带振动调节的电极间阻抗变化，在体表描记出声门开闭曲线，可描记闭合相（CP）、开放相（OP），闭合相又分为渐闭（CCP）、渐开相（COP），OP相反映声带振动时被声门下气流吹开的瞬间，CCP、COP、与OP三者有周期性的衔接，正常电声门图波形呈规律性正弦曲线。 　　4.1 接触率（CQ）：测量声带振动时声门闭合程度，即接触时间与周期之比，主要反映声带水平方向上的开闭，发声频率提高，声带被拉长，双侧声带接触面积减小，闭合度降低，CQ 值下降；
　　4.2 接触幂（CI）：测量声带振动时渐闭相与渐开相的对称度，在一定程度上体现了声带开闭运动在垂直面上相位差，该参数对声带麻痹非常敏感；
　　4.3 接触商微扰（CQP）：测量相邻振动周期间CQ 振动度；
　　4.4 接触幂微扰（CIP）：测量相邻振动周期间CI 扰动度。如果声带的关闭和开放有规律，微扰量就低，即接触率微扰和接触幂微扰的值较小；
　　4.5 测试声带粘膜波的接触性，反映粘膜波运动是否规则；
　　4.6 测试方便无创，不受上气道干扰，更符合声带振动测量的要求；
　　4.7 电声门图波形异常的类型与声带病变的位置和大小有关，通过与正常波形进行比较之后，能客观地获得学生声带的信息，特别能够捕捉间接喉镜检查时易遗漏的声带下缘或前联合的病变，尤其能够提供声带麻痹的证据。有不少研究者将嗓音频谱分析与电声门图同步对嗓音进行测试与分析，对同一受检者同时检测频谱图参数和电声门图参数，以期获得更具相关性的研究结果。
　　5. 聲门图
　　由于电子计算机技术的广泛应用，对动态喉镜记录的图像进行精确、客观的量化分析也成为可能， 运用内镜诊察仪（Scope View）对动态喉镜记录的图像经A/D 转换输入计算机，测量发声时的声门面积和声门长度。常捷燕等运用电子计算机技术，对动态喉镜记录的声门图像的声带长、宽度、面积，假声带面积，声门裂面积及夹角，
　　声带位移、环杓位移，环杓区面积等参数进行测量，对声门图像的各解剖单元进行量化分析。
　　四、实例对比
　　1.选择学生进行嗓音声学检测
　　笔者选择了3个学生到厦门大学附属中山医院进行“嗓音声学检测”，医院出具了相关的评估报告，篇幅所限，节选了部分检测数据，具体如下：
　　2.对比分析
　　针对以上3个学生的嗓音声学检测报告、结合图1-图6所揭示的参数信息，与文中第3大点“客观检测”所使用的声学检验手段对比分析，笔者对学生的嗓音发声机理和声音瑕疵的原因有了更精准的判断，通过检测发现3个学生每一位的嗓音发声都有不同的喉部声带、发声量、最长发音时间、最稳定元音、最稳定音调、持续元音、流畅音调发元音、振幅及基频等问题，从而在实际教学中针对性地进行了调整，采用个性化的发声方法来扬长避短，使学生的嗓音发声质量有了显著的提升，利用嗓音声学检测的客观评估方法确实能让日常声乐教学更客观、更科学。
　　结 语
　　嗓音声学检测的各种参数还存在一些不确定因素，而且各个参数之间也存在着相互干扰、相互制约，不可能期望用单一方法来评定嗓音的总体功能，需要综合各种检测方法、多种检测参数，针对不同的情况，侧重采用某一种或几种检测方法对喉发声功能和嗓音进行检测和判断。本文着重用客观测量的方法对嗓音发声的影响因素进行分析，把物理实验方法和实验思想用到声乐现象的研究上来，把定性的统计检验方法结合客观测量的方法运用到为嗓音声学检测的研究服务，相信随着现代科技的进步，尤其是声乐教学理念的与时俱进，嗓音声学检测作为嗓音客观评估的有力方法之一，将越来越成为声乐教学卓有成效的帮手，帮助更多的嗓音工作者、声乐教师及学生取得更好的教学效果，给声乐教学打开了一扇希望之窗。
　　（责任编辑：杨建）
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