|
|
Výpočtové modelování funkce lidského vokálního traktu
Ryšavý, Antonín ; Hájek, Petr (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
V první části práce je stručně shrnuta biomechanika tvorby lidského hlasu a přehled doposud publikovaných výpočtových modelů vokálního traktu a prostor okolo hlavy. Druhá část se zabývá výpočtovými modely lidského vokálního traktu nastaveného na vyslovování českých samohlásek /a:/ a /i:/ s vyuţitím metody přenosových matic a metody konečných prvků. Těmito metodami je provedena modální a harmonická analýza. Jsou zjišťovány vlastní frekvence a vlastní tvary kmitů obou samohlásek a průběhy akustického tlaku v určitých místech vokálního traktu. Metoda přenosových matic je velmi závislá na geometrii traktu, zejména pak na hustotě referenčních řezů a její výsledky se v práci neshodují úplně s výsledky uvedenými v literatuře. Metoda konečných prvků je mnohem přesnější a její výsledky dobře odpovídají výsledkům uvedeným v literatuře, nicméně oproti metodě přenosových matic je výrazně časově náročnější. Metoda přenosových matic je tedy vhodná spíše na velké mnoţství výpočtů nebo ladění určitých parametrů. Modely vytvořené v bakalářské práci mohou slouţit pro analýzu různých patologií tvorby hlasu eventuelně pro predikci chirurgických zákroků v oblasti vokálního traktu.
|
|
|
Využití metody konečných prvků pro modelování pohybu a napjatosti hlasivek při nastavování do fonačního postavení
Šíbl, Michal ; Šidlof,, Petr (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá využitím metody konečných prvků pro modelování pohybu a napjatosti hlasivek při nastavování do fonačního postavení. Práce obsahuje popis relevantních anatomických struktur a s tím úzce související tvorby lidského hlasu. Následuje přehled některých dosud publikovaných modelů funkce lidských hlasivek. Součástí práce dále bylo vytvoření modelu geometrie hrtanu pomocí programů CATIA V5 a PTC Creo 2.0 na základě dat pořízených zobrazovací metodou MRI (magnetic resonance imaging). Model byl dále převeden do výpočtového systému Ansys Workbench 15.0 a pro řešení kontaktní úlohy do Ansys Classic 15.0. Tyto programy využívají pro řešení dané úlohy metodu konečných prvků (MKP). Řešení bylo provedeno pro šest variant simulujících jednotlivé pohyby chrupavek odpovídající aktivaci jednotlivých svalů. U jednotlivých variant byly vyhodnoceny posuvy a napětí v měkké tkáni hlasivek. U varianty s aktivací IA, TA a LCA svalu byl také vyhodnocen kontaktní tlak mezi hlasivkami. V neposlední řadě je v práci uvedena příprava modelu pro aktivaci pohybu hlasivek svalstvem hrtanu.
|
|
|
Vytvoření výpočtového modelu lidského vokálního traktu
Freiwald, Michal ; Hájek, Petr (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
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.
|
|
|
Výpočtové modelování šíření lidského hlasu vokálním traktem a v prostoru okolo těla
Batelka, Jiří ; Hájek, Petr (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se v první části zabývá popisem teorie zdroj-filtr tvorby lidského hlasu, anatomie hrtanu, možných přístupů k modelování tvorby lidského hlasu a vybraných prací využívající tyto přístupy. Následuje stručný popis vybraných veličin používaných v akustice a tvorba modelů. Byly vytvořeny modely samostatné hlavy a hlavy s torzem těla muže a ženy, včetně provedení testu sítě k určení vhodné velikosti prvku. Modely vytvořené v této práci se zaměřují na popis šíření zvuku především v prostoru před tělem a vliv torza na šíření zvuku. Přítomnost torza se projevuje výkyvy v frekvenčních závislostech v oblasti od 1 000 Hz do 8 000 Hz, více výraznými při nižších frekvencích. V transverzální rovině se přítomnost torza projevuje nižší SPL ve směru před ústy a vyšší SPL po stranách pro některé frekvence. Oblasti s poklesem SPL před ústy se shodují s frekvencemi s vyšší SPL po stranách v porovnání se směrem před ústy. Tato pozorování se shodují s výsledky ostatních prací. V transverzální rovině nejsou výrazné rozdíly mezi modely s různými torzy. Pod vodorovnou rovinou narůstá vliv odrazů od těla a lze pozorovat rozdíly mezi modely s torzem, např. u modelu s mužským torzem není patrný pokles SPL před ústy ve směrovém diagramu při některých frekvencích.
|
|
|
Tvorba konečněprvkového modelu lidského vokálního traktu a prostoru okolo hlavy na základě dat z počítačové tomografie
Švarc, Martin ; Pellant, Karel (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Následující práce se zabývá vytvořením výpočtového modelu pro šíření akustických vln vokálním traktem a prostorem okolo hlavy. Součástí práce je zmapování trojrozměrného modelu lidské hlavy, jako doplňující akustické prostředí pro zpřesnění měření lidského hlasu na základu dat z výpočtové tomografie, sepsání rešeršní studie o funkci hlasivek, biomechaniky tvorby lidského hlasu a uvedení přehledu medicínských zobrazovacích metod vhodných pro zobrazování biomechanických modelů. Na základě vytvořené geometrie vokálního traktu (od hlasivek ke rtům) a akustického prostoru okolo hlavy člověka dojde k následnému vytvoření sítě pro výpočty metodou konečných prvků (MKP). Síť bude vytvořena za účelem získání nových poznatků ohledně různých umístění mikrofonu u lidské hlavy.
|
|
|
Výpočtové modelování šíření hlasu okolo hlavy člověka pomocí metody konečných prvků
Ryšavý, Antonín ; Hájek, Petr (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
V první části diplomové práce je stručně uvedena biomechanika tvorby lidského hlasu a přehled doposud publikovaných výpočtových modelů vokálního traktu a šíření akustických vln okolo hlavy člověka. Druhá část práce se zabývá vytvořením výpočtového modelu šíření akustických vln vokálním traktem a dále do prostoru okolo hlavy při fonaci české samohlásky /a:/. Vokální trakt je buzen v místě hlasivek harmonickým signálem. Na povrchu vokálního traktu, části hlavy zahrnující vlasy a kůži je definována akustická absorpce. Je detailně zmapováno šíření akustických vln ve vokálním traktu, v blízkém poli v okolí úst, v prostoru okolo hlavy a v bodech na tvářích. Šíření akustických vln je analyzováno v bodech, ve kterých bývají umisťovány mikrofony pro snímání řeči. Jsou získány závislosti akustického tlaku na frekvenci, přenosové funkce mezi definovanými body a amplitudy akustických tlaků v závislosti na vzdálenosti od úst. Pozoruje se zejména frekvenční zkreslení spekter v uvedených bodech. Dále je vyhodnocena vyzařovací impedance v oblasti úst. Získané výsledky jsou srovnány s doposud publikovanými výsledky experimentálního měření a mohou sloužit pro potřeby přesného měření lidského hlasu nebo pro frekvenční korekci mikrofonů při snímání řeči a zpěvu umístěných v analyzovaných bodech.
|
|
|
Výpočtové modelování interakce kmitajících hlasivek s proudem vzduchu
Pavlica, Ondřej ; Matug, Michal (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Práce se zabývá vytvořením výpočtového modelu funkce lidských hlasivek. Algoritmus výpočtu zahrnuje interakci hlasivek s proudem vzduchu. Součástí práce jsou modální analýzy strukturního a akustického prostředí, rešeržní studie funkce hlasivek a přehled vybraných doposud publikovaných výpočtových modelů. Analýza výsledků dosažených simulačním výpočtovým modelováním se zaměřuje na tlakové a rychlostní poměry pod, mezi a nad hlasivkami, pohyb hlasivek, průběhy napětí v jednotlivých vrstvách hlasivek a posouzení vlivu tloušťky tkání na výsledné chování hlasivek.
|
|
|
Využití metody konečných prvků pro modelování šíření hlasu vokálním traktem a okolo hlavy člověka
Tomeček, Vojtěch ; Pellant, Karel (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá vytvořením výpočtového modelu určeného ke zkoumání šíření akustických vln vokálním traktem člověka a prostorem okolo jeho hlavy. Práce obsahuje krátký přehled anatomie relevantních partií a rešerši podstatných dříve publikovaných modelů. Součástí práce je dále vytvoření trojrozměrného modelu geometrie lidské hlavy vč. vokálního traktu na základě snímků CT, vytvoření konečnoprvkové sítě na dané geometrii a realizace výpočtového algoritmu. Následuje samotné výpočtové řešení, uvažující akustické tlumení na stěnách vokálního traktu a vyzařování do volného prostoru. Dosažené výsledky jsou porovnány s literaturou. Posuzována jsou zkreslení frekvenčních spekter v jednotlivých zvolených uzlech v okolí hlavy a na povrchu tváře a výsledky jsou porovnány s relevantní literaturou. Závěry poslouží jako podklad eventuálních frekvenčních korekcí pro různé polohy mikrofonů používaných při diagnostice hlasu nebo jeho snímání obecně, např. při řeči nebo zpěvu.
|
|
|
Výpočtové modelování šíření lidského hlasu vokálním traktem a v prostoru okolo hlavy
Švarc, Martin ; Pellant, Karel (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Následující diplomová práce se zabývá vytvořením výpočtového modelu pro šíření akustických vln lidským vokálním traktem a následně prostorem okolo hlavy člověka. Detailní zmapování akustického pole okolo hlavy člověka je důležité pro zpřesnění měření lidského hlasu. Součástí práce je tvorba trojrozměrného konečně-prvkového modelu lidské hlavy a vokálního traktu při fonaci samohlásky /:a/ na základě dat z výpočtové tomografie, dále rešeršní studie funkce vokálního traktu, biomechanika tvorby lidského hlasu, přehled doposud v literatuře publikovaných výpočtových modelů a v literatuře uváděných měření šíření hlasu lidským vokálním traktem a v prostoru okolo hlavy. Následuje samotné výpočtové řešení šíření akustických vln od hlasivek skrz vokální trakt a prostorem okolo hlavy člověka při uvažování akustické absorpce na stěnách vokálního traktu a na pokožce hlavy pro různé typy buzení. Výsledky jsou porovnány s doposud publikovanými měřeními šíření lidského hlasu a analyzují se hlavně zkreslení frekvenčních spekter v jednotlivých bodech v prostoru okolo hlavy a v její blízkosti kam se obvykle umisťují snímací mikrofony. Výsledků výpočtového modelování bude možné eventuálně využít pro frekvenční korekce pro různé polohy mikrofonů snímající šíření hlasu při jeho diagnostice, řeči nebo zpěvu.
|
|
| |
host ::
RSS.