嗓音聲學檢測在聲樂教學中的應用

戴昕

〔摘 要〕文章主要探討嗓音聲學檢測作為聲樂教學的客觀評估方法及實際應用。指出傳統主觀聲學檢測方法的弊端；著重介紹現代聲學檢測方法應用到嗓音聲學檢測的測量方法、原理和應用。通過實例展示，將實驗得到具體數據討論分析得出結論；并探討這種研究方法在聲樂教學中的發展前景。

〔關鍵詞〕嗓音聲學檢測；聲樂教學；嗓音客觀評估；聲學檢測分析

嗓音是思想內容的載體，是表達情意的物質基礎，以嗓音為藝術表達載體的歌唱工作者、以嗓音為主要教學工具的教師或以嗓音為主要優勢的聲樂學生，一旦嗓音不健康，那么藝術表達就會缺乏美感和表現力，教育和學習效果就會大打折扣。隨著現代科學的進步，藝術嗓音醫學與聲樂教學交叉融合的學科應運而生，嗓音聲學檢測在聲樂教學中也得到了初步應用。

聲樂教學長時間以來形成了成熟的、以主觀描述作為主要教學方法的理論體系，隨著現代科技的發展，聲樂教學也日益需要客觀科學的評估方法。采用嗓音醫學對嗓音發音進行檢測，以檢測結果來輔助聲樂教學，對學生的發音方法進行校正和調整。針對聲樂教師還在使用“口授心傳”等比較傳統教學方法這一現狀，通過儀器對聲帶運動及腔體狀態、結構的觀察及對藝術嗓音患者發聲狀態的調整觀察，對其嗓音聲部、科學發聲狀態有一個客觀評估，幫助聲樂老師因材施教；同時，幫助職業用嗓人群尤其是教師，進行科學發聲訓練及保健，進行科學發聲再教育。

嗓音客觀評估的方法和手段在日常聲樂教學中剛剛起步，嗓音聲學測量作為其中重要的方法之一，是聲樂教學與醫學結合的跨界交叉技術，可為聲樂學教學提供最客觀、直接的測量數據，是對嗓音客觀評估工作的實施和驗證。客觀測量和主觀評價是嗓音聲學測量的兩種主要手段，本文將這兩種方式應用到對嗓音客觀評估的研究當中，簡要介紹主觀評價，側重講述客觀評價的方法，使得抽象的聲樂表演和教育得以可視化，為聲樂表演和教育服務。

一、主觀評價

以往是依靠聽覺來判定嗓音障礙的情況及嘶啞的程度，有經驗的教師通過耳聽學生的發聲情況，大致可判斷喉部的發音情況。目前最常用的主觀評價方法有“日本音聲言語醫學會”制定的GRBAS 評價標準。另外，還有用心理聽覺評價Isshiki（1966）標準 ，也有采用自我評估法：嗓音障礙指數、嗓音相關生活質量檢測、嗓音結果調查，與嗓音聲學分析進行比較。主觀聽覺評價存在著主觀、名詞概念不一、標準不統一的缺陷，近半個世紀以來，客觀嗓音檢測方法已逐步應用起來。

二、客觀檢測

隨著科學技術尤其是電子計算機的廣泛應用，客觀檢測嗓音已越來越多地應用于臨床，通過電子儀器可以將嗓音檢測分析結果以圖形和數值形式表達。檢測的儀器主要有四種：語圖儀、頻譜儀、具有語圖及頻譜雙重功能的儀器和電聲門圖儀。

1. 語圖儀

語圖儀（Sonograph）是將分析的結果以兩種圖形顯示在熒光屏或專用記錄紙上：一種是頻率、時間和強度的三維聲譜圖形，縱坐標表示頻率，橫坐標表示時間，灰度表示聲強；另一種是某一時間斷面上瞬間信號的三維圖形，能較客觀地估計發聲質量。

2. 聲紋

聲紋（voice print）是聲學檢查中的另一種手段，又稱為顯示輪廓的聲譜圖或稱輪廓聲譜圖，具有識別語言的特征，在法律上相當于指紋。目前語圖儀及聲紋儀應用較少。

3. 頻譜和電子計算機

頻譜（Frequency）：收集嗓音聲樣提取頻率和聲強得到峰樣線圖稱為頻譜。主要使用電子計算機及頻譜分析儀采集、分析、統計嗓音聲樣，對嗓音進行聲學分析。

3.1 Dr.Speech Science 語音分析系統

目前國內各研究部門比較普遍的應用Dr. SpeechScience 軟件對正常嗓音及病態嗓音進行聲學參數分析：基頻（F0）、頻率微擾（Jitter）、振幅微擾（Shimmer）、規范化噪聲能量（NNE）、基頻標準差（SDF0），可量化發聲質量，成為喉功能檢查的重要手段之一。以上兩種語音分析系統聲樣采集均在環境噪音小于45dBSPL 的空調室內，受檢者口距麥克風10cm，自然舒適平穩發元音/a/、/i/各3～5 秒各1 次，聲強控制在80dB SPL 左右，通過A/D 轉換，輸入電子計算機進行嗓音聲學參數分析。

3.2 嗓音頻譜分析參數的指導意義

3.2.1 基頻（F0）：反映嗓音的音調高低，與聲帶振動部分的長度、聲帶組織的張力和聲帶質量的大小有關，兒童的基頻高于成人，溝狀聲帶的基頻比較高，聲帶息肉、聲帶小結基頻較低，基頻對男聲女調的校正及效果評價，也具有特殊的重要意義；

3.2.2 頻率微擾（Jitter）是描述相鄰周期之間聲波基本頻率的變化，主要反映粗糙聲程度，其次是嘶啞聲程度；

3.2.3 振幅微擾（Shimmer）是描述相鄰周期之間聲波幅度的變化，主要反映嘶啞聲程度；

3.2.4 規范化噪聲能量（NNE）主要計算發聲時由于聲門非完全關閉引起的聲門噪聲的能量，主要反映氣息聲程度，其次是嘶啞聲程度，一定程度上反映聲門的關閉程度，對由于聲帶器質性或功能性病變而產生的病理嗓音的分析很有價值；

3.2.5 諧噪比（H/N）是檢測病態嗓音和評價嗓音素質的一個客觀指標，能有效地反映聲門閉合情況，對發現潛在發音問題有重要意義。大多學者認為：聲帶息肉、聲帶小結、聲帶麻痹的病態嗓音的聲學特征為Jitter 及Shimmer 增加，噪聲成分增加，NNE 增加，周期諧波成分相對減少，H/N 降低，當進行調整后相應聲學參數值與正常組相近。因此，聲譜圖聲學分析可以發現學生的早期聲嘶，以及嘶啞程度，多種參數綜合分析可用于調整前后的效果評估。

4. 電聲門圖

電聲門圖（Electroglottography， EGG）是一種無創性喉功能檢測手段，彌補喉內鏡檢查的不足。目前電聲門圖檢測系統多采用美國的Tiger DRS. Inc 電聲門圖儀進行測試，采用Dr. SpeechScience forwindows 4.0軟件進行分析。檢測時將金屬電極板放置于雙側甲狀軟骨板上，受檢者發自然胸聲區穩態元音/.//i/，持續3 秒，記錄受聲帶振動調節的電極間阻抗變化，在體表描記出聲門開閉曲線，可描記閉合相（CP）、開放相（OP），閉合相又分為漸閉（CCP）、漸開相（COP），OP相反映聲帶振動時被聲門下氣流吹開的瞬間，CCP、COP、與OP三者有周期性的銜接，正常電聲門圖波形呈規律性正弦曲線。

4.1 接觸率（CQ）：測量聲帶振動時聲門閉合程度，即接觸時間與周期之比，主要反映聲帶水平方向上的開閉，發聲頻率提高，聲帶被拉長，雙側聲帶接觸面積減小，閉合度降低，CQ 值下降；

4.2 接觸冪（CI）：測量聲帶振動時漸閉相與漸開相的對稱度，在一定程度上體現了聲帶開閉運動在垂直面上相位差，該參數對聲帶麻痹非常敏感；

4.3 接觸商微擾（CQP）：測量相鄰振動周期間CQ 振動度；

4.4 接觸冪微擾（CIP）：測量相鄰振動周期間CI 擾動度。如果聲帶的關閉和開放有規律，微擾量就低，即接觸率微擾和接觸冪微擾的值較小；

4.5 測試聲帶粘膜波的接觸性，反映粘膜波運動是否規則；

4.6 測試方便無創，不受上氣道干擾，更符合聲帶振動測量的要求；

4.7 電聲門圖波形異常的類型與聲帶病變的位置和大小有關，通過與正常波形進行比較之后，能客觀地獲得學生聲帶的信息，特別能夠捕捉間接喉鏡檢查時易遺漏的聲帶下緣或前聯合的病變，尤其能夠提供聲帶麻痹的證據。有不少研究者將嗓音頻譜分析與電聲門圖同步對嗓音進行測試與分析，對同一受檢者同時檢測頻譜圖參數和電聲門圖參數，以期獲得更具相關性的研究結果。

5. 聲門圖

由于電子計算機技術的廣泛應用，對動態喉鏡記錄的圖像進行精確、客觀的量化分析也成為可能， 運用內鏡診察儀（Scope View）對動態喉鏡記錄的圖像經A/D 轉換輸入計算機，測量發聲時的聲門面積和聲門長度。常捷燕等運用電子計算機技術，對動態喉鏡記錄的聲門圖像的聲帶長、寬度、面積，假聲帶面積，聲門裂面積及夾角，

聲帶位移、環杓位移，環杓區面積等參數進行測量，對聲門圖像的各解剖單元進行量化分析。

四、實例對比

1.選擇學生進行嗓音聲學檢測

筆者選擇了3個學生到廈門大學附屬中山醫院進行“嗓音聲學檢測”，醫院出具了相關的評估報告，篇幅所限，節選了部分檢測數據，具體如下：

2.對比分析

針對以上3個學生的嗓音聲學檢測報告、結合圖1-圖6所揭示的參數信息，與文中第3大點“客觀檢測”所使用的聲學檢驗手段對比分析，筆者對學生的嗓音發聲機理和聲音瑕疵的原因有了更精準的判斷，通過檢測發現3個學生每一位的嗓音發聲都有不同的喉部聲帶、發聲量、最長發音時間、最穩定元音、最穩定音調、持續元音、流暢音調發元音、振幅及基頻等問題，從而在實際教學中針對性地進行了調整，采用個性化的發聲方法來揚長避短，使學生的嗓音發聲質量有了顯著的提升，利用嗓音聲學檢測的客觀評估方法確實能讓日常聲樂教學更客觀、更科學。

結 語

嗓音聲學檢測的各種參數還存在一些不確定因素，而且各個參數之間也存在著相互干擾、相互制約，不可能期望用單一方法來評定嗓音的總體功能，需要綜合各種檢測方法、多種檢測參數，針對不同的情況，側重采用某一種或幾種檢測方法對喉發聲功能和嗓音進行檢測和判斷。本文著重用客觀測量的方法對嗓音發聲的影響因素進行分析，把物理實驗方法和實驗思想用到聲樂現象的研究上來，把定性的統計檢驗方法結合客觀測量的方法運用到為嗓音聲學檢測的研究服務，相信隨著現代科技的進步，尤其是聲樂教學理念的與時俱進，嗓音聲學檢測作為嗓音客觀評估的有力方法之一，將越來越成為聲樂教學卓有成效的幫手，幫助更多的嗓音工作者、聲樂教師及學生取得更好的教學效果，給聲樂教學打開了一扇希望之窗。

（責任編輯：楊建）

參考文獻：

[1]韓仲明，楊式麟.1 60例55～74歲健康人嗓音頻譜和音域的分析研究[J].中國醫科大學學報，1987，16：64-68.

[2]韓仲明，楊式麟.用電子計算機對健康人嗓音微擾值及諧噪比的分析[J].中國醫科大學學報，1989，18：62—64.

[3]韓德民，馬麗晶，魏永祥.微創外科手術在耳鼻咽喉一頭頸外科中的應用研究進展[J].中華醫學雜志，2002，82：1149—1151.

[4]韓仲明，費聲重，森一功，等.聲帶息肉手術前后嗓音聲學分析及心理聽覺評價[J].中華耳鼻咽喉科雜志，1996，31：103-106.

[5]韓仲明.CO：激光與喉顯微手術治療聲帶息肉的療效對比[J].聽力學及言語疾病雜志2002（10）：19—20.

[6]侯麗珍，韓德民，徐文，等.嗓音檢測中元音聲樣的選擇[J].聽力學及言語疾病雜志，2002（10）：16—18.

[7]楊寶琦，程俊萍.空氣動力學在測試呼吸與發音關系中的臨床應用[J].聽力學及言語疾病雜志，2000（08）：152—155.

[8]于萍，韓冰，黃冬雁，等.嗓音聲學分析和電聲門圖的比較研究[J].聽力學及言語疾病雜志，2005（13）：160一163.

[9]劉吉祥，楊寶琦，顧立德.喉記波掃描攝像的臨床應用[J].聽力學及言語疾病雜志，2001（09）：138—139.