Využití metody konečných prvků pro modelování šíření hlasu vokálním traktem a okolo hlavy člověka

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.
This diploma thesis deals with creating of finite element model for the analysis of acustic waves radiation through human vocal tract and through the head surrounding space. The thesis contains a short overview of the anatomy of relevant parts and a short overview of formerly published models relevant to the topic. Then the process of creating the 3D model of human head, including the vocal tract, based on CT scans, and the mesh itself follows. This is succeeded by the computational solution taking in the acount the acoustic absorption of the vocal tract walls and radiation into the open space. The results gained are compared to relevant literature on this topic. The changes in frequency spectra in specific nodes of the mesh are reviewed and compared to relevant literature on the topic. The results could be used as basis of eventual frequention corrections of microphones used for voice diagnosis or registration in general, eg of speach or singing.