본 논문에서는 소프라노가 성악 발성으로 한국어 단모음을 발음할 때, 그 단모음들의 포르만트가 F0(Fundamental frequency)에 따라 어떻게 바뀌어지는지 연구되었다. 일반적으로 다른 파트의 경우와는 달리, 소프라노가 노래를 할 때에는 포르만트가 그 F0의 영향을 크게 받는 것으로 알려져 있다. 따라서, 성악발성에 대한 연구를 위해서는 소프라노가 발성할 수 있는 전 음역 대의 F0에서 각 모음에 대한 포르만트 분석이 필요하다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 성악 발성의 특징들을 패턴화하여 성악발성 평가 시스템이나 성악발성 합성 시스템을 구축할 수 있다. 5명의 전문 소프라노를 대상으로 '아, 에, 이, 오, 우' 5모음의 성악발성을 A3(220.0Hz)에서부터 A5(880.0Hz)까지의 피치에서 포르만트 분석을 하였다. 또한, 일반적인 대화 시 이 5가지 모음의 포르만트를 분석하여 성악발성의 경우와 비교하였다. 연구 결과, '아, 에, 이'의 F2/F1의 그래프가, B4(493.8Hz)이상의 F0에서는 거의 직선으로 나타났다. B4는 Changing Voice가 시작되는 곳으로, 성악가의 음색 변화가 포르만트 형태의 변화와 밀접한 관계가 있음을 알 수 있다. 또한, A5에서는 '아, 에, 이, 오, 우'의 F1, F2의 수치가 거의 일치하는 것으로 나타났다. 즉, 최고음부에서 불려지는 모음들은 서로 구별되기가 어렵게 되는 것이다. 본 논문은 성악발성 평가 시스템이나 성악발성 합성 시스템을 구축할 때에, '아, 오, 우'의 경우에는 B4에서 A5의 F1, F2를 F0대한 기울기로 규정화할 것을 제안한다. 이와 같은 규정화를 통하여 성악발성과 관련된 시스템 구축에 필요한 노력과 비용을 줄일 수 있을 것이다.
본 논문에서는 소프라노가 성악 발성으로 한국어 단모음을 발음할 때, 그 단모음들의 포르만트가 F0(Fundamental frequency)에 따라 어떻게 바뀌어지는지 연구되었다. 일반적으로 다른 파트의 경우와는 달리, 소프라노가 노래를 할 때에는 포르만트가 그 F0의 영향을 크게 받는 것으로 알려져 있다. 따라서, 성악발성에 대한 연구를 위해서는 소프라노가 발성할 수 있는 전 음역 대의 F0에서 각 모음에 대한 포르만트 분석이 필요하다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 성악 발성의 특징들을 패턴화하여 성악발성 평가 시스템이나 성악발성 합성 시스템을 구축할 수 있다. 5명의 전문 소프라노를 대상으로 '아, 에, 이, 오, 우' 5모음의 성악발성을 A3(220.0Hz)에서부터 A5(880.0Hz)까지의 피치에서 포르만트 분석을 하였다. 또한, 일반적인 대화 시 이 5가지 모음의 포르만트를 분석하여 성악발성의 경우와 비교하였다. 연구 결과, '아, 에, 이'의 F2/F1의 그래프가, B4(493.8Hz)이상의 F0에서는 거의 직선으로 나타났다. B4는 Changing Voice가 시작되는 곳으로, 성악가의 음색 변화가 포르만트 형태의 변화와 밀접한 관계가 있음을 알 수 있다. 또한, A5에서는 '아, 에, 이, 오, 우'의 F1, F2의 수치가 거의 일치하는 것으로 나타났다. 즉, 최고음부에서 불려지는 모음들은 서로 구별되기가 어렵게 되는 것이다. 본 논문은 성악발성 평가 시스템이나 성악발성 합성 시스템을 구축할 때에, '아, 오, 우'의 경우에는 B4에서 A5의 F1, F2를 F0대한 기울기로 규정화할 것을 제안한다. 이와 같은 규정화를 통하여 성악발성과 관련된 시스템 구축에 필요한 노력과 비용을 줄일 수 있을 것이다.
This paper studies the relation between the Fundamental Frequency (F0) and the formants of simple vowels in the Korean language sung by sopranos. It is hewn that, in soprano singing, the F0 of a vowel affects its formants. For this reason the formants of simple vowels sung by sopranos must be consid...
This paper studies the relation between the Fundamental Frequency (F0) and the formants of simple vowels in the Korean language sung by sopranos. It is hewn that, in soprano singing, the F0 of a vowel affects its formants. For this reason the formants of simple vowels sung by sopranos must be considered in all over the soprano singing range. We recorded the five simple vowel sounds /a/, /e/, /i/, /o/, and /u/ sung by five professional sopranos from A3 (220.0Hz) to A5 (880.0Hz) in the major scale and compared the formants of the sung vowels with those of spoken vowels. We observed that F1 and F2 of sung vowels were stable in low F0 (lower than B4) but in high F0 (higher than B4), F1 and F2 lost their stabilities. In the case of /a/, /o/, and /u/, the slope of the F1-F2 graph was about 2.6, and those of the F0-F2 and F0-Fl graphs were 2.2-2.5 and 0.7-1.0, respectively. And as the F0 increases, the F1 and F2 of sung vowels /a/, /e/, /i/, /o/, and /u/ were almost the same. At A5, the Fl and F2 of five sung vowels had the same values. This results suggest that the relation between the F0 and the formants be used to synthesize soprano's singing vowels.
This paper studies the relation between the Fundamental Frequency (F0) and the formants of simple vowels in the Korean language sung by sopranos. It is hewn that, in soprano singing, the F0 of a vowel affects its formants. For this reason the formants of simple vowels sung by sopranos must be considered in all over the soprano singing range. We recorded the five simple vowel sounds /a/, /e/, /i/, /o/, and /u/ sung by five professional sopranos from A3 (220.0Hz) to A5 (880.0Hz) in the major scale and compared the formants of the sung vowels with those of spoken vowels. We observed that F1 and F2 of sung vowels were stable in low F0 (lower than B4) but in high F0 (higher than B4), F1 and F2 lost their stabilities. In the case of /a/, /o/, and /u/, the slope of the F1-F2 graph was about 2.6, and those of the F0-F2 and F0-Fl graphs were 2.2-2.5 and 0.7-1.0, respectively. And as the F0 increases, the F1 and F2 of sung vowels /a/, /e/, /i/, /o/, and /u/ were almost the same. At A5, the Fl and F2 of five sung vowels had the same values. This results suggest that the relation between the F0 and the formants be used to synthesize soprano's singing vowels.
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문제 정의
따라서, 성악발성에 대한 연구를 위해서는 소프라노가 발성할 수 있는 전 음역 대에서 각 모음에 대한 포르만트 분석이 필요하다 본 논문은 소프라노의 F0와 Fl, F2와의 관계를 밝히고 그 관계를 어떻게 규정 할 수 있는 지를 알아보고자 한다.
따라서, 성악발성에 대한 연구를 위해서는 소프라노가 발성 할 수 있는 전 음역 대에서 각 모음에 대한 포르만트 분석이 필요하다. 본 논문은 소프라노의 F0, F1, F2와의 관계를 밝히고 그 관계를 어떻게 규정 할 수 있는 지를 알아보고자 한다. 이렇게 규정 된 성악발성의 특징들을 사용하여 성악발성 평가 시스템이나 성악발성 합성 시스템을 구축할 수 있다.
제안 방법
A3부터 A5까지의 음역은 소프라노 파트의 음역에 해당되는 것이며, 일반적으로 음악가들에게 익숙한 메이저 스케일로 부르게 하여 피험자들이 심리적으로 부담이 적은 상태에서 발성을 할 수 있도록 하였다. 각 모음은 가능한 한 정확하게 발음하도록 하였으나, 실제로 성악 연주 시에 발성하는 방법으로 발음하도록 하여 좀 더 음악적인 성악발성을 분석하였다. 성악발성의 음량은 mp (조금 여리게)로 정하여 전체 음역에서 일정하게 부르도록 하였다.
샘플링 주파수는 10,000Hz, LPC차수는 12로 설정하였다[1]. 각 피치에서 분석한 성악발성 모음들을 음성 모음들과 비교하여 분석하였다[12]. 그림 1은 성악가들에게 부탁한 성악발성의 악보이고, 그림 2는 성악발성 신호의 한 예이다.
성악발성의 음량은 mp (조금 여리게)로 정하여 전체 음역에서 일정하게 부르도록 하였다. 성악발성을 분석하기 위해 Speech Analyzer인 CSL4300을 사용하였으며, LPC로 포르만트를추출하였다. 샘플링 주파수는 10,000Hz, LPC차수는 12로 설정하였다[1].
피험자들에게 음성 '아, 에, 이, 오 우'를 발음하게 하여 각 모음에 대한 포르만트를 분석하였다. 그리고 A3(220Hz) 부터 A5(880Hz)까지 메이저 스케일로 15개의 피아노 음을 들려준 모음 '아, 에, 이, 오, 우'를 이 15개의 피치에서 부르게 하였다[9].
현재 전문 성악인으로 활동하고 있으며 대학에 실기교사로 출강중인 소프라노 성악가 5명을 대상으로 기본 5가지 모음을 여러 위치의 피치에서 성악 발성으로 그림 1과 같이 부르게 한 뒤, 이 것을 분석하였다. 실험장비로는 Sure사의 Beta50 마이크와 IBM PC, Kay사의 CSL4300을 사용하였다.
현재 전문 성악인으로 활동하고 있으며 대학에 실기교사로 출강중인 소프라노 성악가 5명을 대상으로 기본 5가지 모음을 여러 위치의 피치에서 성악 발성으로 그림 1과 같이 부르게 한 뒤, 이 것을 분석하였다. 실험장비로는 Sure사의 Beta50 마이크와 IBM PC, Kay사의 CSL4300을 사용하였다.
대상 데이터
현재 전문 성악인으로 활동하고 있으며 대학에 실기교사로 출강중인 소프라노 성악가 5명을 대상으로 기본 5가지 모음을 여러 위치의 피치에서 성악 발성으로 그림 1과 같이 부르게 한 뒤, 이 것을 분석하였다. 실험장비로는 Sure사의 Beta50 마이크와 IBM PC, Kay사의 CSL4300을 사용하였다.
현재 전문 성악인으로 활동하고 있으며 대학에 실기교사로 출강중인 소프라노 성악가 5명을 대상으로 기본 5가지 모음을 여러 위치의 피치에서 성악 발성으로 그림 1과 같이 부르게 한 뒤, 이 것을 분석하였다. 실험장비로는 Sure사의 Beta50 마이크와 IBM PC, Kay사의 CSL4300을 사용하였다.
이론/모형
이런 경우, 음량에 손실이 발생하여 무대에서의 공연 시 큰 문제가 된다. 전문 소프라노 성악가들은 이러한 문제를 해결하기 위하여 F1을 피치 쪽으로 이동시키는 '포르만트 튜닝'의 기술을 사용한다. 즉, 후두와 인두를 낮추거나, 턱을 아래로 내리거나, 입술과 혀의 모양을 바꾸어 F1의 위치를 이동시키는 것이다(Rossing, 1989)[6].
성능/효과
둘째, 성악발성 '아, 오, 우' 의 경우 F2/F1의 그래프가 B4이상의 피치에서는 기울기가 약 2.6인 직선으로 나타났다. 그림 4은 이 세 모음의 포르만트 분석 결과를 나타낸 것이다.
둘째, 성악발성 '아, 오, 우' 의 경우 F2/F1의 그래프가 B4이상의 피치에서는 기울기가 약 2.6인 직선으로 나타났다. 그림 4은 이 세 모음의 포르만트 분석 결과를 나타낸 것이다.
먼저, 소프라노의 음성 모음들의 포르만트 값을 분석한 결과, 그 수치가 한국인 여성의 평균치와 다소 차이가 있었다. 그림 3는 그 결과를 보여준다.
본 논문은 성악발성 평가 시스템이나 성악발성 합성 시스템을 구축할 때에, '아, 오 우'의 경우에는 B4에서 A5의 F1, F2를 F0대한 기울기로 규정됨을 보였다. 이와 같은 규정을 통하여 성악발성과 관련된 시스템 구축에 필요한 기반을 마련하여 추후 연구에 시간과 비용의 절감을 가져올 것으로 생각된다.
본 논문은 성악발성 평가 시스템이나 성악발성 합성시스템을 구축할 때어〕, '아, 오 우'의 경우에는 B4에서 A5의 Fl, F2를 F0대한 기울기로 규정됨을 보였다.
셋째, 성악발성의 경우 A5에서'아, 에, 이, 오, 우'의 F1, F2의 수치가 거의 일치하는 것으로 나타났다. 즉, 최고음부에서 불려지는 모음들은 서로 구별되기가 어렵게 되는 것이다.
셋째, 성악발성의 경우 A5에서, 아, 에, °1, 오、우의 Fl, F2의 수치가 거의 일치하는 것으로 나타났다.
후속연구
본 논문은 성악발성 평가 시스템이나 성악발성 합성 시스템을 구축할 때에, '아, 오 우'의 경우에는 B4에서 A5의 F1, F2를 F0대한 기울기로 규정됨을 보였다. 이와 같은 규정을 통하여 성악발성과 관련된 시스템 구축에 필요한 기반을 마련하여 추후 연구에 시간과 비용의 절감을 가져올 것으로 생각된다.
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