DD221866A1 - TRAINING AND DIAGNOSTIC ENGINEERING FOR VOTING AND SPEAKING DRAWING - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Trainings- und Diagnosegeraet fuer die Stimmbildung von Personen in Berufen mit hoher Stimm- und Sprechbelastung, das es ermoeglicht, die Stimmfuehrung durch Ausnutzung des Biofeedback-Effektes selbst zu kontrollieren und zu trainieren, eine Stimmgefaehrdung fruehzeitig zu erkennen und dadurch eine Stimmstoerung zu vermeiden. Erfindungsgemaess besteht das Geraet aus Bandpassfiltern, mit denen die ueber ein Massmikrofon aufgenommenen und umgewandelten akustischen Signale gefiltert, und Anzeigeelementen, mit denen diese Signale optisch wahrnehmbar gemacht sind.The invention relates to a training and diagnostic device for the vocal training of persons in occupations with high vocal and speech load, which makes it possible to control the Stimmfuehrung by exploiting the biofeedback effect itself and train to recognize a Stimmgefaehrdung early and thereby a Stimmstoerung to avoid. According to the invention, the device consists of bandpass filters with which the acoustic signals recorded and converted via a standard microphone are filtered, and display elements with which these signals are made visually perceptible.
Description
1TITELDERERFIInDUNG 1 TITLE DETECTION
trainings- und Diagnosegerät für die Stimmbildung und SprecherziehungTraining and diagnostic device for voice training and speech training
Die Erfindung betrifft ein Trainings- und Diagnosegerat fur die Stimmbildung und Sprecherziehung von Personen in Berufen mit hoher Stimm- und Sprechbelastung» insbesondere Sängern, Schauspielern« Lehrern» Dolmetschern und dgl«, sowohl während der Ausbildung als auch in der Berufspraxis»The invention relates to a training and diagnostic device for voice training and speech training of persons in occupations with high voice and speech load "in particular singers, actors" teachers "interpreters and the like, both during training and in professional practice".
Es ist bekannt» vor der Ausbildung für Berufe mit hoher Stimm- und Sprechbelastung die Bewerber einer larvngologisch-phoniatrischen Untersuchung zu unterziehen und im Verlaufe der Ausbildung solcher Personen die notwendige Stimmbildung oder Sprecherziehung durchzuführen«» Durch die Voruntersuchung wird vermieden» daß Personen mit Stimm- oder Sprachstörungen sich einer solchen für sie ungeeigneten Ausbildung unterziehen» Die notwendige Stimmbildung und Sprecherziehung von Lehrern» Dolmetschern und dgl» im weiteren Ausbildungsprozeß findet jedoch nicht dieIt is known "before undergoing training for professions with a high voice and speech load to subject applicants to a larvngological-phoniatric examination and to carry out the necessary vocal training or speech training in the course of the training of such persons." "Pre-examination will avoid" or speech disorders undergo such an unsuitable training for them »However, the necessary voice formation and speech training of teachers» interpreters and the like in the further education process does not find the
ihr gebührende Wertung und Dringlichkeit, weil die Lernhaltung der auszubildenden Personen durch die Abhängigkeit von der subjektiven Wertung des Erziehers ohne Möglichkeit einer eigenen Leietungskontrolle nachteilig beeinflußt wird«their due evaluation and urgency, because the learning attitude of the trainees is adversely affected by the dependence on the subjective evaluation of the educator without the possibility of own control
Der dann in der Berufspraxis erfolgende nicht genügend geübte und dadurch unkontrollierbare Einsatz des Stimm-Sprech-Systems als Arbeitsinstrument durch ansich berufstaugliche Personen führt dann letztlich dazu» daß ein volkswirtschaftlich nicht tolerierbarer wesentlicher Teil dieser Personen in Berufen mit hoher Stimm- und Sprechbelastung an behandlungsbedürftigen und mit Arbeitsunfähigkeit verbundenen Erkrankungen des Sprechapparates leidet und jedes Oahr eine erhebliche Anzahl dieser Personen für ihren Beruf untauglich werden und den Beruf wechseln müssen« Ein weiterer großer Teil dieser Personen muß als stimmgefährdet betrachtet werden«The then practiced in practice not sufficiently practiced and thus uncontrollable use of the voice-speaking system as a working instrument by ansich professionally fit people then leads to the fact that a socially intolerable essential part of these people in occupations with high voice and speech load on need of treatment and Illnesses associated with incapacity for work suffer and every year a significant number of these persons become unfit for their profession and have to change jobs "Another large part of these persons must be regarded as vocal endangering"
Auf dem Gebiet der Oberprüfung der menschlichen Stimme ist für Künstler ein Gerät zum Messen der Tragfähigkeit von Gesangsstimmen bekannt* Mit diesem Gerät wird der Anteil des hohen Sängerformenten* im weiteren als HSF bezeichnet« herausgefiltert und diese Stimmkomponente durch die Gesamtlautstärke dividiert« Das Ergebnis der Division wird als Gütewert der Tragfähigkeit digital angezeigt und registriert«In the field of human voice validation, a device for measuring the vibrancy of vocal parts is known to artists. * This device filters out the portion of the high vocalist * further referred to as HSF «and divides this vocal component by the total volume.« The result of the division is digitally displayed and registered as the quality value of the load capacity «
Mit diesem bekannten Gerät kann zwar die Tragfähigkeit der Stimme überprüft werden» der HSF allein ist jedoch durchaus auch von stimrogeschädigten oder psychisch belasteten Personen erzeugbar* so daß mit diesem Gerät keine Bewertung der psychomotorisch gesunden Führung der Stimme möglich ist«Although the carrying capacity of the voice can be checked with this known device, the HSF alone can certainly be produced by persons afflicted with stimuli or mentally impaired persons * so that this device does not allow an assessment of the psychomotor soundness of the voice. «
Es ist weiterhin ein Stimrafeldmeßgerät bekannt« das den Dynamikumfang der menschlichen Stimme in Abhängigkeit von der Grundfrequenz aufzeichnet und eine digitale Anzeige für di© Frequenz des HSF aufweist« , >There is also known a Stimrafeldmeßgerät "records the dynamic range of the human voice as a function of the fundamental frequency and has a digital display for di © frequency of the HSF",>
Die Frequenz des HSF allein ist jedoch nicht relevant fur die Tragfähigkeit der Stimm©, sondern dessen Intensität und das Verhältnis zum gesamten Stimmschallpegel»However, the frequency of the HSF alone is not relevant to the carrying capacity of the voice ©, but its intensity and the relationship to the total vocal sound level »
Beiden bekannten Geräten haftet überdies der Nachteil an» daß diese Geräte fur einen stationären Einsatz konzipiert wurden,, sich in speziellen Einrichtungen der Forschung oder des Gesundheitswesens befinden und nur für eine dem dort tätigen Spezialisten vorbehaltene Diagnose des Stimot-Sprech-Systems geeignet sind« Die Abstellung der diagnostizierten Mängel muß dann wiederum mit Mitteln der Stimmbildung und Sprecherziehung erfolgen» und das Ergebnis einer solchen Behandlung wird erst bei einer neuerlichen Diagnose sichtbar« Als Trainingsgerät sind deshalb beide bekannten Geräte nicht geeignet] sie geben keinen Hinweis auf die Effizienz des Lernvorganges»Moreover, the disadvantage of both known devices is that these devices were designed for stationary use, are located in special facilities of research or health care and are only suitable for the diagnosis of the stimulation-and-speech system reserved for the specialist working there Abandonment of the diagnosed deficiencies must then in turn be done with means of voice training and speech training »and the result of such treatment is only visible in a recent diagnosis« As a training device, both known devices are not suitable] they give no indication of the efficiency of the learning process »
Das Ziel der Erfindung ist es« unter Vermeidung der angeführten Nachteile den Prozeß der Stimmbildung und Sprecherziehung durch psychomotorisch und lernpsychologisch wirk· same Lernhilfen zu optimieren» weiterhin die Stimmbildung bei Sängern während der Ausbildung einem kontrollfähigen Training zugänglich zu machen und während der Berufspraxis für alle Personen in sprechintensiven Berufen über eine ständige Kontrolle des Stimm-Sprech-Systems als vorbeugende Gesundheitsschutzmaßnahme zu verfugen und damit einen effektiven Einsatz des Stimm-Sprech-Systems als Arbeitsinstrument zu gewährleisten«, Erkrankungen des Sprech-The aim of the invention is to "optimize the process of voice formation and speech training through psychomotor and psycho-psychologically effective learning aids while avoiding the cited disadvantages" to make the vocal training of singers during the training a controllable training and during the professional practice for all persons in intensive care occupations, to have constant control of the vocal tract system as a preventive measure of health protection and thus to ensure the effective use of the vocal tract system as a working instrument ".
apparatus mit daraus resultierendem Arbeitsausfall zu vermeiden und aufwendige Unschulungen berufsuntauglich gewordener Personen zu verringern»avoid equipment resulting in a loss of work and to reduce the costly training of persons unfit for work »
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde« ein Gerät als Trainings·· und Diagnosegerät für die Stimmbildung von Personen in Berufen mit hoher Stimm- und Sprechbelastung zu entwickeln, das eine wahrnehmbare Widerspiegelung der psychoaomatischen Vorgänge des Stimm-Sprech-Systems in seinen wesentlichen und erfaßbaren Kriterien während der Klangproduktion ermöglicht und damit eine objektiv-ergänzende Schnellinformation über die Stimmqualität innerhalb der für die Optimierung des motorischen Lernvorganges erforderlichen Zeit liefert« die unter Ausnutzung des Biofeedback-Effektes ein selbständiges Training der Stimme und eine eigene Kontrolle ihrer normalen Funktion gewährleistet»It is the object of the invention to develop a device for training and diagnostic apparatus for the vocal training of persons in vocal and vocal occupations, which is a perceptible reflection of the psycho-acoustic processes of the voice-speaking system in its essential and detectable criteria during the sound production and thus provides an objectively-complementary quick information about the voice quality within the time required for the optimization of the motor learning process «which uses the biofeedback effect to ensure independent training of the voice and its own control of their normal function»
Das Gerät soll handlich sein und einer Vielzahl von Personen in Berufen mit hoher Stimm- und Sprechbelastung zur selbständigen Benutzung zur Verfugung stehen»The device should be handy and a variety of people in occupations with high voice and speech load for independent use available »
. ' v1 . -, 'v 1 . -
Die menschliche Stimme als codiertes Signal psychosomatischer Vorgänge wird durch ein Meßmikrofon in ein elektrisches Signal umgewandelt» Dieses Meßmikrofon ist mit einem Regelverstärker verbunden» Dem Regelverstärker sind ein Bandpaßfilter für den HSF und ein Bandpabfilter für den tiefen Sängerformanten» im weiteren als TSF bezeichnet« nachgeordnet* Die Ausgangssignale dieser Bandpaßfilter sind über Gleichrichter und Analog-Digital-Wandler durchThe human voice as a coded signal of psychosomatic processes is converted by a measuring microphone into an electrical signal. »This measuring microphone is connected to a control amplifier.» The control amplifier is followed by a band-pass filter for the HSF and a band-pass filter for the deep singer-formant »hereafter referred to as TSF« * The output signals of these bandpass filters are through rectifier and analog-to-digital converter by
Anzeigeelemente sichtbar gemacht* Die Bandpaßfilter ale aktive RC-Filter bestehen vorzugsweise aus zusaramengeschalteten Cauer»Hoch- und -Tiefpässen» Die Referenzspannung der Analog-Digital-Wandler ist durch eine Regelspannung des Regelverstärkers steuerbar« Als Anzeigeelemente sind vorzugsweise LED-Bandanzeigen vorgesehen» Für den HSF ist dabei vorzugsweise eine gelbleuchtende LED-Bandanzeige horizontal und für den TSF darunter eine rotleuchtende LED-Bandanzeige vertikal angeordnet«Display elements made visible * The bandpass filters ale active RC filters are preferably made up of connected Cauer »high and lowpass filters» The reference voltage of the analogue-to-digital converters can be controlled by a control voltage of the control amplifier «LED displays are preferably provided as display elements» For the HSF is preferably a yellow-emitting LED tape display horizontally and for the TSF including a red-emitting LED tape display vertically arranged «
Die beiden Anzeigeelemente» vorzugsweise das Anzeigeelement für den TSF. sind getrennt abschaltbar»The two display elements »preferably the display element for the TSF. can be switched off separately »
Das Meßmikrofon ist durch ein Hilfsmittel, vorzugsweise ein Kragenband, im gleichen Abstand zur Schallquelle fixierbar» JThe measuring microphone can be fixed by an aid, preferably a collar band, at the same distance from the sound source »J
Das Meßraikrofon wandelt das akustische Signal der menschlichen Stimme in ein elektrisches Signal um« Durch den Regelverstärker wird die Dynamik dieses Signals soweit komprimiert, daß eine aufwendige Divisionsschaltung zur Eliminierung des Eingangspegels entfallen kann* Die Bandpaßfilter dienen der Herausfilterung des HSF und des TSF » Mit den gleichartig aufgebauten Gleichrichtern wird den Analog-Digital-Wandlern ein dem Ausgangspegel der Bandpaßfilter proportionales Gleichspannungesignal geliefert« Die Referenzspannung der Analog-Digital-Wandler wird aus einer vom Regelverstärker abgegebenen Regelspannung abgeleitet, so daß verbleibende Pegelschwankungen am Ausgang des Regelverstärkers innerhalb seines Regelbereiches ausgeglichen werden» Die LED-Bandanzeigen symbolisieren wirksam die psychosomatischen Vorgänge im Stimm- und Sprechsystem· Oe effizienter die Stimmführung ist» desdo mehr Leuchtfelder der LED-Bandanzeigen leuchten auf»The Meßraikrofon converts the acoustic signal of the human voice into an electrical signal «By the control amplifier, the dynamics of this signal is compressed so far that a complex division circuit to eliminate the input level can be omitted * The bandpass filters are used to filter out the HSF and the TSF» With the similarly constructed rectifiers, the analog-to-digital converters a proportional to the output level of the bandpass filter DC supplied «The reference voltage of the analog-to-digital converter is derived from a control amplifier output voltage control, so that remaining level fluctuations at the output of the control amplifier can be compensated within its control range» The LED band displays effectively symbolize the psychosomatic processes in the voice and speech system · Oe more efficient the voice guidance »desdo more light fields of the LED band lights on»
Nit dem erfindungsgemäßen Gerät wird die Zielstellung der Erfindung im vollen Umfang erfüllt« Der Vorteil des handlichen Gerätes« dessen Größe und Masse mit der eines üblichen Transistorradios vergleichbar ist» besteht darin, daß jede Person in einem Beruf mit hoher Stimm*» und Sprechbelastung sowohl während der Ausbildung als auch während der Berufspraxis durch die Nutzung des Biofeed« back-Effektes die Stimmführung selbst ständig kontrollieren und trainieren und damit eine Stiraragefahrdung frühzei» tig selbst erkennen und beseitigen kann und auftretende Stimmstörungen mit ihren Folgen dadurch weltestgehend vermieden werden können*The object of the invention is fully satisfied with the object of the invention. "The advantage of the handy device, whose size and mass is comparable to that of a conventional transistor radio, is that every person in a high vocal and speech-laden profession both during Through the use of the Biofeedback effect, the training itself as well as during the professional practice can constantly control and train the voice guidance itself and thus recognize and eliminate a flight of the lead at an early stage, thus avoiding occurring voice disorders and their consequences as far as possible.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfuhrungsbeispiel näher erläutert werden» Die zugehörige Zeichnung zeigt das Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Gerätes»The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment »The accompanying drawing shows the block diagram of the device according to the invention»
Als Meßmikrofon 1 ist ein piezoelektrisches Meßmikrofon vorgesehen» Der Einsatz eines Meßmikrofons ist wegen der geforderten geringen Abweichung des Obertragungsfaktora im Frequenzband der menschlichen Stimme notwendig«The measuring microphone 1 is provided with a piezoelectric measuring microphone »The use of a measuring microphone is necessary because of the required small deviation of the transmission factor in the frequency band of the human voice«
Als Regelveretärker 2 findet ein Aufnahmeverstärker mit Auestetierautomatik Verwendung^ der mit Hilfe eines BIFET-Operationsverstärkers an das Meßmikrofon 1 angepaßt wird» Diese Variante eines Regelverstärkers 2 hat vor allem den Vorteil« bei sehr einfachem Aufbau gute Regeleigenschaften zu gewährleisten; 40 dB Dynamikumfang am Eingang werden auf 1 dB Pegelunterschied am Ausgang ausgeregelt· Damit kann als Voraussetzung fur eine einfache Bedienung des Gerätes auf eine Meßbereichsumschaltung verzichtet werden«As Regelveretärker 2 is a recording amplifier with Auestetierautomatik use ^ which is adapted by means of a BIFET operational amplifier to the Meßmikrofon 1 »This variant of a control amplifier 2 has the particular advantage« with a very simple structure to ensure good control properties; 40 dB dynamic range at the input are adjusted to 1 dB level difference at the output · This eliminates the need for a range switchover as a prerequisite for easy operation of the device «
Voraussetzung dafür ist allerdings« daß das Meßmikrofon 1 durch ein Kragenfeand oder dgl«, als mitzulieferndee Zubehör immer den gleichen Abitand zur jeweils benutzenden.Person aufweist» ' ' . ;. . . : . s ..-·'.The prerequisite for this, however, is "that the measuring microphone 1 always has the same abitand for the person using it by means of a collar thread or the like", as accessory to be supplied with it "". ; , , , : . s ..- · '.
Das Bandpaßflltelr 3, for de» HSF ist aus einen aktiven Cauer-Hochpaß 3«'Ordnung und aus einem aktiven Cauer-Tiefpaß 3* Ordnung zusassnengeschaltet und ermöglicht dadurch mit vertretbaren -Aufwand eine sehr steile Durchlaßkurve· Der : Durchlaßbereich reicht von 2 200 Hz bis 3 600 Hz (- 3 dB), | die Sperrdampf tingen betragen bei 1 400 Hz und 4 700 Hz Jeweile - 23 dB«, ' -.!'The bandpass filter 3, for the "HSF, is composed of an active Cauer high pass 3" order and of an active Cauer low-pass filter 3 *, thereby enabling a very steep pass-through curve with reasonable effort. The passband ranges from 2 200 Hz up to 3,600 Hz (- 3 dB), | the sealing-steam tings amount to 1 400 Hz and 4 700 Hz - 23 dB «, '-.!'
Das Bandpaßfilter 7 für den TSF besteht aus einen aktiven Cauer-Hochpaß 4« Ordnung und einem aktiven Cauer-Tiefpaß 3« Ordnung« Die größere Steilheit nach unten wird zur Abgrenzung vom Grundtonbereich benötigt· Der Durchlaßbereich reicht von 420 Hz bis 580 Hz (·» 3 dB)» die Sperrdänpfungen betragen bei 280 Hz - 30 dB und bei 1 000 Hz - 26 dB«The bandpass filter 7 for the TSF consists of an active Cauer highpass 4 «order and an active Cauer low pass 3« order «The greater steepness downwards is needed to delineate the fundamental range · The passband ranges from 420 Hz to 580 Hz (·» 3 dB) »the blocking doses are - at 280 Hz - 30 dB and at 1 000 Hz - 26 dB«
' .' '.'
In beiden Bandpaßfiltern 3 und 7 sind je drei programmierbare Operationsverstärker verwendet« die vor allem den Vorteil einer äußerst niedrigen Stromaufnahme fur den hier ausreichenden Frequenzbereich bis 5 00Θ Hz aufweisen«Two programmable operational amplifiers are used in both band-pass filters 3 and 7, which have the advantage of an extremely low power consumption for the frequency range up to 5 00 Hz, which is sufficient here.
Die beiden Gleichrichter 4 und 8 sind aktive Einweg-Mittelwertgleichrichter« die mit einem jeweils invertiert arbeitenden Doppel-Operationsverstärker bestückt sind« Der Einsatz einer solchen aktiven Schaltung ist zur Eliminierung der Dioden-Flußspannung notwendig und die gewählte Ausführung bietet einen günstigen Kompromiß zwischen Aufwand« Geschwindigkeit und Stromaufnahme der Gleichrichter 4 und 8·The two rectifiers 4 and 8 are active one-way averaging rectifiers "each equipped with an inverted double operational amplifier." The use of such an active circuit is necessary to eliminate the diode forward voltage and the chosen design offers a favorable compromise between cost and current consumption of rectifiers 4 and 8 ·
Bis Analog-Digital-Wandler 5 und S bestehen -aus j ®@ils einen integrierten -Schaltkreis.» der die einfachst® Möglichkeit einer.. A'uesteueruntg .'von.. LEö»8snd©s92eig®ys bietst© Di© obere Referenzspannung der S haltkreis© wird »it Hilfe ®in®rUp to analog-to-digital converters 5 and S, there is an integrated circuit from j @ @ ils. »The easiest way to create a.. Reference voltage of the circuit © becomes »it Hilfe ®in®r
'· .' ··.·«· ' Peg el transform® tion aus der Regelspannuag des R@g elvers ti r-; '·.' · · · · · · · Peg el transform® tion from the control span of the R @ g elver ti r- ;
kers 2 gewonnen« die untere Referenzspannung ist die Bet»kers 2 won «the lower reference voltage is the bet»
die der Masse des Gerät©® entspricht»which corresponds to the mass of the device © ® »
Die Anzeigeelement® 6 and 10 bestehen ays AIa Aiszaigeeleroeiit 6 für den HSF sind zwölf aufgrund ihrer Rechteekfor» reihbare gelblectchteeade L®tschtiSiod®gi waagerecht und darunter als Anzeigeelement 1© fur dm TSF zwölf gleichartige rotleuchtende Leu®htdioden senkrecht angeordnet« .. ". · -: . '.... '; ' ' .." . . ' . .' : 'The Anzeigeelement® 6 and 10 are ays Ala Aiszaigeeleroeiit 6 for the HSF twelve gelblectchteeade because of their Rechteekf or "reihbare L®tschtiSiod®gi level and below © as a display element 1 for dm TSF twelve identical red glowing Leu®htdioden vertically arranged," .. " .. · -: '....';'' .. ". , '. . ' : '
Zum gezielten Training des MSF ist das Anzeigeelement 10 für den TSF abschaltbar ausgebildet»For targeted training of the MSF the display element 10 is designed for the TSF switched off »
Claims (4)
gekennzeichnet dadurch»1 »Training and diagnostic device for voice training and speech training of persons in professions with high voice and speech load *
characterized by »
daß als Anzeigeelement (6) für den HSF vorzugsweise2 * Training and diagnostic device according to claim 1 # characterized by »
that as display element (6) for the HSF preferably
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD25998984A DD221866A1 (en) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | TRAINING AND DIAGNOSTIC ENGINEERING FOR VOTING AND SPEAKING DRAWING |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD25998984A DD221866A1 (en) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | TRAINING AND DIAGNOSTIC ENGINEERING FOR VOTING AND SPEAKING DRAWING |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DD221866A1 true DD221866A1 (en) | 1985-05-02 |
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ID=5554615
Family Applications (1)
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| DD25998984A DD221866A1 (en) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | TRAINING AND DIAGNOSTIC ENGINEERING FOR VOTING AND SPEAKING DRAWING |
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|---|---|
| DD (1) | DD221866A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4040107C1 (en) * | 1990-12-13 | 1992-08-13 | Michael O-1500 Potsdam De Buettner | Analysing human singing and speech voice strength - forms relation of preset formant level and total voice sound level in real time |
-
1984
- 1984-02-10 DD DD25998984A patent/DD221866A1/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4040107C1 (en) * | 1990-12-13 | 1992-08-13 | Michael O-1500 Potsdam De Buettner | Analysing human singing and speech voice strength - forms relation of preset formant level and total voice sound level in real time |
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