Biomechanical evaluation of the singing voice

Teaching the adequate use of the singing voice conveys a lot of knowledge in musical performance as well as in objective estimation techniques involving the use of air, muscles, room and body acoustics, and the tuning of a fine instrument as the human voice. Although subjective evaluation and training is a very delicate task to be carried out only by expert singers, biomedical engineering may help contributing with well-funded methodologies developed for the study of voice pathology. The present work is a preliminary study of exploratory character describing the performance of a student singer in a regular classroom under the point of view of vocal fold biomechanics. Estimates of biomechanical parameters obtained from singing voice are given and their potential use is discussed.

Vocal fold biomechanical analysis for the singing voice

Teaching the adequate use of the singing voice conveys a lot of knowledge in musical performance as well as in objective estimation techniques involving the use of air, muscles, room and body acoustics, and the tuning of a fine instrument as the human voice. Although subjective evaluation and training is a very delicate task to be carried out only by expert singers, biomedical engineering may help contributing with well - funded methodologies developed for the study of voice pathology. The present study is a preliminary study of exploratory character describing the performance of a student singer in a regular classroom under the point of view of vocal fold biomechanics. Estimate s of biomechanical parameters obtained from singing voice are given and their use i n the classroom is discussed.

BioMet®Tools: from modeling and simulation to product design and development

BioMet®Tools is a set of software applications developed for the biometrical characterization of voice in different fields as voice quality evaluation in laryngology, speech therapy and rehabilitation, education of the singing voice, forensic voice analysis in court, emotional detection in voice, secure access to facilities and services, etc. Initially it was conceived as plain research code to estimate the glottal source from voice and obtain the biomechanical parameters of the vocal folds from the spectral density of the estimate. This code grew to what is now the Glottex®Engine package (G®E). Further demands from users in medical and forensic fields instantiated the development of different Graphic User Interfaces (GUI’s) to encapsulate user interaction with the G®E. This required the personalized design of different GUI’s handling the same G®E. In this way development costs and time could be saved. The development model is described in detail leading to commercial production and distribution. Study cases from its application to the field of laryngology and speech therapy are given and discussed.

Influence of the semantic content of urban sounds in the identity of outer spaces

This paper shows the influence of the semantic content of urban sounds in the subjective evaluation of outer spaces. The study is based on the analysis conducted in three neighboring and integrated urban spaces with a different form of social ownership in the city of Cordoba, Argentina. It shows that the type of sound source present at each site influence, by its semantic content, in the user´s identification and permanence in the place. The noise present in a soundscape is able to have a high semantic content, and therefore the sound has a particular meaning for the perceiver. Every particular social group influences the production of their own sounds and how they perceive them. This allows to consider the sound as one of the factors that define the sense of "place" or "no place" of a certain urban space. Evidently the sounds, and their ability to evoke and characterize the environment, cannot be ignored in the construction and recovery of anthropological sites. This urban culture is unique and specific to every society. Thepublic spaces, with their soundscape, are part of the construction of the urban identity of a city. It is shown that for identical general sound levels present in each of the spaces, the level of annoyance or discomfort, in relation to the subjective acoustic quality, is different. This is the result of the influence of semantic content of the sounds present in each urban space. Coinciding with other similar research, the level of discomfort or annoyance decreases as the presence of natural sounds such as water, the wind in the trees or the birds singing increases, even when the objective values of noise level of natural sounds are higher.

Codificador de voz MIDI

El presente proyecto tiene el objetivo de facilitar la composición de canciones mediante la creación de las distintas pistas MIDI que la forman. Se implementan dos controladores. El primero, con objeto de transcribir la parte melódica, convierte la voz cantada o tarareada a eventos MIDI. Para ello, y tras el estudio de las distintas técnicas del cálculo del tono (pitch), se implementará una técnica con ciertas variaciones basada en la autocorrelación. También se profundiza en el segmentado de eventos, en particular, una técnica basada en el análisis de la derivada de la envolvente. El segundo, dedicado a la base rítmica de la canción, permite la creación de la percusión mediante el golpe rítmico de objetos que disponga el usuario, que serán asignados a los distintos elementos de percusión elegidos. Los resultados de la grabación de estos impactos serán señales de corta duración, no lineales y no armónicas, dificultando su discriminación. La herramienta elegida para la clasificación de los distintos patrones serán las redes neuronales artificiales (RNA). Se realizara un estudio de la metodología de diseño de redes neuronales especifico para este tipo de señales, evaluando la importancia de las variables de diseño como son el número de capas ocultas y neuronas en cada una de ellas, algoritmo de entrenamiento y funciones de activación. El estudio concluirá con la implementación de dos redes de diferente naturaleza. Una red de Elman, cuyas propiedades de memoria permiten la clasificación de patrones temporales, procesará las cualidades temporales analizando el ataque de su forma de onda. Una red de propagación hacia adelante feed-forward, que necesitará de robustas características espectrales y temporales para su clasificación. Se proponen 26 descriptores como los derivados de los momentos del espectro: centroide, curtosis y simetría, los coeficientes cepstrales de la escala de Mel (MFCCs), y algunos temporales como son la tasa de cruces por cero y el centroide de la envolvente temporal. Las capacidades de discriminación inter e intra clase de estas características serán evaluadas mediante un algoritmo de selección, habiéndose elegido RELIEF, un método basado en el algoritmo de los k vecinos mas próximos (KNN). Ambos controladores tendrán función de trabajar en tiempo real y offline, permitiendo tanto la composición de canciones, como su utilización como un instrumento más junto con mas músicos. ABSTRACT. The aim of this project is to make song composition easier by creating each MIDI track that builds it. Two controllers are implemented. In order to transcribe the melody, the first controler converts singing voice or humming into MIDI files. To do this a technique based on autocorrelation is implemented after having studied different pitch detection methods. Event segmentation has also been dealt with, to be more precise a technique based on the analysis of the signal's envelope and it's derivative have been used. The second one, can be used to make the song's rhythm . It allows the user, to create percussive patterns by hitting different objects of his environment. These recordings results in short duration, non-linear and non-harmonic signals. Which makes the classification process more complicated in the traditional way. The tools to used are the artificial neural networks (ANN). We will study the neural network design to deal with this kind of signals. The goal is to get a design methodology, paying attention to the variables involved, as the number of hidden layers and neurons in each, transfer functions and training algorithm. The study will end implementing two neural networks with different nature. Elman network, which has memory properties, is capable to recognize sequences of data and analyse the impact's waveform, precisely, the attack portion. A feed-forward network, needs strong spectral and temporal features extracted from the hit. Some descriptors are proposed as the derivates from the spectrum moment as centroid, kurtosis and skewness, the Mel-frequency cepstral coefficients, and some temporal features as the zero crossing rate (zcr) and the temporal envelope's centroid. Intra and inter class discrimination abilities of those descriptors will be weighted using the selection algorithm RELIEF, a Knn (K-nearest neighbor) based algorithm. Both MIDI controllers can be used to compose, or play with other musicians as it works on real-time and offline.

Acústica de las iglesias jesuíticas como parte del patrimonio integral en Córdoba y San Ignacio Miní

En esta investigación se aborda el tema del comportamiento acústico de las Iglesias Jesuíticas de la ciudad de Córdoba (Argentina) y San Ignacio Mini ubicada en la localidad de San Ignacio, provincia de Misiones (Argentina), construidas hace dos siglos atrás y declaradas Patrimonio de la Humanidad, con el objetivo de evaluar los parámetros que determinan la comprensión de la palabra y la aptitud de cada una de las iglesias para el canto y la música religiosa. En una primera etapa la investigación se orientó a profundizar en las características constructivas interiores de cada templo y a proponer una metodología de análisis para comparar los resultados de las mediciones objetivas, realizadas mediante la implementación de mediciones in situ, con los resultados de las apreciaciones subjetivas resultantes de la elaboración de encuestas, a los fines de caracterizar acústicamente cada espacio sonoro. Se seleccionaron, para la caracterización objetiva de cada templo, aquellos parámetros que permiten sintetizar las propiedades acústicas relacionadas con la música y la palabra, y aquellos que posibilitan medir la proporción efectiva de las primeras reflexiones, consideradas como índices subjetivos de la capacidad de distinción del sonido por parte del oyente. Se comparan los valores alcanzados con las preferencias subjetivas obtenidas en las encuestas de opinión. Se relevaron tiempos de reverberación altos en todas iglesias, fuera de los considerados óptimos para cada recinto. Se analizaron los índices de calidad y se comprobó cómo influyen los diferentes materiales en el comportamiento acústico de cada recinto. Para la evaluación subjetiva se implementó una encuesta ya validada en la que se privilegió la fácil asociación entre parámetros acústicos y psicoacústicos, esto posibilitó encontrar aquellos parámetros objetivos, simulados con público, que estuviesen fuertemente relacionados con el juicio subjetivo, así como aquellos con menor correlación. La búsqueda y relevamiento de material grafico, fotográfico y otros documentos históricos posibilitó la reconstrucción de cada iglesia para su modelización y la evaluación del comportamiento de todos los templos con la presencia de feligreses, no habiéndose podido realizar mediciones bajo esta condición. El interés por obtener datos acústicos más precisos de la Iglesia San Ignacio Mini, que actualmente se encuentra en ruinas, llevó a utilizar herramientas más poderosas de cálculo como el método de las fuentes de imagen “Ray Tracing Impact” por medio del cual se logró la auralización. Para ello se trabajó con un archivo de audio que representó la voz masculina de un sacerdote en el idioma jesuítico-guaraní, recuperando así el patrimonio cultural intangible. ABSTRACT This research addresses the acoustic behavior of the Jesuit Churches in Cordoba City (Argentina) and San Ignacio Mini (located in the town of San Ignacio, Misiones, Argentina), built two centuries ago and declared World Heritage Sites, with the objective to evaluate the parameters that determine the speech comprehension and the ability of each of the churches for singing of religious music. The first step of the work was aimed to further investigate the internal structural characteristics of each temple and to propose an analysis methodology to compare the objective results of in situ measurements with the subjective results of surveys, in order to characterize acoustically each sound-space. For the subjective characterization of each temple, those parameters that allow synthesizing the acoustic properties related to music & speech and measuring the subjective indices for the recognition of sounds, were selected. Also, the values were compared with the ones obtained from the surveys. High reverberation times were found in all churches, which is not considered optimal for the enclosed areas of the temples. The quality indices were analyzed and it was found how the different materials influence in the acoustic behavior of each enclosure. For subjective evaluation, a survey was implemented (that was previously validated) where the association between acoustic and psychoacoustic parameters was privileged; this allowed to find those objective parameters who were strongly related to the subjective ones, as well as those with lower correlation. Photographic and graphic material and other historical documents allowed the reconstruction of each church for its modeling, and also the evaluation of the performance of all the temples in the presence of their congregation. The interest in obtaining more accurate acoustic data of the San Ignacio Mini Church, which is now in ruins, led to the use of most powerful methods, as for example the image-sources "Ray Tracing Impact" method. For this, an audio archive was used, representing a male voice of a priest in the Jesuit-Guaraní language; recovering in this way intangible cultural heritage.

La Institución Libre de Enseñanza y la arquitectura española de la Edad de Plata (1876-1936)

La tesis doctoral «La Institución Libre de Enseñanza y la arquitectura española de la Edad de Plata (1876-1936)» analiza las relaciones propiciadas por la ILE y la corriente cultural del institucionismo ―identificada desde los primeros años 70 del pasado siglo por el historiador Manuel Tuñón de Lara como crucial en la configuración de la cultura española contemporánea―, con la arquitectura de su tiempo en el marco histórico de la Restauración alfonsina y de la Segunda República. Lo hace desde los cuatro temas que configuran los grandes apartados en los que se estructura y articula el trabajo de investigación. El primero, el de la arquitectura de la escuela, a través del análisis de los escritos sobre la materia de los pedagogos Francisco Giner de los Ríos y Manuel Bartolomé Cossío y su papel en la materialización del edificio escolar. El segundo, el de la geografía madrileña de la ILE a través de un recorrido por las arquitecturas que acogieron su proyecto modernizador, confiado a la moral de la ciencia, a través de los centro por ella impulsados desde la Junta para Ampliación de Estudios e Investigaciones Científicas (JAE), como fueron la Residencia de Estudiantes y su grupo femenino de la Residencia de Señoritas, el Instituto Nacional de Física y Química, el Instituto-Escuela, el Centro de Estudios Históricos o el Instituto Cajal. El tercero, la renovación de la cultura arquitectónica española promovida a través de la política de pensiones de la JAE en el extranjero, de las actividades de extensión universitaria desarrolladas por la Residencia de Estudiantes en el ámbito de la arquitectura o por personas identificadas con su ideario. Y el cuarto, a través de la nueva valoración patrimonial de los monumentos arquitectónicos y de los paisajes españoles alentada por la práctica pedagógica del excursionismo y por los escritos de Francisco Giner de los Ríos y Manuel Bartolomé Cossío, que culmina con la promulgación de la Ley del Tesoro Artístico Nacional de 1933. El trabajo plantea una historia coral, donde tienen cabida arquitectos, pedagogos, políticos, historiadores del arte, críticos de arte y arquitectura de cuatro generaciones distintas: desde Ricardo Velázquez Bosco, coetáneo de Francisco Giner de los Ríos, a Arturo Sáenz de la Calzada, colegial de la Residencia de Estudiantes durante los años treinta y activo miembro de la Federación Universitaria Escolar, pasando por Carlos Velasco, Antonio Flórez Urdapilleta, Pablo Gutiérrez Moreno, Bernardo Giner de los Ríos, Leopoldo Torres Balbás, Carlos Arniches Moltó, Martín Domínguez Esteban, Fernando García Mercadal o Matilde Ucelay, en el caso de los arquitectos; Francisco Giner de los Ríos, Manuel Bartolomé Cossío, José Castillejo o Alberto Jiménez Fraud, entre los pedagogos; Segismundo Moret, Álvaro de Figueroa, Fernando de los Ríos o Marcelino Domingo, entre los políticos; Manuel Gómez-Moreno, Ricardo de Orueta o Emilio Camps Cazorla, entre los historiadores del arte; Javier de Winthuysen como jardinero o José Moreno Villa a través de su papel como crítico de arquitectura a favor del arte nuevo. Para ello, se ha partido del análisis y la interpretación de las arquitecturas de matriz institucionista a través de fuentes muy diversas, entre ellas un nutrido corpus de imágenes como complemento iconográfico fundamental en la articulación del discurso narrativo, que ha permitido situar a los temas analizados y sus protagonistas en su contexto histórico y disciplinar. Todo ello ha puesto de manifiesto el papel asumido por la Institución Libre de Enseñanza como un laboratorio de ideas y proyectos clave en la configuración de la cultura arquitectónica española del primer tercio del siglo XX. ABSTRACT The doctoral thesis «La Institución Libre de Enseñanza y la arquitectura española de la Edad de Plata (1876-1936)» analyzes the relationships fostered by the ILE and the cultural current «institucionismo» ―identified from the early '70s by the historian Manuel Tuñón de Lara as cardinal in shaping the contemporánea Spanish culture―, with the architecture of his time in the historical context of the Restoration and the Second Republic periods. This is done from the four themes that make up the major sections in which the research is structured and articulated. The first, the architecture of the school building, through the analysis of the writings on the subject of pedagogues Francisco Giner and Manuel Bartolomé Cossío and its role in the materialization of the school building. The second, the geography of the ILE in Madrid through a tour of the architectures that supported its modernizing project, entrusted to the moral of science, through the centers promoted by the Junta para Ampliación de Estudios e Investigaciones Científicas (JAE), as the Residencia de Estudiantes and its girls group Residencia de Señoritas, Instituto Nacional de Física y Química, Instituto-Escuela, Centro de Estudios Históricos or Instituto Cajal. The third, the renewal of the Spanish architectural culture promoted through JAE pension abroad, the university extension activities developed by the Residencia de Estudiantes in the field of architecture or people identified with its ideology. And the fourth, through new equity valuation of architectural monuments and the Spanish landscapes encouraged by the pedagogical practice of excursionism and by the writings of Francisco Giner de los Ríos and Manuel Bartolomé Cossío, culminating in the enactment of the Ley del Tesoro Artístico Nacional in 1933. The work raises a choral history, where have place architects, educators, politicians, art historians, art and architecture critics of four distinct generations: from Ricardo Velázquez Bosco, a contemporary of Francisco Giner, Arturo Sáenz de la Calzada, schoolboy student residence during the thirties and active member of the Federación Universitaria Escolar, through Carlos Velasco, Antonio Flórez Urdapilleta, Pablo Gutiérrez Moreno, Bernardo Giner, Leopoldo Torres Balbás, Carlos Arniches Moltó, Martín Domínguez Esteban, Fernando García Mercadal or Matilde Ucelay, in the case of architects; Francisco Giner, Manuel Bartolomé Cossío, José Castillejo and Alberto Jiménez Fraud, among teachers; Segismundo Moret, Álvaro de Figueroa, Fernando de los Ríos and Marcelino Domingo, among politicians; Manuel Gómez-Moreno, Ricardo de Orueta or Emilio Camps Cazorla, including art historians; Javier de Winthuysen as gardener and José Moreno Villa through his role as architecture critic for the new art. To do this, the origin point has been the analysis and interpretation of the «institucionista» architectures through a variety of sources, including a large corpus of iconographic images as a fundamental complement to the articulation of the narrative, which has allowed place the issues discussed and its protagonists in their historical context and discipline. This has highlighted the role played by the Institución Libre de Enseñanza as a laboratory of ideas and projects and key in shaping the Spanish architectural culture of the early twentieth century.