以下就本研究的研究架構、研究對象、實驗程序、數據分析加以說明。
第一節 研究架構
本研究採用頻譜分析作為主要研究方法，研究目的為從頻譜中探討京劇梅
派及程派旦角小嗓的頻譜特徵有何不同，以及京劇旦角小嗓的頻譜特徵與聲樂
及音樂劇的假聲有何差異。
因此，本研究之自變項為不同的演唱類型，將演唱類型分為京劇旦角、聲
樂、及音樂劇三組，而京劇旦角又下分梅、程兩派。依變項為頻譜特徵，所有
的研究對象皆接受錄音，其中旦角分別以梅派、程派演唱京劇唱段，而後由梅
派唱段演唱中擷取出穩定母音，再由聲樂及音樂劇歌手演唱相同的音。研究中
僅比較梅派小嗓和聲樂、音樂劇假聲演唱的差異，是因為梅派是小嗓中沿襲傳
統最具代表性的流派，故以梅派來代表京劇旦角小嗓，而程派是屬於程硯秋獨
創的唱法，並非典型的京劇旦角小嗓，是以在本研究中不進行程派與西洋唱法
的比較。研究分析項目為三種演唱類型的穩定母音之頻譜，頻譜特徵的量化指
標共計四種，包括能間接反映聲帶閉合程度的第一和第二諧波能量差
（H1-H2），以及檢視低頻區與高頻區能量差的0~1 kHz與2~3 kHz平均能量差
（0~1 kHz-2~3 kHz）、0~1 kHz與3~4 kHz平均能量差（0~1 kHz-3~4 kHz）、SPR。
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圖一、研究架構圖。
第二節 研究對象
本研究共3名參與者，皆為女性，其中包括京劇旦角演員2名，聲樂及音 樂劇演唱者 1 名。參與者篩選條件為（1）接受專業演唱訓練至少五年；（2）
近 3 個月內沒有自覺嗓音 異常情形，如嗓音 疲累（vocal fatigue）、失聲
（dysphonia）；（3）無聲帶和甲狀腺手術史；（4）一個月內無感冒及其他身體
重大疾病（5）優耳在1、2、4 kHz的平均聽閾小於或等於40 dBHL。研究參 與者從劇團、大專院校音樂相關科系或歌唱教學/訓練中心招募。研究者先講解
研究內容，確認並取得參與者同意後填寫知情同意書，按填寫內容篩選出符合
條件之參與者，再由研究者使用簡易型聽力篩檢儀（GSI 18 Audiometer, Grason
Stadler）進行純音聽力篩檢，通過優耳在1、2、4 kHz的平均聽閾小於或等於
40 dBHL即為本研究之參與者。
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圖二、研究對象篩選流程圖。
第三節 實驗程序
研究正式進行前，取得參與者同意填寫知情同意書，並進行純音聽力篩
檢，篩選出符合資格的參與者，接著告知語音材料，給予指導語，經練習後再
進行正式錄音。
錄音地點選在具隔音效果的語言聽力研究室，正式錄音前使用數位式聲壓
計（TES 1350A）測量背景噪音並將其控制於40 dBSPL以下。
語料收集依參與者身份分為兩類並劃分兩階段進行：
1. 京劇演員：分別以梅派及程派演唱經典劇目《宇宙鋒》的選句「老爹 爹發恩德將本修上」作為研究素材，從中選出具代表性的母音作為實
驗研究音，此為第一階段。
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2. 聲樂及音樂劇歌手：請聲樂及音樂劇歌手使用平常演唱的方式來翻唱 第一階段選出的梅派實驗研究音，此為第二階段。
本 研 究 使 用 筆 電 （Thinkpad X1 Carbon 3rd）、 語 音 輸 入 麥 克 風
（Audio-technical AT9934 USB）及音訊編輯軟體Audacity1.2.6錄製研究所需語 料，並以筆電外接喇叭（KINYO (P.M.P.O 360W) PS-285B）播放實驗用音檔。
錄音取樣速率（sampling rate）設定為44.1 kHz，錄音時穩定受試者的嘴唇與麥 克風保持50公分。
正式錄音前，給予指導語，請研究參與者依指導語來演唱固定唱段及實驗
音，給予的指導語如下：
京劇演員：
1. 等一下您會聽到一段音樂前奏，請您依照前奏給予的音高、速度，用 平常習慣的音量、以梅派唱腔演唱《宇宙鋒》的選句「老爹爹發恩德
將本修上」。
2. 等一下您會聽到一段音樂前奏，請您依照前奏給予的音高、速度，用 平常習慣的音量，以程派唱腔演唱《宇宙鋒》的選句「老爹爹發恩德
將本修上」。
3. 聲樂及音樂劇歌手：
等下請您以平時演唱聲樂／音樂劇的方式來演唱您所聽到的音，請模
仿相同的發音及音高，以平常習慣的音量、速度來演唱就好。
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練習一至二次後即進行正式錄音，錄音檔存成Wave檔16 bit，即完成實驗 流程。
圖三、實驗流程圖。
第四節 數據分析
本節分為兩個部分，首先闡述選取研究分析音的方式，接著說明分析採用 的頻譜設定。
一、 分析音的選取
本研究使用京劇《宇宙鋒》的【西皮原板】第一句「老爹爹發恩德將本修
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上」，為方便起見，將唱詞中的第一個「爹」標為「爹（1）」，第二個則標為「爹
（2）」。由梅派及程派唱段中選出相同旋律，穩定音高的母音，共四十個（見
圖五）。之後由聲樂及音樂劇模仿演唱梅派的音（只模仿音高與母音的構音，
不模仿小嗓的發音方式），共四十個，總共八十個音。
圖四、京劇旦角小嗓聲波圖及取樣
(a) 梅派唱法（研究參與者1，P1）。(b) 程派唱法（研究參與者1，P1）。(c) 梅 派唱法（研究參與者2，P2）(d) 程派唱法（研究參與者2，P2）。
a
b
c
d
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為了確認所取樣的聲音確實能夠凸顯各種唱法的音質特徵，因此對於所有
的取樣聲音進行篩選，篩選過程中，首先將取樣聲音分為京劇小嗓與西洋唱法
兩種類型，然後請專家從聽知覺的角度做區分（京劇小嗓：梅派對比程派，西
洋唱法：聲樂對比音樂劇）。針對京劇小嗓與西洋唱法，各請2位專家（共四 位）以問卷方式判定每個取樣聲音跟特定演唱類型的吻合度，問卷以5點量表 的形式呈現，每個音皆有1-5個選項。在京劇旦角小嗓方面，5點量表的選項 為：1很像梅派、2有點像梅派、3無意見、4有點像程派、5很像程派。在西
洋唱法方面，5點量表的選項為：1很像聲樂、2有點像聲樂、3無意見、4有
點像音樂劇、5很像音樂劇。
專家從聽知覺的角度對取樣聲音所做的區分，是本研究挑選分析樣本的依
據。若是京劇小嗓的同一個音（「老爹爹發恩德將本修上」的其中一個字），梅
派取樣聲音與程派取樣聲音的分數相差三分以上，（例如：「很像梅派」和「有
點像程派」即相差三分）則該專家認為這兩個取樣聲音分別體現梅派與程派的
聲音特質，將納入候選的分析樣本。同理，若是「老爹爹發恩德將本修上」的
其中一個字，西洋聲樂取樣聲音與音樂劇取樣聲音的分數相差三分以上，則該
專家認為這兩個取樣聲音分別體現聲樂與音樂劇的聲音特質，將納入候選的分
析樣本。接下來，為了確保評分者信度（inter-rater reliability），筆者再將同領
域的兩位評分者之候選分析樣本取交集，得到最終的分析聲音樣本。
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經過以上的聽知覺評分篩選，京劇部分共有8組音符合標準，分別是研究
參與者1（P1）演唱的「上、爹（2）」以及研究參與者2（P2）演唱的「老、
將、恩、德、修、上」。在聲樂的部分，選取的方式為先依據京劇判斷的結果
選出符合梅派的音（很像梅派及有點像梅派的選項），之後再和聲樂／音樂劇
專家判定有差異的組別互相參照，最後符合的組別是研究參與者1（P1）演唱 的「爹（1）、爹（2）」以及研究參與者2（P2）演唱的「老、發、將、修、上」
這7組音。
二、 頻譜分析
本研究使用Matlab中的快速傅立葉轉換（fast Fourier transform, FFT）作為 頻譜分析的工具，將聲音樣本的時長定為200毫秒，如此偏長的聲音樣本時長，
是因為本研究分析F0較穩定的歌聲，而非F0較不穩定的語音。錄音轉為數位 檔的取樣頻率（sampleing rate）為44100 Hz，快速傅立葉轉換的長度（size）
為8192。將聲音樣本做快速傅立葉轉換時，無事先加強（pre-emphasis）及柔
化（smoothing），而是設以漢寧窗（Hamming window），避免高頻失真。得到
聲音樣本的頻譜之後，對於不同演唱類型在不同頻率範圍之 dB值作定量分
析，分析的參數為：第一諧波（H1）和第二諧波（H2）能量相差值（H1-H2）、
0~1 kHz與2~3 kHz平均能量差（0~1 kHz-2~3 kHz）、0~1k與3~4 kHz平均能
量相差值（0~1 kHz-3~4 kHz）、SPR（0~2 kHz和2~4 kHz高峰值的差值）。
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圖五、分析流程圖。
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