嗓音是信息交流与情感传递的重要载体,由于环境、职业等因素,嗓音疾病的患病率呈现出明显的上升趋势,极大地影响了人们的健康与生活质量。病理嗓音识别的研究集中于采用声学特征提取和模式识别结合的声学检测,但嗓音特征参数缺少与声带实际生理病理结构之间的联系。研究声带的振动模型有助于深入理解发声时的生理特征及病理嗓音的产生机制,对揭示声带振动特性和声带疾病的诊断具有重要意义。本文对发声时的声门结构和气流分布特性进行了分析,提出了一种非对称粘性三角声门模型,模拟病变声带的振动模式,得到病理发声条件下具有显著差异性的模型特征参数。首先根据声带组织结构特性构建了三角声门结构,并对声门闭合阶段的声门射流状态进行分析,通过声门倾角量化了声带壁上受到的非对称气流压力,然后采用双向邻域搜索和精英保留策略相结合的改进遗传算法提取模型特征参数,并对非对称粘性三角声门模型特征参数进行相关性与差异性分析,进行了病理嗓音的识别实验。主要研究内容如下:(1)分析了传统三质量块模型忽略了声门结构的前后差异性,且未考虑声带振动过程中的声门射流偏转现象的局限性。提出了一种非对称粘性三角声门模型,构建三角声门结构实现左右质量块碰撞时的声门不完全闭合,并通过声门倾角变化得到由声门射流偏转的非对称气流压力分布;分析了预发声声门半径变化、声门下压和不对称系数对模型输出造成的影响。模型仿真结果表明,非对称粘性三角声门模型对于预发声声门半径的变化更为敏感,病理发声条件下振动的非对称性更为明显,能更好地表现发声时的呼吸音特性。(2)为了避免模型特征反演优化算法出现早熟收敛,本文在传统遗传算法的基础上引入精英保留策略并进行双向邻域搜索,非对称粘性三角声门模型反演后的声门特征参数相对误差不超过2.5%。(3)采用本文提出的非对称粘性三角声门模型特征参数辅助病理嗓音识别并进一步对声带麻痹、声带息肉与声带水肿进行二分类识别,正常嗓音与病理嗓音的识别率提升大于10%,病理嗓音的二分类识别率提升最高达到了 25%,且与声带水肿相关的病理嗓音识别效果提升明显。最后指出了本文存在的不足之处以及未来工作的研究方向。