Model zdrojového filtru - Source–filter model - Wikipedia
| Část série na | ||||||
| Fonetika | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Část Lingvistická řada | ||||||
| Subdisciplíny | ||||||
| Artikulace | ||||||
| ||||||
| Akustika | ||||||
| ||||||
| Vnímání | ||||||
| ||||||
| Lingvistický portál | ||||||
The model zdrojového filtru představuje řeč jako kombinaci zdroje zvuku, například hlasivky a lineární akustický filtr hlasový trakt. I když jde pouze o aproximaci, model je široce používán v řadě aplikací, jako je syntéza řeči a řeč analýza kvůli jeho relativní jednoduchosti. Souvisí to také s lineární predikce. Vývoj modelu je z velké části způsoben ranou prací Gunnar Fant, ačkoli jiní, zejména Ken Stevens, rovněž podstatně přispěly k modelům, na nichž je založena akustická analýza řeči a syntéza řeči.[1] Fant vycházel z práce Tsutomu Chiba a Masato Kajiyama, který jako první ukázal vztah mezi a akustické vlastnosti samohlásky a tvar hlasového traktu. [1].
Důležitým předpokladem, který se často používá při použití modelu zdroj - filtr, je nezávislost zdroje a filtru.[1] V takových případech by měl být model přesněji označován jako „model nezávislého zdroje a filtru“.[Citace je zapotřebí ]
Dějiny
V roce 1942 publikovali Chiba a Kajiyama ve své knize výzkum akustiky samohlásek a hlasových cest. Samohláska: její podstata a struktura. Vytvářením modelů hlasového ústrojí pomocí Rentgenová fotografie byli schopni předpovědět formující frekvence různých samohlásek a vytvořit mezi nimi vztah. Gunnar Fant, průkopnický vědec řeči, využil výzkum Chiba a Kajiyama zahrnující rentgenovou fotografii hlasového traktu k interpretaci vlastních dat ruských zvuků řeči v Akustická teorie produkce řeči, který zavedl model zdrojového filtru.[2]
Aplikace
V různé míře různé fonémy lze rozlišit podle vlastností jejich zdroje (zdrojů) a jejich spektrální tvar. Znělé zvuky (např. Samohlásky) mají alespoň jeden zdroj kvůli převážně periodickému buzení glotů, které lze aproximovat pomocí impulsní vlak v časové doméně a harmonickými ve frekvenční doméně a filtr, který závisí například na poloze jazyka a výčnělku rtu.[3] Na druhou stranu, fricatives, jako [s] a [F], mít alespoň jeden zdroj v důsledku turbulentního hluku produkovaného při zúžení v ústní dutině nebo hltan. Tzv vyjádřený fricatives, jako [z] a [proti], mít dva zdroje - jeden na glottis a jeden na supra-glottal zúžení.
Syntéza řeči
Při implementaci modelu produkce zdroje a filtru produkce řeči je zdroj zvuku nebo excitační signál často modelován jako periodický sled impulzů pro hlasovou řeč nebo bílý šum pro neznělou řeč. Filtr hlasového traktu je v nejjednodušším případě aproximován filtrem všech pólů, kde jsou koeficienty získány provedením lineární predikce, aby se minimalizovala střední kvadratická chyba v řeči, který se má reprodukovat. Konvoluce budicího signálu s odezvou filtru pak produkuje syntetizovanou řeč.
Modelování produkce lidské řeči
V produkci lidské řeči je zdrojem zvuku zdroj hlasivky, který může při zúžení vydávat periodický zvuk nebo při uvolnění aperiodický (bílý šum).[4] Filtr je zbytek hlasového traktu, který může měnit tvar manipulací s hltan, ústa a nosní dutina.[3] Fant zhruba porovnává zdroj a filtr fonace a artikulace, resp. Zdroj produkuje řadu harmonické různé amplitudy, které cestují hlasovým traktem a jsou buď zesíleny, nebo oslabený produkovat zvuk řeči.[4]
Viz také
Reference
- ^ A b C Arai, Takayuki (2004). "Historie Čiba a Kajiyama a jejich vliv v moderní vědě řeči". Od zvuku k smyslu: více než 50 let objevů v řeči (PDF). str. 115–120.
- ^ Fant, Gunnare. „T. Chiba a M. Kajiyama, průkopníci akustické řeči“. Journal of the Phonetic Society of Japan. 5 (2). doi:10.24467 / onseikenkyu.5.2_4. Citováno 3. července 2020.
- ^ A b Fant, Gunnar (1970). Akustická teorie produkce řeči s výpočty založenými na rentgenových studiích ruských artikulací. De Gruyter.
- ^ A b Zsiga, Elizabeth C. (2012). Zvuky jazyka: Úvod do fonetiky a fonologie. John Wiley & Sons. ISBN 978-1-118-34060-8.
- Chiba, T .; Kajiyama, M. (1942). Samohláska: její podstata a struktura. Tokio: Tokio-Kaiseikan Pub. Co., Ltd.
(v roce 1952 byla vydána přetištěná verze a Japonské přeložené vydání v roce 2003 tak jako ISBN 4-00-002107-9) - Stevens, K.N. (2001). „Kniha Chiba a Kajiyama jako předchůdce akustické teorie produkce řeči“. Journal of Phonetic Society of Japan. 5 (2): 6–7.
- Stevens, K.N. (1998). Akustická fonetika. Cambridge, MA: MIT Stiskněte. ISBN 978-0-262-19404-4. (vázaná kniha v roce 1999) / (brožovaná verze v roce 2000).