Математические модели образования звучной речи

• Автор: Коцубинский, Владислав Петрович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МОДЕЛИ ГЕНЕРАЦИИ ВОКАЛИЗОВАННЫХ ЗВУКОВ РЕЧИ

1.1 Анатомия органов речеобразования при формировании нормальной и пищеводной речи

1.2 Акустические схемы процессов голосообразования

1.3 Диафрагма, легкие, бронхи, трахея, воздушный пузырь.

1.4 Гортань, голосовые складки, псевдоголосовая щель

1.5 Модели голосообразования

1.6 Постановка задачи исследования

1.7 Адекватность модели.

Выводы по главе

ГЛАВА 2. МОДЕЛЬ ОБРАЗОВАНИЯ НОРМАЛЬНОЙ И ПИЩЕВОДНОЙ РЕЧИ.
2.1 Входной импеданс речеобразующего тракта.
2.2 Аппроксимация входного импеданса речеобразующего тракта
2.3 Модель фонации для нормальной речи
2.4 Модель фонации для пищеводной речи
Выводы по главе
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ ОБРАЗОВАНИЯ ЗВУЧНОЙ РЕЧИ
3.1 Оценка параметров моделей образования звучной речи
3.2 Параметры и роль гортанного желудочка в процессе образования звучной речи.
3.3 Начальные условия.
3.4 Стационарные решения
3.5 Исследование устойчивости процессов образования звучной речи . Выводы по главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ СИГНАЛОВ ЗВУЧНОЙ РЕЧИ
4.1 Комплекс для исследования структуры речевых сигналов.
4.2 Исследование влияния разности давлений в трахее и ротовой полости на частоту основного тона
4.3 Синтез речевых сигналов гласных звуков.
4.4 Исследование спектральных характеристик
Выводы по главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Разработано техническое задание на комплекс для исследования структуры речевых сигналов, который был разработан Пономаревым A. Апробация результатов работы. Теория и практика речевых исследований (АРСО), проходивших в МГУ им. М.В. Ломоносова ( и ), на XI и XIII сессиях акустического общества (Москва, и ), на Нижегородской акустической научной сессии (Нижний Новгород, ), на конференциях «Управляющие и вычислительные системы. Новые технологии» Вологда, ) и «Системные проблемы качества, математическое моделирование информационных, электронных и лазерных технологий» (Сочи, ). Томск: Изд-во ТІ У ), «Интеллектуальные автоматизированные системы проектирования, управления и обучения» (Томск: Изд-во ТГУ ) под ред. Тарасенко В. П. Также статьи были опубликованы в сборниках «Интеллектуальные системы в управлении, конструировании и образовании» издаваемых (Томск: Изд-во STT -) под ред. Шелупанова A. A., «Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях» (Бийск: мзд-во АлтГТУ, и ) под ред. Г.В. Леонова. Публикации. Основные результаты по материалам диссертационной работы опубликованы в печатных работах. Структура и объем работы. Диссертация, объемом 6 машинописных страницы, содержит введение, четыре главы, заключение, список литературы (3 наименования), таблицы, рисунков, два приложения. Во введении обоснована важность и актуальность темы диссертации, сформулированы цель работы и основные задачи, которые необходимо решить для ее достижения, характеризуется научная новизна и практическая ценность работы, кратко излагаются основные результаты работы. В первой главе проводится краткий анализ анатомии и физиологии системы речеобразования и приводится сопоставление системы речеобразования нормальной и пищеводной речи. Отмечается, что особенностью акустической схемы фонации нормальной речи является наличие особого образования сразу после складок - гортанного желудочка (морганьевого желудочка). Нейрохронокстической гипотезы, в которой движение складок объясняется нейронной активностью. В самой простой модели процесс фонации управляется нервными импульсами, т. Миоэластической теории, которая объясняет колебательные движение голосовых складок на этапе раскрытия подскладочным давлением, а на этапе схлопывания - силами Бернулли. При постановке задачи обращается внимание, что на колебательные движения голосовых складок может оказывать влияние как подскладочное, так и надскладочное давление. Тогда существенной задачей является анализ устойчивости колебаний в речеобразующей системе в целом. Во второй главе формируются электроакустические аналоги речеобразующего тракта. Сорокин В. Н. [7] указывал следующее: «При построении электрических аналогов рассмотренных акустических схем необходимо учитывать соотношения между размерами речеобразующих систем I и длиной волны Я колебательных процессов в них. Если /<Я, то система имеет характер системы с сосредоточенными параметрами, если />Я реально, много больше, то система приобретает свойства системы с распределенными параметрами. В частности, при максимальной длине голосообразующего тракта 0,2 м и скорости звука 0 м/с имеем, что для частот до Гц /<Я и только для частот больше Гц />Я. Практически всегда процессы генерации импульсов основного тона, т. Показывается, что электрические модели речеобразующего тракта, основанные на цепях с распределенными параметрами и с сосредоточенными параметрами, в диапазоне частот до 5 кГц эквивалентны. Это позволило моделировать речеобразующий тракт цепной схемой из пяти Т-образных звеньев. На основе данных по формантной структуре речевого сигнала, с учетом известных сечений речеобразующего тракта (согласно Сорокину В. Н. [6]), были определены параметры этих цепей. По результатам анализа, проведенного в первой главе, было показано, что при аппроксимации коэффициентов передачи речеобразующего тракта, в первом приближении, можно ограничиться учетом частот первых пяти формант. Тем более что достоверных данных по частотам более высоких формант практически нет, а уровень речевого сигнала для более высоких частот очень низок.