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从声道形状推导普通话元音共振峰-北京大学语音乐律研究
从声道形状推导普通话元音共振峰*
Formant Prediction from Vocal Tract of Mandarin
汪高武 孔江平 鲍怀翘
[摘要] 本文研究如何从X光录像提取声道形状,并推导声道 进行声道边缘提取。并与 Thimm, Luettin (1999)
的方法做了比较,两者之间偏差 6.8 像素,与手工
传递特性。首先根据汉语普通话发音的X光录像,设计了一
标记误差各为 8 像素和20 像素(舌头曲线长约250
种自动提取清晰边缘结合手工标记模糊边缘的方法,来提取
像素)。这种方式标记的精读有所提高,但是技术比
声道边缘。并首次采用Mokhtari (1998)的方法,推导出汉 较复杂,声道的细节处反映得不够,而且对于X 光
语普通话主要元音的共振峰频率和带宽,计算结果与实际测 录像质量不好的情况,也无能为力。
量值和前人的结果做了比较,减小了误差。为验证结果的有 1.2 声道传递特性的计算
效性,根据计算出来的共振峰数据进行了语音参数合成,结
从X 光录像提取出声道形状后,需要根据声道
果表明合成语音符合相应的元音音色。* 的截面积,推算出声道的传递特性,也即声道传递
函数的共振峰和带宽等特性。目前的主要方法有:
[关键词] X 光录像 声道 普通话元音 共振峰
一、求解声波传播方程
管中的声波满足以下传播方程。
1 简介 − ∂p ( ρ/ u ∂ ) A
∂ x ∂ t
在语音生理研究领域,如何从声道形状推导出 1 ∂ u ( ) ∂ pA ∂A
− +
∂ x ρ C 2 ∂ t ∂ t
声道的传递特性,是一项重要的研究内容。随着科
虽然该方程组的闭式解只能在最简单的情况下
学技术的进步,可以通过X 光、超声波、螺旋CT、
求出,但数值解总是可以得到的。Rabiner (1978)
核磁共振(MRI )等各种手段获取声道的形状,然
计算了几个俄语主要元音的前五个共振峰的频率和
后根据声道形状(主要以声道的截面积来表述),推
带宽,与从实际语音测得的数据吻合得很好。
导传递特性。
Rabiner 同时也指出,这样做是最精确的方法,但如
1.1 X 光录像中声道形状的提取 此细致既不实际也是不必要的。
X 光录像虽然有辐射危害,但相对于其他测量
二、单元声管等效电路级联法
技术来说,可以获得实时动态的、以及整个声道侧
随着
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