Формантный синтезатор речи. Часть 1

Полюсы и нули – иное понимание
Полюс – это пара чисел (B, F), B – ширина форманты, F – частота форманты
Нуль – это пара чисел (BN, FN), BN – ширина антиформанты, FN – частота антиформанты

Формантный фильтр
- число «пи»
b = B/Fs, где B – ширина форманты (в Гц)
Fs – частота дискретизации (в Гц)
f = F/Fs , F – частота форманты
А – амплитуда форманты

АЧХ формантного фильтра

Антиформанта
Антиформанта – такая область спектра, в которой энергия существенно ослаблена (по сравнению с другими областями)
Физически, это проявляется в том случае, если вокальный тракт разветвлен (например, назальные)

Антиформантный фильтр
- число «пи»
b = BN /Fs, где BN – ширина антиформанты (в Гц)
Fs – частота дискретизации (в Гц)
f = FN /Fs , F – частота антиформанты
АN – коэффициент ослабления (амплитуда) антиформанты

АЧХ антиформантного фильтра

Антиформанта
В реальности, разветвление не только «порождает» антиформанты, но и дополнительные форманты.
Поэтому часто говорят, что разветвление приводит к появлению пар «полюс-нуль».
В отличие от формант, антиформанты ОЧЕНЬ СЛОЖНО измерять по акустическому сигналу
Можно ли синтезировать назальные без антиформант?

Каскадный синтезатор
Входной сигнал на первый формантный фильтр (1-я форманта) – сигнал возбуждения
Входной сигнал на 2-ю форманту – отклик первой форманты
Входной сигнал на 3-ю форманту – отклик 2-й форманты
И т.д.

Параллельный синтезатор

Параллельный синтезатор
Возбуждение одновременно подается на все формантные фильтры
Отклики по каждому фильтру суммируются
Результат суммирования и есть речь

Синтезатор Клаттовского типа
Dennis Klatt – создатель одного из лучших формантных синтезаторов для английского языка
В этом синтезаторе для синтеза гласных и сонорных используется каскадное соединение, для синтеза остальных согласных – параллельное соединение

Голосовое возбуждение

Liljencrants-Fant model (LF-model)

LF: 1-й параметр

LF: 2-й параметр

LF: 3-й параметр