Sprachliche Mensch-Maschine-Kommunikation

4.1 Anatomie des Artikulationsapparates 51
Impulsantwort
1. 2. 3. f [Hz]
Abb. 4.8. Formanten und Impulsantwort eins Systems von Helmholtz-Resonatoren
Systemtheoretische Modelle
Zu den beliebtesten Modellen des Vokaltraktes gehören so genannte Quelle-
Filter-Modelle. Die Idee bei diesen Modellen ist, daß am Anfang des
Spracherzeugungsprozesses ein Generator steht, der sowohl strukturierte
Wellen (wie bei stimmhaften Lauten) als auch weißes Rauschen (wie bei
stimmlosen Lauten) erzeugen kann. Diese Wellen durchlaufen dann einen
Kanal (den Vokaltrakt), dessen Wirkung auf die Wellen mit Hilfe eines
linearen zeitinvarianten Systems (LTI - linear time-invariant) beschrieben
werden kann. Solche Effekte werden auch als Filter bezeichnet. Die Funktion
eines Filters wird am besten durch seine Reaktion auf einen Impuls, die
Impulsantwort, beschrieben. Die Impulsantwort ist diejenige Funktion,
mit der ein in den Filter hineingeleitetes Signal gefaltet wird, um das
Ausgangssignal zu berechnen. Ein Kanal wie der Vokaltrakt kann dabei aus
mehreren hintereinandergeschalteten Filtern bestehen, wobei der Ausgang
von Filter i+1 aus dem Ausgang von Filter i gefaltet mit der Impulsantwort
von Filter i + 1 besteht.
Abb. 4.9 zeigt ein Beispiel für ein Quelle-Filter-Modell.
Rausch−
generator
Wellen−
generator
u Vokal− u ∗ v u ∗ v ∗ l
Lippen
trakt
Abb. 4.9. Das Quelle-Filter-Modell der Sprachproduktion