Teza doctorat (pdf) - Universitatea Tehnică

168
Cap. 6. Metode de sinteză de voce
O altă variantă a sintezei formantice, şi anume metoda sintezei formantice în domeniul
timp, se utilizează pentru sinteza vocii cântate [Fer97]. Această metodă se bazează pe
superpoziţia şi concatenarea formelor aferente diferiţilor formanţi.
Metoda permite stabilirea exactă a timpului de atac şi a perioadei de cădere (amortizare),
factorii având importanţă deosebită în cazul sunetelor muzicale, permiţând obţinerea unor
rezultate de o calitate remarcabilă. Achiziţia şi pregătirea datelor este însă la fel de anevoioasă ca
şi în cazul sintezei formantice în domeniul frecvenţă.
6.2.2.1. Realizarea excitaţiei
În cazul sistemului fonator, funcţionarea sursei (corzi vocale) şi a filtrului (tractul vocal)
poate fi considerată independentă. Acest fapt prezintă avantaj în cadrul sintezei. Plecând de la
observarea directă a mişcării corzilor vocale, Flanagan a determinat pe bază de calcule forma
undei glotice. Aceasta variază numai puţin în funcţie de sunetele emise.
Deschiderea glotei se produce lent, după care urmează închiderea bruscă a acesteia.
spectrul aferent prezintă o pantă asimptotică de -40 db/decadă.
Practic se încearcă reproducerea acestui spectru cu diferite aproximaţii. A fost
experimentată, de exemplu, aproximaţia triunghiulară. Aceasta este foarte simplă, dar spectrul
său poate să prezinte un zero, ceea ce ar perturba primul formant.
Cea mai bună aproximare se poate obţine cu aproximaţia polinomială, dar şi aceasta
prezintă discontinuităţi ale derivatei sale. De obicei această undă se interpolează în funcţie de
variaţia perioadei fundamentale.
O altă metodă utilizată constă în excitarea unui filtru trece jos de ordinul doi printr-un
tren de impulsuri.
Se poate observa că, faţă de unda glotică naturală, aceasta este inversată în timp, motiv
pentru care se modifică faza spectrului, nu însă şi amplitudinea. Frecvenţa de tăiere a filtrului
trece-jos utilizat este de ordinul a 50 Hz.
Acestea au fost metodele de excitare pentru sunetele sonore.
Cele nesonore se obţin prin excitarea cu secvenţe pseudoaleatoare a căror caracter
periodic este insesizabil, dacă perioada depăşeşte 5 secunde.
6.2.2.2. Sinteza în cascadă
Acest tip de sinteză constă în înscrierea a 3 sau 4 rezonatori de ordinul doi, care
realizează fiecare câte un formant de frecvenţa Fk şi banda de trecere Bk. Transmitanţa se
normează pentru a obţine câştig nul la frecvenţă zero.
Transmitanţa are expresia [Fer97]:
unde :
T
B
k
k z 1 2
1b
1 z b
2 z
k
k
(6.2)