声带振动与发声机理研究与生物声学,语音编码、识别、合成,喉病理学,人工器官,神经动力学等学科的发展息息相关。以往研究通常将声带看作是离散质量块或者单一物态的弹性连续体,不同于此,本项目将换能器阵列振动理论引入到声带振动的研究中;根据声带的声参量设计声换能器;提出了用换能器来模拟声带的振动,根据声带组织的振动结构,构建其各种组合结构的振动模型;应用物理的有关理论并结合数值方法定量研究声带组织结构对声场(近场与远场)的影响及影响程度的大小,以揭示声带振动的物理机理。 本项目的研究内容,不仅可以为改进语音合成、编码、识别技术提供重要信息,为喉病理学、嗓音治疗、人工器官等医学领域的研究提供科学依据,而且对于发展新型的声换能器、改善现有声技术的应用效果、开发新的声技术及应用领域具有理论指导意义和实际应用价值。
Vocal fold vibration;Bionic acoustic transducer;Dual stack transducer;Transducer array structure;Near and far-field sound field
声带振动与发声机理研究与生物声学,语音编码、识别、合成,喉病理学,人工器官,神经动力学等学科的发展息息相关,具有广阔的前景,因此对其的研究受到了广泛关注。本课题组按照项目计划开展了一些研究工作,首先首次采用声换能器组来描述声带组织,并根据声带分层的物理生理结构,用理论及数值方法全面研究声带结构的声学功能,结合已有的实验手段,创立了一套新颖的实验方法,用于声带的静态重构和功能分析,同时应用物理声学的有关理论同时结合数值结果研究有关结构对声场(近场与远场)的影响及影响程度的大小,以揭示声带发声结构中内在的物理机理;其次用双碟片换能器作为发声单元设计换能器阵列来模拟声带发声振动系统,并根据声带开合角度及两声带相对位置构建声带振动系统的结构模型。所提出的模型已经初步用于理论和数值计算,分析了声带振动声场的一些规律,根据研究内容,申请且授权了一项发明专利;最后把激励信号用于所提出模型的理论数值计算,初步分析计算了声带振动系统结构的各部分对声场近场远场的影响;本项目的研究成果,不仅可以为完善声门波模型,发展更高自然度的合成语音,优化语音编码,改进语音识别技术提供重要信息,而且可能为喉病理学,嗓音治疗,人造器官等医学领域的研究提供科学依据。