Инверсный фильтр
Обработка сигналов — это подобласть электротехники , которая фокусируется на анализе, изменении и синтезе сигналов, таких как звук , изображения и научные измерения. [1] Например, в случае фильтра g h обратный фильтр — это фильтр, в котором последовательность применения g, а затем h к сигналу приводит к исходному сигналу. Программные или электронные инверсные фильтры часто используются для компенсации эффекта нежелательной фильтрации сигналов окружающей средой.
В речевой науке
[ редактировать ]Во всех предлагаемых моделях производства человеческой речи важной переменной является форма потока воздуха или объемная скорость в голосовой щели . Форма волны голосовой голосовой скорости обеспечивает связь между движениями голосовых связок и акустическими результатами таких движений, поскольку голосовая щель действует примерно как источник объемной скорости. То есть импеданс голосовой щели обычно намного выше, чем голосового тракта, поэтому голосовой поток воздуха контролируется в основном (но не полностью) за счет площади голосовой щели и подгортанного давления, а не акустики голосового тракта. Этот взгляд на производство вокализованной речи часто называют моделью исходного фильтра .
Методика получения оценки формы сигнала голосовой голосовой скорости во время вокализованной речи представляет собой «обратную фильтрацию» либо формы излучаемого акустического сигнала, измеренного микрофоном, имеющим хорошую низкочастотную характеристику, либо скорости звука во рту, как измеряется пневмотахографом во рту, имеющим линейный отклик, небольшое искажение речи и время отклика менее 1/2 мс. Пневмотахограф, обладающий этими свойствами, впервые описал Ротенберг. [2] и назван им маской с круговой вентиляцией или маской CV.
На практике обратная фильтрация обычно ограничивается неназальными или слегка назализованными гласными, а записанная форма сигнала пропускается через «обратный фильтр», передаточная характеристика которого является обратной передаточной характеристике конфигурации надгортанного речевого тракта на уровне тот момент. Передаточная характеристика надгортанного голосового тракта определяется входным сигналом в голосовой тракт, который считается скоростью звука в голосовой щели. Для неназализованных гласных, если предположить, что источник объемной скорости с высоким импедансом находится в голосовой щели, передаточная функция речевого тракта ниже примерно 3000 Гц содержит ряд пар комплексно-сопряженных полюсов , чаще называемых резонансами или формантами . Таким образом, инверсный фильтр будет иметь пару комплексно-сопряженных нулей , чаще называемых антирезонансом , для каждой форманты речевого тракта в интересующем диапазоне частот.
Если входной сигнал поступает от микрофона , а не от маски CV или ее эквивалента, инверсный фильтр также должен иметь полюс на нулевой частоте (операция интегрирования), чтобы учитывать характеристику излучения, которая связывает объемную скорость с акустическим давлением. Обратная фильтрация выходного сигнала CV-маски сохраняет уровень нулевого расхода, [2] в то время как обратная фильтрация сигнала микрофона не выполняется.
Обратная фильтрация зависит от модели исходного фильтра и фильтра речевого тракта, который является линейной системой , однако источник и фильтр не обязательно должны быть независимыми.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Сенгупта, Нандини; Сахидулла, Мэриленд; Саха, Гутам (август 2016 г.). «Классификация звуков легких с использованием кепстральных статистических характеристик». Компьютеры в биологии и медицине . 75 (1): 118–129. doi : 10.1016/j.compbiomed.2016.05.013 . ПМИД 27286184 .
- ^ Jump up to: а б М. Ротенберг, Новый метод обратной фильтрации для получения формы волны голосового потока воздуха во время голоса , J. Acoust. Соц. Амер., Том. 53, №6, 1632–1645 гг.