Математическое моделирование биологических процессов и систем. Старченко И.Б - 8 стр.

UptoLike

Рубрика: 

8
Ведущую роль играют движения небной занавески, языка, губ и нижней
челюсти.
Механизмы возбуждения акустических колебаний связаны либо с
работой гортани, либо с возникновением шумных или импульсных звуков
при прохождении воздушного потока через сужения, образующиеся в
определенных местах речевого тракта.
Возбужденные акустические колебания подвергаются частотной
фильтрации в воздушных полостях речевого тракта,
действующих как
акустические частотные фильтры. Конфигурация и объемы этих полостей в
процессе речеобразования определенным образом изменяются.
Соответственно этому изменяется и спектр исходных звуковых колебаний,
создаваемых акустическими источниками.
Образование воздушных потоков, работа механизма гортани, все
движения органов, образующих речевой трактартикуляторов»), происходят
закономерно и координировано. Благодаря этой динамически слаженной
деятельности и возникают
сигналы связной речи.
При акустическом моделировании каждый участок РА (полость,
сужение) представляется в виде секции, параметры в которой можно считать
распределенными равномерно.
Акустические параметры полостей РА неравномерно распределены
вдоль его оси.
Общая длина речевого тракта у взрослого человека (от голосовых
складок до губ) около 17 см, длина носовой полости (от нёбной
занавески до
ноздрей) 12,5 см, площадь переменного сечения тракта в среднем составляет
примерно 5…6 см
2
.
Простейшей моделью вокального тракта можно считать
цилиндрическую трубу длиной 17 см, закрытую на одном конце (аналогично
трубе кларнета). Собственные моды (формы) колебаний такой трубы
показаны на рис. 4, частоты определяются из соотношений: L = λ/4; L = 3λ/4;
L = 5λ/4 и т.д., таким образом частоты равны f
n
= (2n-1)c/4L, где nцелое
число; Lдлина трубы; cскорость звука.
В спектре такой трубы присутствуют только нечетные гармоники
1:3:5… Для длины L = 17 см собственные частоты оказываются равными 500,
1500, 2500 Гц. Если у трубы менять в разных точках площадь поперечного
сечения, то положение ее собственных частот будет смещаться. Совершенно
аналогичные процессы происходят в
вокальном тракте: в нем также имеется
свой набор собственных частот с соответствующими модами колебаний, т.е.
определенным распределением узлов и пучностей вдоль его длины. Меняя
площадь поперечного сечения в вокальном тракте, можно также все время
менять положение собственных частот.