数字波导方法在声道建模中的应用研究

【摘要】数字波导方法是一种描述波在空间传播的理论，它使用数字解法来描述真实世界的声音产生过程和声音传播环境。数字波导的一维声道模型，可被简单的描述为轴线上的一系列相连的圆柱形管道，其中每个管道具有不同的直径。若考虑波在垂直于轴线方向的传播，这种一维声音的传播过程可被扩展到二维空间，得到声道的二维模型，二维模型可作为声道三维建模的铺垫。本文的主要工作包括如何实现从一维声道模型到二维声道模型的转变。在二维数字波导网格模型中，声波的传播与反射将不仅存在于轴线上从声门到唇部的传播，也存在于声道两壁间的传播，这样，一维模型固有的平面波传播缺陷可被去除。针对上述目标，本文做了以下几个方面的工作。一、研究波在空气中传播的理论，得到一维波动方程的数字化解法。并将一维波动方程推广到二维网格空间，得到二维数字化解法。本文中运用波散射法和时域有限差分两种算法来求解。二、用数字波导方法来给声道建模，得到声道的一维数字波导模型，结合波在空气中的传播理论，得到声道中波传播的具体过程。考虑到声道壁对声波的影响，将一维模型扩展到二维空间，得到声道的二维数字波导网格模型。三、引入LF声门波作为声门激励，并结合声道的一维、二维数字波导模型，合成了元音，验证了本文建立模型的有效性，为语音合成探索新的路径。
【作者】鞠垚；
【导师】赵鹤鸣；
【作者基本信息】苏州大学，信号与信息处理，2014，硕士
【关键词】数字波导；声道模型；波动方程；波散射；时域有限差分；

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