Анализ, синтез и восприятие речи - Джеймс Л. Фланаган
Скачать (прямая ссылка):
222
СИНТЕЗ РЕЧИ
VI. СИНТЕЗ РЕЧИ
В древности люди часто считали свое умение пользоваться речью неким признаком божественного начала. Естественно, что такую же способность они иногда приписывали и богам. Языческие жрецы, стремящиеся укрепить веру в богов, часто пытались заставить своих идолов непосредственно говорить с людьми. Говорящие статуи, таинственные голоса и предсказания были хорошо известны в греческой и римской циливизациях; обычно голос приходил к искусственному рту с помощью хитроумно спрятанных труб. Восторг и изумление охватывали слушателей такой «искусственной речи». Подобные устройства были весьма эффективными и распространенными.
Когда циливизованный мир вступил в эпоху Возрождения, стал расширяться и интерес к развивающейся науке. Человек начал более серьезно вдумываться в природу вещей. Прекрасными объектами исследований оказались жизнь человека и его физиологические функции, в том числе и физиологическая 'Сторона речи. Не удивительно, что сравнительно сложный механизм голоса часто рассматривался с помощью моделей, более легких для изучения. Первые модели были исключительно механическими; некоторые из них по замыслу чрезвычайно остроумны.
6.1. Механические говорящие машины; исторический обзор
Одна из первых зафиксированных попыток синтеза речи б^ыла сделана Кратценштейном в 1779 г. Императорская Академия в Петербурге объявила, что ежегодная премия будет присуждена за объяснение разницы между пятью гласными звуками с точки зрения физиологии и за изготовление устройства для получения их искусственным путем. Лучшим оказалось решение, предложенное Кратценштейном, который сконструировал акустические резонаторы, по форме аналогичные голосовому тракту человека. Резонаторы возбуждались вибрирующими язычками, которые подобно голосовым связкам человека прерывали воздушный поток.
Через несколько лет (в 1791 г.) Кемпелен создал и продемонстрировал более сложную машину для получения образцов связной речи (по-видимому, Кемпелен опередил Кратценштейна, так как он предположительно начал работу над своим устройством в 1769 г.) (Кемпелен—von Kempelen; Дадли и Тарножи—Dudley and Tarnazy). Хотя машина Кемпелена получила значительную известность, к ней отнеслись менее серьезно, чем следовало бы. Это было вызвано тем, что ранее, при создании машины, играющей в шахматы, Кемпелен был уличен в обмане. Главным «механизмом» машины был спрятанный в ней хороший шахматист карликового роста. Однако в говорящей машине не было ничего противозаконного. В ней имелись меха для подачи воздуха на язычок, который, в свою очередь, возбуждал управляемый рукой одиночный резонатор, издававший звуки, похожие на звуки голоса человека. Согласные, включая носовые, получались с помощью четырех каналов, сжимаемых пальцами. На основе сделанного Кемпеленом описания своей машины Чарльз Уитстон (предложивший мостик Уитстона и считающийся в Англии изобретателем телеграфа) построил усовершенствованную модель (рис. 6.1).
Устройство работало следующим образом. Правая рука помещалась на главных мехах, направляя поток воздуха в вибрирующий язычок для получения вокализованных звуков (см. нижнюю часть рис. 6.1). Пальцы правой руни управляли воздушными каналами фрикативных звуков Щ и /s/, а также отверстиями «ноздрей» и включением и выключением язычка. Язычок вклю-
МЕХАНИЧЕСКИЕ ГОВОРЯЩИЕ МАШИНЫ
223
чался при синтезе гласных звуков одновременно с выключением всех остальных каналов.
Требуемые резонансы при гласных звуках получались соответствующей деформацией левой рукой кожаного резонатора, находящегося в передней
Рис. 6.1. Сконструированная Уитстоиам «говорящая» машина Кемпелена:
1 — кожаный резонатор, 2 — выход звуков речи, 3 — ноздри, 4— свнсток «Sh>, 5 — рычаг «Sh >, 5 — отключение язычка, 7—рычаг «S>, 8 — меха, 9— свисток «S>, 10 — язычок, //--вспомогательные меха
части устройства. Глухие звуки вырабатывались при отключенном язычке с помощью вихревого потока воздуха, проходящего через узкий проход. Кем-пелен в своем описании утверждал, что можно было вполне сносно разобрать около 19 согласных звуков.
Работы Кемпелена, по-видимому, сыграли большую роль, чем принято считать. Александр Грэхэм Белл, проживавший в юности в Эдинбурге, в Шотландии, имел возможность познакомиться с копией машины Кемпелена, сконструированной Уитстоном. Устройство произвело на Белла большое впечатление, и он, поощряемый своим отцом (Александром Мелвиллом Беллом, преподававшим, как и его отец, ораторское искусство), ,начал вместе со своим братом Мелвиллом конструировать собственный говорящий автомат.
По совету отца, мальчики попытались скопировать органы речи, изготовив слепок человеческого черепа и отлив из гуттаперчи части голосового аппарата: губы, язык, небо, зубы, глотку и мягкое небо. Губы представляли собой проволочный каркас, покрытый резиной и набитый хлопковым івати-ном. Полость рта ограничивалась резиновыми щеками, а язык был сделан из деревянных частей, покрытых резиновым чехлом, набитым ватином. Все эти элементы с помощью рычагов соединялась с клавиатурой управления. От жестяной «гортани» отходила гибкая трубка — аналог дыхательного горла. Роль отверстия голосовых связок играла натянутая на жестяной опоре резиновая пленка с прорезанной щелью.
