mecanismo humano de produção de fala mecanismo humano de produção de fala AVPV ESS.IPS 29,30.nov.13

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1 AVPV ESS.IPS 29,30.nov.13 mecanismo humano de produção de fala AVPV ESS.IPS 29,30.nov.13

2 modo de articulação fluxo periódico de ar por vibração das pregas vocais sons vozeados (e.g. vogais), consoantes nasais (e.g. m, n) fluxo turbulento de ar através de constrição com vozeamento: fricativas vozeadas (e.g. v, z) sem vozeamento: fricativas não-vozeadas (e.g. f, s, ch) obstrução passagem de ar seguida de libertação súbita com vozeamento: oclusivas vozeadas (e.g. b, d, g) sem vozeamento: oclusivas não-vozeadas (e.g. p, t, k) lugar de articulação consoantes: caracterizam-se pelo local da constrição vogais: caracterizam-se pela posição da língua, abertura maxilar, arredondamento boca AVPV ESS.IPS 29,30.nov.13 mecanismo humano de produção de fala pregas vocais e fonação vista de frente das pregas vocais vista longitudinal das pregas vocais fluxo de ar (impulso glotal) AVPV ESS.IPS 29,30.nov.13 ajf@fe.up.pt.:34:.

3 pregas vocais e fonação fases do impulso glotal Cordas vocais encerradas Fase de abertura Fase de encerramento vídeo pregas vocais (laringoscopia): AVPV ESS.IPS 29,30.nov.13 ajf@fe.up.pt.:35:. mecanismo humano de produção de fala estimação do impulso glotal: EGG pertinência a qualidade do impulso glotal determina a identidade e qualidade da voz a sua estimativa é importante do ponto de vista clínico, e a sua modelização é importante por exemplo para a síntese artificial (por computador) da voz estimação por electroglotografia sinal que traduz área de contacto das pregas vocais através da medição da resistência eléctrica das estruturas laríngeas, através de dois eléctrodos colocados simetricamente ao nível da cartilagem da tiróide (e, portanto, das pregas vocais) Contactos Gerador de altafrequência ~ Medição da impedância dos tecidos Desmodelação Filtro passabaixo AVPV ESS.IPS 29,30.nov.13 ajf@fe.up.pt.:36:.

4 forma de onda do sinal de EGG destaca as fases de adução (encerramento) e abdução (abertura) das pregas vocais AVPV ESS.IPS 29,30.nov.13 ajf@fe.up.pt.:37:. mecanismo humano de produção de fala forma de onda do sinal de EGG pode ser vista no modo ascendente evidenciando o fecho ou no modo descendente (i.e., invertido) evidenciando a abertura permite inferir (por exemplo) o coeficiente de contacto = Tc/(Tc+To), ou seja, a fracção do período glótico em que há contacto das pregas vocais coeficiente < 0.4 hipoadução coeficiente > 0.6 hiperadução AVPV ESS.IPS 29,30.nov.13 ajf@fe.up.pt.:38:.

5 notas sobre sinal de EGG método não-invasivo não interfere com fala é imune a ruído não é influenciado pelo tracto vocal (i.e. pelo filtro) o que permite medições mais robustas de F0 (frequência fundamental) permite apreciar desvios relevantes em relação a formas de onda normais certos desvios podem correlacionar-se com certas patologias [ver Isabel Guimarães, pág 119] é de difícil captação por causa de posição de eléctrodos, contacto com a pele depende da estrutura laríngea da pessoa (em particular da quantidade de tecido muscular, glandular e adiposo [ver Isabel Guimarães]) Lab time: let us try AVPV ESS.IPS 29,30.nov.13 ajf@fe.up.pt.:39:. mecanismo humano de produção de fala vocal apparatus source of energy: the lungs phonation: vocal folds generate the source signal that excites the vocal tract articulation: the vocal tract modulates (i.e. shapes in time and frequency) the source signal which is radiatated through the lips/nostrils F0 is defined here AVPV ESS.IPS 29,30.nov.13 ajf@fe.up.pt.:40:.

6 estimação do impulso glotal: filtragem inversa usa o sinal de voz (i.e. o sinal de filtro) para estimar o sinal de fonte (i.e. o impulso glotal) usando um procedimento computacional: filtragem inversa AVPV ESS.IPS 29,30.nov.13 ajf@fe.up.pt.:41:. modelo fonte-filtro de produção de voz modelo fonte-filtro Fant, 1970 fonte filtro Trem de impulsos Forma de onda glótica G(ω) Informação do tracto vocal g(n) Combinação da componente periodo e de ruído e(n) Tracto vocal V(ω) x(n) Radiação dos lábios R(ω) s(n) r(n) Excitação de ruido AVPV ESS.IPS 29,30.nov.13 ajf@fe.up.pt.:42:.

7 modelo fonte-filtro de produção de voz modelo fonte-filtro A fonte consiste nos impulsos glotais (i.e. fluxo de ar expelido pelos pulmões e moldado pela vibração das pregas vocais) e/ou ruído glotal (fluxo de ar turbulento que atravessa as pregas vocais sem que estas vibrem) O filtro consiste na influência que as ressonâncias do tracto vocal (oral+nasal) exercem sobre o espectro do fluxo de ar que atravessa as pregas vocais amplificando algumas regiões de frequência e atenuando outras, o que diferencia a cor dos sons e, portanto, a sua sonoridade, e.g. as vogais AVPV ESS.IPS 29,30.nov.13 ajf@fe.up.pt.:43:. modelo fonte-filtro de produção de voz fonte glótica, representação temporal e espectral dado que estes impulsos são periódicos, a sua representação espectral consiste em harmónicos da frequência fundamental (F0) e cuja magnitude decresce à razão de cerca de 12 db por oitava amplitude impulsos glotais (fluxo ar) Espectro impulsos glotais tempo AVPV ESS.IPS 29,30.nov.13 ajf@fe.up.pt.:44:.

8 modelo fonte-filtro de produção de voz tracto vocal como filtro representam-se as ressonâncias do tracto vocal [formantes] para diferentes vogais /a/ /e/ /i/ /o/ /u/ demo áudio sintético: impulsos /a/ /e/ /i/ /o/ /u/ AVPV ESS.IPS 29,30.nov.13 ajf@fe.up.pt.:45:. modelo fonte-filtro de produção de voz mapa de vogais (F1 versus F2) e espectrograma AVPV ESS.IPS 29,30.nov.13 ajf@fe.up.pt.:46:.

9 modelo fonte-filtro de produção de voz afunilamento das vogais com o aumento do F0 problema: relação entre F0 e F1, F2, F3, ouvir: "La, Lore, Loo, Ler, Lee" at low pitch "La, Lore, Loo, Ler, Lee" at high pitch fonte: extensão vocal (F0) da voz falada (H, M, C) e cantada voz falada: Hz (Hess, 1983), extensão ~ 1 oitava homens: Hz (L homens = L mulheres + 60%) mulheres: Hz crianças: 260 Hz voz cantada, incluindo registo falseto: Hz, extensão > 2 oitavas AVPV ESS.IPS 29,30.nov.13 ajf@fe.up.pt.:47:. modelo fonte-filtro de produção de voz extensão vocal (F0) da voz cantada baixo barítono tenor alto mezzo-soprano soprano 80 Hz 1800 Hz F a F b dados F a e F b, extensão será: 12 log log F F b a = log 10 F F b a semitons AVPV ESS.IPS 29,30.nov.13 ajf@fe.up.pt.:48:.

10 modelo fonte-filtro de produção de voz registos da voz neutro ou modal laringelarizada ou basal (som grave, áspero, glottal fry, creaky voice ) falsete (som agudo, pregas não vibram em toda a extensão) sussurrada (turbulência ao nível da laringe, whispered voice ) formante do cantor reforço de energia entre 2000 e 5000 Hz devido a concentração de formantes F3, F4 e F5 é exercício de perícia das ressonâncias (e.g. para sobressair da orquestra) AVPV ESS.IPS 29,30.nov.13 ajf@fe.up.pt.:49:. modelo fonte-filtro de produção de voz vibrato who s singing? lab time, let s do it! um bom vibrato, segundo Johan Sundberg: 5.5 to 7 Hz, +.5 to 2 semitones AVPV ESS.IPS 29,30.nov.13 ajf@fe.up.pt.:50:.