Virtual Singer
Technische achtergrond voor
stemgeluid
Zangstem synthese
|
In de stemsynthese, zowel bij spraak als bij zang,
kunnen drie methoden worden gebruikt:
- spraakkanaal simulatie;
- verbinden van opgenomen elementen;
-
synthese van de geluidsfrequentie.
Spraakkanaal simulatie
|
 |
Vanuit historisch perspectief is dit de oudste
methode. De allereerste spraaksynthese was
ontworpen voor een mechanische automaat. Hij
gebruikte een verzameling buizen en kleppen om
het spraakkanaal te simuleren. Tot op dit moment
hebben computermodellen hiervan nog geen
overtuigend resultaat gegeven. Dit komt door de
enorme complexiteit.
Verbinden van opgenomen elementen
|
 |
Een zanger of een spreker wordt digitaal opgenomen.
De hele set van fonemen (of groepen daarvan) kan
nu worden opgeslagen. Vervolgens worden deze
samples onderling verbonden om opnieuw een stem
op te bouwen. Er worden complexe algoritmen
gebruikt om de opgenomen fonemen aan te passen
en om hen een bepaalde vocale intonatie
(prosodie) te laten volgen.
Voor de standaard spraak levert deze methode
uitstekende resultaten. Maar om een zingende
stem te genereren, zijn deze algoritmen zeer
slecht aangepast. Dit komt door het
grotere frequentiebereik. Een ander nadeel van
deze methode is dat er erg grote
bestanden met stembeschrijvingen nodig zijn.
Om een andere stem te kunnen definiëren, is het
nodig om een andere spreker of zanger op te
nemen. Daarbij geldt dat de hele groep van
fonemen voor iedere taal
afzonderlijk moet zijn opgenomen. Om meertalige
programma's te maken is het dus nodig om
meerdere verschillende sprekers en zangers op te
nemen. Deze samples moeten in een zeer groot
bestand van meerdere megabytes worden
opgeslagen.
Synthese van de geluidsfrequentie
|
 |
Deze synthese is gebaseerd op de analyse van
vocaal geluid. Akoestici hebben
vastgesteld dat resonanties in het spraakkanaal
een klein aantal bereiken van frequenties kunnen
versterken. Zij zijn gerelateerd aan het
gesproken foneem. Deze bereiken van frequenties
worden in het Engels "formants" genoemd.
Een formant wordt gekarakteriseerd door zijn frequentie
(hoogte), zijn bandbreedte (breedte van
het frequentiebereik) en zijn energie (sterkte).
 |
Opmerking:
In de elektronica en bij
computers wordt een
geluidsfrequentie door een
resonante bandfilterbreedte
gesimuleerd.
|
|
Aan het begin van 1960 werden de eerste
elektronische filters gebruikt om herkenbare
fonemen te genereren. Akoestici realiseerden zich
toen dat er maar drie tot zes formants
nodig zijn om een foneem van redelijke kwaliteit
te genereren. Het voordeel van deze methode is dat
er maar een kleine hoeveelheid data nodig is om
dat te doen. Daarnaast is het veel makkelijker om
deze data licht aan te passen om een andere
klankkleur voort te kunnen brengen.
Deze derde methode wordt in Virtual Singer
gebruikt.
|