DE2616656C3 - Sprachgenerator - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sprachgenerator laut Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Den erfindungsgemäßen Sprachgenerator kann man in Apparaten für ganz oder teilweise Stumme, ferner in
Sprachsynthesegeräten zur Ausgabe von Sprachinformation aus Elektronenrechnern, in Sprachenübersetzungsmaschinen,
im Telefon- und Telegrafenverkehr sowie in Musikinstrumenten verwenden.
Das Problem der Sprachsynthese gewinnt eine immer größere Bedeutung, besonders in letzter Zeit, mit der
fortschreitenden Entwicklung der Kybernetik, des Nachrichtenverkehrs und der Rechentechnik.
Eine weitgehende Verwendung der Sprachsynthesegeräte wird für den gegenseitigen Verkehr in Systemen
zwischen Mensch und Maschine erhofft.
Im Zusammenhang damit wird ein einfacher, zuverlässiger
und billiger Generator von guter natürlicher Aussprache verlangt
Die gegenwärtig bekannten Einrichtungen zum Erzeugen von Sprachlauten mit Hilfe des Luftschallverfahrens
haben bisher keine Verbreitung gefunden.
So hatte beispielsweise der »Sprechapparat« der Gebrüder Bell (1876), beschrieben im Buch Flanagan,
M., »Analyse, Synthese und Wahrnehmungen der Sprache«, 1968, eine Sektionszunge, Lippen, die aus
einem Drahtgerüst ausgeführt und mit einem weichen Stoff umwickelt (umzogen) sind, ein Gipsgebiß, einen
Unterkiefer und ein Stimmband.
Obwohl der obengenannte Apparat eine weitgehende Kopie des menschlichen Sprechsystems darstellte,
konnte er nur Vokale und Nasallaute sowie manche Lautverbindungen aussprechen.
Aus derselben Literaturstelle ist eine andere mechani-
(24) mit einer Aussparung (25) hat, die zur öffnung
(20) des zusätzlichen Resonanzblindraums (19) gerichtet ist
5. Sprachgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am zum Deckel
(7) zeigenden Rand des Hauptresonators (6) mindestens ein Schlitz (26) mit einer Klappe (27)
vorgesehen ist
6. Sprachgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß der Deckel (7)
des Hauptresonators (6) mindestens eine öffnung (29) mit einer Klappe (30) aufweist
7. Sprachgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen auf der Strecke
der Luftleitung (1) zwischen deren Eingang und dem Ausgang des Schalltrichters (3) angeordneten
Niederfrequenzmodulator mit einem Umleitungskanal (32) und einer darin angeordneten Klappe (33)
sowie mit einer freischwingenden Lamelle (35), die auf einer konsolenartigen Stütze (36) befestigt ist
und eine Düse (37) in der Luftleitung (1) überdeckt, wobei der Umleitungskanal (32) eine Röhre ist, die
mit der Luftleitung (1) vor und hinter der Düse (37) hermetisch verbunden ist
8. Sprachgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß der Schallgeber
(16) einen Umleitungskanal (38) mit einer Klappe (39) hat und als Röhre ausgebildet ist, die mit dem
Eingang in die Luftleitung (1) und der Strecke der Luftleitung (1) hinter dem Schallgeber (16) hermetisch
verbunden ist
sehe Sprechvorrichtung »Richa« von 1937 bekannt, die
gleichfalls die Aufgabe der Erzeugung einer zusammenhängenden Qualitätssprache nicht lösen konnte.
Bekannt ist auch die sog. Kempellen-Sprechmaschine,
Bekannt ist auch die sog. Kempellen-Sprechmaschine,
4" welche zum Erzeugen einiger Sprachlaute und einzelner
Silben mit Hilfe des Luftschallverfahrens bestimmt ist (vgl. Revue d'Acoustique, 1970, Nr. 11, S. 207).
Die Kempellen-Sprechmaschine enthält eine Luftleitung aus miteinander verbundenen Röhren, deren erste
4'> in einem Schalltrichter endet und deren zweite mit einer
veränderlichen Blindkammer hermetisch verbunden ist, und mit einem einen Deckel aufweisenden Hauptresonator,
wobei der Deckel den Eingang aus dem Hauptresonator in die erste Röhre und die schmale
öffnung an der anderen Seite abschließt. In den
Hauptresonator sind einzelne Resonatoren eingebaut, die durch entsprechende öffnungen und Klappen
sowohl mit dem Hauptresonator als auch mit der Außenluft in Verbindung stehen.
" In der Kempellen-Maschine wird die Luft durch eine
schmale öffnung dem Hauptresonator zugeführt. Dann gelangt die Luft, je nach dem entsprechenden
Sprachlaut, entweder durch die einzelnen Resonatoren mit Hilfe von Klappen in den Außenraum, oder — bei
Wl offenem Deckel des Hauptresonators — in die erste
Röhre und den Schalltrichter — und weiter — in die Atmosphäre, wobei der Schalltrichter mit der Hand
zusammengedrückt oder zugedeckt wird. Auf diese Weise werden einzelne Laute und Silben gebildet.
' · Das Fehlen von Steuerelementen (eines Schalldämpfers) der Kennwerte des Schalltrichters sowie eines
Schallgebers verhindert in der Kempellen-Maschine eine zusammenhängende Qualitätssprache.
Es sind auch zahlreiche Arbeiten auf dem Gebiet der elektronischen Sprachsynthese bekannt Doch ist in
diesen Einrichtungen eine Vorzerlegung bereits von einem Menschen gesprochener Sprache bzw. deren
Aufzeichnung auf einen Träger erforderlich. Diese Synthesegeräte zeigen in der Regel einen unnatürlichen,
künstlichen »Maschinenklang« ihrer Sprache.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zusammenhängende Qualitätssprache ohne Vorzerlegung
gesprochener menschlicher Sprache bzw. deren Aufzeichnung auf einem Träger zu erhalten.
Diese Aufgabe wird laut kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst
Es ist zweckmäßig, daß die erste Röhre der Luftleitung eine Luftstrombildungsklappe hat und daß
der Schalldämpfer unterteilt ist, wobei sein Mittenabschnitt einen Resonator mit schmalem, gegen die
Luftstrombildungsklappe gerichteten Hals darstellt
Es ist bevorzugt, daß in der zweiten Röhre der Luftleitung auf der einen Seite ein Schallgeber und auf
der anderen Seite eine Luftklappe angeordnet sind.
Es ist auch zweckmäßig, daß der Hauptresonator einen zusätzlichen Resonanzblindraum enthält, der mit
dem Hauptresonator durch eine öffnung verbunden ist,
die mit einer Klappe schließbar ist, die gemeinsam mit der öffnung des zusätzlichen Resonanzblindraums
einen kleinen Resonator bildet, und daß der Schalltrichter am Außenrand eine Abschrägung mit einer
Aussparung hat, die zur öffnung des zusätzlichen Resonanzblindraums gerichtet ist
Es ist vorteilhaft, daß am zum Deckel zeigenden Rand
des Hauptresonators mindestens ein Schlitz mit einer Klappe vorgesehen ist
Es ist auch vorteilhaft, daß der Deckel des Hauptresonators mindestens eine öffnung mit einer
Klappe aufweist
Die Erfindung wird weitergebildet durch einen auf der Strecke der L uftleitung zwischen deren Eingang und
dem Ausgang des Schalltrichters angeordneten Niederfrequenzmodulator mit einem Umleitungskanal und
einer darin angeordneten Klappe sowie mit einer freischwingenden Lamelle, die auf einer konsolartigen
Stütze befestigt ist und eine Düse in der Luftleitung überdeckt, wobei der Umleitungskanal eine Röhre ist,
die mit der Luftleitung vor und hinter der Düse hermetisch verbunden ist.
Es ist zweckmäßig, daß der Schallgeber einen Umleitungskanal mit einer Klappe hat und als Röhre
ausgebildet ist, die mit dem Eingang in die Luftleitung und der Strecke der Luftleitung hinter dem Schallgeber
hermetisch verbunden ist.
Die Erfindung löst die Sprachsynthese auf einfache Weise. Der Sprachgenerator arbeitet zuverlässig in
einem weiten Betriebstemperaturbereich und kann aus weitverbreiteten Werkstoffen einfach hergestellt werden.
Darüber hinaus ist ein Vorteil des erfindungsgemäß gestalteten Sprachgenerators, daß in ihm ein Modell des
Sprechkanals dargestellt ist, welches das akustische Bild der Entstehung der Sprachlaute eindeutig bestimmt.
Dieser Umstand kann bei den Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der Theorie der Sprachbildung und der
Spracherkennung verwendet werden.
Im folgenden wird die Erfindung beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß
gestalteten Sprachgensrators,
Fig. 2 ein anders Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß gestalteten Sprachgenerators.
Der Sprachgenerator enthält eine Luftleitung 1 (Fig. 1), die als eine Kombination von miteinander
verbundenen Röhren ausgeführt ist
Die erste Röhre 2 der Luftleitung 1 endet in einem Schalltrichter 3, während die zweite Röhre 4 mit einer veränderlichen Blindkammer 5 verbunden ist Der Sprachgenerator hat einen Hauptresonator 6, der mit einem Deckel 7 versehen ist
Die erste Röhre 2 der Luftleitung 1 endet in einem Schalltrichter 3, während die zweite Röhre 4 mit einer veränderlichen Blindkammer 5 verbunden ist Der Sprachgenerator hat einen Hauptresonator 6, der mit einem Deckel 7 versehen ist
lu Innerhalb des Schalltrichters 3 ist ein beweglicher
Schalldämpfer 8 vorhanden. Der Schalltrichter 3 ist mit dem Hauptresonator 6 hermetisch verbunden, dessen
Ausgang 9 direkt in die Außenluft führt
Die erste Röhre 2 der Luftleitung 1 enthält eine Luftstrombildungsklappe 10 mit einem Druckknopf 11,
während der Schalldämpfer 8 unterteilt ausgeführt ist, wobei ein Mittenabschnitt 12 einen Resonator mit
einem schmalen gegen die Luftstrombildungsklappe 10 gerichteten Hals 13 darstellt
Auf dem Mittenabschnitt 12 sind die Abschnitte 14 und 15 angeordnet
In der zweiten Röhre 4 der Luftleitung 1 an der einen
Seite ein Schallgeber 16 und an der anderen Seite ist eine Luftklappe 17 vorhanden. Ein Pfeil 18 gibt die
2") Richtung der in die Luftleitung 1 gelangenden Luft an.
Der Hauptresonator 6 hat vorzugsweise einen
zusätzlichen Resonanzblindraum 19 (F i g. 2), der mit dem Hauptresonator 6 durch eine öffnung 20
verbunden ist, die durch eine Klappe 21 mit einem
i" Druckknopf 22 geschlossen wird.
Die Klappe 21 bildet gemeinsam mit aer öffnung 20
des zusätzlichen Resonanzblindraums 19 c;ner. kleinen
Resonator 23.
Der Schalltrichter 3 hat eine Abschrägung 24 mit i>
einer Aussparung 25, die gegen die öffnung 20 des zusätzlichen Resonanzblindraums 19 gerichtet ist.
Am Rand des Hauptresonators 6 ist seitens des Deckels 7 mindestens ein Schlitz 26 mit einer Klappe 27
und Druckknopf 28 vorhanden.
-"' Der Deckel 7 des Hauptresonators 6 hat mindestens
eine öffnung 29 mit einer Klappe 30 und einem Druckknopf 31.
Auf der Strecke der Luftleitung 1 ist zwischen deren
Eingang und dem Ausgang des Schalltrichters 3 ein
• - Niederfrequenzmodulator mit einem Umleitungskanal
32 mit einer Klappe 33 im letzteren angeordnet, die mit einem Druckknopf 34 versehen ist.
Der Niederfrequenzmodulator ist als freischwingende Lamelle 35 ausgeführt, die von einer konsolartigen
'>') Stütze 36 vorspringt die auf der Wandfläche der
Luftleitung 1 angeordnet ist. Die freischwingende Lamelle 35 überdeckt die Düse 37, welche in der
Luftleitung 1 untergebracht ist.
Der Umleitungskanal 32 ist als eine Röhre ausgeführt, )"■ die vor und hinter der Düse 37 mit der Luftleitung 1
hermetisch verbunden ist.
Der Schallgeber 16 ist mit einem Umleitungskanal 38 mit einer Klappe 39 und einem Druckknopf 40 versehen.
Der Umleitungskanal 38 ist als Röhre ausgeführt, die mit dem Eingang in die Luftleitung 1 und der Strecke der
Luftleitung 1 hinter dem Schallgeber 16 hermetisch verbunden ist.
D'e Arbeitsweise cLj vorliegenden Sprachgenerators
besteht im folgenden:
Luft wird in die Luftleitung 1 (F i g. 2.) in Pfeilrichtung
18 zugeführt. Beim Erzeugen der stimmlosen Konsonanten (P, T, K, F, S, S, Ch) gelangt ar Luftstrom in den
Umleitungskanal 38 und ,, .^iert die Klappe 39, die mit
Hilff des Druckknopfs 40 geöffnet wird. Weiter gelangt
die Luft in die zweite Röhre 4, den Blindraum 5, die erste Röhre 2, den Schalltrichter 3 und strömt schließlich
durch den Haupiresonat^r m in die Atmosphäre hinaus.
In diesem Falle schließt die Klappe 17 die zweite Röhre 1 Der Schaüdänpfer 8 ist aus dem Schalltrichter
herausgezogen, und der Schall ist für den freien Durchgang des Luftstroms geöffnet.
Beim Erzeugen des K-Lautes schließt die Luftstrombikiungsklappe
10 den Eingang in die Röhre 2 mit Hilfe des Druckknopfs 11. Der Blindhohlraum 5 wird dabei
mit Luft gefüllt.
Weiter öffnet die Klappe 10 die Röhre 2, und der Luftstrom prallt auf die Kanten des engen Halses 13 des
Mittenabschnitts 12 des Schalldämpfers 8, wobei ein Geräusch entsprechend diesem K-Laut entsteht.
Beim Erzeugen des Ch-Lautes verdeckt die Luftstrombildungsklappe 10 den Eingang in die Röhre 2, so
daß nur ein Spalt offen bleibt.
Der Luftstrom umspült den Kegel der Klappe 10, erzeugt einen schmalen Strahl und prallt auf die Kanten
des engen Halses 13 des Mittenabschnitts 12 des Schalldämpfers 8. Dabei entsteht ein Geräusch, das dem
Ch-Laut entspricht.
Beim Erzeugen des T-Lautes wird der Abschnitt 15 des Schalldämpfers 8 in den Schalltrichter 3 hineingeschoben
und versperrt dem Luftstrom hermetisch den Ausgang aus dem Schalltrichter 3.
Dabei wird der Blindhohlraum 5 mit Luft ausgefüllt. Weiter schiebt sich der Abschnitt 15 des Schalldämpfers
8 heraus und öffnet dem Luftstrom den Weg aus dem Schalltrichter 3 über den Hauptresonator in die
Atmosphäre, wobei ein Geräusch entsteht, das dem T-Laut entspricht.
Beim Erzeugen des P-Lautes wird der Hauptresonator 6 mit dem Deckel 7 und den Klappen 27 und 30 mit
Hilfe der Druckknöpfe 28 und 31 verdeckt.
Der Blindhohlraum 5 wird dabei mit Luft ausgefüllt, wonach der Deckel den Hauptresonator 6 öffnet, und
die Luft strömt mit einem Geräusch nach außen hinaus, welches diesem P-Laut entspricht.
Beim Erzeugen des S-Lautes schiebt sich der Abschnitt 15 des Schalldämpfers 8 in den Schalltrichter
3 hinein und versperrt dem Luftstrom den Ausgang aus dem Schalltrichter 3, wobei die Aussparung 25 an die
Kante des Schalltrichters 3 zum Durchgang der Luft geöffnet bleibt, deren Strom gegen die Kanten der
öffnung 20 des zusätzlichen Resonanzblindraums 19 aufprallt. Dabei erfolgt ein Geräusch, das dem S-Laut
entspricht
Beim Erzeugen des S-Lautes schiebt sich der Abschnitt 15 des Schalldämpfers 8 in den Schalltrichter
3 hinein und versperrt dem Luftstrom den Austritt aus dem Schalltrichter 3, wobei die Aussparung 25 an der
Kante des Schalltrichters 3 zum Durchgang der Luft geöffnet bleibt, während die Klappe 21 mit Hilfe des
Druckknopfes 22 die öffnung 20 schließt, indem ein kleiner Resonator 23 gebildet wird. Durch die offene
Aussparung 25 prallt der Luftstrom auf die Kanten der öffnung 20, wobei ein Geräusch entsteht, das dem Laut
»S« entspricht
Beim Erzeugen des F-Lautes wird mit Hilfe des Druckknopfs 31 die öffnung im Deckel 7 geschlossen
welcher seinerstiis den iiaupiresonator schließt, «ah
rend der Schlitz 26 in der Kdinc des Resonators b zurr
Durchgang der Luft offenbleibt. Dabei entsteht eii "' Geräusch, das dem Laut »F« entspricht.
Beim Erzeugen der stimmhaften Laute A, O1 U, H, 1, R
L, M, N, B, D, G, V, Z, Z, Y wird der Umleitungskanal 3! von der Klappe 39 überdeckt, und die Luft gelangt übe
den Umleitungskanui Λ2 zum Schallgeber 16 und dann ir
ι" die zweite Röhre 4, in den Blindhohlraum 5, in der
Schalltrichter 3 und tritt schließlich durch der Hauptresonator 6 in die Atmosphäre hinaus. Bein
Erzeugen der stimmhaften Laute B, D, G, V, Z, Z, "V verläuft die Arbeit des vorliegenden Sprachgenerator.
ι ϊ entsprechend und analog der Erzeugung der stimmloser
Laute P, T, K, F, S, S, Ch."
Das Erzeugen der Vokale O, U, E wird durcl
verschiedene öffnungsweiten des Deckels 7 de Hauptresonators 6 erreicht.
:» Der Laut A wird durch volles öffnen des Deckels
des Hauptresonators 6 und der Klappe 17 der zweite Röhre 4 erzeugt.
Der Laut I wird mit Hilfe des im Schalltrichter 3 sie
verstellenden Abschnitts 14 des Schalldämpfers
-'■) erzeugt.
Beim Erzeugen des M-Lauts wird der Hauptresona tor 6 durch den Deckel 7 und die Klappen 27 und 30 mi
Hilfe der Druckknöpfe 28 und 31 überdeckt Die Klapp 17 der zweiten Röhre 4 ist dabei geöffnet
i" Beim Erzeugen des N-Lauts wird der Abschnitt 15 de
Schalldämpfers 8 in den Schalltrichter 3 eingeschobei und versperrt hermetisch dem Luftstrom den Austrit
aus dem Schalltrichter. Die Klappe 17 der zweitei Röhre 4 ist dabei geöffnet.
Beim Erzeugen des L-Lauts wird der Hauptresonato 6 durch den Deckel 7 und die Klappe 27 mit Hilfe de
Druckknopfs 28 überdeckt. Die öffnung 29 im Deckel bleibt geöffnet, während die Klappe 17 der zweitei
Röhre 4 geschlossen bleibt Dabei entsteht ein>
■'" Schallwirkung, die dem Laut L entspricht
Beim Erzeugen des R-Lauts werden die Umleitungs kanäle 32 und 38 durch die Klappen 33 und 3!
entsprechend mit Hilfe der Druckknöpfe 34 und überdeckt, und die Luft gelangt in die Düse 37 de
!'> Niederfrequenzmodulators, wobei die Lamelle 35 zi
schwingen beginnt indem sie den aus der Düse 3 austretenden Luftstrom mit einer Frequenz unterbrich
die durch die Abmessungen der Lamelle 35 bestimm wird. Dabei entsteht eine Schallwirkung, die dem R-Lau
~» entspricht.
Beim Erzeugen zusammenhängender Sprache stellei sich die Elemente des Generators zum Erzeugen de
entsprechenden Laute des zu sprechenden Satze nacheinander ein, wobei der Zusammenhang de
5' Sprache automatisch erreicht wird.
Die Steuerung des Generators kann man sowoh manuell als auch unter Anschluß der beweglichei
Elemente des Generators an verschiedene Stellgeräti durchführen.
··" Die Erfindung ermöglicht eine Vertonung au
Sprachlauten beliebig zusammengebauter Sätze mi hoher Güte und natürlichem Klang.
Claims (4)
1. Sprachgenerator, mit einer Luftleitung aus miteinander verbundenen Röhren, deren erste in
einem Schalltrichter endet und deren zweite mit '' einer veränderlichen Blindkammer hermetisch verbunden
ist, und mit einem einen Deckel aufweisenden Hauptresonator, gekennzeichnet durch
einen im Schalltrichter (3) beweglichen Schalldämpfer (8), wobei der Schalltrichter (3) mit dem
Hauptresonator (6) hermetisch verbunden ist, dessen Ausgang (9) direkt in die Außenluft führt
2. Sprachgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Röhre (2) der
Luftleitung (1) eine Luftstrombildungsklappe (10) hat und daß der Schalldämpfer (8) unterteilt ist,
wobei sein Mittenabschnitt (12) einen Resonator mit schmalem, gegen die Luftstrombildungsklappe (10)
gerichteten Hals (13) darstellt
3. Sprachgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Röhre
(4) der Luftleitung (1) auf der einen Seite ein Schallgeber (16) und auf der anderen Seite eine
Luftklappe (17) angeordnet sind.
4. Sprachgenerator nach einem der Ansprüche 1 — 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptresonator
(6) einen zusätzlichen Resonanzblindraum (19) enthält, der mit dem Hauptresonator (6) durch eine
öffnung (20) verbunden ist, die mit einer Klappe (21) schließbar ist, die gemeinsam mit der öffnung (20) ^0
des zusätzlichen Resonanzblindraums (19) einen kleinen Resonator (23) bildet, und daß der
Schalltrichter (3) am Außenrand eine Abschrägung
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |