Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Обработка сигналов — это подраздел электротехники, который специализируется на анализе, изменении и синтезе сигналов, таких как звук, изображения и научные измерения. Например, для фильтра g обратный фильтр h определяется как фильтр, последовательное применение которого (g, а затем h) к сигналу восстанавливает исходный сигнал. Программные или электронные обратные фильтры часто используются для компенсации влияния нежелательной фильтрации сигналов, вызванной окружающей средой.
Signal processing is an electrical engineering subfield that focuses on analysing, modifying, and synthesizing signals such as sound, images, and scientific measurements. For example, with a filter g, an inverse filter h is one such that the sequence of applying g then h to a signal results in the original signal. Software or electronic inverse filters are often used to compensate for the effect of unwanted environmental filtering of signals.
В науке речи
Во всех предлагаемых моделях производства человеческой речи важной переменной является форма волны воздушного потока, или объемной скорости, в гортани. Форма волны объемной скорости в гортани обеспечивает связь между движениями голосовых складок и акустическими результатами этих движений, поскольку гортань действует примерно как источник объемной скорости. То есть, импеданс гортани обычно намного выше, чем импеданс голосового тракта, и поэтому воздушный поток в гортани контролируется главным образом (но не полностью) площадью голосовых складок и подгортанным давлением, а не акустикой голосового тракта. Этот взгляд на производство звуковой речи часто называют моделью «источник-фильтр». Методом получения оценки формы волны объемной скорости в гортани во время звучной речи является «обратная фильтрация» либо излучаемой акустической формы волны, измеренной микрофоном с хорошим низкочастотным откликом, либо объемной скорости в полости рта, измеренной пневмотахографом в полости рта с линейным откликом, минимальным искажением речи и временем отклика менее приблизительно 1/2 мс. Пневмотахограф, обладающий этими свойствами, был впервые описан Ротенбергом и назван им маской с циркулярной вентиляцией или CV-маской. На практике обратная фильтрация обычно ограничивается неназализованными или слегка назализованными гласными, и записанная форма волны пропускается через «обратный фильтр», имеющий передаточную характеристику, обратную передаточной характеристике конфигурации надгортанного голосового тракта в данный момент. Передаточная характеристика надгортанного голосового тракта определяется при условии, что вход в голосовой тракт – это объемная скорость в гортани. Для неназализованных гласных, при условии высокого импеданса источника объемной скорости в гортани, передаточная функция голосового тракта ниже примерно 3000 Гц содержит ряд пар комплексно сопряженных полюсов, которые чаще называют резонансами или форма́нтами. Следовательно, обратный фильтр будет иметь пару комплексно сопряженных нулей, которые чаще называют антирезонансом, для каждого форманта голосового тракта в интересующем диапазоне частот. Если вход поступает от микрофона, а не от CV-маски или ее эквивалента, обратный фильтр также должен иметь полюс на нулевой частоте (операция интегрирования), чтобы учесть характеристику излучения, связывающую объемную скорость с акустическим давлением. Обратная фильтрация выхода CV-маски сохраняет уровень нулевого потока, в то время как обратная фильтрация сигнала микрофона этого не делает. Обратная фильтрация основана на модели «источник-фильтр» и фильтре голосового тракта, являющемся линейной системой, однако источник и фильтр не обязательно должны быть независимыми.
In all proposed models for the production of human speech, an important variable is the waveform of the airflow, or volume velocity, at the glottis. The glottal volume velocity waveform provides the link between movements of the vocal folds and the acoustical results of such movements, in that the glottis acts approximately as a source of volume velocity. That is, the impedance of the glottis is usually much higher than that of the vocal tract, and so glottal airflow is controlled mostly (but not entirely) by glottal area and subglottal pressure, and not by vocal tract acoustics. This view of voiced speech production is often referred to as the source filter model. A technique for obtaining an estimate of the glottal volume velocity waveform during voiced speech is the “inverse filtering” of either the radiated acoustic waveform, as measured by a microphone having a good low frequency response, or the volume velocity at the mouth, as measured by a pneumotachograph at the mouth having a linear response, little speech distortion, and a response time of under approximately 1/2 ms. A pneumotachograph having these properties was first described by Rothenberg and termed by him a circumferentially vented mask or CV mask. As practiced, inverse filtering is usually limited to non nasalized or slightly nasalized vowels, and the recorded waveform is passed through an “inverse filter” having a transfer characteristic that is the inverse of the transfer characteristic of the supraglottal vocal tract configuration at that moment. The transfer characteristic of the supraglottal vocal tract is defined with the input to the vocal tract considered to be the volume velocity at the glottis. For non nasalized vowels, assuming a high impedance volume velocity source at the glottis, the transfer function of the vocal tract below about 3000 Hz contains a number of pairs of complex conjugate poles, more commonly referred to as resonances or formants. Thus, an inverse filter would have a pair of complex conjugate zeroes, more commonly referred to as an anti resonance, for every vocal tract formant in the frequency range of interest. If the input is from a microphone, and not a CV mask or its equivalent, the inverse filter also must have a pole at zero frequency (an integration operation) to account for the radiation characteristic that connects volume velocity with acoustic pressure. Inverse filtering the output of a CV mask retains the level of zero flow, while inverse filtering a microphone signal does not. Inverse filtering depends on the source filter model and a vocal tract filter that is linear system, however, the source and filter need not be independent.