search query: @instructor Malinen, Jarmo / total: 4
reference: 2 / 4
« previous | next »
Author:Murtola, Tiina
Title:Modelling Vowel Production
Vokaalintuoton mallintaminen
Publication type:Licentiate thesis
Publication year:2014
Pages:vii + 71 s. + liitt. 3      Language:   eng
Department/School:Matematiikan ja systeemianalyysin laitos
Main subject:Matematiikka
Supervisor:Eirola, Timo
Instructor:Malinen, Jarmo
Electronic version URL: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201409232665
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  1707   | Archive
Keywords:speech production
glottal pulse generator
glottal flow
mechano-acoustic model
parameter tuning
puheen tuotto
glottispulssigeneraattori
glottisvirtaus
mekaanis-akustinen malli
parametrinen viritys
Abstract (eng):This thesis is focused on describing and testing a computationally light vowel synthesis model, which can be used to generate glottal flow pulses for more sophisticated acoustic simulators of the vocal tract.
The core of the model consists of a low-order mass-spring system that represents the vocal folds, Bernoulli flow with viscous pressure loss in the glottis, and a Webster resonator that represent the vocal tract.
The Webster resonator makes use of centreline and area function data which have been extracted from magnetic resonance images.

With the aim of producing a minimal model, new elements are added to the model one by one, and the impact of the added complexity is investigated.
These additions include dissipation along the vocal tract, a horn-shaped Webster resonator to represent the subglottal tract, and losses caused by turbulence in the glottis.
In addition, technical changes are also introduced which allow the model to be used with any vocal tract geometry and in a large number of simulations.

For such model to be of practical use, it must be able to produce glottal flow with a variety of fundamental frequencies and phonation types.
This tunability is achieved by optimising four selected parameters.
Solving the multi-objective optimisation problem directly is not practical due to the complicated dynamic behaviour of the model and long computing time of each simulation.
Instead, a three-step procedure combining constrained single-objective optimisation, parameter space exploration, and manual pulse shape selection is introduced.
Three well-known direct search optimisation algorithms, pattern search, simulated annealing, and genetic algorithm, are tested for the optimisation step.
A pattern searchbased algorithm is developed for pathwise parameter space exploration.
Finally, the use of the closing quotient, a pulse shape parameter, as an aid for the final selection is tested.
Abstract (fin):Tässä työssä kuvataan ja testataan laskennallisesti kevyt vokaalisynteesin malli, jolla voidaan tuottaa glottisvirtauspulsseja monimutkaisempien akustisten ääntöväylämallien tarpeisiin.
Mallin ydin koostuu äänihuulia kuvaavasta matala-asteisesta massajousisysteemistä, Bernoullin lain mukaisesta, viskoosin painehäviön huomioivasta virtauksesta glottiksessa, sekä ääntöväylää kuvaavasta Websterin resonaattorista, joka käyttää hyväkseen magneettiresonanssikuvista erotettuja keskiviivoja ja pinta-alafunktioita.

Työn tavoite on kehittää minimaalinen malli.
Tätä silmällä pitäen malliin lisätään uusia elementtejä yksi kerrallaan, ja lisääntyneen monimutkaisuuden vaikusta tarkastellaan.
Näitä uusia elementtejä ovat kudoshäviöt ääntöväylässä, torvenmallinen Websterin resonaattori, joka edustaa glottiksen alapuolisia ääniväylän osia, sekä turbulenssin aiheuttamat häviöt glottiksessa.
Lisäksi esitellään teknisiä muutoksia, jotka mahdollistavat mallin käytön minkä tahansa ääntöväylägeometrian kanssa suuressa määrässä simulaatioita.

Mallin hyödyntäminen käytännössä vaatii, että sillä pystytään tuottamaan glottispulsseja useilla eri perustaajuuksilla ja fonaatiotavoilla.
Tämä viritettävyys saavutetaan optimoimalla neljän parametrin arvot.
Monitavoiteoptimointiongelman ratkaisu suoraan ei ole käytännöllistä mallin monimutkaisen dynaamisen käytöksen ja pitkän laskenta-ajan vuoksi.
Vaihtoehtona esitellään kolmiaskelinen menetelmä, jossa yhdistyvät rajoitettu yksitavoiteoptimointi, etsintä parametriavaruudessa sekä pulssimuodon manuaalinen valinta.
Optimointiaskelta varten kokeillaan kolmen tunnetun gradienttivapaan algoritmin (pattern search, simulated annealing, genetic algorithm) toimivuutta ongelmassa.
Parametriavaruudessa tapahtuvaa etsintää varten kehitetään pattern search-algoritmiin pohjautuva polkuetsintämetodi.
Lopuksi testataan yhden pulssimuotoparametrin (closing quotient) soveltuvuus manuaalisen valinnan apuvälineeksi.
ED:2014-10-05
INSSI record number: 49822
+ add basket
« previous | next »
INSSI