發(fā)布時(shí)間：2020-12-11 10:16

　　近年來,研究人員嘗試根據(jù)發(fā)音器官的運(yùn)動(dòng)機(jī)制和原理來模擬或再現(xiàn)發(fā)音器官的運(yùn)動(dòng),并將其用于語言學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)和人機(jī)交互等場合。人類的發(fā)音器官主要包括舌頭、嘴唇、牙齒、軟硬腭、咽腔和鼻腔等。其中,舌頭是最重要、最精細(xì)和最靈活的器官,舌頭的運(yùn)動(dòng)在很大程度上決定了人說話時(shí)的發(fā)音變化。因此,針對舌頭的生理學(xué)建模與仿真研究至關(guān)重要。過去,由于舌頭生理數(shù)據(jù)的采集比較困難、再加上計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展相對滯后,如何在生物力學(xué)的意義上逼真地表現(xiàn)人說話時(shí)的舌頭運(yùn)動(dòng)成為發(fā)音可視化領(lǐng)域的一大難題。因此,構(gòu)建一個(gè)能反映真實(shí)生理特性的舌頭模型,并通過其合成出語音同步的逼真動(dòng)畫是一項(xiàng)極富挑戰(zhàn)性的研究工作。本文以還原逼真的舌頭生理特性和合成高真實(shí)感的舌頭動(dòng)畫為研究目標(biāo),構(gòu)建了一個(gè)高精細(xì)的生理學(xué)舌頭模型,并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了一個(gè)高真實(shí)感的舌頭動(dòng)畫合成系統(tǒng)。本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下：1.對舌頭相關(guān)的解剖學(xué)、生物力學(xué)知識進(jìn)行了深入調(diào)研,提出了一種基于舌頭的斷層掃描數(shù)據(jù)和相關(guān)醫(yī)學(xué)資料的解剖學(xué)建模方法,構(gòu)建了一個(gè)擁有精確三維外觀和內(nèi)部肌肉結(jié)構(gòu)的舌頭幾何網(wǎng)格模型。具體言之,首先根據(jù)舌頭的斷層掃描數(shù)據(jù)構(gòu)建三維舌面網(wǎng)格模型,接著利用網(wǎng)... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：110 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?２Ｄ、部分３Ｄ、３Ｄ舌頭幾何模型??

個(gè)反映舌頭形變的主成分：ＪＨ、ＴＢ、ＴＤ、ＴＴレッ及ＴＡ，分別表示下己的高度、舌??體的前后向收縮幅度、舌背的拱起展平幅度、舌尖的上揚(yáng)下降幅度＾：１？及舌體的前??伸后撤幅度，并且這５個(gè)主成分對舌頭變形的表達(dá)貢獻(xiàn)率達(dá)到了巧％，圖１．４顯??示了這６個(gè)參數(shù)單獨(dú)控制下該統(tǒng)計(jì)模型發(fā)生的形變。??與此同時(shí)，Ｅｎｇｗａｌｌ開展了一項(xiàng)長期的三維聲道構(gòu)建項(xiàng)目，該項(xiàng)目旨在為研??究發(fā)音動(dòng)畫與語音合成而進(jìn)行聲道的Ｈ維構(gòu)建。在這個(gè)項(xiàng)目中，Ｅｎｇｗａｌｌ?ｅｔ??ａｌ?（１９９９）—共采集了?４３個(gè)瑞典發(fā)音對應(yīng)的ＭＲＩ發(fā)音器官數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)??行統(tǒng)計(jì)分析，得到了９個(gè)與下己、舌頭、嘴唇、喉部相關(guān)主成分，其中與舌頭相??關(guān)的控制參數(shù)為ＪＨ、ＴＢ、ＴＤ、ＴＴ、ＴＡ和ＴＷ，與Ｂａｄｉｎｅｔａｌ（２００２）的結(jié)果相比，??該統(tǒng)計(jì)結(jié)果增加了一個(gè)控制參數(shù)ＴＷ，Ｗ表示舌頭的寬度，這６個(gè)主成分對舌頭??形變表達(dá)的貢獻(xiàn)率達(dá)到了?７８％。??化?ＴＢ?ＴＤ?ＴＴ?ＴＡ?ＴＷ??圖１．４六個(gè)控制參數(shù)控制下的舌頭形變［Ｅｎｇｗａｌｌ?ｅｔ?ａｌ，巧９９］??６??

格節(jié)點(diǎn)上的外力來驅(qū)動(dòng)，而不是由肌肉激勵(lì)驅(qū)動(dòng)。??Ｆｅｌｓ?ｅｔ?ａｌ但００巧提出了一個(gè)針對發(fā)音器官建模的開源生物力學(xué)仿真平臺(tái)??＂ＡｒｔｉＳｙｎｔｈ＂，該平臺(tái)提供一個(gè)包含肌肉分布的３Ｄ舌頭模型（如圖１．７所示），其??８??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]有限元網(wǎng)格剖分與網(wǎng)格質(zhì)量判定指標(biāo)[J]. 李海峰,吳冀川,劉建波,梁宇兵.  中國機(jī)械工程. 2012(03)
[2]人舌及嘴部的3D肌肉控制模型[J]. 陳志翔,程義民,曾丹,葛仕明.  中國科學(xué)院研究生院學(xué)報(bào). 2008(03)

博士論文
[1]肌肉類軟組織動(dòng)態(tài)力學(xué)性能研究[D]. 王寶珍.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[2]自適應(yīng)有限元網(wǎng)格生成算法研究與應(yīng)用[D]. 單菊林.大連理工大學(xué) 2007



本文編號：2910360