Общие сведения

Формантный синтез - это первое, что приходит в голову, когда видишь спектр звуков речи. Очень прост в реализации. Все, что требуется - сделать банк фильтров и пропустить через них сигнал источника звука. Первые результаты тоже быстродостижимы. Дальше возникают трудности.

В общем, звуки получаются похожими на звуки речи, но постоянно что-то не так.

По сути, формантный синтез мало чем отличается от компилятивного синтеза, когда фраза собирается из кусков заранее записанных звуков. Для него также необходима база с описанием каждого отдельного звука и перехода. Отличие разве что в том, что при компилятивном синтезе хранятся отсчёты непосредственно звука, а здесь - отсчёты входных данных синтезатора, что позволяет использовать меньший объём данных.

Исходя из этого логически вытекает основное применение формантного синтеза - вокодеры на низкоскоростных каналах связи.

Другой вариант использования может быть следующим: по каким-либо данным (например, через размеры речевого тракта и передаточную функцию) вычисляется спектр, затем параметры спектра преобразуются в управляющие данные формантного синтезатора.

Сложности в подборе данных для синтезатора состоят в том, что приходиться подбирать описание для каждой форманты, а также как-то описывать переходы между звуками. Еще один момент связан с тем, что для имитации процессов используются фильтры 2-го порядка, которые приходится перестраивать. В момент перестройки появляется дополнительная составляющая в звуке.

Ниже приводится схема синтезатора Клатта, которая, в общем, охватывает всё необходимое.