近年來,研究人員嘗試根據(jù)發(fā)音器官的運動機制和原理來模擬或再現(xiàn)發(fā)音器官的運動,并將其用于語言學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)和人機交互等場合。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、最精細和最靈活的器官,舌頭的運動在很大程度上決定了人說話時的發(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、再加上計算機仿真技術(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)人說話時的舌頭運動成為發(fā)音可視化領(lǐng)域的一大難題。因此,構(gòu)建一個能反映真實生理特性的舌頭模型,并通過其合成出語音同步的逼真動畫是一項極富挑戰(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感的舌頭動畫為研究目標(biāo),構(gòu)建了一個高精細的生理學(xué)舌頭模型,并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了一個高真實感的舌頭動畫合成系統(tǒng)。本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點如下：1.對舌頭相關(guān)的解剖學(xué)、生物力學(xué)知識進行了深入調(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、舌尖的上揚下降幅度＾：１？及舌體的前??伸后撤幅度，并且這５個主成分對舌頭變形的表達貢獻率達到了巧％，圖１．４顯??示了這６個參數(shù)單獨控制下該統(tǒng)計模型發(fā)生的形變。??與此同時，Ｅｎｇｗａｌｌ開展了一項長期的三維聲道構(gòu)建項目，該項目旨在為研??究發(fā)音動畫與語音合成而進行聲道的Ｈ維構(gòu)建。在這個項目中，Ｅｎｇｗａｌｌ?ｅｔ??ａｌ?（１９９９）—共采集了?４３個瑞典發(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??行統(tǒng)計分析，得到了９個與下己、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)計結(jié)果增加了一個控制參數(shù)ＴＷ，Ｗ表示舌頭的寬度，這６個主成分對舌頭??形變表達的貢獻率達到了?７８％。??化?ＴＢ?ＴＤ?ＴＴ?ＴＡ?ＴＷ??圖１．４六個控制參數(shù)控制下的舌頭形變［Ｅｎｇｗａｌｌ?ｅｔ?ａｌ，巧９９］??６??

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

【參考文獻】：
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. 2008(03)

博士論文
[1]肌肉類軟組織動態(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