•Notícia
Compartir
En el marc del projecte europeu EUNISON, finançat per la Unió Europea
El CIMNE i La Salle R&D participen en la creació del primer simulador de veu real
El projecte té com a objectiu crear un simulador per ‘visualitzar’ la veu, que tindrà aplicacions innovadores en els camps de la síntesis de la parla, la medicina, la logopèdia, la biomecànica, la robòtica i, fins i tot, l’establiment de noves formes d’expressió cultural.
26/05/2014
El Centre Internacional de Mètodes Numèrics en Enginyeria (CIMNE), centre consorciat per la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC) i la Generalitat de Catalunya, i el grup de recerca en Tecnologies Mèdia (GTM) de La Salle R&D participen en el projecte europeu Extensive UNIfied-domain SimulatiON of the human Voice (EUNISON), finançat per la Unió Europea, i que se centra a simular per primer cop de forma unificada tot l’òrgan de generació de veu, recorrent a la supercomputació i a estudis experimentals. EUNISON permetrà ‘visualitzar’ la veu i tindrà aplicacions en camps tan diversos com la síntesis de la parla, la medicina, la logopèdia, la biomecànica, la robòtica o, fins i tot, en l’establiment de noves formes d’expressió cultural, entre d’altres àmbits.
La parla ens diferencia dels altres mamífers i constitueix el mecanisme bàsic que tenim per comunicar-nos amb altres individus de la nostra espècie, és la nostra principal connexió amb el món i té una funció fonamental en la societat moderna.
Tanmateix, els processos físics involucrats en la producció de veu humana són d’una gran complexitat. Ara, aplicant tecnologia de supercomputació i basant-se en nombrosos estudis experimentals, els investigadors del projecte tracten de simular de forma unificada l’òrgan de generació de la veu: des de l’activació neuromuscular bàsica fins a les ones acústiques emeses pels llavis quan es pronuncia, per exemple, una síl·laba.
Per als metges, que necessiten conèixer com s’originen els problemes amb la veu i com han de ser diagnosticats i tractats, una visualització precisa i dinàmica de la biomecànica els conduiria a un progrés significatiu. D’altra banda, les simulacions animades del que realment passa a l’interior del cos humà durant la parla i el cant serien de gran ajuda per als estudiants d’idiomes i d’arts vocals, per la qual cosa es fa necessària una simulació detallada de la veu humana, tant per a la ciència com per a nombroses i diverses aplicacions.
Els principis de la física clàssica són la base per aconseguir una simulació computacional de la producció de la veu humana. La majoria de les estratègies de modelatge actuals busquen, principalment, generar només el senyal acústic de la veu i adoptar nombroses aproximacions i simplificacions per aconseguir aquest objectiu. Per exemple, les síntesi de veu que es comercialitzen no es basen en els principis físics, sinó que recorren a elaborar concatenacions de segments d’àudio prèviament gravats. EUNISON tracta de simular de forma més directa la física per la qual el cos produeix el senyal de veu.
En aquest sentit, l’aportació de l’equip del CIMNE en aquest projecte, encapçalada pel professor Ramon Codina, se centra concretament en la simulació numèrica, mitjançant grans supercomputadors, del flux d'aire que resulta en la generació de so i de la veu a l'interior del cos humà, concretament al tracte bucal.
El projecte, que va arrencar al març de 2013, obtindrà resultats d’aquí a un any, aproximadament, i permetrà ‘visualitzar’ la veu, així com donar pistes per saber com funciona i la forma en que aquesta falla. A la llarga, es preveu un model computacional detallat de la veu humana que pugui ser controlat amb els senyals d’entrada a diferents nivells de representació: topològic, neuro-motòric o fonètic. Com a motor de simulació, tindrà aplicacions en camps tan diversos com la medicina, l’otorinolaringologia, la logopèdia, la síntesi de la parla, la comunicació home-màquina, la robòtica, la biomecànica, així com la influència en l’establiment de noves formes d’expressió cultural.
El mètode d’aquesta investigació és aconseguir un domini computacional unificat, en el qual la dinàmica de sòlids, fluids/gasos i les ones acústiques es modelen simultàniament, es tracta d’un potencial gran avanç. El repte computacional central és estendre la metodologia actual de manera que pugui fer front a la mecànica de sòlids, col•lisions elàstiques, interaccions d’estructures fluides, l’aerodinàmica i acústica alhora.
El desafiament logístic és combinar el coneixement de diversos camps, per tal de formular i simular el conjunt detallat de les estructures i els senyals de control que el model requereix perquè es comportin de forma realista. El desafiament experimental és realitzar experiments de laboratori amb rèpliques físiques per tal d’anar refinant contínuament la comprensió de la física dels processos de fonació i articulatoris, mentre es confronten i validen les simulacions numèriques .
EUNISON, finançat en el marc del projecte Future Emerging Technologies (FET)-OPEN de la Unió Europea, està liderat pel Royal Institute of Technology (KTH) d’Estocolm i, a més de la UPC, també compta amb la participació de La Salle Campus Barcelona-URL, la Friedrich Alexander Universität Erlangen Nürnberg (FAU) de Nuremberg i el Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) de Grenoble.
La parla ens diferencia dels altres mamífers i constitueix el mecanisme bàsic que tenim per comunicar-nos amb altres individus de la nostra espècie, és la nostra principal connexió amb el món i té una funció fonamental en la societat moderna.
Tanmateix, els processos físics involucrats en la producció de veu humana són d’una gran complexitat. Ara, aplicant tecnologia de supercomputació i basant-se en nombrosos estudis experimentals, els investigadors del projecte tracten de simular de forma unificada l’òrgan de generació de la veu: des de l’activació neuromuscular bàsica fins a les ones acústiques emeses pels llavis quan es pronuncia, per exemple, una síl·laba.
Per als metges, que necessiten conèixer com s’originen els problemes amb la veu i com han de ser diagnosticats i tractats, una visualització precisa i dinàmica de la biomecànica els conduiria a un progrés significatiu. D’altra banda, les simulacions animades del que realment passa a l’interior del cos humà durant la parla i el cant serien de gran ajuda per als estudiants d’idiomes i d’arts vocals, per la qual cosa es fa necessària una simulació detallada de la veu humana, tant per a la ciència com per a nombroses i diverses aplicacions.
Els secrets de la veu
Després de dècades d’investigació, els experts de la parla encara estan buscant com fer que les veus artificials, com les que faciliten la relació persona-màquina, sonin de la manera més natural possible. Els principis de la física clàssica són la base per aconseguir una simulació computacional de la producció de la veu humana. La majoria de les estratègies de modelatge actuals busquen, principalment, generar només el senyal acústic de la veu i adoptar nombroses aproximacions i simplificacions per aconseguir aquest objectiu. Per exemple, les síntesi de veu que es comercialitzen no es basen en els principis físics, sinó que recorren a elaborar concatenacions de segments d’àudio prèviament gravats. EUNISON tracta de simular de forma més directa la física per la qual el cos produeix el senyal de veu.
En aquest sentit, l’aportació de l’equip del CIMNE en aquest projecte, encapçalada pel professor Ramon Codina, se centra concretament en la simulació numèrica, mitjançant grans supercomputadors, del flux d'aire que resulta en la generació de so i de la veu a l'interior del cos humà, concretament al tracte bucal.
El projecte, que va arrencar al març de 2013, obtindrà resultats d’aquí a un any, aproximadament, i permetrà ‘visualitzar’ la veu, així com donar pistes per saber com funciona i la forma en que aquesta falla. A la llarga, es preveu un model computacional detallat de la veu humana que pugui ser controlat amb els senyals d’entrada a diferents nivells de representació: topològic, neuro-motòric o fonètic. Com a motor de simulació, tindrà aplicacions en camps tan diversos com la medicina, l’otorinolaringologia, la logopèdia, la síntesi de la parla, la comunicació home-màquina, la robòtica, la biomecànica, així com la influència en l’establiment de noves formes d’expressió cultural.
El mètode d’aquesta investigació és aconseguir un domini computacional unificat, en el qual la dinàmica de sòlids, fluids/gasos i les ones acústiques es modelen simultàniament, es tracta d’un potencial gran avanç. El repte computacional central és estendre la metodologia actual de manera que pugui fer front a la mecànica de sòlids, col•lisions elàstiques, interaccions d’estructures fluides, l’aerodinàmica i acústica alhora.
El desafiament logístic és combinar el coneixement de diversos camps, per tal de formular i simular el conjunt detallat de les estructures i els senyals de control que el model requereix perquè es comportin de forma realista. El desafiament experimental és realitzar experiments de laboratori amb rèpliques físiques per tal d’anar refinant contínuament la comprensió de la física dels processos de fonació i articulatoris, mentre es confronten i validen les simulacions numèriques .
EUNISON, finançat en el marc del projecte Future Emerging Technologies (FET)-OPEN de la Unió Europea, està liderat pel Royal Institute of Technology (KTH) d’Estocolm i, a més de la UPC, també compta amb la participació de La Salle Campus Barcelona-URL, la Friedrich Alexander Universität Erlangen Nürnberg (FAU) de Nuremberg i el Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) de Grenoble.
Segueix-nos a Twitter
