Homer Dudley
Homer W. Dudley (14 november 1896–18 september 1980) var en banbrytande elektronisk och akustisk ingenjör som skapade den första elektroniska röstsyntesen för Bell Labs på 1930-talet och ledde utvecklingen av en metod för att skicka säkra röstsändningar under andra världskriget. Hans utmärkelser inkluderar Franklin Institutes Stuart Ballantine-medalj (1965).
Tidigt liv
Dudleys familj föddes i Virginia och flyttade till Pennsylvania när han var skolpojke. Hans far var predikant och hans föräldrar gav också lektioner för elever i klassiska och religiösa ämnen. Dudley utbildade sig till en grundskola och gymnasielärare . Han hade svårt att hålla disciplin i klassrummet och gav snart upp undervisningen. Med avsikt att byta karriär skrev han sig in på Pennsylvania State University , där han utvecklade ett intresse för den begynnande vetenskapen om elektronikteknik. Efter att ha tagit några högskolekurser i elektronikteknik, hittade Dudley anställning hos Bell Laboratories, som vid den tiden var en division av Western Electric Company . Hans karriär med Bell Labs sträckte sig över 40 år, det mesta inom Telephone Transmission Division.
Ljud teori
Dudleys primära utforskningsområde var idén om att mänskligt tal i grunden är användningen av en bärare - ett mer eller mindre kontinuerligt ljud som moduleras och formas av munnen, halsen och bihålorna till ett igenkännbart tal. Stämbanden skapar ett bärarljud som formas till formanter av halsen, munnen och bihålorna till vad vi känner igen som vokalljud ( "aah", "eeh", "ooh", etc.), som formas vidare av plosiver ( som att trycka ihop läpparna för att skapa ett "p"-ljud) och glottal stopp (som att stänga baksidan av halsen för att producera ett "guh"-ljud). Dudley teoretiserade att en begriplig analog till mänskligt tal kunde skapas genom att bryta ner ljud i modulära block som kunde sättas ihop i en önskad ordning, för att möjliggöra produktion och kommunikation med artificiellt tal. Genom att ersätta det naturliga bärarljudet från mänskligt tal med ett bärarljud vid en högre frekvens, skulle tal kunna återges tydligare över långa avstånd och låga volymer, eftersom högre frekvensljud hörs tydligare än lägre.
VOCODER och VODER
1928 började Dudley experimentera med elektromekaniska anordningar för att producera analoger av mänskligt tal . En nyckel till denna process var utvecklingen av ett parallellt bandpassfilter , som gjorde att ljud kunde filtreras ner till en ganska specifik del av ljudspektrumet genom att dämpa de ljud som faller över eller under ett visst band. Detta ledde till patentet för " Vocoder " (en portmanteau av "röst" och "kodare"), en metod för att reproducera tal genom elektroniska medel och tillåta det att överföras över avstånd, som via telefonlinjer . Genom att återge mänskligt tal elektroniskt kunde talelementen filtreras in i tio specifika ljudspektrumband, vilket gör det lättare att överföra över telefonlinjer med större klarhet och läsbarhet. Talet skulle också kunna komprimeras ner till ett mycket smalt frekvensband , för att tillåta flera sändningar samtidigt på olika band. Detta gjorde att många telefonsamtal kunde överföras samtidigt över en linje.
Med hjälp av kollegan Robert Riesz skapade Dudley " VODER " (för "Voice Operation DEmonstratoR"), en konsol från vilken en operatör kunde skapa talfraser som styr en VOCODER med ett tangentbord och fotpedaler; det ansågs svårt att operera. VODER demonstrerades på Bell Laboratory-utställningar på både 1939 års världsutställning i New York och 1939 Golden Gate International Exposition . Med en kvinnlig operatör sittande bakom konsolen kunde fraser som liknade mänskligt tal demonstreras för publiken, även om de producerade ljuden ofta var svåra att förstå.
Den 21 juni 1938 beviljades Dudley och Bell Labs ett patent (US#2 121 142) för ett "System för artificiell produktion av sång eller andra ljud".
SIGSALY och krigstida projekt
Dudley arbetade med Alan Turing på SIGSALY -projektet för den amerikanska militären. SIGSALY var en metod för att överföra tal på ett säkert sätt, vilket gjorde att det inte kunde förstås av obehöriga lyssnare. Den använde teknik som utvecklats i VOCODER- och VODER-projekten och lade till en slumpmässig bruskälla som en metod för att kryptera tal. SIGSALY användes framgångsrikt av USA:s militära underrättelsetjänst under andra världskriget för att sända den högsta nivån av hemligstämplade meddelanden.
Senare projekt
Dudley stannade hos Bell Labs under början av 1960-talet. Under den tiden uppfann och förfinade han många av de teknologier som blev nödvändiga för telefoni. Hans utveckling av artificiellt tal utvecklades av andra för att producera metoder för artificiellt tal för människor som inte kunde använda sina stämband (som med röstsyntesen som används av Stephen Hawking), och av elektronisk musikpionjärerna Wendy Carlos , Robert Moog och den tyska musikalen grupp Kraftwerk . Ett av Dudleys slutprojekt var designen av ett elektroniskt kit distribuerat av Bell Labs för hemamatörer och studenter, kallat "Speech Synthesis: an Experiment in Electronic Speech Production". Satsen innehöll komponenterna för att skapa en elektronisk krets som kunde producera tre olika talformanter. Satsen började tillverkas 1963 och tillverkades fram till slutet av 1960-talet.
Anteckningar
- ^ a b c Raphael, Lawrence J.; Borden, Gloria J.; Harris, Katherine S. (2007). Talvetenskap grundbok: Fysiologi, akustik och uppfattning av tal . ISBN 9780781771177 .
- ^ Text till talsyntes arkiverad 2016-03-25 på Wayback Machine ( Bell Labs )
- ^ Google patent
Vidare läsning
- Speech Science Primer: Physiology, Acoustics, and Perception of Speech av Raphael , Borden & Harris (Lippincott), sidorna 23–24.