Reproducción de patrones

El reproductor de patrones ^{[ 1 ] [ 2 ]} es un dispositivo parlante primitivo que fue construido por el Dr. Franklin S. Cooper y sus colegas, incluyendo a John M. Borst y Caryl Haskins , en los Laboratorios Haskins a finales de la década de 1940 y completado en 1950. Hubo varias versiones diferentes de este dispositivo de hardware. Actualmente solo sobrevive una. La máquina convierte imágenes de los patrones acústicos del habla en forma de espectrograma de nuevo en sonido. Usando este dispositivo, Alvin Liberman , Frank Cooper y Pierre Delattre (a quienes posteriormente se unieron Katherine Safford Harris , Leigh Lisker y otros) pudieron descubrir claves acústicas para la percepción de segmentos fonéticos (consonantes y vocales). Esta investigación fue fundamental para el desarrollo de las técnicas modernas de síntesis de voz , máquinas de lectura para ciegos, el estudio de la percepción y el reconocimiento del habla , y el desarrollo de la teoría motora de la percepción del habla .

Para generar sonido, la máquina de reproducción de patrones utiliza una fuente de luz de arco dirigida hacia un disco giratorio con 50 pistas concéntricas cuya transparencia varía sistemáticamente para producir 50 armónicos de una frecuencia fundamental. La luz se proyecta sobre un espectrograma , cuya reflectancia corresponde al nivel de presión sonora del parcial de la señal, y luego se dirige hacia una célula fotovoltaica que convierte la variación de luz en variaciones de presión sonora.

La reproducción de patrones se utilizó por última vez en un estudio experimental realizado por Robert Remez en 1976. Actualmente, el sistema de reproducción de patrones se encuentra en el Museo de los Laboratorios Haskins en New Haven, Connecticut .

La técnica de reproducción de patrones también se refiere ahora, de forma más general, a algoritmos o técnicas para convertir espectrogramas , cocleogramas y correlogramas de imágenes de nuevo en sonidos.

Una demostración se muestra en el programa de televisión Adventure . Tecnología pionera en psicolingüística (CBS Television, 1953). ^{[ 3 ]}

En la década de 1970, las reproducciones de patrones digitales comenzaron a reemplazar la versión anterior. Un prototipo inicial fue desarrollado por Patrick Nye, Philip Rubin y sus colegas en los Laboratorios Haskins . Combinaba un "Analizador de Espectro Ubicuo". Para el análisis espectral automático, junto con un procesador de visualización VAX GT-40 para la manipulación gráfica del espectrograma mostrado, una forma de "síntesis por arte", y posterior resíntesis utilizando un banco de filtros de 40 canales. Esta reproducción de patrones digitales híbrida de hardware/software fue finalmente reemplazada en los Laboratorios Haskins por el sistema de análisis y visualización HADES , diseñado por Philip Rubin e implementado en Fortran en la familia de computadoras VAX . Arai y sus colegas han descrito una versión más moderna.Hay una demostración en línea disponible..

• Caryl Haskins
• Laboratorios Haskins
• Alvin Liberman
• Máquina de lectura
• Robert Remez
• Felipe Rubin
• Espectrograma
• Teoría motora de la percepción del habla
• Síntesis de voz
• Sonido gráfico

• Cooper, FS, Liberman, AM y Borst, JM, La interconversión de patrones audibles y visibles como base para la investigación en la percepción del habla. Actas de la Academia Nacional de Ciencias , 1951, 37, 318-325.
• Cooper, Franklin S., Delattre, Pierre C., Liberman, AM, Borst, JM y Gerstman, LJ, Algunos experimentos sobre la percepción de sonidos del habla sintéticos. The Journal of the Acoustical Society of America , 1952, 24, 597-606.
• Cooper, Franklin S., Algunas ayudas instrumentales para la investigación sobre el habla. En Informe de la cuarta reunión anual de mesa redonda sobre lingüística y enseñanza de idiomas . Washington, DC: Instituto de Lenguas y Lingüística, Universidad de Georgetown, 1953, 46-53.
• JM Borst, El uso de espectrogramas para el análisis y la síntesis del habla, J. Audio Eng. Soc. , 4, 14-23, 1956.
• Liberman, Alvin M., Algunos resultados de la investigación sobre la percepción del habla. The Journal of the Acoustical Society of America , 1957, 29, 117-123.
• Remez, Robert E., Adaptación del límite de categoría entre habla y no habla: Un argumento en contra de los detectores de rasgos. Psicología Cognitiva , 1979, 11, 38-57.
• Malcolm Slaney . Reproducción de patrones desde 1950 hasta 1995. Actas de la Conferencia IEEE de Sistemas, Hombre y Cibernética de 1995. 22-25 de octubre de 1995, Vancouver, Canadá.
• Malcolm Slaney, Pattern Playback in the 90's, en Advances in Neural Information Processing Systems 7 , Gerald Tesauro, David Touretzky y Todd Leen (eds.), MIT Press, Cambridge, MA, 1995.
• T. Arai, K. Yasu y T. Goto, Reproducción de patrones digitales, Actas de la Reunión de Otoño de la Sociedad Acústica de Japón , 429-430, 2005.
• T. Arai, K. Yasu y T. Goto, Reproducción de patrones digitales: Conversión de espectrogramas a sonido con fines educativos, Acoust. Sci. & Tech. , 27(6), 393-395, 2006