Homer Dudley - Homer Dudley

Homer W. Dudley (14. November 1896 - 18. September 1980) war ein wegweisender Elektronik- und Akustikingenieur, der in den 1930er Jahren den ersten elektronischen Sprachsynthesizer für Bell Labs entwickelte und die Entwicklung einer Methode zum Senden sicherer Sprachübertragungen während des Zweiten Weltkriegs leitete. Zu seinen Auszeichnungen gehört die Stuart Ballantine Medal (1965) des Franklin Institute .

Frühen Lebensjahren

Dudleys Familie wurde in Virginia geboren und zog als Schüler nach Pennsylvania . Sein Vater war Prediger, und seine Eltern gaben auch Schülern Unterricht in klassischen und religiösen Fächern. Dudley wurde zur Grundschul- und Gymnasiallehrerin ausgebildet . Er fand es schwierig, Disziplin im Klassenzimmer zu halten und gab den Unterricht bald auf. In der Absicht, seine Karriere zu ändern, schrieb er sich an der Pennsylvania State University ein , wo er sich für die aufkommende Wissenschaft der Elektrotechnik interessierte. Nach einigen College-Kursen in Elektrotechnik fand Dudley eine Anstellung bei Bell Laboratories, einer Abteilung der Western Electric Company . Seine Karriere bei Bell Labs dauerte 40 Jahre, die meisten davon in der Telefonübertragungsabteilung.

Klangtheorie

Dudleys Hauptforschungsgebiet war die Idee, dass menschliche Sprache im Wesentlichen die Verwendung eines Trägers ist - ein mehr oder weniger kontinuierlicher Klang, der von Mund, Rachen und Nebenhöhlen moduliert und zu erkennbarer Sprache geformt wird. Die Stimmbänder erzeugen einen Trägerklang, der durch Hals, Mund und Nebenhöhlen zu Formanten geformt wird, was wir als Vokale ("aah", "eeh", "ooh" usw.) erkennen, die durch Sprengstoffe weiter geformt werden ( B. Drücken Sie die Lippen zusammen, um einen "p" -Sound zu erzeugen) und Glottalstopps (z. B. Schließen des Rachenraums, um einen "guh" -Sound zu erzeugen). Dudley theoretisierte, dass ein verständliches Analogon zur menschlichen Sprache geschaffen werden könnte, indem der Ton in modulare Blöcke zerlegt wird, die in einer gewünschten Reihenfolge zusammengesetzt werden können, um die Produktion und Kommunikation mit künstlicher Sprache zu ermöglichen. Durch Ersetzen des natürlichen Trägergeräuschs menschlicher Sprache durch ein Trägergeräusch mit einer höheren Frequenz könnte Sprache über große Entfernungen und niedrige Lautstärken deutlicher wiedergegeben werden, da höherfrequente Geräusche deutlicher zu hören sind als niedrigere.

Der VOCODER und der VODER

1928 begann Dudley mit elektromechanischen Geräten zu experimentieren, um Analoga der menschlichen Sprache herzustellen . Ein Schlüssel zu diesem Prozess war die Entwicklung eines parallelen Bandpassfilters , mit dem Töne auf einen ziemlich bestimmten Teil des Audiospektrums heruntergefiltert werden konnten, indem die Töne gedämpft wurden, die über oder unter ein bestimmtes Band fallen. Dies führte zum Patent für den " Vocoder " (ein Portmanteau aus "Voice" und "Encoder"), ein Verfahren zur Wiedergabe von Sprache auf elektronischem Wege und zur Übertragung über Entfernungen wie über Telefonleitungen . Durch die elektronische Wiedergabe menschlicher Sprache könnten die Sprachelemente in zehn spezifische Audiospektrum-Bänder gefiltert werden, wodurch die Übertragung über Telefonleitungen mit größerer Klarheit und Lesbarkeit erleichtert wird. Die Sprache könnte auch auf ein sehr schmales Frequenzband komprimiert werden , um mehrere Übertragungen gleichzeitig auf verschiedenen Bändern zu ermöglichen. Dadurch konnten viele Telefongespräche gleichzeitig über eine Leitung übertragen werden.

Mit der Unterstützung seines Kollegen Robert Riesz schuf Dudley den " VODER " (für "Voice Operation DEmonstratoR"), eine Konsole, über die ein Bediener Sprachphrasen erstellen kann, die einen VOCODER mit Tastatur und Fußpedalen steuern. es wurde als schwierig zu bedienen angesehen. Der VODER wurde auf den Exponaten des Bell Laboratory sowohl auf der New Yorker Weltausstellung 1939 als auch auf der Golden Gate International Exposition 1939 vorgeführt . Wenn eine Bedienerin hinter der Konsole saß, konnten dem Publikum Sätze gezeigt werden, die der menschlichen Sprache ähnelten, obwohl die erzeugten Geräusche oft schwer zu verstehen waren.

Am 21. Juni 1938 erhielten Dudley und Bell Labs ein Patent (US # 2,121,142) für ein "System zur künstlichen Erzeugung von Stimm- oder anderen Klängen".

SIGSALY und Kriegsprojekte

Dudley arbeitete mit berühmten britischen Mathematiker , Kryptologen und Computerpionier Alan Turing auf dem SIGSALY Projekt, für das US - Militär. SIGSALY war eine Methode zur sicheren Übertragung von Sprache, die es unbefugten Zuhörern unmöglich machte, sie zu verstehen. Es verwendete Technologien, die in den Projekten VOCODER und VODER entwickelt wurden, und fügte eine zufällige Rauschquelle als Methode zum Verschlüsseln von Sprache hinzu. SIGSALY wurde vom US-Militärgeheimdienst während des Zweiten Weltkriegs erfolgreich zur Übermittlung von Verschlusssachen auf höchstem Niveau eingesetzt.

Spätere Projekte

Dudley blieb bis Anfang der 1960er Jahre bei Bell Labs. In dieser Zeit erfand und verfeinerte er viele der Technologien, die für die Telefonie unerlässlich wurden. Seine Entwicklung der künstlichen Sprache wurde von anderen ausgearbeitet, um Methoden der künstlichen Sprache für Menschen zu entwickeln, die ihre Stimmbänder nicht verwenden können (wie beim von Stephen Hawking verwendeten Sprachsynthesizer ), sowie von den Pionieren der elektronischen Musik, Wendy Carlos , Robert Moog und dem deutschen Musical Gruppe Kraftwerk . Eines von Dudleys letzten Projekten war das Design eines elektronischen Kits, das von Bell Labs für Heimwerker und Studenten vertrieben wurde und "Sprachsynthese: ein Experiment in der elektronischen Sprachproduktion" heißt. Das Kit enthielt die Komponenten, mit denen eine elektronische Schaltung erstellt werden konnte, die drei verschiedene Sprachformanten erzeugen konnte. Der Bausatz wurde 1963 in Produktion genommen und bis Ende der 1960er Jahre hergestellt.

Anmerkungen

  1. ^ a b c Raphael, Lawrence J.; Borden, Gloria J.; Harris, Katherine S. (2007). Speech Science Primer: Physiologie, Akustik und Sprachwahrnehmung . ISBN   9780781771177 .
  2. ^ Text zur Sprachsynthese Archiviert am 25.03.2016 auf der Wayback Machine ( Bell Labs )
  3. ^ Google Patente

Weiterführende Literatur

  • Speech Science Primer: Physiologie, Akustik und Sprachwahrnehmung von Raphael , Borden & Harris (Lippincott), S. 23–24.

Externe Links