Обучающее устройство

 

Изобретение относится к техническим средствам обучения. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства. Устройство содержит блок 1 ввода звуковой информации, фильтр 2 для выделения основного тона с детектором огибающей, блок 3 квантования, блок 4 памяти, узел 14 сопряжения, узел 15 визуального отображения, блок 13 синхронизации, а также вновь введенные блок 6 нормирования (мелодии основного тока), блок 7 сравнения (для распознавания типа интонационной конструкции), пороговый блок 9 (тон-шум), блок 10 нормирования (длительности и уровня), блок 11 сравнения (для определения состава ритмической структуры), блок 12 сравнения (для анализа результата), узел 16 индикации. 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 09 В 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4437952124-24 (22) 05.04.88 (46) 15.03.90. Бюл. N 10 (72) С.А.Агафонов, Е.A.Ãóðâèö, В.А.Козлов., В.Ю.Олещук, Л.В.Златоустова, С.А.Крейчи, В.Г.Михаилов и В.Ф.Худов (53) 681.3.071(088.8) (56) Обучающий комплекс ОК-4. Техническое описание. М.: МГПИИЯ, 1984. (54) ОБУЧАИЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к техническим средствам обучения. Цель изобретения — расширение дидактических возможностей устройства. Устройство

„„80„„1550566 А 1

2 содержит блок 1 ввода звуковой информации, фильтр 2 для выделения основного тона с детектором огибающей, блок.3 квантования, блок 4 памяти, узел 14 сопряжения, узел 15 визуального отображения, блок 13 синхрони- зации, а также вновь введенные блок

6 нормирования (мелодии основного тока), блок 7 сравнения (для распознавания типа интонационной конструкции), пороговый блок 9 (тон-шум), блок 10 нормирования (длительности и уровня), блок 11 сравнения (для определения состава ритмической струк: туры), блок 12 сравнения (для анализа. результата), узел 16 индикации. 8 ил.

1550566

И зобретение относится к техническим средствам обучения и может быть

Использовано для изучения народного языка при освоении фонетического курса, может применяться в медицине

В качестве диагностического устройст5а и тренажера при исправлении некоторых видов голосовых расстройств, бри обучении глухих, для обучения ак- 10 еров, певцов, дикторов правильному ладению голосом, для научных исслеований в области речевой акустики.

Целью изобретения является расшиение дидактических возможностей устойства с повышением его эффективноси, т. е. уменьшение времени, требуеого для автоматизированного обучеия просодии речи при использовании нтонографа, и обеспечение обучения без участия преподавателя.

На фиг. 1 изображена общая струкгура устройства, на фиг. 2 — схема фильтра1 на фиг. 3 — схема блока

1свантования, на фиг. 4 — схема перво- 25

1 о блока нормирования, на фиг. 5 схема порогового блока;. на фиг. б .хема второго блока нормирования на иг. 7 — схема второго блока сравнения; на фиг. 8 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит (фиг. 1) блок

1 ввода звуковой информации, фильтр блок 3 квантования, блок 4 памяти, узел 5 определения интонационной структуры, состоящий из блока 6 нормирования и блока 7 сравнения, узел

8 сегментации, состоящий из порогово1

1о блока 9, блока 10 нормирования и блока 11 сравнения, блок 12 сравнения, блок 13 синхронизапии, а также узел 14 сопряжения, узел 15 визуального отображения информации и узел 16 индикации, входящие в состав блока 17 предъявления учебной информации.

Фильтр 2 (фиг. 2) содержит полосовые фильтры 18-20, детекторы 21-23, фильтры низкой частоты с усилителями

24-26, инвертор 27, пиковые детекторы

28-30, формирователь 31 импульсов, пиковые детекторы 32-34, формирователь 35 импульсов, триггер 36, формирователь 37 импульсов, вход 38, соединенный с блоком 11, выходы 39-42, соединенные с блоком 3.

Блок 3 содержит (фиг. 3) распределитель 43 импульсов, счетчики 44-47, делитель 48, формирователь 49 импульсов, аналого-цифровые преобразователи 50-52, элементы И 53-55, вход 56, сос чиненный с блоком 13, входы 57-60, соединенные с выходами 42, 39, 40 и

41 соответственно фильтра 2, а также выходы 61-65, Блок 6 содержит (фиг. 4) схему 66 сглаживания, схему 67 определения экстэкстремальных значений, схему 68 вычисления наклона кривой мелодии, делитель 69, входы 70-72, соединенные с, выходами соответственно блоков 10, 9 и 4, выход 73, соединенный с блоком 7.

Блок 9 содержит (фиг. 5) измеритель 74 среднего значения, пороговый элемент 75, схему 76 сравнения, пороговые элементы 77 и 78, инвертор 79, элементы И 80 и ИЛИ 81, входы 82-84, соединенные с выходами соответственно

63, 65 и 64 блока 3, выходы 85-87, соединенные с блоком 10.

Блок 10 содержит (фиг. 6) элементы И 88-93,счетчики 94 и 95, делитель

96. схему 97 сравнения, регистр 98, вход 99, связанный с блоком 13, входы

100-102, подключенные к блоку 9, и вход 103, соединенный с блоком 4, выходы 104 и 105, подключенные к блокам б и 11.

Блок 11 содержит (фиг. 7) счетчик

106, узел 107 вычитания, сумматор 108, регистр 109, узел 110 определения экстремума, входы 111-114, соединенные соответственно с блоками 90, 10, 13 и 4, и выход 115, соединенный с блоком 4.

Устройство работает следующим образом.

Речевой сигнал с выхода блока 1 (фиг. 8, строка 1) поступает навход фильтра 2. С одного выхода пос1

:леднего выдается импульсная последо вательность, представляющая основной тон речевого сигнала (строка 2 на фиг. 8), а с трех выходов — огибающие (в полосах 0,1-7:1,5-7:0,10,88 Гц) его интенсивности (строка

3 на фиг. 8), поступающие через общий жгут на входы блока 3, причем на другой вход блока 3 поступает тактовая частота с выхода блока 13. С выходов блока 3 последовательность

ОТ (строка 4 на фиг. 8) значения огибающей, а также команда "Запись" поступают в блок 4. Последовательность

ОТ из блока 4 поступает последовательно в блоки нормирования (мелодии ОТ- в блок 6, а распознавания

5 15505 типа мелодии ОТ вЂ” в блок 7). В блоке

6 производится измерение формы мелодии, причем производится сглаживание мелодии ОТ путем интерполяции по трем соседним значениям с отбракованием ошибок (отклонений, больших 307 среднего значения). Значения экстремума и наклона каждого предыдущего участка мелодии ОТ присваиваются зна10 чениям координат каждой точки экстремума сглаженной кривой ОТ, Полученные значения нормируются по длительности с использованием сигнала "Тоншум", поступающего на второй вход блока 6, и величины длительности фразы, поступающей на третий вход блока

6 с выхода блока 10.

В результате на выходе блока 6 получаем (строка 6 на фиг. 8) нормированную по длительности форму интона-ционной конструкции (ИК) . Полученная ,форма ИК поступает на один вход блока

7, на другой вход которого поступают параметры эталонных типов ИК из блока

4 (строка 5 на фиг.8, кривая 1).

В результате поочередного сравнения формы ИК произнесенной фразы с эталонами, хранимыми в блоке 4, производится распознавание типа ИК произнесенной фразы и запоминание его в блоке 4.

Кроме того, с выхода блока 3 огибающие интенсивности в трех полосах поступают в блок 9, где вычисляется

35 среднее значение интегрального уровня сигнала, поступающее на вход блока 10, сравнением с порогом огибающей в полосе 0,1-? КГц вырабатывается сигнал "Речь — пауза", поступающий на вход блока 10. При превышении огибающей в полосе 0,1-0,8 кГц величины

111 на выходе блока 7 будет сигнал

"Тон". Этот же сигнал появится на выходе блока 9 в случае, когда уро- 4< вень огибающей ниже 111, но выше 112 и одновременно уровень огибающей в полосе 0,1-0,8 кГц больше, чем в полосе 1,7-7 кГц.

Сигнал "Тон" подается в блок 6 и на третий вход блока 10. На четвертый вход блока 10 из блока 4 поступает э значение огибающей в полосе 0,1-7 кГц, на пятый — импульсы тактовой частоты иэ блока 13. В блоке 10 при наличии сигнала "Речь — пауза" импульсы так- товой частоты проходят на счетчик 95, который работает, пока этот сигнал не закончится, т.е. в течение всей фразы.

66 6

В результате этого в момент окончания фразы счетчик 95 подсчитывает число периодов тактовой частоты, укладываю— щихся на длине фразы. Полученная величина поступает в блок 6.

При одновременном наличии сигналов

"Речь — пауза" из "Тон — шум" срабатывает схема совпадения, что имеет . место только при произнесении очередного слога. Кроме того, если происходит изменение знака декремента затухания огибающей речи в три последовательных отсчета, то на выходе схемы

97 сравнения появляется сигнал,.также указывающий наличие очередного слога °

При совпадении указанных двух сигналов на выходе элемента 93 будет сигнал, который пропускает тактовые импульсы на счетчик 94 длительности слога.

По окончании слога показание счетчика 94 записывается в регистр 98, счетчик 94 сбрасывается, а при появлении следующего слога аналогично под считывается и егo длительность. При окончании фразы длительность слогов делят на длительность фразы и нормализованные таким образом длительности слогов запоминают в блоке 4. На первый вход блока 11 из блока 4 поступают значения огибающей в полосе 0,17 кГц, на второй вход — среднее значение уровня огибающей из блока 9, на третий вход — из блока 4 значения нормированной длительности слогов. В течение каждого слога суммируются значения нормированных значений уровня, затем определяется слог, для которого сумма максимальна. Номер найденного слога запоминается в блоке 4. По записанным в блоке 4 ИК и номеру с максимальной энергией произнесенной фра- . зы и аналогичным параметрам эталонной фразы в блоке 12 производится вычисление вектора расхождения и дешифрация номера инструкции, который передается в узел 16, где высвечивается текст соответствующей инструкции.

В случае применения в качестве узла 15 ЭВИ функции обработки фразы выполняемые устройством, выполняются программно в ЭЩ, на экране ЭВ11, кроме текста инструкции, высвечиваются . кривые, отображающие тип ИК и место ударения эталонной и произнесенной фраз (строка 5 на фиг. 8). ЭВИ подключается к устройству через узел 14 и систему "KANAK".

1550566

Формула из о бр ет ения

Обучающее устройство, содержащее блок ввода звуковой информации, выход которого соединен с входом фильтра, блок квантования, информационный вход которого подключен к выходу фильтра, управпяющий вход — к выходу блока. синхронизации, а первый выход — к первому информационному входу блока памяти, первый выход которого соединен с первым информационным входом блока предъявления учебной информации, синхровход которого подключен к выходу блока синхронизации, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены первый и второй блоки нормирования, первьй, BTQ рой и третий блоки сравнения и пороговый блок, первый выход которого соединен с управляющими входами блоков нормирования, второй выход — с информационным входом второго блока нормирования и первым информационным 25 входом второго блока сравнения, а вход — с вторым выходом блока квантования, третий выход которого подключен к второму информационному входу блока предъявления учебной информации, синхровход второго блока нормирования соединен с выходом блока синхронизации, первый выход — с первым синхровходом блока памяти и вторым информационным входом второго блока сравнения, а второй выход — c вторым синхровходом блока памяти, третьим информационным входом второго блока сравнения и синхровходом первого блока нормирования, информационный вход которого подключен к второму выходу блока памяти, а выход — к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого соединен с третьим выходом блока памяти, а выход — с входом записи блока памяти, управляющий вход второго блока сравнения подключен к выходу блока синхронизации, а выход — . к второму информационному входу блока памяти, третий информационный вход которого соединен с выходом третьего блока сравнения, а четвертый выход— с первым входом третьего блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу блока синхронизации.

f 550566

1550566!

550566