Устройство для обнаружения пауз речи в вокодерном тракте

 

Изобретение относится к технике электросвязи , в частности к электроакустическим трактам. Цель изобретения - повышение точности обнаружения пауз речи . Устройство содержит 1 входную клемму (1), 2 ключевых элемента (2, 15), 1 входной фильтр (3), 1 полосовой анализатор спектра (4), 1 детектор тон-шум (5), 1 выделитель основного тона (6), 1 блок уплотнения (7),. 1усилительно-разделительный блок (8), 2 выпрямителя с задержкой (9,10), 1 компаратор

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 10 L 3/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4901109/09 (22) 09.01.91 (46) 1.5.04.93. Бюл. М 14 (72) И.M.Ïîëêîâñêèé, В.М.Смышляев и

А.В.Никонов (56) Авторское свидетельство СССР

t4 1545248, кл. 6 10 1 3/00, 1990. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ

ПАУЗ РЕЧИ В ВОКОДЕРНОМ ТРАКТЕ (57) Изобретение. относится к технике электросвязи, в частности к электроакустическим трактам. Цел изобретения повышение точности обнаружения пауз речи. Устройство содержит 1 входную клемму (1), 2 ключевых элемента (2, 15), 1 входной фильтр (3), 1 полосовой анализатор спектра (4),. 1 детектор тон-шум (5), 1 выделитель основного тона (6), 1 блок уплотнения (7),.1....!Ж,,18094б1 А1 усилительно-разделительный блок (8), 2 выпрямителя с задержкой(9, 10), 1 компаратор (11), 1 логический элемент НЕ (12), 1 датчик дополнительной паузной комбинации (13), 1 блок согласования (14), 1 канал связи (16), 1 блок разделения (17), 1 синтезатор спектра (18), 1 переключатель тон-шум (19), 1 генератор основного тока (20), 1 генератор шума (21), 1 дешифратор основной паузной комбинации (22), 1 дешифратор дополнительной паузной комбинации (23), 1 линия задержки (24), 1 логический элемент И (25), 1 выходной фильтр (26), 2 выходные клеммы (27, 28), Поставленная цель достигается благодаря наличию двух паузных комбинаций, что особенно важно при наличии акустических шумов в месте. откуда ведется передача. 1 ил, 1809461

Изобретение относится к технике электросвязи, в частности к электроакустическим трактам с вокодерным преобразованием речи, Цель изобретения — обеспечить повышение достоверности обнаружения пауз в речи при наличии акустических шумов.

На чертеже изображена структурная схема.

1 и 27 — соответственно входной и выходной зажимы вокодерного тракта; 2 и 15 — соответственно первый и второй ключевые элементы; 3 и 26 — входной и выходной фильтры; 4 — полосный анализатор спектра:

5- детектор тон-шум; 6 — выделитель основного тона; 7 — блок уплотнения; 8 — усилительно-разделительный блок; 9, 10- первый и второй выпрямители с задержкой; 11— компаратор; 12-логический элемент НЕ; 13 — датчик дополнительной паузной комбинации; 14 — блок согласования: 16 — канал связи; 17 — блок разделения; 18 — синтезатор спектра; 19 — переключатель тон-шум;

20 — генератор основного тона; 21 — генератор шума; 22 и 23 — дешифраторы основной и дополнительной паузных комбинаций; 24 — линия задержки; 25 — логический элемент

И; 28 — выходной зажим устройства.

Согласно схеме входной зажим 1 устройства через первый ключевой элемент 2 подключен к входному фильтру 3; выход которого подключен к параллельно соединенным входам полосного анализатора. 4 спектра, детектора тон-шум 5 и выделителя

6 основного тона, выходы которых подключены соответственно к входам 1...n, n+1 и и+2 блока 7 уплотнения. Параллельно входу ключевого элемента 2 подключен вход усилительно-разделительного блока. 8, выход которого присоединен с входам первого 9 и второго 10 выпрямителей с задержкой. Выход первого из них соединен с первым входом компаратора 11, ко второму входу котороГО подключен выход второго выпрямителя 10 с задержкой, Выход компаратора

11 присоединен к управляющему входу первого ключевого элемента 2 и параллельно— к входу логического элемента 12 НЕ, выход которого подключен к первому входу датчика 13 дополнительной паузной комбинации, выход которого присоединен с входу и+3 блока 7 уплотнения. Второй вход компаратора 1.1 через блок 14 согласования подключен к первому входу ключевого элемента 15, вьиод которого подключен к "земле". Второй вход датчика 13 присоединен к выходу цикловой синхронизации блока 7 уплотнения.

Выход блока 7 уплотнения через канал

16 связи подключен к входу блока 17 разделения. Выходы 1...n этого блока присоединены к соответствующим входам спектрального анализатора 18, выход и+1 подключен к первому входу переключателя.

19 тон-шум, выход n+2 подключен к входу генератора 20 основного. тона, Выход этого генератора присоединен к второму входу переключателя 19 тон-шум, к третьему входу которого подключен выход генератора 21

10 шума. Выходы 1...п блока 17 разделения подключены к параллельно соединенным входам дешифратора 22 основной и дешифратора 23 дополнительной паузных комбинаций, Выход дешифратора 22 через линию

24 задержки, а выход дешифратора 23 непосредственно подключены к первому и второму входам логического элемента 25 И.

20 Выход синтезатора 18 спектра через фильтр

26 соединен с выходным зажимом 27 soicoдерного тракта. Выход элемента 25 И подключен к входу цепи управления устройства уплотнения пауз {на схеме не показано).

25 Устройство работает следующим образом.

Когда передача речи не ведется, ключевой элемент 2 заперт. При наличии в помещении акустического шума с зажима 1 на

30 вход усилительно-разделительного блока 8 поступает напряжение, обусловленной действием этого шума на звукоприемник (например, микрофон) электроакустического тракта.

С выхода блока 8 напряжение шумового сигнала поступает на входы первого 9 и второго

45 ского шума на выходе компаратора 11 имеет место нулевой потенциал и ключевой элемент 2 оказывается запертым.

С началом передачи потенциал на первом входе компаратора 11 начинает преоб50

55 ладать над потенциалом на его втором входе. В результате этого на выходе компаратора 11 появляется управляющий потенциал и ключевой элемент 2 отпирается.

Одновременно напряжение с выхода компаратора 11 поступает на вход ключевого элемента 15, который также отпирается, и через него и через блок 14 согласования происходит разряд на "землю" энергии речевого сигнала, накопленной на втором входе компаратора 11. Таким образом. 10 в ; а е их выходов — на первый и второй входы компаратора 11. В рассматриваемом устройстве коэффициент передачи шумового тракта, 40 выход которого подключен ко второму входу компаратора 11, несколько больше коэффициента передачи его речевого тракта, выход которого соединен с первым входом компаратора 11. Поэтому при действии акустиче1809461

15

25

45

55 описанное устройство обеспечивает обнаружение как активных отрезков, так и пауз речи. При этом на отрезке последних практически исключается попадание акустического шума на вход передающей части вокодера. Для исключения искажений начальных звуков и слогов время срабатывания рассматриваемого устройства (отпирание ключевого элемента 2) должно составлять 2-5 мс (обеспечивается блоком

9), в то время как отпускание такого устройства после завершения передачи речи для исключения заметных на слух колебаний ее уровня должно быть не менее 100 мс (обеспечивается блоком 10). При появлении в речи паузы на.вход элемента НЕ 12 подается нулевой потенциал, вследствие чего импульсом цикловой синхронизации с выхода блока 7 уплотнения запускается датчик 13 и дополнительная паузная комбинация поступает на вход n+3 блока 7 уплотнения и далее через канал 16 связи — xa вход блока 17 разделения. Одновременно при наличии паузы в речи на передающей стороне вокодера вырабатывается также паузная комбинация, которая в настоящем описании называется основной.

На приемной стороне вокодерного тракта основная и дополнительная паузные комбинации и выходов 1...n блока 17 разделения поступают на параллельно соединенные входы дешифраторов 22 и 23, Дополнительная паузная комбинация может представлять собой, например, инвертированную по сравнению с основной последовательность "1" и "0", Для обеспечения одновременной подачи потенциалов с выходов дешифраторов 22 и 23 на входы логического элемента 25 И введена линия 24 задержки. При фиксации обоих упомянутых 40 паузных комбинаций на входы логического элемента 25 И поступают потенциалы логической единицы, в результате чего на выходе элемента 25 И также имеет место потенциал логической единицы.

Благодаря наличию двух паузных ком. бинаций удается существенно повысить достоверность фиксации паузы в речи, что особенно важно при наличии акустических шумов вместе,,откуда ведется передача. 50

Пример. 8 настоящее время через тракт данного изделия обеспечивается передача только одной паузной комбинации (основной). На скорости передачи 2400 бит/с для этого используется один кадр, содержащий 60 позиций, в том числе 1 бит служебный (синхронизации), 26 бит единичный и 32 бита нулевых разрядов. Предлагается для передачи каждой из двух паузных

t комбинаций использовать 13 бит единичных и 16 бит нулевых разрядов, Так как в рассматриваемом устройстве повышается защищенность вокодерного тракта от акустического шума, вследствие чего снижается суммарный уровень электрических помех в нем. то достоверность обнаружения паузных комбинаций при разделении в данном изделии соответствующего кадра на две равные половины и уровне акустического шума более 60 дБ за метно улучшается.

Блоки 3 — 7; 17-21 и 26; 2; 8 — 11 и 14 и 15. идентичны применяемым в известном устройстве, остальные узлы и блоки являются типовыми.

Технико-экономический эффект, достигаемый по сравнению с прототипом (он же базовый объект), состоит в том, что предлагаемое устройство позволяет значительно повысить достоверность определения nays речи в условиях акустических шумов и электрических помех.

Количественно это может быть приближенно оцейено следующим образом.

Допустим, что устройство рассматриваемого типа представляет собой резервированную невосстанавливаемую систему.

Вероятность безотказной работы системы (в нашем случае — это вероятность обнаружения паузы речи по двум признакам) РБ.О = 1 - (1 - Ро 1), (1 - Ро2), где РО1 и РО2 — вероятность безотказной работы параллельно соединенных основной и дополнительной цепей.

Если исходить из того, что работы осуществляется по каналу связи, коэффициент потерь цифровой информации в котором равен 5 х 10, то получим Pp) = Ppg = 0,95. Тогда согласно приведенной формуле имеем

Рь.o = 0,997.

Следовательно, в рассматриваемом случае даже при работе по плохому каналу связи ошибки при определении пауз в речи не будут превышать 3 х 10, в то время как при наличии только одной паузной комбинации ошибки составляют 5 х 10 .

Данный показатель имеет очень важное значение для систем уплотнения пауз речи с целью передачи цифровой информации и для систем контроля трактов телефонной связи в паузах речи, При выполнении предлагаемого устройства на интегральных микросхемах средней и большой степени интеграции не произойдет заметного увеличения габаритов и массы базового объекта.

1809461

Составитель И. Полковский

Техред М,Моргентал Корректор Л, Ливринц

Редактор

Заказ 1287 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям ри ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4 С

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения разделительный блок, первый и второй выУстройство для обнаружения пауз речи прямители с задержкой, компаратор, блок в вокодерном тракте, содержащее на пере- согласования, логический элемент НЕ и датдающей стороне входной фильтр, полоса-. чик дополнительной паузной комбинации, а вой анализатор спектра, детектор тон-шум, 5 на приемной стороне — дешифраторы основвыделитель основного тона и блок уплотне- ной и дополнительной паузных комбинаций ния, первые и входов которого соединены линия задержки и логический элемент И, соответственно с и выходами полосового причемвходвходногофильтраподключенк анализатора спектра, вход которого, соеди- выходу первого ключевого элемента, перненный с входами детектора тон-шум и вы- 10 вый вход которого, соединенный с входом делителя основного тона, подключен к устройства, подключен через усилительновыходу входного фильтра, причем выходы разделительный блок к входам первого и детвктора тон-шума и выделителя основно- второго выпрямителей с задержкой. выходы го тойа соединены соответственнос(п+1 -м которых соединены соответственно с пери с (И+2 -м входами блока уплотнения, а на 15 вым и вторым входами компаратора, выход приемной стороне устройство содержит которого подключен к второму входу первоблок разделения, синтезатор спектра, пере- го ключевого элемента и через логический ключатель тон-шума, генератор основного элемент HE — к первому входу датчика дотона, генератор Шума и выходной фильтр.: . полнительной паузной комбинации, второй причем вход блока разделенния через. канал 2б вход которого соединен с выходом цикло связи соединен с выходом блока уплатне- вой синхронизации блока уплотнения, а анния, а первые и выходов блока разделения ход датчика дополнительной паузной соединены соответственно с первыми. и, комбинации присоединен к(п+3 -мувыходу входами сййтезатора спектра, выход кото- блока уплотнения, причем выход второго рого через выходной фильтр подключен к 25 выпрямителя с задержкой подключен через первому выходу устройства, при этом (и+1 - . блок согласования. к первому входу второго и выход блока разделения соединен с йер- ключевого элемента, второй вход которого вым входом переайочателя тон-шум. выход соединен с, входом логического элемента которого подключен М ворому.входу синте- НЕ, при этом первые и входов блока раздеэатора сйектра, а второй и тре ий входы ЗО ленияподключеныкпараллельносоединенпереключателя тон-шум соедийены соот- ным п-входам дешифраторов основной и ветственно с выхоДами генератора осйов- дополнительной паузных комбинаций, приного тона и генератора шума, при этом вход чем выход дешифратора основной паузной генератора основного тона соединен с(п+2 - комбинации через линию задержки, а выход м выходом блока разделения; о т л и ч а ю- 36 дешифратора дополнительной паузной комщ е е с я тем, что, с.целью повышения точ- бинации подключены соответственно к перности обнаружения пауз речй, в устройство вому и второму входам логического введены на передающей стороне первйй и элемента И, выход которого является вто-. второй ключевые элементы, усилительно- рым выходомустройства.