Устройство для выделения характерных фрагментов на спектральных разрезах речевых сигналов

 

тчкд

И37 еыт О-7 ОХ МгФЕюбМЕИВ 7 24

3l42l9

OllHCAHHE

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 22.1V.1970 (№ 1433047/18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет—

Опхбликовапо 07.1Х.1971. Бюллетень ¹ 27

ЧП1х G 06k 9/00

10/ 1/02

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

У (К 621.391.1!) (088.8) Дата опубликования описа11пя 27.XI1.1971

Авторы изооретения

В. Н. Сорокин и В. С. Файн

Институт проблем передачи информации АН СССР

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРНЫХ ФРАГМЕНТОВ

HA СПЕКТРАЛЬНЫХ РАЗРЕЗАХ РЕЧЕВЫХ СИГНАЛОВ

l I ()=;(1) trl г (1 5 (-. -r);;(t) itri -

В(-)

ti;) 5"- (-. t) (tr

2ц

1 — т

Изобретение относится к области автомагического распознавания и эко!ном1-!о! персдачи речевых сипнач7ов.

В задачах автоматического анализа .и син. теза речевых сигналов .важное место занима-! от способы и устройства Bblделения:на спектральных .разрезах речевых сигналов каки. .лиоо характерных фрагментов и определения их параметров с целью передачи по лин!ии связи нли автоматического распознавания, В частности, все более широкое пр имененпс находят так называемые .формант ныс вокодеры, определяющис мпювенные значения частот и добротностей резонансных полостей голосового тракта.

Известные устройства не обеспечивают приближения к теоретически достижимой помехоустойчивости и точности определения параметров характерных фрагментов, и, кроме того, до сих пор .в качествс таких фрагментов рассматрппвались только форманты, хотя спектральные разрезы !речевых сигналов содержат фрагмегиты и других типо!в (например, шумовые области щелевых звуков).

Цель изоб1ретенгия — повысить помехоустойчивость и точность измерения параметров характерных фрагментов.

Для достижения этой целги в предлагаех1ох! устройстве применяется известный прин() цип корреляционного 3113.71133, точнес метод оптимальной л!гнсйной фи7bTp3UHи.

К31 известно, неравенство 1хошн-bуi !яконского о о

Л-(r) у(i Y.,2(t) уi

10 д П в случае корреляционного сравнс:1ня сигналя

S(t) с набором эталонов !(,. (1) может быть п редст3влсHО как 1 .Оэффиц :lсllт коррс 7яцlиl

В(т), инвариантный к изменению масштаба

S(t) по оси амплитуд 11 к сдвигам S(t) отно. сительно тг,. (/) на ичтсрвал т:

13е /х, — — -;,- (t) dt — кo:Iñò311ò3, О

Т вЂ” интервал анализа.

В прпменении к установлению i;III7e»clIIIIloст и и времени поя вле ния фрагмента р, (!) II

ЗО спг !але Ь (t) коэ!11фнцпснт 1 .Орре., !ян11!! /1(т) 314219

t z

20

55

60 которых

Я

0() C C i i L" И 1! 1! С1 10 C T i 1 >II C l l l l C М 1! КОИ М а и)! Ь !О ! ! О М CXO$>CT0II ПИОСП>1,И> С !СДОБ а ГС;1Ы10> тО lllOC f(H

H35IOPCIIH5I IIB>PBXIPTPOB XBPBKTCPIlbIY (PPBI 3IGFIтов.

Относительно,формант речевого сигнала из(вестно, что каждая из ННх пр(иближенно может быть описана резонансной частотой (> интенсивностью А, (и добротностью Q; коэффициент корреляции В (т) инвариаитеи к о>, и А,, но зависит от .

Однако добропность форманты возрастает п)ропорциопалыю сс резо)наноной частоте в практически важном диапазоне частот, и ,использование спектрографов с логарифмической шкалой частот компенс(ирует это изменен)ие. Это относится и к фрагментам типа шумовых областей щелевых звуко(в.

Поэтому для фрагментов, папримср, п>1па форманты и шумовой области потребуется всего по одному эталону.

Аппаратур(но это выражается тем, что устройство содерж(ит линию задержки с и отводами, блок резисто)ров, сумматор, квадраторы, блок делен)ия,,разноспну(о схему, пороговую схему и блок вычисления п)роизводных; пр(ичем отводы Jl(HFIHH задержки через блок резисторов, сумматор и квадратор подключены к первому входу блока делен)ия, вход )и (выход л)инии задержки через соот>ветствующ(ие квадраторы, и(нтеграторы и (разност)ную схему — ко,второму входу блока деления и сигнальному входу ключа, а выхо(д блока деления через порого)вую схему и блок выч(ислеиия про(иэводной подсоединен к управляющим входа)м ключей.

На чертеже показаиа блок-схема предлагаеьмого устройства для вы(деления только одного характерного фрагмента.

Вход уст(ройспва подключается к выходу блока ап>прокоимац(ии огибающей спектрального разреза — блока сглажи(вания отсчето)в ф!ильтро)в, даваемых ко>ммутатором спектрографа, который переводит S(()>) в S(/).

Устройство содержит линию задержки 1 с и отводами (число отводов определяется требуемой точностью представления эталонов), которые через блок 2, содержащий и (резисторов, связа>ны с сумматором 8. IlpoBoplHмости gi, g; .... gÄ резисторов устанавливаются таким образом, что они задают отсчеты эталонной функции q) (/) в и точках. Выход сумматора 8, на котором образуется сигП пал, пропорциональный Х S (1Лт — t) рр! (1Лт)

j=) (где Лт — (и)5!те)рвал задержки между двумя отводами), связан с квадратором 4, сквозной выход линии задержки 1 связан с квадратором 5, а иа квадратор б подается исходный сигнал S(t) со входа лини)и задержки. Выходы квадраторов 5 и 6 связаны со )вхо(дами интсгоаторов 7 и 8, а их выходы (сигналы на !

t прппорц»опапьпы ) Ъ>(>)dt и т

1 S" (I) (/!) с блоком О 1)l>l ((Iñ IL(lill)l рази ности,:сигнал иа выходе которого пропорцноналсн

jS- (tj dt= jS- (t) dt — > (t) dt .

Выходы блоков 9 и 4 связаны с блоком 10 деления, сигнал на,выходе которого пропорц(ионалеп коэффициенту корреляции В (т) .

С целью повышения точности фиксации момента t, доспижепия коэффиц)иеитом корреляции В(т) максимального значения и отсчета /! сигнал В(т) сравнивается с порогом в блоке 11. Его выход заведен иа блок 12, в котором, вычисляется первая и .вторая производные по времени В (т) и В" (т). В этом жс блоке прове>ряется условие максимума

В (т) = О, В" (т) (О и в момент выполнения этого условия логическая схема «И» блока 12 выдает сигнал на ключи 18 и 14. Последние, открываясь, выдают отсчеты сигнала (интенсивноспи фрагмента А, (с выхогда блока 9) и oHT)Haла, пропорционального координате времен(и появления / (c выхода блока 15, представляющего собой генератор пилообраз(ных напряжен)ий, )работающ(ий с периодом, задаваемым периодом опроса коммутатора спсктрографа, не показанного на схеме).

В успройстве для выделения нескольких характерных фрагментов схема в принципе такая же, как и вышеоп(исанная, только для каждого фрагмента добавляются блоки 2, 8, 4, 10 — 15.

Предмет изобретения

Устройство для выделен)ия характерных ф>рагментов на спектральных разрезах речевых сигналов, содержащее генерато>р пилооб.разного нап)ряжен(ия, подключенный к сигнальному входу одного из ключей, отлачаюи1ееся тем, что, с целью увеличения помехоустойчивости,и точности (измерения параметров характерных фрагментов, оио содержит лини!о задержки с !г отводами, блок резисторов, сумматор, квадраторы, интеграторы, блок, деления, разност>ную схемy, пороговую

c åìó и блок вычислен(ия производных, причем отводы линии задержки через блок резисторов, сумматор,и квадратор подключены к первому входу блока деления, вход и (выход лини(и задержки через соответствующие квадраторы, (и>нтеграторы и раэностную схему— ко вто)рому входу блока деления и c(Hã>íàlьному.,входу другого ключа, а .выход блока деления через пороговую схему и блок вычисления произ(водной (подсоединен к управляющ(им входам кл!очей, 3 14219

Редактор lO. Полякова

Заказ 5587 Изд. ¹ 1235 Тираж 473 11одпнснос

1(1-1ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров ССС!

Москва, ж 35, 1заугиская наб., д. 4/5

Загорская типография

Составитель Ь. Кудрявцев

Текред Т. Курилко

Корректоры Л. Орлова и 3. Тарасова