Способ преобразования речевбгх сигналов

 

ОПГЙСАН И Е

И ЗОБ Р ЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 15.(.1971 (№ 1624605»18-24) .Ч, Кл. G (Ol 1/02

G 06k 9!00 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовг Io 03,Х,1973. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 11.11.1974

Государственный кеитет

Совета Министров СССР ло делам изоеретений и открытий

УДК 621.391.19(0SS.S) Автор изобретения

В. Н. Сорокин

Институт проблем передачи информации АН СССР

Заявитель

СПОСОБ ПРЕОЪРАЗОВАНИЯ РЕЧЕВЪ(Х СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области автоматического распознания и передачи речевых сигналов.

Изменчивость формы акустического сигнала, соответствующего разным произнесениям одного и того же слова, создает, как известно, значительные трудности в процессах распознавания речи. Преодоление этих трудностей возможно, если воспользоваться так называемым непрерывно-групповым подходом к распознаванию речи, в основе которого лежит вычисление параметров преобразований текущего речевого сигнала к эталону. Процесс принятия решений в этом случае происходит, с одной стороны, в пространстве параметров, в котором разграничены области допустимых значений для каждого класса звукосочетаний, а, с другой стороны, в пространстве видеограмм, где преобразованные по вычисленным параметрам реализаций неизвестных звукосочетаний коррслируются с эталонами звукосочетаний.,Последняя операция необходима для реализации принципа максимальной помехоустойчивости при распознавании.

До сих пор преобразования речевых сигналов, как правило, элементарные (линейн!!е) осуществлялись лишь с .помощью алгоритмических методов на электронно-цифровых вычислительных машинах или на довольно сложных аналогoBblx устройства..

Цель изобретения — реализация преобразований и коррелирование речевых сигналов

5 в аналоговой форме без каки.;-либо ограничений на вид преобразования и i llpollIclIIIc самой процедуры преобразовании. Для этого с помощью сигналов, пропорциональных параметрам преобразований, формнру!от сигна10 ны нелинейныx рàзверток эталоннои спектрограммы по частоте и времени, суммируют этн сигналы с сигналами соотвстству!ощих линейных разверток, синхронизируют получснныс сигналы с опросом текущего спектра вход15 ного сигнала и сравнивают амплитуды сипилов соотвстств HHllx точек эталонной н входной спсктрограмм.

В основе прсдла гас мого рсн!с!! И!1 лсiliIIT переход от непосредственного преобразования

20 видеограммы к изменению скорости сс ollpoca по частоте и врсмсни, в соответствии с зависимостью, опредсляемой вычнс,!сннымн параметрами. Нанболсс простым в реализации здесь оказывается преобразованпе нс T»кущсй

25 видиограммы, а эталона, причем сам эталон удобнее всего представить в виде двумерного изображения на фотоноснтеле.

На чертеже приведена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого спо30 соба.

Речевой сигнал, разложенный в спсктрографе 1 на ряд частотных полос, поступает в блок вычисления параметров преобразований

2, куда также подаются сигналы от блока эталонов 3. Вычисленные параметры преобразований по осям времени и частоты порознь подаются соответственно на блоки 4 и 5, представляющие модели дифференциальных уравнений, решениями которых являются искомыс преобразования, например, с

t =а,+а,/ а = а, + а,t + а,а + а,а +...+ а,а где ai, a> — вычисленные параметры преобразований, à t и в — значение времени и частоты на эталоне, соответствующее их значениям па текущей видеограмме.

Каждая из этих зависимостей в аналоговой реализации, очевидно, имеет своим аргументом время, но в одной из них время имеет смысл частоты. Эти зависимости суммируются в блоках 6 с линейно нарастающими сигналами развертки эталона по частоте (блок

7) и врсмсHè (блок 8), обеспечивающими опрос эталона при тождествснном преобразовании. Суммарные сигналы разверток подаются на опрос эталона.

Изменение скорости опроса по осям частоты и времени, очевидно, эквивалентно преобразованиям плоскости (о,t) в равномерной развертке. Пользуясь телевизионной терминологией, можно сказать, что развертка эталона по t (как более медленная) аналогична кадровой развертке, а развертка по о> строчной. Обе развертки синхронизируются коммутатором спектрографа 1, осуществляющего опрос фильтров, с тем, чтобы обеспечить совпадения начала отсчета для эталона и неизвестной реализации.

Опрашиваемые в соответствии с вычисленным законом преобразования спектральные разрезы эталона коррслируются со спектральными разрезами текущего сигнала, опрашиваемого в равномерном ритме, причем разрсзы текущего сигнала задерживаются в блоке

5 задержки 9. Корреляция осуществляется в блоке 10, откуда сигнал передается в блок принятия решений 11, в который также приходят сигналы корреляции от остальных эталонов. Принятие решения о принадлежности

10 данного звукосочетания происходит, как обычно, по максимуму корреляции.

В случае представления эталонной видеограммы дискретными отсчетами по частоте и времени, записанными, например, на резис15 торной матрице, процедура прсобразования заключается в изменении интервалов опроса этих отсчетов, задаваемом сигналами с выходов моделей 4 и 5.

Предмет изобретения

Способ преобразования рсчсвых сигналов, согласно которому сигнал разлагают на час25 тотныс полосы, выделяют огибающие спектральшях разрезов, определяют значения амплитуды, частоты и времени характерных точек и вычисляют по ним параметры преобразований текущего сигнала к эталону, отличаЗ0 юи1ийся тем, что, с целью увеличения помехоустойчивости и упрощения его аппаратурнои реализации, с помощью сигналов, пропорциональных параметрам преобразований, формируют сигналы нелинейных разверток

35 эталонной спектрограммы по частоте и времени, суммируют эти сигналы с сигналами соответствующих линейных разверток, синхронизируют полученные сигналы, с опросом текущего спектра входного сигнала и сравни40 вают амплитуды сигналов соответственных точек эталонной и входной спектрограмм.

399908

Составитель В. Кудрявцев

Техред Л. Богданова Корректор Л. Новожилова

Редактор Е. Гончар

Типография, пр. Сапунова. 2

Заказ 208/2 Изд. № 38 Тираж 467 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5