Патент ссср 403090
468696- "*
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
М. Кл. Н 04j 3/18
Заявлено 06Х111.1971 (№ 1689171/26-9) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 19.Х.1973. Бюллетень № 42
Дата опубликования описания 5.III.1974
Государственный квинтет
Совета Мнннстрав СССР оо делам нзосретвннй
Н ОТКРЫТИЙ
УДК 534.41(088.8) Авторы изобретения
С. П. Баронин и А. И. Куштуев
Заявитель
СЛЕДЯЩИЙ ВЫДЕЛИТЕЛЬ ОСНОВНОГО ТОНА РЕЧИ
1, Изобретение относится к области измерений электрических сигналов и может быть использовано в системах компрессии речевых сигналов, в системах автоматического распознавания речи, а также при фонетических исследованиях речевой интонации.
Известны следящие выделители основного тона речи, состоящие из преселектора, компрессора, перестраиваемого фильтра, ограничителя, одповибратора и фильтра нижних частот. На выходе фильтра нижних частот формируется напряжение, пропорциональное частоте основного тона. Это напряжение используется для управления частотой настройки полосового фильтра. В результате полосовой фильтр осуществляет слежение за частотой основного тона.
Известные устройства имеют низкую надежность выделения основного тона речи, так как склонны к возбуждению из-за того, что обратная связь осуществляется в тои же области частот, что и селекция частоты основного тона.
Кроме того, изменение характеристик обрат. ной связи из-за различных дестабилизирующих факторов приводит к неточности настройки перестраиваемого фильтра, причем эти погрешности обратной связью не компенсируются.
После пауз возможна значительная расстройка перестраиваемого фильтра относительно частоты основного тона из-за малой памяти, определяемой временем переходного пропесса фильтра нижних частот в цепи управления. Увеличение памяти путем сужения по5 лосы пропускания приводит к ухудшению слежения за быстрыми изменениями основного тона.
Целью изобретения является повышение надежности выделения основного тона. Это до10 стигается тем, что между компрессором и ограничителем дополнительно введены последовательно соеднненнь|е модулятор, первый полосовой фильтр, второй полосовой фильтр, демодулятор, фильтр нижних частот. Выход
1S первого полосового фильтра через усилитель подключен к первому входу фазового детектора, ко второму входу которого через ограничитель подключен выхо- второго полосового фильтра, а выход фазового детектора через
20 параллельно соедш епные интегратор и фильтр нижних частот подключен Ко второму входу второго полосового фильтра и ко входу генератора, выход которого подключен ко входу модулятора и ко входу демодулятора.
25 На чертеже представлена блок-схема следяшего выделптеля основного тона.
Устройство содержит преселектор 1, компрессор 2, модулятор 3, генератор 4, первый полосовой фильтр 5, второй полосовой фильтр
30 6, усилитель 7, ограничитель 8, фазовыи де403090
fx — free+ fpes.пФ, fe: геп fpes.пФ или:
fr: 2fren /от
f2 f0T (ген ) 2) в тектор 9, фильтр 10 нижних частот, интегратор 11, демодулятор 12, фильтр 13 нижпих частот, ограничитель 14, одновибратор 15, фильтр lb нижних частот.
Речевой сигнал подается на преселектор 1 (например, полосовой фильтр с частотами среза f„=70 гц и f,=740 гц), который выделяет полосу частот, соответствующую основному тону. Полученный ца выходе преселектора сигнал поступает ца компрессор 2, пормируется по уровню и подается ца модулятор 3, на другой вход которого поступает сигнал с генератора 4, в результате чего сигнал переносится в высокочастотную область и возле частоты генератора /гоп формируются две боковые полосы, соответствующие спектру речевого сигнала, прошедшего через преселектор и компрессор.
Частота колебаний генератора должна быть: (Например, fre,=2070 гц, а 2),=2 740=
=1480 гц).
С модулятора сигнал поступает па первый полосовой фильтр 5 с коэффициентом передачи К1 ()), который подавляет частоту генератора и другую боковую полосу, а в селектируемой боковой полосе обеспечивает преимущественное прохождение частоте, соответствующей самой иизкочастотной гармонике основного тона (частоте ОТ), при ослаблении частот, соответствующих более высокочастотным гармоникам. С выхода первого полосового фильтра сигнал подается иа второй полосовой фильтр 6 с коэффициентом передачи К2(f), настроенный на частоту:
1рез.пФ, — free fe
Сигналы с выхода первого полосового фильтра через усилитель 7 и с выхода второго полосового фильтра через ограничитель 8 поступают на фазовый детектор 9, где сравниваются их фазы. Известно, что спектр тональных участков речи представляет собой набор дискрет на частотах, соответствующих гармоникам основного тона. На выходе первого полосового фильтра спектр будет повторять относительно частоты генератора fr спектр исходного речевого сигнала, прошедшего через преселектор и компрессор, если фильтр покрывает верхнюю боковую полосу, и будет инверсным, если фильтр покрывает нижнюю боковую полосу. В данном примере спектр ца выходе фильтра инверсный, так как фильтр покрывае нижнюю боковую полосу.
Если частота основного тона равна нижней частоте среза преселектора: гот — гн то сигнал на выходе второго полосового фильтра соответствует его резопансной частоте, поэтому фазового сдвига не происходит и напряжение на выходе фазового детектора равно
65 нулю. Сигнал с выхода фазового детектора через фильтр 10 нижних частот ()о„=50 гц) и ипгеграrop 11 с большой постоянной времени (»=-10 сек) управляет генератором. Поскольку напряжение па выходе фазового детектора равно пулю, то частота генератора остается неизменной.
Сип|ал с выхода второго полосового фильтра поступает на демодулятор 12, па другой вход которого подается сигнал or генератора.
На выходе демодулятора формируется сигнал, спектр которого состоит из дискрет па частоте 1 и f2
Низкочастотная составляющая /2 — это частота основпого тона речи. С помощью фильтра 13 нижних частот, покрывающего диапазон частот основного тона, обеспечивается выделение частоты основного тона f„,.
Сигнал с выхода фильтра нижних частот ограничивается ограничителем 14 и поступает
IIB одновибратор 15. Таким образом иа выходе одновибратора формируется импульсная последовательность, соответствующая частоте основного тона, которая подается на фильтр 16 нижних частот, а на выходе фильтра (f,p ——
=50 гц) создается напряжение, пропорциональное частоте основного тона.
Если частота ОТ изменится, то частота сигнала на выходе второго полосового фильтра станет отлична от его резонансной частоты, поэтому сигнал на выходе второго полосового фильтра приобретает фазовый сдвиг, определяемый фазовой характеристикои этого фильтра. Этот сдвиг детектируется и преобразуется фазовым детектором в пропорциональное напряжение, которое через фильтр нижних частот и интегратор подстраивает генератор в сторону приближения частоты колебаний сигнала на выходе второго полосового фильтра к резонансной частоте этого фильтра.
Таким образом обеспечивается слежение за частотой основного тона, причем обратная связь компенсирует изменения характеристик отдельных ее элементов, которые происходят под влиянием дестабилизирующих факторов.
Чем выше частота основного тона, тем больше напряжение на выходе фазового детектора, тем шире полоса пропускаиия второго полосового фильтра, а чем ниже частота основного тона, тем уже полоса пропускапия второго полосового фильтра.
Интегратор обеспечивает удержание следян(ей системы на время пауз в положении, близком к тому, которое соответствовало слежению за основным тоном па предыдущем тональном у частке.
403090
Предмет изобретения
IX.1
Составитель P. Иванова
Техред Т. Миронова
Корректор Е. Хмелева
Редактор Н. Коган
Заказ 800/2 . Изд. № 2060 Тираж 678 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, 7К-35, Раушская иаб., д. 4, 5
Типография, пр. Сапунова, 2
Следящий выделитель основного тона речи, содержащий последовательно соединенные преселектор, компрессор, ограничитель, одновибратор и фильтр нижних частот, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения надежности выделения основного тона, между компрессором и ограничителем дополнительно введены последовательно соединенные модулятор, первый полосовой фильтр, второй полосовой фильтр, демодулятор, фильтр нижних частот, при чем выход первого полосового фильтра через усилитель подключен к первому входу фазового детектора, ко второму входу которого через ограничитель подключен выход второго полосового фильтра, а выход фазового детектора через параллельно соединенные интегратор и фильтр нижних частот подключен ко второму входу второго полосового фильтра и о входу генератора, выход которого подклю10 чен ко входу модулятора и ко входу демодулятора.
