Патент ссср 434615
О Л И С А Н И Е («) 4346!5
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социапистииеских
Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 26.04.72 (21) 1778003/26-9 с присоединением заявки № (32) Приоритет (51) М. Кл. Н 04гп 3/26
@аудардтвенный камнтет завета Мнннстрав СССР аа делам иэааретеннй
II аткрытий (53) УДК 621.395.124 (088.8) Опубликовано 30.06.74, Бюл,—,;-,ot«, х;
Дата опубликования описания 06.11.74 (72) Авторы изобретения
H. Д. Вахрушев, Е. Б. Вахрушева и В. И. Шиман (71) Заявитель (541) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗБОРЧИВОСТИ
РЕЧИ
Изобретение относится к акустической схемотехнике и предназначено для объективной оценки каналов связи по разборчивости. Оно может использоваться в измерительных установках и устройствах автоматики при измерении характеристик сигналов при наличии помех.
Известные устройства для измерения разборчивости речи основаны на последовательном измерении логарифма отношения средних значений помехи и сигнала в ряде спектральных полос и преобразовании по линейному закону этой величины в индекс артикуляции, причем индекс артикуляции равен О, с с если 10 log= (0, равен 1, если 10 log ш2 щ2
)30 дб, и линейно изменяется от 0 до 1 при с изменении 10 log в пределах от 0 до 30 дб. ш
Подобные измерители содержат набор полосовых фильтров, детекторы, интеграторы, логарифматоры, включенные после интегратос+ш с ров, блоки преобразования log в !од= и
Ш ш с преобразователь log = в индекс артикуляШ ции. При измерениях выходы каналов анализаторов (выходы интеграторов) последовательно подключаются через логарифматоры и с-+- ш с блок преобразования log в log =ê блош ш ку определения индекса артикуляции, причем анализируется сначала смесь сигнала с помехой, а затем в паузе помеха. что требует сложной системы синхронизации.
Недостаток известных устройств состоит в
10 малом динамическом диапазоне измеряемых входных сигналов, относительно большой погрешности измерений разборчивости речи, обеспечиваемой трактом, в сложности схемы синхронизации работы передающей и приемной
15 частей измерителей.
Цель изобретения — уменьшение времени измерения при одновременном повышении точности.
Эта цель достигается, во-первых, путем ис20 пользования параллельного и-канального анализатора, выходы которого через первую ключевую схему подключаются к входам двух запоминающих блоков, выходы которых через вторую ключевую схему подключены к двум
2 входам блока вычитания, причем выход блока вычитания подключен к входу блока определения формантной разборчивости; во-вторых, тем, что в каждом канале анализатора логарифмирующий усилитель переменного то30 ка включен перед детектором.
434615
15
3
На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства для измерения разборчивости речи.
Устройство содержит передатчик 1, формирующий акустический шумовой сигнал заданного уровня со спектром, соответствующим формантному спектру, искусственное ухо 2, входной корректирующий усилитель 3, набор полосовых фильтров 4, логариф мир ующие усилители 5, детекторы б, блок 7 оценки входного сигнала (блок синхронизации), ключевые схемы 8 и 11, запоминающие блоки 9 и
10, вычитающий усилитель 12, блок 13 определения формантной разборчивости в данной полосе по соотношению log с+ш /log (ш, счетную схему 14 с цифровым индикатором, блок 15 управления.
В исходном состоянии передатчик 1 не возбужден, напряжение на его выходе отсутствует, искусственное ухо 2 воспринимает лишь шумы линии связи. Шумы усиливаются усилителем 3, в котором осуществляется подъем ьерхних частот для равномерной загрузки каналов, анализируются набором фильтров, логарифмируются и детектируются. Блок 7 оценки, представляющий собой вариант синхронизирующего блока и выполненный в виде сумматора с пороговым элементом, в это время не выдает сигнала для запуска блока управления. Ключевые схемы 8 и 11 закрыты, запоминающие блоки 9 и 10 разряжены, а цифровой индикатор индицирует нулевые показания.
При подаче испытательного сигнала, длительностью около десяти секунд, который усиливается в приемнике, расфильтровывается набором полосовых фильтров, логарифмируется и детектируется, напряжение на выходе детекторов превышает заданный порог, блок
7 оценки вырабатывает импульс, запускающий блок 15 управления, открывающий четные ключи ключевой схемы 8, подключая к выходам каналов запоминающий блок 9. Начинается процесс накопления среднего значения логарифма суммы энергий сигнала и помехи по всем каналам одновременно. По истечении восьми секунд ключевые схемы 8 автоматически закрываются, и информация в аналоговой памяти хранится до момента стирания.
По окончании защитного интервала (порядка 2 — 3 сек), во время которого испытательный сигнал выключается, блок управления открывает нечетные ключи ключевой схемы 8, подключая к выходам каналов запоминающий блок 10. Идет процесс усреднения и запоминания логарифма энергии помехи в тех же полосах анализатора в течение следующих восьми секунд, после чего ключевые схемы 8 закрываются.
По окончании анализа блок управления попарно подключает запоминающие блоки 9, 10, относящиеся к одному каналу и-канального анализатора, к вычитателю, на выходе которого образуется напряжение, пропорциональ20
Ic+ ш ное log (с, ш — мгновенные значения (ш I энергии сигнала и шума). В блоке 13 производится функциональное преобразование этого напряжения в напряжение, пропорциональное коэффициенту восприятия P. Значение коэффициента восприятия в блоке 13, кроме того, умножается при необходимости (если полосовые фильтры отличаются от равноартикуляционных) на коэффициент веса данной полосы в формантном спектре речи, и результат умножения (формантная разборчивость) накапливается в счетной схеме (счетчике цифрового индикатора). Последний преобразует аналоговое напряжение, пропорциональное форм антной разборчивости, в импульсную форму, например в число импульсов или двоичный код.
Процесс определения формантной разборчивости повторяется циклически по всем элементам памяти за короткое время, определяемое лишь быстродействием блоков 11 — 14.
Управление этими операциями осуществляется блоком управления 15. Суммарный результат, накопленный в счетчике, представляет собой формантную разборчивость, которая может быть переведена в другие виды разборчивости. По окончании расчета происходит стирание информации в блоках памяти, и устройство возвращается в исходное состояние.
Использование параллельного анализа в предлагаемом устройстве позволяет повысить точность без увеличения времени измерений.
Устройство может использоваться для контроля телефонных и радио-каналов связи, характеризующихся искажениями типа флуктуационных помех и частотно-зависимого затухания. Для расширения пределов измерения в сторону отрицательных соотношений сигнал/
/шум и увеличения помехоустойчивости устройства запуска блок 7 оценки можно заменить простейшим синхронизирующим блоком, запускаемым, например, тональным сигналом на линии связи, что позволяет измерить разборчивость при соотношении сигнал/шум в канале от — 15 до +40 дб.
Предмет изобретения
1. Устройство для измерения разборчивости речи, содержащее последовательно соединенные искусственное ухо, усилитель, и-канальный анализатор, выходы которого подключены через последовательно соединенные пороговую схему и блок управления к счетной схеме, а также к блоку определения формантной разборчивости, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени измерения при одновременном повышении точности, каждый выход и-канального aíàëèçàòîðà подключен через первую ключевую схему одновременно к входам двух запоминающих блоков, выходы которых через вторую ключевую схему подключены к двум входам блока вы434615
Составитель Л, Шипова
Техред Н. Куклина
Корректор Т. Хворова
Редактор М. Бычкова
Заказ 3012/13 Изд. № 1781 Тираж 678 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, 5К-35, Раушская наб,, д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 читания, причем выход блока вычитания подключен к входу блока определения формантной разборчивости.
2. Устройство по и. 1, отлич ающееся тем, что каждый канал анализатора выполнен из последовательно соединенных фильтра, логарифмического преобразователя и детектора,
