Устройство для моделирования речеобразующего тракта

 

4аИ= И-ЕGnM

ИЗОБРЕТЕНИЯ.Союз Советеммк

Соцмалметмчееммх

Реепубммм 732916 (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2Ð. 1 1.77 (21) 25492 10/18-24 с присоединением заявки .% (23)Пт юрнтет

Опубликовано 05,05,80. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 08.05.80 (5() К

606 6 7/60

Всудирстииквмй комитет по делам иаибретивий н аткрмтнй (53) УДК 681.333 (088.8) (72) Автор изобретения

В. А. Свириденко

Московский институт инженеров гражданской авиации (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

РЕЧЕОБРАЗУЮШЕГО ТРАКТА

Изобретение относится к устройствам, моделирующим различные функции человеческого организма. В частности, устройство для моделирования речеобраэуюшего тракта может быть использовано в синтетической телефонии и речевой связи человека с машинами.

Известно устройство для моделирований речеобраэующего тракта (1), содержащее Ь С-сетку, блок управления, чето рез ключи соединенный с усилителями

Однако это устройство не обеспечивает достаточной степени - идентификации говорящего из-эа отсутствия в нем компонентов, модулирующих носовой тракт (помимо голосового). Это обстоятельство существенно влияет на моделирование носовой коартикуляции, определяющей в значительной мже узнавание говорящего.

Коартккуттяция — это зависимость формы речеобразующего тракта в любой заданный момент времени не только от произносимой в этот момент фонемы, но и от соседних фонем.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство (2), содержашее генератор квазипериодических импульсов, соединенный с размыкаюшим контактом первого ключа, замыкаюший контакт которого подключен к выходу генератора белого шума, причем выход первого ключа соединен со входом усилителя, первый регулируемый фильтр, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, соединенного выходом со входом первого регулируемого фильтра.

Устройство не обеспечивает высокой точности. моделирования речеобразуюшего тракта, Цель изобретения — повышение точности моделирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены второй и третий регулируемые фильтры, второй и третий ключи и второй сумматор, первый вход которого через второй регулируемый фильтр подключен к выходу первого сум3 7329 матора, второй вход которого через второй ключ соединен с выходом усилителя

Усилитель через цепочку из последовательно соединенных третьего ключа и третьего регулируемого фильтра подключен ко второму входу второго сумматора.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Устроиство содержит генератор 1 квазипериодическях импульсов с регулируе- 10 мой частотой основного тона х от, генератор 2 белого шума, моделирующие . функцию возбуждения голосового тракта на участках речевого сигнала, соответствующих вокализованным 8> (Ь ) глас- ным или звонким согласным и невокализованным 6 „, (Ь ) глухим согласным звукам, последователю соединенные ключ 3, усилитель 4 с регулируемым коэффициентом усиления, ключи 5, 6, сумма- 20 тор 7, регулируемые фильтры 8, 9, сумматор 10, регулируемый фильтр 11.

Поясним процесс формирования речеподобного сигнала с помощью устройства.

Функция возбуждения О „(4 )), соотве г- 25 ствуюшая вокализованным участкам речи, генерируется генератором 1 квазипериодических импульсов. Частота следования импульсов 1о.г соответствует частоте основного тона и может меняться в требуе- Э0 мых пределах. Функция возбуждения

Ю ш (Ь ) для невокализованных участков речи формируется генератором 2 белого шума, на выходе которого появляется случайный процесс с равномерным спект- ром. Ключ 3 тон-шум выбирает в соответствии с участком речи тип функции возбуждения p ((; ) гутем подключения к формирователю речеподобного сигнала генратора 1 (Е (.Ь ) =e„() или 40 генератора 2 (8 (О=Сш(4 )., Далее фукция возбуждения C (t умножается на коэффициент А в усилителе 4, где А представляет собой интенсивность (амплитуду) выходного сигнала 5(4) устройства. Функция Е () =А.C(4 ) с выхода усилителя 4 подается на ключ .6, выполняющий роль мягкого неба, подключающего носовую полость при цроизнесении носовых звуков. Одновременно функ$0 ция Е (Ь ) подается на линейный фильтр, выполненный на основе сумматора 7 и фильтра 8 с регулируемым век.тором параметров ) = (ckq ..., Д,„) в петле обратной связи через ключ 5.

Последний моделирует взаимодействие голосового и носового трактов. В простейшем случае ключ 5может :выполнять

16 4 роль мягкого неба, отключая блоки, моделирующие голосовой тракт, в моменты произношения носовых звуков. Тогда он работает одновременно с ключом 6, причем ключ 5 замкнут в этом случае тогда, когда ключ 6 разомкнут и наоборот.

Функция Е (4 ) с выхода сумматора 7 подается на фильтр 9, вектор параметров Ь = (,, ..., P ) которого подбирается так, чтобы корректировать требуемым образом сквозную характеристику, моделирующую форму голосового тракта. Параметры Я, и Р отражают положение атрикуляторных органов (-языка, губ, челюстей и др.), причем век-, тор р определяет характер коартикуляции и воздействие голосового и носового трактов. При включении ключа 6 функции Е () подается на фильтр 11 с параметрами у = (, ...., $ ); которые в простейшем случае могут.быть постоянными, так как форма носовой полости практически не изменяется. Выход ные сигналы Х (+. ) и s (+ ) фильтров 9 и 11 подаются на сумматор 10, где формируется выходной процесс

Использование устройства позволяет более точно анализировать структуру речевого сигнала и более качественно проводить его синтез в системах синтетической телефонии, а также обеспечивает более высокую степень идентификации при опознавании дикторов и расширяет функциональные возможности машинных сНстем речевого ответа.

Формула изобретения

Устройство для моделирования речеобразующего тракта, содержащее генератор квазипериодических импульсов, соединенный с размыкающим контактом первого ключа, замыкающий контакт которого подключен к выходу генератора белого шума, выход первого ключа соединен со входом усилителя, первый регулируемый фильтр, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, выход которого соединен со входом первого регулируемого фильтра, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, в устройство введены второй и третий регулируемые фильтры, второй и третий ключи и второй сумматор, первый вход которого через второй регулируемый фильтр подключен

732916

5 и выходу первого сумматора, второй вход которого через второй ключ соединен с выходом усилителя, который через цепочку иэ последовательно соединенных третьего ключа и третьего регулируемого фильтра подключен ко второму входу второго сумматора.

Источники иж ярмашп, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М- 416709ю кл. 506 G 7/10э 1971

2. цифровое представление речеввкх сигналов, ТИИ-ЭР, 63, 1976, % 4, .с. 141-169 (прототип).

Составитель И. Загорбинина

Редактор Т. Орловская Техред С. Мигай Корректор

Заказ 1740/ 40 Тираж 751 Подписное

IIHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПЛЛ Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4