Анализатор речевого сигнала

 

ОП ИСАНИЕ изовеетиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социалистические

Республик ()902280 (6I ) Дополнительное к ввт. свкд-ву (22) Заявлено 27. 12.79 (2l ) 2859534/18-09 (51) М. Кл.

Н 04 3 3/18

601 R 23/16 с присоединением заявки М

9куднрственный квинтет

СССР но делом изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.01.82. Бюллетень М

Дата опубликования описания 02-02.82 (53) УДК 621.395. .4 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. И. Кудряшов, В. В. Лисунов и А. Ю. Ч (7l) Заявитель

7 (54) АНАЛИЗАТОР РЕЧЕВОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к устройствам .вязи и может использоваться для анализа речевых сигналов при контроле за работой операторов и в психофизических исследованиях.

Известен анализатор речевого сигнала, 5 содержаший усилитель, ко входу которого подключен микрофон, фильтр, низких частот, блок индикации, фильтр высоких частот и две группы селекторов (Ц .

Однако известный анализатор речевого сигнала имеет низкую точность анализа, в частности, не обеспечивает возможности контроля за уровнем эмоциональной напряженности.

Цель изобретения — повышение точности анализа.

Указанная цель достигается тем, что в анализатор речевого сигнала, содержащий усилитель, ко входу которого подклю20 чен микрофон, фильтр низких частот, блок индикации, фильтр высоких частот и две группы селекторов, введены два ключа, два блока анализа уровней сигнала, реверсивные счетчики и блок управления, выходы которого подключены соответственно к первым входам блоков анализа уровней сигнала и блока индикации, а также к управляюшим входам ключей к информационным входам которых подключен выход усилителя, при этом выход первого ключа через последовательно соединенные фильтр низких частот и первый блок анализа уровней сигнала подключен ко входам селекторов первой группы, а выход второго ключа через последовательно соединенные фильтр высоких частот и второй блок анализа уровней сигнала подключен ко входам селекторов второй группы, причем выходы селекторов первой и второй групп подключены соответ ственно к вычитаюшим и суммируюшим входам роверсивных счетчиков, выходы которых подключены ко входам блока индикации.

При этом каждый блок анализа уровней сигнала содержит блок управления уровнями анализа, выходы которого подключе902280 ны к управляющим входам амплитудного селектора верхнего уровня и амплитудного селектора нижнего уровня, при этом выход амплитудного селектора верхнего уровня подключен к запрещающему входу элемента запрета, к информационному входу которого подключен выход амплитудного селектора нижнего уровня, выход элемента запрета является выходом блока анализа уровней сигнала, а вход блока 10 управления и объединенные входы амплитудных селекторов верхнего и нижнего уровней являются соответственно первым и вторым входами блока анализа уровней сигнала.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого анализатора речевого сигнала; на фиг. 2— временные диаграммы, поясняющие работу блока анализа уровней сигнала.

Анализатор речевого сигнала содержит микрофон 1, подключенный ко входу усилителя 2, блок 3 управления, два ключа 4, фильтр 5 низких частот (ФНЧ), фильтр 6 высоких частот (ФВЧ), два блока 7 анализа уровней сигнала, каждый из которых состоит из амплитудного селектора 8 нижнего уровня, амплитудного селектора 9 верхнего уровня, блока 10 управления уровнями анапиза и э,лемента

11 запрета, а также две группы селекторов 12, состоящие иэ селекторов импульсов по длительности, реверсивные счетчи ки 13 и блок 14 индикации.

Устройство работает следующим обраS зом.

Речевой сигнал с микрофона 1 поступает на усилитель 2, выполненный с автоматической регулировкой усиления, что

40 позволяет снизить ошибки, связанные с изменением расстояния оператора от ми крофона. С выхода усилителя 2 сигнал поступает одновременно на входы двух ключей 4. Последние открываются сигналами с блока 3 управления на строго

43 определенное время, определяющее интервал анализа речевого сигнала.

Через открытые ключи 4 сигнал поступает на входы ФНЧ 5 и ФВЧ 6. Частота среза ФНЧ 5 равна 500 Гц с крутизной спада 40 дБ на октаву, а ФВЧ 64 кГц с той же крутизной спада. Выбор таких частот обусловлен тем, что для упрощения анализа состояния эмоциональ° ной напряженности оператора и, соответ- SS ственно, необходимой аппаратуры из всего спектра речевого сигнала выделяют две граничные области — до 500 Гц и

4 свыше 4 кГц. В вьщеленных областях устанавливают определенные уровни и фиксируют время пребывания интенсивности речевого сигнала между заданными уровнями. С выходов фильтров низких и вы,. соких частот 5 и 6 сигнал поступает на вход соответствующих блоков 7 анализа, работа которых одинакова и поясняется с помощью временных диаграмм, представленных на фиг. 2.

Пусть, например, сигнал на выходе

ФНЧ 5 имеет форму, показанную на фиг. 2 а.

С помощью амплитудных селекторов 8 нижнего и 9 верхнего уровня устанавливают нижний и верхний пороги. Величина этих порогов может изменяться сигналами с блока 3 управления. При этом на выходе амплитудного селектора 8 нижнего уровня форма сигнала имеет вид, показанный на фиг. 2 о, а на выходе амплитудного селектора 9 верхнего уровня форма сигнала показана на фиг. 24.

Сигнал с выхода амплитудного селектора 8 нижнего уровня поступает на информационный вход элемента 11 запрета, на запрещающий вход которого подают сигналы с выхода амплитудного селектора

9 верхнего уровня, Форма сигналов на выходе элемента ll запрета имеет вид, изображенный на фиг. 2г .

С выхода блока 7 анализа уровней сигнала сигналы различной длительности, пропорциональной времени пребывания интенсивности речи между заданными уровнями, поступают на вход первой группы селекторов 12. Совершенно аналогично сигналы с выхода ФВЧ 6 через второй блок 7 анализа уровней сигнала поступают на вход второй группы селекторов 12.

В группах селекторов 12 осуществляется разделение импульсов по заранее заданным фиксированным значениям длительностей. С обеих групп селекторов 12 сигналы равной длительности поступают на входы реверсивных счетчиков 13, причем выходы первой группы селекторов 12 соединены с вычитающими уходами, а выходы второй группы селекторов 12 — с суммирующими входами реверсивных счетчиков 13.

По окончании интервала наблюдения блок 3 управления вьщает сигнал на блок

14 индикации, который отображает содержимое реверсивных счетчиков 13. Результаты исследования используются в формировании оценки состояния эмоциональной напряженности оператора.

1. Анализатор речевого сигнала, содержащий усилитель, ко входу которого подключен микрофон фильтр низких частот, блок индикации, фильтр высоких частот и две группы селекторов, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности анализа, введены два ключа, два блока анализа уровней сигнала, реверсивные счетчики и блок управления, выходы которого подключены соответственно к первым входам блоков анализа уровней сигнала и блока индикации, а также к управляющим входам «лючей, к информационным входам которых подключен выход усилителя, при этом выход первого ключа через последовательно . соединенные фильтр низких частот и пер. вый блок анализа уровней сигнала под5 90

Использование предлагаемого анализа в устройствах для психофизических исследований и контроля за работой оператора повысит эффективность функционирования технических эрготических систем за счет обеспечения текущего контроля уровня эмоциональной напряженности оператора бесконтактным методом, в процессе обмена речевой информацией.

Ч аким образом, в предлагаемом анализаторе речевого сигнала повышена точность анализа. фор мула изобретения

2280 Ь ключен ко входам селекторов первой группы, а выход второго ключа через последовательно соединенные фильтр высоких частот и второй блок анализа уровней сигнала подключен ко входам селекторов второй группы, причем выходы селекторов первой и второй групп подключены соответственно K вычитающим и сумми руюшим входам реверсивных счетчиков, lO выходы которых подключены ко входам блока индикации.

2. Анализатор по и. 1, о т л и ч аю ш и и с я тем, что каждый блок анализа уровней сигнала содержит блок управ вления уровнями анализа, выходы которого подключены к управляющим входам амплитудного селектора верхнего уровня и амплитудного селектора нижнего уровня, при этом выход амплитудного селект тора верхнего уровня подключен к запрещающему входу элемента запрета, к информационному входу которого йодключен выход амплитудного селектора нижнего уровня, выход элемента запрета д является выходом блока анализа уровней сигнала, а вход блока управления и обьединенные входы амплитудных селекторов верхнего и нижнего уровней являются соответственно первым и вторым входами и блока анализа уровней сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ж 486282, кл. G 01 R 23/16, 1974.

2)

Составитель Г. Челей

Редактср В. Пилипенко Техред М. Надь Корректор A. Фере"д

Заказ 12433/72 Тираж 684 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4