Устройство для распознавания речевых сигналов

союз советских оцидлистичесни спуБлин 9) Ш) а) 10 Ь 1 0 АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР лдм иэоБРетений и отнРыт ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ юче(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯРЕЧЕВЫХ СИГНАЛОВ,: содержащее блок измерителя элементарной площади. распазнаваемого сигнала, генератор тактовойчастоты, блок памяти, анализатор,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с "целью повышения быстродействия, на 1(21) (22) ( 46) (72) А. И.71) Крас трон (5 3) (56) Р 562 в 83 ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 3383637/18-100 8. 01,8223,07.83. Бюл. Р 27И.ф. Бондаренко, А.Я. Др нко, Кантемир и В.Ю. Соколов Харьковский ордена Трудового ого Знамени институт радиоэлекки534. 781( 0 88. 8)1Авторское свидетельство СССР 963, кл, 6 10 1 1/02, 1977. Авторское свидетельство СССР 521, кл. О 10 Ь 1/02, 1981. дежности и упрощения конструкции, внего введены динамический нормализатор уровня, рецептор, классификатор,причем первый выход динамическогонормализатора уровня подсоединен.квторому вХоду блока измерителя элементарной площади, второй выход динамического нормализатора уровня подключен к третьему входу рецептора,выход блока измерителя элементарнойплощади подключен к второму входурецептора, выход которого подключенк второму входу блока памяти, которыйсоединен с вторым входом анализатора,выход анализатора подключен .к второму входу классификатора, выход генератора тактовой частоты подключен рсоответственно к первым входам блокаизмерителя элементарной площади, рецептора, блока памяти, анализатораи классификатора.Изобретение относится к распознаванию речевых сигналов и может бытьиспользовано при создании средствречевого ввода информации в вычислительные машины, а также при разработке других средств автоматики с речевым управлением.Известно устройство для распознавания речевых сигналов, содержащеенуль-органы, количество которых равно числу уровней квантования, форми- Орователь эталонных уровней напряжения, измерители времени существования, блок памяти и блок сравнения(11.,Недостатком данного устройстваявляется его конструктивная слож,ностьНаиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяустройство для распознавания речевых сигналов, содержащее входную 20шину, соединенную с одним из входовнуль-органов, другой вход которыхсоединен с выходом Формирователяэталонных уровней напряжения, блокизмерителя элементарной площадираспознаваемого сигнала, включенныймежду выходами нуль-органов и входомблока памяти, подключенного к входублока сравнения (анализатора), соединеннсго с выходной шиной2)Недостатком известного устройстваявляется невысокое быстродействие,обусловленное необходимостью большогочисла переборов результатов измеренийреализаций каждого класса распознаваемых образов и эталонов, а также кон-З 5структивная сложность, связанная с необходимостью иметь для каждого эталон,ного уровня свой нуль-орган. При этомдля повышения точности преобразованиянеобходимо увеличить число эталонных 40уровней напряжения, что приводит куслОжнению схемы и к снижению надежности устройства.Цель изобретения - повышение быстродействия, надежности и упрощенияконструкции устройства,Поставленная цель достигается тем,что в устройство для распознаванияречевых сигналов, содержащее блокизмерителя элементарной площади распознаваемого сигнала, генератор,тактовой частоты, блок памяти, анализа"тор, введены динамический нормализатбр уровня, рецептор, классификатор,причем первый выход динамическогонормализатора уровня подсоединен квторому входу блока измерителя зле=ментарной площади, второй выход динамического нормализатора уровня подключен к третьему входу рецептора,выход блока измерителя элементарной 60площади подключен к второму входу ре.цептора, вьход которого подключен квторомувходу блока памяти, которыйсоединен с вторым входом анализатора,выход анализатора подключен к второ гу входу классификатора, выход генератора тактовой частоты подключенсоответственно к первым входам блокаизмерителя элементарной площади, рецептора, блока памяти, анализатораи классификатора.На фиг. 1 представлена функцио"нальная схема устройства; на фиг. 2временная диаграмма процесса дискретизации речевого сигнала.Устройство содержит входную шину 1, динамический нормализатор 2уровня, блок 3 измерителя элементарной площади распознаваемого сигнала, генератор 4 тактовой частоты, рецептор 5, блок б памяти, анализа"тор 7, классификатор 8, выходнуюшину 9,Устройство для распознавания речевых сигналов работает следующим образом,По входной шине 1 речевой сигналпоступает в динамический нормализатор 2 уровня, который нормирует егопо уровню на квазистационарныхучастках в реальном масштабе времени.Динамический нормализатор 2 уровняимеет два идентичных канала усиления,В одном канале осуществляется измерение максимального амплитудного значе-ния сигнала на интервале одного сегмента и вырабатывает сигнал управления ослаблением речевого сигнала вовтором канале на интервале следующего сегмента. Динамический нормалиэатор 2 уровня Формирует по второмувыходу управляющий сигнал, подаваемый в рецептор 5 на третий вход. Генератор 4 тактовой частоты осуществляет синхронизацию устройства.Нормированный по уровню униполярный, вынесенный в положительную область, речевой сигнал подается навход блока 3 измерителя элементарнойплощади распознаваемого сигнала, логические нули и единицы с выхода которого поразрядно считываются по каждому импульсу тактовой частоты в шинуданных (второй вход рецептора 5) какпоследовательный двоичный код исходного речевого сигнала. Рецептор 5осуществляет поразрядный логическийанализ (в реальном времени) последовательного двоичного кода, поступающего с выхода блока 3 измерителяэлементарной площади распознаваемогосигнала (Фиг. 2, ИС - исходный сигнал,ДС - дискредитизированный сигнал,Итч - импульсы тактовой частоты, Яоэлементарная площадь), и выделяет йзнего инвариантные признаки, представляющие собой детерминированные структуры двоичных элементов У, Х 1, И 1,ВУ.Каждая такая структура существует( реализуется) во времени .на определенном интервале, Время существованияуказанных структур является такжеинвариантным признакои и измеряется1030840 П "Патентфф, г илиад шагами дискретизации (1 шаг = 1 импульсу тактовой частоты). Результатыанализа засылаются в блок б памяти.При этом для каждого конкретногопризнака У, Х 1, 81 или Вуиспользуется.,число, характеризующее временнойинтервал (время существования) соответствующего признака в текущем сегменте, Каждый такой сегмент в актефонации реализуется на одном периоде 10частоты основного тона диктора и непревышает 10 мс, При нормальном темперечидлительность гласных звуков составляет 200-300 мс, те. каждый гласный звук представляет последовательность, состоящую 1 не менее чем из20-30 сегментов одного тина. В качестве отличительного признака началанового сегмента используется областьУ. Память состоит из 10 модулей, кажОдый из которых содержит один полныйнабор регистров У, Х 1, М 1 ВУ. ВсяКийразкогда рецептор 5.обнаруживаетновую область У, он засылает результаты анализа данного сегмента в очередной модуль, накапливая тем самыминФормацию о признаках сигнала.,Процесс накопления завершается либо призаполнении всех модулей памяти, либо ВНИИПИ Заказ 5219/5 по истечении 10 мс анализа. При выполнении хотя бы одного из названных условий процесс накопления инФормации завершается и рецептор 5 Формирует строб разрешения работы анализатора 7.Процедура анализа осуществляется в виде ряда последовательных операций проверки между двумя импульсами тактовой частоты. Анализ заключается в измерении длительности времени существования соответствующих признаков У, Х 1, 01, ВУ. При этом для У и М 1 выбираются максимальные значения этик признаков по множеству сегментов, накопленных в блоке б памяти за один такт работы рецептора 5. Для Х 1 выбирается минимальное значевие по множеству, а для ВУ - сумма значений ВУ в каждом сегменте, содержащемся в блок б памяти. после завершения про- цедуры анализа осуществляется классиФикация сигналов и блоке .8 кдасСиикатора, который представляет собой специализированный дешиФратор. На выходе дешиФратора вырабатывается код распознанного . звука.Использование предлагаемого устройства для распознавания речевых сигналов позволяет пОвысить быстродействие. и надежность распознавания. аж 382 . Подписноерод,ул.Проектная,4