Способ разделения тональных и шумовых сигналов звуков речи

(5 Ц 5 0 9 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ля ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Патент ЯпонииМ 49-241178, кл. 8 10 ( 1/00, 1974.Патент США %3507999, кл. 6 10 1/02, опублик. 1970.б (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ТОНАЛЬНЫХ И ШУМОВЫХ СИГНАЛОВ ЗВУКОВ РЕЧИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании устройств для анализа сигналов Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании устройств для анализа сигналов сложной формы, применяемых в технике связи, акустике, в системах распознавания речевых и иных сигналов.Известен способ разделения тональных и шумовых сигналов звуков речи; заключающийся в оценке различия в структуре спект-; ров тонального звука и шумового с выделением максимумов и минимумов,в спектральных функциях с последующей оценкой различий в их средних значениях. Основным недостатком существующих способов автоматической классификации звуков речи на тональные и шумовые является их недостаточная надежность при проведении классификации звуков, входящих в текущую речь. В то же время классификация.Й 2 1755321 А сложной формы, применяемых в технике связи, акустике, в системах распознавания речевых и иных сигналов. Для повышения помехоустойчивости разделения сигналов звуков речи на тональные и шумовые производят разделение звуковых сигналов на частотные составляющие, выделяют из них переменные составляющие огибающих, после весового суммирования которых формируют суммарную огибающую, суммируют ее с исходным звуковым сигналом, а по результатам фазового детектированйя суммарной огибающей и исходного сигнала судят о то-нальном или шумовом характере исходного сигнала при наличии постоянного или переменного напряжения. 1 ил,стационарных звуков речи на тональные и шумовые существующими способами недостаточно помехоустойчива, особенно при действии "белого шума", Появление помех в текущем потоке речевыхзвуков тем более ведет к значительному у 9 дшению вероятности правильной их классификации на то нальные и шумовые, неСмотря на то, что восприятие тех же звуков аудиторами ока-, зывается безошибочным.Наиболее близким к йредлагаемому является способ, реализованный в устройстве разделения сигналов звуковречина тбналькые и шумовые. В этом устройстве реализован способ разделения сигналов звуков речи на тональные и шумовые, по которому анализируемый сигнал разделяют на частотные составляющие и определяют коррецию между огибающей составляющих1755321 10 20 25 30 40 сигнала 50 сигнала в области верхних частот и составляющими сигнала в области нижних частот, Для этого с одной стороны дается оценка энергий сигнала в области верхних и нижних частот и определяется их произведение, а с другой стороны производится вычисление среднего значения произведений квадратурных компонент сигнала в области низких частот с огибающей сигнала в области высоких частот, Количественная оценка коэффициента корреляции между огибающей составляющих сигнала в области верхних частот и составляющими сигнала в области низких частот. производится с помощью вычисления отношения суммы средних значений произведений между квэдратурными компонентами низкочастотных составляющих и огибающей высокочастотных компонент сигнала к произведению высокочастотных и низкочастотных компонент сигнала. Отсутствие корреляции свидетельствует о шумовом характере исследуемого сигнала.Недостатком способа является малая помехоустойчивость, особенно при классификации сигналов звуков, входящих в текущую речь. Так, при наличии больших помех, например шумовых в низкочастотной области спектра тонального звука, он будет классифицирован как шумовой, в то время как на слух такой звук воспринимается как.тональный,Цель изобретения - повышение помехоустойчивости разделения сигналов эвуков речи на тональные и шумовые.Для достижения поставленной цели в способе разделения тональных и шумовых сигналов звуков речи, заключающемся в разделении звуковых сигналов на частотные составляющие, выделении огибающих полученных сигналов и с учетом выделенных огибаощих разделения сигналов звуков речи, после разделения звукового сигнала на частотные составляющие из них выделяют переменные составляющие их огибающих, после весового суммирования которых формируют суммарную огибающую, суммируют ее с исходным звуковым сигналом и по результату фазового детектирования исходного звукового сигнала и суммарной огибающей судят о тональном или шумовом характере исходного сигнала при наличии соответственно постоянного или переменного напряжения.На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего способ разделения тональных и шумовых сигналов звуков речиПо предлагаемому способу акустиче-. ский сигнал после его преобразования в электрическую форму складывается с переменными составляющими огибающих частотных компонент суммарного сигнала, В результате такого суммирования в кольце нелинейной обратной связи возникает процесс, который может быть стационарным, нестационарным в зависимости от характера исходного анализируемого сигнала. Оценка процесса в цепи нелинейной обратной связи производится с помощью фазового детектирования. В случае возникновения в кольце йелинейной обратной связи стационарного периодического процесса в результате фазовогодетектирования появится постоянное напряжение, которое и будет индицировать тональный характер анализируемого сигнала.Функциональная схема, реализующая предлагаемый способ, включает в себя источник 1 анализизируемого сигнала, сумматор 2, набор фильтров, разделяющих сигнал на частотные составляющие 3, выделители огибающих нэ выходах фильтров 4, выдели- тели переменных составляющих огибающих 5, весовой сумматор 6, фазовый детектор 7.Выполнение описанных выше операций в функциональной схеме, изображенной на чертеже, обеспечивается тем, что выход источника 1 сигналов соединен с одним из выходов сумматора 2, выход которого соединен с входами набора фильтров 3, выходы которых соединены с входами выделителей огибающих 4, выходы которых соединены с входами выделителей переменных составляющих огибающих 5, выходы которых соединены с входами весового сумматора 6,выход которого соединен одновременно с вторым входом сумматора 2 и с одним из входов фазового детектора 7, второй вход которого соединен с выходом источника 1 сигналов, причем выход фазового детектора является выходом напряжения, используемого для оценки характера анализируемого Практическая реализация узлов, входящих в функциональную схему, может быть выполнена на серийно выпускаемых микросхемах.Формула изобретения Способ разделения тональных и шумовых сигналов звуков речи, заключающийся в разделении звуковых сигналов на частотные составляющие, выделение огибающих полученных сигналов и с учетом их разделения сигналов звуков речи, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости разделения, после разделения звукового сигнала на частотные составляющие их огибающих, после весового суммирования которых формируют суммарную огиба.Слига аказ 2896 . Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раущская наб 4/5 комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 зводственно-издательск ющую, суммируют ее с исходным звуковым сигналом и по результату фазового детектирования исходного звукового сигнала и суммарной огибающей судят о тональности или шумовом характере исходного сигнала при наличии соответственно постоянного или переменного напряжения,5