Устройство для выделения характерных фрагментов на спектральных разрезах речевых сигналов

тЧВЗда; Е:ч т; О-т О 7МНЫМаКч"еай О П И С А Н И Е З 42 фИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликКомитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР(088.8) Дата опубликования описания 27.Х 11.1971 Авторыизобретения В, Н. Сорокин и В. С. Файн Институт проблем передачи информации АН СССРЗаявитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРНЫХ ФРАГМЕНТОВ НА СПЕКТРАЛЬНЫХ РАЗРЕЗАХ РЕЧЕВЫХ СИГНАЛОВl; 5"- (-. 1) И 7 2 н Изобретение относится к области автома. гического распознавания и экогцомной перс. дачи речевых сипналов,В задачах автоматического анализа .и сии теза речевых сигналов, важное место занимаот способы и устройства вьделения на спект. ральцых .разрезах речевых сигналов каки лиоо характерных фрагмецтов и определения их парахстрав с целью передачи по линии связи цли автоматического распознавания, В частности, все более широкое примененис находят так называемые .формантныс воколеры, определяющис мпювенные значения частот и добротностей резонансных полостей голосового тоакта. Известные устройства це обеспечивают приближения к теоретически достижимой помехоустойчивости и точности определения параметров характерных фрагментов, и, кроме того, до сих пор в качествс таких фрагментов рассматропвались только форманты, хотя спектральные разрезы речевых сигналов содержат фрагмеснты и других типов (наприхер, шумовые области щелевых звуков).Цель изобретенгия - повысить помехоустойчивость и точность измерения параметров характерных фрагаентов.Для достижения этой целги в предлагаехох устройстве прменяется известный принццп корреляционного анализа, точнес метод оптимальной лгнсйцой фильтрации.Как известно, неравенство Коши-Буцякоц. ского о й- 17) с 11; (1) 1710 д ив случае корреляционного сравцс:ця сигналя5(1) с наборам эталовов ,. (1) может бытьпредставлсно как коэффиц:сцт коррсляцццВ(т), инвариантны к цзмсцсццю масштаба5(1) по оси амплитуд ц к сдвигам Ь(1) отцасительцо т, (1) ца ичтсрвал т: 7где 7 х, - :-;,-171 - константа,оТ - интервал анализа,В прнмецеции к установлению нцтсцсцвости и времеви появления фрагмента р,ттЗО сиг 1 а 11 е Ь ) коэффициент корреляции 71 (т)10 15 25 30 35 20 40 45 50 55 60 КотОРЫХ ЯО 1 ССС ьИ а С 1 ДС 1 С 1 И Ж СН С М а К ОИ М а и 1 пО110 М СХОУС 1 ОИГВОСП И, Сп 1 СДОБа 1 СЛЫ 10, тОЧ НОС 1 измерепи параметров характерных фрагментов.Относительно,формант речевого сигнала из 1 вестно, что каждая из них приближенно мохкет быть описана резонансной частотой а интенсивностью А, и добротностью Я, 1 с,оэффициент корреляции В (т) инвариаитеи к с,. и А но зависит от 1. Однако добропность форманты возрастает иропорционалыю сс резонаионой частоте в практически важном диапазоне частот, и ,использование спектрографов с логарифмической шкалой частот компеиоирует это изменение, Это относится и к фрагментам типа шумовых областей щслевых звуков.Поэтому для фрагментов, например, и 1- па форманты и шумовой области потребуется всего по одному эталону.Аппаратурно это выражается тем, что устройство содержит линию задержки с л отводами, блок резисторов, сумматор, квадраторы, блок деленияразностнуо схему, пороговую схему и блок вычисления производных; причем отводы линин задержки через блок резисторов, сумматор и квадратор подключены к первому входу блока деления, вход и выход линии задержки через соответствующие квадраторы, интеграторы и разностную схему - ко,второму входу блока деления и сигнальному входу ключа, а выход блока деления через пороговую схему и блок вычислеиия производной подсоединен к управляощим входам ключей.На чертеже показана блок. схема предлагаемого устройства для выделения только одного характерного фрагмента.Вход устройства подключается к выходу блока аппроксимации огибающей спектрального разреза - блока сглаживания отсчетов фильтров, даваемых коммутатором спектрографа, который переводит 5(о) в 5(1).УстройСтво содержит линию задержки 1 с 1 г отводами (число отводов определяется требуемой точностью представления эталонов), которые через блок 2, содержащий 1 г резисторов, Связанны с сумматором 3. 11 роводи- мости д 1, д;д резисторов устанавливаются таким образом, что они задают отсчеты эталонной функции ср, (г) в и точках. Выход сумматора 3, на котором образуется сигПиал, пропорциональный Х 5 (1 Лт - 1) ср (1 Лт)1=(где Лт - итеразвал задержки хежду двумя отводами), связан с квадратором 4, сквозной выход линии задержки 1 связан с квадрато ром 5, а иа свадратор б подается исходный сигнал 5 со входа линии задержки. Выходы квадраторов 5 и 6 связаны со входами интсгоаторов 7 и Я, а их выходы (сигналы на1 пропорцпопапььп пы ) йа япйо т5-(/) сй) с блоком О 1 анагс 11 раз- о ности, сигнал иа выходе которого пропорционален с-т)Р с и= 15 ф и -Уи. Выходы блоков 9 и 4 связаны с блоком 10 деления, сигнал на,выходе которого пропорционалеи коэффициенту корреляции В (т) .С целью повышения точОсти фиксации момента 1, досвижеия коэффициеитом корреляции В(т) максимального значения и отсчета 11 сигнал В(т) сравнивается с порогом в блоке 11. Его выход заведен иа блок 12, в котором, вычисляется первая и вторая производные по времени В(т) и В" (т). В этом жс блоке проверяется условие максимума В(т) = О, В" (т) (О и в момент выполнения этого условия логическая схема И блока 12 выдает сипнал на ключи 13 и 14. Последние, открываясь, выдают отсчеты сигнала интен. сивносви фрагмента А, (с выхосда блока 9) и оипнала, пропорционального координате времени появления , (с выхода блока 15, представляющего собой генератор пилообразных напряжений, работаОщий с периодом, задаваемым периодом опроса коммутатора спсктрографа, не посазанного на схеме).В устройстве для выделения нескольких характерных фрагментов схема в принципе такая же, как и вышеописанная, только для каждого фрагмента добавляются блоки 2, 3, 4, 10 - 15. Предмет изобретения Устройство для выделения характерных фрагментов на спектральны:с разрезах речевых сигналов, содержащее генератор пилооб. разного напряжения, подклОченный к сиг. нальному входу одного из ключей, отлссчаю. игееся тем, что, с целью увеличения помехо. устойчивости,и точности измерения парамет. ров характерных фрагментов, оно содержит липио задержки с 1 г отводами, блок резисторов, сумматор, квадраторы, интеграторы,блок, деления, разностнуо схему, пороговую схему и блок вычисления производных, причем отводы линии задержки через блок резисторов, сумматор,и квадратор подключены к первому входу блока деления, вход и выход линии задержки через соответствующие квад. раторы, интеграторы и раэностную схему - ко второму входу блока деления и вигнааль. ному, входу другого ключа, а выход блока деления через пороговую схему и блок вы. числения производной подсоединен к управ. ляющим входам клочей,едактор 30. Поляков аказ 55871-1 ИИПИ Комитет оставитель Ь. КудряТерре% Т Курилко Изд. И 235 Тираж 473о делаги изобретений и открытий при С Москва, Ж, 1 заугиская наб., д. 4/5 Загорская типография Корректоры Л. Орлова и 3. Тарасова