Устройство измерения частоты форманты речевого сигнала

к.сО Л И С А- Н И Е оц 5 ввв 1 вИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советскии Социалистицескии Республик(51) М. Кл. 6 10- 1/ Заявлено 10.05.76 (21) 2355910/18-10риеоедннением заявкисударстеенный комитетовета Министра СССРпо делам изооретенийи открмтий 23) Приоритет 621.391.1:) (088.8) етень 47 (53 Опубликовано 25,12.7 3.12,7(72) Автор изобретен В. В. Лыжико Московское отделени 1) Заявите института связ 4) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТИ фОРМАНТЫ РЕЧЕВОГО СИГНАЛАыделения изб ждения гол яетс ас таты Изобретение относится к акустике и может быть использовано для автоматического расцознавания и компрессии речи.Извеетны устройства измерения частоты форманты речевого сигнала путем вы деления сигналов полосы частот, соответстсвующей отдельной форманте, и интервалы времени между соседними сформированными сигналами преобразуют в сигналы, ампгытуда которых пропорциональна этим временным 1 О интервалам 1.Однако зависимость формы спектра сигнала на выходе устройства от частоты основного тона вызывает значительную погрешность измерений. 1 ЬИзвестны также устройства измерения частоты форманты речевого сигнала, содержащие последовательно соединенные между собой источник речевого сигнала, усилитель, формантный фильтр, ограничитель амплитуд 20 ды, формирователь импульсов, дискриминатор, ключ и схему длительности сформированных импульсов Я.Недостатками этих устройств явл я зависимость над ч з рального научно-исследовательско Форманты от надежности вечевого сигнала сигналов воз у сового тракта.Для повышения надежности измерения частоты форманты речевого сигнала, в предлагаемое устройство, содержащее усилитель и формантный фильтр, введены сумматор и два канала оценки частоты форманты, кажды из которых состоит из управляемого делителя, напряжения, двухполупериодного выпрямителя, дифференцируюшего устройства, первого пикового детектора соединенных последовательно, однополупериодного выпрямителя и второго пикового детектора, причем выход первого пикового детектора делителя напряжения и однополупериодного выпрямителя подключены к выходу формантного Филь ра параллельно, а выход однополупернодного выпрямителя через второй пиковый детектор подключен к управляющему входу управляемого делителя напряжения. Н 1 чертежедана структурная схема прлагаемого устройства измерения частотыформанты речевого сигналаОно содержит последовательно соединенные источник 1 речевого сигнала, усилитель 2 и формантный фильтр 3. К выходу формантного фильтра 3 подключены дваканала 4 оценки частоты форманты, каждый иэ которых содержит управляемыйделитель 5 напряжения и однополупериодныйвыпрямитель 6, выход которого связан черездетектор 7 с управляющим входом делителя 5, К выходу делителя 5 подключены последоввтельно соединенные двухполупериодный выпрямитель 8, дифференцируюшее ус 1ройство 9 и пиковый детектор 10, Входы"однополупериодных выпрямителей 6 и управляемых делителей 5 обоих каналов 4 подключены к выходу формантного фильтра 3,а выходы пиковых детекторов 10 обоих каналов связаны с соответствующими входамисумматора 11,При работе речевой сигнал от источника 291 речевого сигнала поступает на усилитель2 и далее на вход формантного фильтра 3.С выхода Фильтра 3 выделенные отфильтрованные формантные колебания одновременнопоступают на вход двух каналов 4 оценкичастоты формвнты, в именно на входы однополупериодных выпрямителей 6 и управляемыхделителей 5 обоих каналов 4. Сигналы,соответствующие однополупериодному выпрямлению, поступают на вход пикового детектора 7. С выхода пикового детектора 7 ситцалы, пропорциональные амплитуде детектируемых полупериодов формантного колебанияна периоде основного. тона, поступают науправляющий вход делителя. 5. Управляемый Зделитель 5 напряжения нормирует выделенные отфильтрованные формантные колебанияпо наибольшему по абсолютной величине."максимуму или минимуму детектируемых46полупериодов Формантного колебания. Этвоперация позволяет устранить зависимостьизмеренных значений частоты Форманты отих амплитуды.Нормированные формантные колебания4поступают на вход двухполупериодного детектора 8. Цвухполупериодное выпрямлениенормированного формантного колебания позво ляет упростить нахождение значения производной в моментперехода сигнала черезнуль. Так как эти точки являются точкамиизлома, в них производная претерпевает конечный разрыв и принимает амплитудноезначение для данного полупериода, Крометого, двухполупериодное выпрямление позвоЯлает устранить влияни фазы сигнала, подаваемого на вход формвнтного фильтра 3,заключающееся в изменении знака производной,Сиг ал, соответствующий двухполупериодбОкому выпрямлению, дифференцируется устройством 9. Так как нормирование производится по амплитудному значению соответствующих полупериодов на периоде основного тона, производные от переднего и заднего фронтов полупериода, по которому производилось нормирование, являются наибольшими и имеют противоположные знаки, что значительно упрощает их разделение. Пиковый детектор 10 из каналов выделяет по знаку нужную нам производную от заднего фронта наибольшего максимума. Во втором канале пиковый детектор 10 выделяет ту же производную, но сигнал нормируется по амплитудному значению минимума, соседнего с максимумом, по которому производится нормирование в первом, канале.Таким образом, на выходе пиковых детекторов 10 обоих каналов присутствуют сигналы, величины которых определяются соотношениями:Ш - -. дшмакс -Жфй)сИ максРЖо+ :м,(д)ч сИ макс сР СС)где Фщ временная функция формантного колебания;д - круговая частота формантного колебания;ЬЮ - ширина полосы форманты нв Уровне 3 дб;+) и(-) - положителыые и отрицательные полупериоды формайтного колебания.Данное выражение устанавливают связь указанных выше производный с частотой.Далее сигналы с выходов пиковых детекторов 10 обоих каналов 4 поступают на сумматор 11, на выходе которого присутствуе 1 т сигнал, пропорциональный частоте фо)змвнты.Формула изобретенияУстройство измерения частоты форманты речевого сигнала, содержащее последовательно соединенные источник речевого сигнала, усилитель и формантный фильтр, о т л и - ч в ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности измерения, в него введены сумматор и два канала оценки частоты форманж, каждый из которых состоит из управляемого делителя напряжения, двухполупериодного выпрямителя, дифференцирующего устройства, первого пикового детектора, соединенных последовательно, однополу585519 Состав альпинич Редактор Т. Шагова. Давы 50 СССР венного комитета Сов Делам изобретений иа Ж 35; Раушская на пал ППП фПатентф, г. Ужгород, уп, Проектная, 4 периодного выпрямителя, и второго пикового детектора, причем выход первого пикового детектора. соединен с одним входомсумматора, входы управляемого делителянапряжения и однополупериодного выпрямителя подключены к выходу формантного фильтра параллельно, а выход однополупериодноговыпрямителя через второй пиковый детекЗаказ 5052/40 Тир ОНИИПИ Государст по 113035, Москетор подключен к управляюшему входу управляемого делителя напряжения.Источники информадии, принятые во внимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР % 453731 кл. й 101/02, 1974.2. Патент США И 3335225, кл. 179-1, 1964. орректор " ЯЛф.дписноета Министровоткрытий