Устройство для моделирования речеобразующего тракта

(5 щ ( 606 6 7/60 Ваударстииемй камитит по делам иаибретивий н аткрмтнй(72) Автор изобретения В. А. Свириденко Московский институт инженеров гражданской авиации(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ РЕЧЕОБРАЗУЮШЕГО ТРАКТА Изобретение относится к устройствам, моделирующим различные функции человеческого организма, В частности, устройство для моделирования речеобразуюшего тракта может быть использовано в синтетической телефонии и речевой связи человека с машинами.Известно устройство для моделирований речеобразуюшего тракта 1, содержащее 1 С-сетку, блок управления, чето рез ключи соединенный с усилителями.Однако это устройство не обеспечивает достаточной степени идентификации говорящего из-за отсутствия в нем компонентов, модулирующих носовой тракт (поми. - мо голосового). Это обстоятельстго существенно влияет на моделирование носовой коартикуляции, определяющей в значительной меэе узнавание говорящего.Коартккуттяция - это зависимость формы речеобразующего тракта в любой заданный момент времени не только от произносимой в этот момент фонемы, но и от соседних фонем. 2Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство 2, содержащее генератор квазипериодических импульсов, соединенный сразмыкаюшим контактом первого ключа,замьпсаюший контакт которого подключенк выходу генератора белого шума, причемвыход первого ключа соединен со входомусилителя, первый регулируемый фильтр,выход которого подключен к первомувходу первого сумматора, соединенноговыходом со входом первого регулируемогофильтра,Устройство не обеспечивает высокойточности моделирования речеобразующеготракта,Цель изобретения - повышение точности моделирования.Поставленная цель достигается тем,что в устройство введены второй и третий регулируемые фильтры, второй и третий ключи и второй сумматор, первыйвход которого через второй регулируемыйфильтр подключен к выходу первого сум3 7329 матора, второй вход которого через второй ключ соединен с выходом усилителя Усилитель через цепочку из последовательно соединенных третьего ключа и третьего регулируемого фильтра подключен ко второму входу второго сумматора,Сущность изобретения поясняется чертежом.Устроиство содержит генератор 1 квазипериодическях импульсов с регулируе мой частотой основного тона х от, генератор 2 белого шума, моделирующие . функцию возбуждения голосового тракта на участках речевого сигнала, соответствующих вокализованным 8 ( Ь ) глас-ным или звонким согласным и невокализованным с , ( Ь ) глухим согласным звукам, последователь 1 ю соединенные ключ 3, усилитель 4 с регулируемым коэффициентом усиления, ключи 5, 6, сумма тор 7, регулируемые фильтры 8, 9, сумматор 10, регулируемый фильтр 11.Поясним процесс формирования рече- подобного сигнала с помощью устройства. Функция возбуждения Ои ( 1 ), соотвеа ствующая вокализованным участкам речи, генерируется генератором 1 квазипериодических импульсов. Частота следования импульсов от соответствует частоте основного тона и может меняться в требуе- ЭО мых пределах. Функция возбуждения Ю 111 (1 ) для невокализованных участков речи формируется генератором 2 белого шума, на выходе которого появляется случайный процесс с равномерным спект-ром. Ключ 3 тон-шум выбирает в соответствии с участком речи тип функции возбуждения В ( 1; ) гутем подключения к формирователю речеподобного сигналагенратора 1 ( Е ( 6 ):Ец() или 4 Огенератора 2 (О Ю=Сш().Далее фукция возбуждения б ( Ф, у умножается на коэффициент А в усилителе 4, где А представляет собой интенсивность (амплитуду) выходного сигнала 5(Я)устройства. Функция Е ( 1 ) =А 6(Ф, ) с выхода усилителя 4 подается на ключ 6, выполняющий роль мягкого неба, подключающего носовую полость при произнесении носовых звуков. Одновременно функ 0 ция Е ( Ь ) подается на линейный фильтр, вьпюлненный на основе сумматора 7 и фильтра 8 с регулируемым век,- тором параметров Ь = ( А , А) в петле обратной связи через ключ 5. Последний моделирует взаимодействие голосового и носового трактов. В простейшем случае ключ 5 может выполнять 16 4роль мягкого неба, отключая блоки, моделирующие голосовой тракт, в моменты произношения носовых звуков, Тогда он работает одновременно с ключом 6, причем ключ 5 замкнут в этом случае тогда, когда ключ 6 разомкнут и наоборот.функция Е ( ) с выхода сумматора 7 подается на фильтр 9, вектор параметров Ь = ( , ) которого подбирается так, чтобы корректировать требуемым образом сквозную характеристику, моделирующую форму голосового тракта. Параметры Я, иотражают положение атрикуляторных органов (языка, губ, челюстей и др.), причем век-, тор р определяет характер коартикуляции и воздействие голосового и носового трактов, При включении ключа 6 функции Е ( т ) подается на фильтр 11 с параметрами у = ( , .", ф. )которые в простейшем слуувд могут.быть постоянными, так как форма носовой полости практически не изменяется. Выход ные сигналы Х ( Ь ) и з ( + ) фильтров 9 и 11 подаются на сумматор 10, где формируется выходной процесс(ы=хЮчИспользование устройства позволяет более точно анализировать структуру речевого сигнала и более качественно проводить его синтез в системах синтетической телефонии, а также обеспечивает более высокую степень идентификации при опознавании дикторов и расширяет функциональные возможности машинных систем речевого ответа.формула изобретенияУстройство для моделирования рече- образующего тракта, содержащее генератор квазипериодических импульсов, соединенный с размьткающим контактом первого ключа, замыкающий контакт которого подключен к выходу генератора белого шума, выход первого ключа соединен со входом усилителя, первый регулируемый фильтр, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, выход которого соединен со входом первого регулируемого фильтра, о т л и ч а ющ е е е я тем, что, с целью повышения точности моделирования, в устройство введены второй и третий регулируемые фильтры, второй и третий ключи и второй сумматор, первый вход которого через второй регулируемый фильтр подключен5и выходу первого сумматора, второй вход которого через второй ключ соединен с выходом усилителя, который через цепочку иэ последовательно соединенных третьего ключа и третьего регулируемого фильтра подключен ко второму входу второго сумматора. 732916 Составитель И. Загорбая Техред С. МигайБутяг Корр яктор 751арственного комитета С бретений и открытий 35, Раущская набд. ПодписноеССР иэо 5 Ужгород ул Проектная 4 илиал ПЛЛ Патен аз 1740/40ЦНИИПИпо дел1 13035, Москв 6Источники ивярмашп,прянятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 416709, кл. С 06 С 7/10, 1971,2. Цифровое представление речевахсигналов, ТИИ-ЭР, 63, 1976, % 4,