Способ обработки речевого сигнала

ЬП ИСАНИ ЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскккСоцкавксткческикт естгубттмк и 847347(23) Приоритет -Опубликовано 15.07.81. Бюллетень МДата опубликования описания 25.07.8 1) М, Кл. б 1011(00 ГФфдерстеееный иемитет СССР в делам изебретеиий и еткрытийАвторызобретени и Н. В. Мул кий государственный педагогический институтиностранных языков им. М. Тореза М 1) Заяви(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ РЕЧЕВОГО СИГНАЛ ботки речентегральном то 15стоИзобретение относится к приборостроению и может быть использовано при распознавании и сегментации речевого сигнала.Известен способ обработки речевого сигнала, основанный на условном квантовании спектра с последующим анализом многомерной функции сигнал - параметров 11).Однако этот способ не обеспечивает требуемой достоверности анализа речевого сигнала.Известен также способ обравого сигнала, основанный на ипреобразовании речи 2.Однако этот способ не обеспечивает требуемой достоверности анализа речевого сигнала и сложности его реализации ввиду необходимости использования спектрального анализа речевого сигнала.Цель изобретения - повышение до верности анализа речевого сигнала.Поставленная цель достигается за счет того, что речевой сигнал дифференцируют, квадратично детектируют, интегрируют и соотносят с квадратом среднеквадратичной амплитуды сигнала, полученного аналогичным преобразованием речевого сигнала без дифференцирования, затем это соотношение и квадрат среднеквадратичнои амплитудынелинейно преобразуют в среднеквадратичный частотный центр мгновенного спсреднеквадратичную амплитуду, пошению которых определяют тангенгральной фазы речевого сигнала, азультату извлечения квадратного ксуммы их квадратов - интегральндуль речевого сигнала.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, реализующего способ; нафиг. 2 - осциллограммы речевого сигнала,Устройство содержит два квадратичныхдетектора 1 и 2, дифференциатор 3, двафильтра 4 и 5 нижней частоты, два делящих устройства 6 и 7, три блока 8 - 10 извлечения квадратного корня и суммирующееустройство 11,Квадратичный детектор 1 соединен сфильтром 4 нижней частоты, а фильтр 4 соединен с делящим устройством б и блоком 9извлечения квадратного корня. Дифференциатор 3 соединен с квадратичным детектором 2, а детектор 2 соединен с фильтром5 нижней частоты, который связан с делящим устройством 6. Делящее устройство бсоединено с блоком 8 извлечения квадрат847347лученных в результате обработки его описанным способом.На фиг. 2 в верхней части дана фонетическая транскрипция фразы А, ниже которой размещены осциллограмма Б фразы Мама мыла Маню, наговеренной диктором- мужчиной; осциллограмма В, означающая зависимость квадрата среднеквадратичного частотного центра мгновенного спектра, осциллограмма Г, означающая зависимость момента второго порядка мгновенного спектра от времени и осциллограмма Д, означающая зависимость квадрата среднео квадратичной амплитуды речевого сигнала.Вертикальными пунктирными линиямиотмечены границы звуков (фонем), традиционно выделенных визуальным способом из осциллограммы речевого сигнала.Таким образом, предлагаемый способ позволяет благодаря выработке четырех интегральных показателей повысить достоверя ность анализа речевого сигнала.го Формула изобретения ного корня и с суммирующим устройством 11 которое, в свою очередь, связано с фильт ром 4 нижней частоты и блоком 10 извлече ния квадратного корня. Блоки 8 и 9 извле чения квадратного корня соединены с деля щим устройством 7.Устройство работает следующим образом Речевой электрический сигнал преобра зуется квадратичным детектором 1 и фильт ром 4 низкой частоты. В результате полу чаем на выходе первого канала квадрат па ра метра, называемый среднеквадратичнои амплитудой. Параллельно речевой сигнал дифференцируется блоком 3, квадратичн детектируется блоком 2 и фильтруется по нижней частоте фильтром 5. С помощью аналогового устройства 6 деления вычис ляется отношение сигнала с выхода блока 5 к сигналу, получаемому с выхода блока 4 это отношение представляют как квадрат среднеквадратичного частотного центра мгно венного спектра речи. После извлечени квадратных корней с помощью блоков 8 и 9 из квадрата среднеквадратичного частотного центра мгновенного спектра речи и среднеквадратичной амплитуды речевого сигнала вычисляется их отношение с помощью блока 7, которое называют тангенсом интегральной фазы речевого сигнала, Временная зависимость тангенса интегральной фазы речевого сигнала является показателем соотнесенности (синхронности) временных зависимостей среднеквадратичного частотного центра и среднеквадратичной амплитуды спектра речи. В сумматоре 11 проводится сложение квадратов амплитуды и частоты речевого сигнала, а с помощью нелинейного преобразователя извлекается корень квадратный из этой суммы, в результате чего формируется временная зависимость интегрального модуля речевого сигнала. Формируемые таким образом четыре интегральных параметра: среднеквадратичная амплитуда, среднеквадратичная частота центра мгновенного спектра речи, тангенс интегральной фазы речевого сигнала и интегральный модуль речевого сигнала в совокупности позволяют адекватно описывать динамику слитной речи.На фиг. 2 показаны осциллограммы некоторых параметров речевого сигнала, поСпособ обработки речевого сигнала, основанный на интегральном преобразованииречи, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности анализа речевогосигнала, речевой сигнал дифференцируют,квадратично детектируют, интегрируют исоотносят с квадратом среднеквадратичнойЭО амплитуды сигнала, получениого аналогичным преобразованием речевого сигнала бездифференцированИя, затем это соотношение и квадрат среднеквадратичной амплитуды нелинейно преобразуют в среднеквадратичный частотный центр мгновенного спекЗ 5 тра и среднеквадратичную амплитуду, по отношению которых определяют тангенс интегральной фазы речевого сигнала, а порезультату извлечения квадратного корняиз суммы их квадратов - интегральный мо 4 О дуль речевого сигнала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР621003, кл, 6 10 1. 1/00, 1978.2. Патент США4078154,45 кл, б 10 1 1/00, 1978 (прототип)./ IА М Ь М Ьl Л Ь М А Н 9 Фиг,2 Составитель Е. ДТехред А. БойкасТираж 406 арии Редактор А. ДолииичЗа каз 5506/77 ак ВНИИП по 113035, М филиал ПППГосударственного комелам изобретений и осква, Ж - 35, РаушскаПатентэ, г. Ужгород,Корректор С.Подписноеета СССРкрытийнаб д. 4/5л. Проектная, 4