Устройство для обнаружения пауз речи в вокодерном тракте

(Я)5 6 10 3/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ К АВТОРСКОМ ДЕТЕЛСТВ 7 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРСГОСПАТЕНТ СССР)(56) Авторское свидетельство СССРВ 1545248, кл, 6 10 1 3/00, 1990.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯПАУЗ РЕЧИ В ВОКОДЕРНОМ ТРАКТЕ(57) Изобретение. относится к технике электросвязи, в частности к электроакустическим трактам. Цел изобретенияповышение точности обнаружения пауз речи, Устройство содержит 1 входную клемму(1), 2 ключевых элемента (2, 15), 1 входнойфильтр (3), 1 полосовой анализатор спектра(4),. 1 детектор тон-шум (5), 1 выделительосновного тона (6), 1 блок уплотнения (7),.1. усилительно-разделительный блок (8), 2 выпрямителя с задержкой(9, 10), 1 компаратор (11), 1 логический элемент НЕ (12), 1 датчик дополнительной паузной комбинации (13), 1 блОк согласованиЯ (14), 1 канал СВЯЗИ (16), 1 блок разделения (17), 1 синтезатор спектра (18), 1 переключатель тон-шум (19), 1 генератор основного тока (20), 1 генератор шума (21), 1 дешифратор основной паузной комбинации (22), 1 дешифратор дополнительной паузной комбинации (23), 1 линия задержки (24), 1 логический элемент И (25), 1 выходной фильтр (26), 2 выходные клеммы (27, 28), Поставленная цель достигается благодаря наличию двух паузных комбинаций, что особенно важно при наличии акустических шумов в месте. откуда ведется переда ча. 1 ил,Изобретение относится к технике электросвязи, в частности к электроакустическим трактам с вокодерным преобразованием речи,Цель изобретения - обеспечить повышение достоверности обнаружения пауз в речи при наличии акустических шумов.На чертеже изображена структурная схема.1 и 27 - соответственно входной и выходной зажимы вокодерного тракта; 2 и 15 - соответственно первый и второй ключевые элементы; 3 и 26 - входной и выходной фильтры; 4 - полосный анализатор спектра;5- детектор тон-шум; 6 - выделитель основного тона; 7 - блок уплотнения; 8 - усилительно-разделительный блок; 9, 10 - первый и второй выпрямители с задержкой; 11 - компаратор; 12-логический элемент НЕ; 13 - датчик дополнительной паузной комбинации; 14 - блок согласования; 16 - канал связи; 17 - блок разделения; 18 - синтезатор спектра; 19 - переключатель тон-шум;20 - генератор основного тона; 21 - генератор шума; 22 и 23 - дешифраторы основной и дополнительной паузных комбинаций; 24 - линия задержки; 25 - логический элемент И; 28 - выходной зажим устройства,Согласно схеме входной зажим 1 устройства через первый ключевой элемент 2 подключен к входному фильтру 3, выход которого подключен к параллельно соединенным входам полосного анализатора. 4 спектра, детектора тон-шум 5 и выделителя 6 основного тона, выходы которых подключены соответственно к входам 1 п, и+1 и и+2 блока 7 уплотнения. Параллельно входу ключевого элемента 2 подключен вход усилительно-разделительного блока 8, выход которого присоединен с входам первого 9 и второго 10 выпрямителей с задержкой. Выход первого из них соединен с первым входом компаратора 11, ко второму входу которогО подключен выход второго выпрямителя 10 с задержкой, Выход компаратора 11 присоединен к управляющему входу первого ключевого элемента 2 и параллельно - к входу логического элемента 12 НЕ, выход которого подключен к первому входу датчика 13 дополнительной паузной комбинации, выход которого присоединен с входу и+3 блока 7 уплотнения. Второй вход компаратора 1.1 через блок 14 согласования подключен к первому входу ключевого элемента 15, выход которого подключен к "земле". Второй вход датчика 13 присоединен к выходу цикловой синхронизации блока 7 уплотнения, Выход блока 7 уплотнения через канал 16 связи подключен к входу блока 17 разделения. Выходы 1 в этого блока присоединены к соответствующим входам спектрального анализатора 18, выход и+1 подключен к первому входу переключателя, 19 тон-шум, выход и+2 подключен к входу генератора 20 основного. тона, Выход этого генератора присоединен к второму входу переключателя 19 тон-шум, к третьему входу которого подключен выход генератора 21 510 шума. Выходы 1 п блока 17 разделения подключены к параллельно соединенным входам дешифратора 22 основной и дешиф ратора 23 дополнительной паузных комбинаций, Выход дешифратора 22 через линию 24 задержки, а выход дешифратора 23 непосредственно подключены к первому и второму входам логического элемента 25 И, 20 Выход синтезатора 18 спектра через фильтр26 соединен с выходным зажимом 27 вокодерного тракта. Выход элемента 25 И подключен к входу цепи управления устройства уплотнения пауз (на схеме не показано), 25 Устройство работает следующим образом.Когда передача речи не ведется, ключевой элемент 2 заперт. При наличии в помещении акустического шума с зажима 1 на 30 вход усилительно-разделительного блока 8поступает напряжение, обусловленной действием этого шума на звукоприемник (например, микрофон) электроакустического тракта.С выхода блока 8 напряжение шумового сигнала поступает на входы первого 9 и второго 45 ского шума на выходе компаратора 11 имеет место нулевой потенциал и ключевой элемент 2 оказывается запертым.С началом передачи потенциал на первом входе компаратора 11 начинает преоб 50 55 ладать над потенциалом на его втором входе, В результате этого на выходе компаратора 11 появляется управляющий потенциал и ключевой элемент 2 отпирается. Одновременно напряжение с выхода компаратора 11 поступает на вход ключевого элемента 15, который также отпирается, и через него и через блок 14 согласования происходит разряд на "землю" энергии речевого сигнала, накопленной на втором входе компаратора 11. Таким образом. 10 выпрямителей с задержкой, а е их выходов - на первый и второй входы компаратора 11, В рассматриваемом устройстве коэффициент передачи шумового тракта, 40 выход которого подключен ко второму входукомпаратора 11, несколько больше коэффициента передачи его речевого тракта, выход которого соединен с первым входом компаратора 11. Поэтому при действии акустичевыходов дешифраторов 22 и 23 на входы логического элемента 25 И введена линия 24 задержки. При фиксации обоих упомянутых 40паузных комбинаций на входы логическогоэлемента 25 И поступают потенциалы логической единицы, в результате чего на выходе элемента 25 И также имеет местопотенциал логической единицы.Благодаря наличию двух паузных ком. бинаций удается существенно повысить достоверность фиксации паузы в речи, что особенно важно при наличии акустическихшумов в месте, откуда ведется передача. 50 П р и м е р. В настоящее время через тракт данного изделия обеспечивается передача только одной паузной комбинации(основной), На скорости передачи 2400бит/с для этого используется один кадр, содержащий 60 позиций, в том числе 1 битслужебный (синхронизации), 26 бит единичный и 32 бита нулевых разрядов. Предлагается для передачи каждой из двух паузныхописанное устройство обеспечивает обнаружение как активных отрезков, так и паузречи. При этом на отрезке последних практически исключается попадание акустического шума на вход передающей частивокодера. Для исключения искажений начальных звуков и слогов время срабатывания рассматриваемого устройства(отпирание ключевого элемента 2) должно составлять 2-5 мс (обеспечивается блоком9), в то время как отпускание такого устройства после завершения передачи речи для исключения заметных на слух колебаний ееуровня должно быть не менее 100 мс (обеспечивается блоком 10). При появлении в речи паузы на.вход элемента НЕ 12 подается нулевой потенциал, вследствие чего импульсом цикловой синхронизации с выхода блока 7 уплотнения запускается датчик 13 идополнительная паузная комбинация поступает на вход и+3 блока 7 уплотнения и далее через канал 16 связи - на вход блока 17разделения. Одновременно при наличии паузы в речи на передающей стороне вокодера вырабатывается также паузная комбинация, которая в настоящем описании называется основной.На приемной стороне вокодерноготракта основная и дополнительная паузныекомбинации и выходов 1 п блока 17 разделения поступают на параллельно соединенные входы дешифраторов 22 и 23,. Дополнительная паузная комбинация может представлять собой, например, инвертированную по сравнению с основнойпоследовательность "1" и "0", Для обеспечения одновременной подачи потенциалов с 1015202530 35 комбинаций использовать 13 бит единичных и 16 бит нулевых разрядов,Так как в рассматриваемом устройстве повышается защищенность вокодерного тракта от акустического шума, вследствие чего снижается суммарный уровень электрических помех в нем. то достоверность обнаружения паузных комбинаций при разделении в данном изделии соответствующего кадра на две равные половины и уровне акустического шума более 60 дБ за метно улучшается.Блоки 3 - 7; 17-21 и 26; 2; 8 - 11 и 14 и 15 . идентичны применяемым в известном устройстве, остальные узлы и блоки являются типовыми.Технико-экономический эффект, достигаемый по сравнению с прототипом (он же базовый объект), состоит в том, что предлагаемое устройство позволяет значительно повысить достоверность определения пауз речи в условиях акустических шумов и электрических помех.Количественно это может быть приближенно оцейено следующим образом.Допустим, что устройство рассматриваемого типа представляет собой резервированную невосстанавливаемую систему.Вероятность безотказной работы системы (в нашем случае - это вероятность обнаружения паузы речи по двум признакам)РБ.О = 1 - (1 - Ро 1), (1 - Ро 2)где Ро 1 и Ро 2 - веРоЯтность безотказнойработы параллельно соединенных основнойи дополнительной цепей,Если исходить из того, что работы осуществляется по каналу связи, коэффициентпотерь цифровой информации в котором равен 5 х 10, то получим Ро 1= Ро 2= 0,95.Тогдасогласно приведенной формуле имеемРБ,О = 0,997.Следовательно, в рассматриваемом случае даже при работе по плохому каналу связи ошибки при определении пауз в речи небудут превышать 3 х 10, в то время как приналичии только одной паузной комбинацииошибки составляют 5 х 10,Данный показатель имеет очень важноезначение для систем уплотнения пауз речис целью передачи цифровой информации идля систем контроля трактов телефоннойсвязи в паузах речи,При выполнении предлагаемого устройства на интегральных микросхемах средней и большой степени интеграции не произойдет заметного увеличения габаритов и массы базового объекта.1809461 Составитель И. ПолковскийТехред М,Моргентал Корректор Л, ЛивринцГ Редактор Заказ 1287 Тираж . ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям ри ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4 СПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 ф ор мул а изобретения разделительный блок, первый и второй выУстройство для обнаружения пауз речи прямители с задержкой, компаратор, блок в вокодерном тракте, содержащее на пере- согласования, логический элемент НЕ и датдающей стороне входной фильтр, полоса-. чик дополнительной паузной комбинации, а вой анализатор спектра, детектор тон-шум, 5 на приемной стороне - дешифраторы основвыделитель основного тона и блок уплотне- ной и дополнительной паузных комбинаций ния, первые и входов которого соединены линия задержки и логический элемент И, соответственно с и выходами полосового причемвходвходногофильтраподключенк анализатора спектра, вход которого, соеди- выходу первого ключевого элемента, перненный с входами детектора тон-шум и вы вый вход которого, соединенный с входом делителя основного тона, подключен к устройства, подключен через усилительно- выходу входного фильтра, причем выходы разделительный блок к входам первого и детвктора тон-шума и выделителя основно- второго выпрямителей с задержкой, выходы го тойа соединены соотеетственнос(п+1-м которых соединены соответственно с пери с (й+2-м входами блока уплотнения, а на 15 вым и вторым входами компаратора, выход приемной стороне устройство содержит которого подключен к второму входу перво- блок разделения, синтезатор спектра, пере- го ключевого элемента и через логический ключатель тон-шума, генератор основного элемент НЕ - к первому входу датчика дотона, генератор Шума и выходной фильтр, . полнительной паузной комбинации, второй причем входблока разделенния через канал 2 б вход которого соединен с выходом циклосвязи.соединен с выходом блока уплатне- вой синхронизации блока уплотнения, а анния, а первые и выходов блока разделению ход датчика дополнительной паузной соединены соответственно с первыми. и, комбинации присоединен к(п+3-му выходу входами сййтезатора спектра, выход кото- блока уплотнения, причем выход второго рого через выходной фильтр подключен к 2 выпрямителя с задержкой подключен через первому выходу устройства, при этом (и+1- , блок согласования. к первому входу второго й выход блока разделениясоединен с йер- ключевого элемента, второй вход которого вым входомпереаючателя тон-шум, выход соединен с входом логического элемента которого подключвн М ворому.входу синте- НЕ, при этом первые и входов блока раздеэатора сйектра, а второй и треий входы ЗО ленияподключеныкпараллельносоединенпереключателя тон-шум соедийены соот- ным п-входам дешифраторов основной и ветственно с выхоДами генератора осйов- дополнительной паузных комбинаций, приного тона и генератора шума, при этом вход чем выход дешифратора основной паузной генератора основного тона соединен с(п+2- комбинации через линию задержки, а выход м выходом блока разделения; о т л и ч а ю дешифратора дополнительной паузной комщ е е с я тем, что, с.целью повышения точ- бинации подключены соответственно к перности обнаружения пауз речй, в устройство вому и второму входам логического введены на передающей стороне первйй и элемента И, выход которого является вто-. второй ключевые элементы, усилительно- рым выходомустройства.