Устройство для дискретного синтеза речи

О П И С А"Н-ИЕ" ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистицеских РеспубпикСВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ Зависимое от авт, свидетельстваМ. Кл. Н 041 3/18 701625/26-9 влено 30,Х,1971 (присоединением ваяв Приори Государственный комитет Севвтв Министров СССР нс делам нзсоретений и открытийОпубликовано 22,Ч 1,197 юллетеньания 20.Х,19 Дата опубликования оп вторызобретени ьников. Муравьев явитель ТНОГО СИНТЕЗА РЕ УСТРО.ЙСТВО .ДЛ вторым входам формирователей импульсов, а также через интегратор - к регулирующему усилителю.На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для дискретного синтеза речи; на фиг. 2 приведены одноимпульснь 1 й и четырехимпульсный сигнал возбуждения и их фазовые спектры, а также сигналы на выходах формирователей импульсов; на фиг. 3 показаны временные диаграммы, поясняющие работу устройства при четырехимпульсном сигнале возбуждения; на фиг, 4 - временные диаграммы, поясняющие работу возбудителя и усилителя устройства.Устройство для дискретного синтеза речи содержит возбудитель 1 с двумя входами а и б, линию задержки 2, формирователи импульсов 3, умножители 4, фильтр нижних частот 5, регулирующий усилитель 6, интегратор 7, блок задержки 8, источники управляющих сигналов 9. Сигнатон - шбудителячастотурого фоставляюкороткихтой 4 0 Изобретение относится к технике синтетической телефонии на дальних линиях телефонной связи.Известны устройства для дискретного синтеза речи, содержащие возбудитель, линию за держки (цифровую), умножители, фильтр нижних частот и усилитель, в которых в качестве сигнала возбуждения линии задержки (ЛЗ) при синтезе звонких звуков применяют последовательность коротких импульсов, 10 следующих с частотой основного тона речи, а при синтезе глухих звуков - последовательность импульсов криппированного шума, предварительно ограниченного по спектру,Однако в таких устройствах синтезирован ный речевой сигнал имеет недостаточную натуральность звучания, особенно при низких мужских голосах. При этом синтезированная речь имеет характерное трескучее звучание. Кроме того, чрезмерное подчеркивание глу хих звуков в синтезированном сигнале также ухудшает натуральность звучания синтезированной речи.Цель изобретения - повышение натуральности звучания синтезированной речи. 25Цель достигается тем, что все отводы линии задержки подключены к умножителям через формирователи импульсоввторой вход возбудителя через дополнительный блок задержки подключен к третьему входу возбудителя и ко 30 ство работает следующим образом.основного тона (ОТ) и сигнал ум (Т - Ш) управляют работой воз 1, настроенного на учетверенную основного тона речи, на выходе котомируется сигнал возбуждения, предщий при тоне последовательностьимпульсов, следующих с частоОТ речи, при шуме - импульсы55 60 65 клиппированного шума. Импульс тона илиимпульс шума поступает на вход линии задерки г,При возбуждении устройства с аналоговой ЛЗ каждому импульсу возбуждения счастотой 4 ОТ соответствует временной откликортогональных фильтров, начинающийся в момент появления импульса возбуждения. Результирующий выходной сигнал в каждый момент времени представляется в виде суммывременных откликов на каждый импульс возбуждения, приобретая непрерывный характер(см. фиг, 3). Каждый четвертый импульс исоответствующий ему временной отклик имеетполярность, противоположную трем предыдущим (такой отклик отмечен на фиг, 3 штриховкой).По цифровой ЛЗ продвигаются импульсыодной полярности, которые поступают на формирователи импульсов 3 для выделения каждого четвертого импульса из последовательности импульсов и инвертирования его.На одном из выходов формирования импульсов образуется трехимпульсный сигнал(см. фиг. 2 в), на другом - одноимпульсныйсигнал противоположной полярности. Выходыкаждого формирователя объединены так, чтона объединенном выходе образуется четырехимпульсный сигнал.Далее, в случае косинусного разложения,используемого в устройстве, сигналы с выходаформирователей импульсов, симметрично расположенных относительно центрального отвода ЛЗ, складываются (в случае синусногоразложения необходимо применить операциювычитания) и поступают на входы соответствующих умножителей 4, где умножаются накоэффициенты а, равные амплитудам гармоник разложения огибающей исходного спекгра в косинусный ряд, получаемым в анализаторе. Суммарный сигнал с выходов умножителей пропускается через фильтр нижних частот 5 с частотой среза Р, равной верхней граничной частоте синтезируемого диапазона, дляотфильтрования продуктов синтеза вне поддиапазона.Сигнал с фильтра нижних частот подаетсяна вход регулирующего усилителя б, в котором осуществляется снижение уровня глухихзвуков (при шуме) до уровня звонких звуков (при тоне) и усиление синтезированногосигнала до уровня, необходимого для работытелефона,Необходимость в снижении уровня глухихзвуков объясняется тем, что при синтезе этихзвуков в качестве сигнала возбуждения ЛЗиспользуется импульсная случайная последовательность, например импульсы клиппированного шума, предварительно ограниченногопо спектру частотой. При этом синтезированный шумовой сигнал имеет большую мощность, чем тональный сигнал, особенно принизких частотах ОТ, так как частота появления импульсов шума значительно выше. Этоприводит к появлению щелчков при переклю 5 10 15 го 25 30 35 40 45 50 чении сигнала тон - шум, кроме того, воспринимается на слух как чрезмерное подчеркивание глухих звуков, ухудшающее натуральность звучания синтезированной речи. Действительно, в ЛЗ мощность сигналов, снимаемых с отводов, определяется только частотой следования импульсов, так как их амплитуда и длительность фиксированы. При тоне на частоте ОТ, например, равной 75 гц, частота импульсов возбудителя составляет 300 гц, в то время как средняя частота появления имРпульсов шума равна - и при Р = 2000 гцгсоставляет 1000 гц. Поэтому возникает необходимость в снижении усиления тракта при формировании глухих звуков, Такая регулировка осуществляется следующим образом, При переходе от тона к шуму коэффициент передачи усилителя (см. фиг, 4 б) снижается сигналом тон - шум (см. фиг. 4 а), поступающим на регулирующий усилитель через интегратор 7. Постоянная времени интегратора выбирается с таким расчетом, чтобы длительность переходных процессов на ее выходе примерно соответствовала общему времени задержки Т, сигнала. Включение импульсов шума на ЛЗ:происходит с такой же задержкой, так что к моменту появления импульсов шума ЛЗ полностью очищается от импульсов ОТ, и коэффициент передачи тракта уже имеет установившееся меньшее значение, что исключает появления щелчков в синтезированном сигнале.Необходимая задержка обеспечивается блоком задержки 8, выполненным, например, в виде ждущего мультивибратора, генерирующим при переходе от тона к шуму импульс длительностью несколько больше Т, (см. фиг. 4 в), Сигнал с выхода блока задержки поступает на вход возбудителя для задержки включения импульсов шума (см. фиг. 4 г). Задержка включения импульсов шума позволяет избавиться от щелчков при переходе от тональных к шумовым звукам.В предлагаемом устройстве ЛЗ выполнена на ждущих мультивибраторах. Кроме того, устройство построено почти исключительно на элементах дискретной техники и может быть ,полностью выполнено на интегральных схемах или интегральных узлах в объеме нескольких кубических дециметров. Предмет изобретения Устройство для дискретного синтеза речи, содержащее возбудитель с двумя входами, последовательно соединенный с линией задержки, симметричные относительно центра отводы которой подключены к умножителям, а выходы умножителей подключены к регулирующему усилителю через фильтр нижних частот, отличающееся терм, что, с целью повышения натуральности звучания синтезированной речи, все отводы линии задержки подклю388369 чены к умнокителям через формирователи импульсов, второй вход возбудителя через дополнительный блок задержки подключен к треть 1 импк)к-валер гароофи сложи ОT 61718 1 У К 11 12 1 ЛФ 11 ; 17 П О К сбегЮТйг= ему входу возбудителя и ко вторым входам формирователей импульсов, а также через интегратор - к регулирующему усилителю.юйчой игнал Фиг.4 Составитель Р. Ивановаактор Л. Мазуронок Тсхред А. Камышникова Корректор С. Сатагулова аказ 2762/12ЦНИ Изд.И Государствен по делам Москва, Ж1698 Тираж 678ого комитета Совета Министровизобретений и открытий35, Раушская наб д. 4/5 ПодписпоР пография, пр, Сапунова,