Устройство для распознавания звуковых сигналов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союэ Советскмк Соцналмстмцескик Республик. свн 1)2500272/18 О 10 2 соединением зая Гооудвротевииый коиктвт СССР по долам извбрвтвниЯ к открытийпигания 18,07,79 икован ата о 2) Автор изобретения Н, Я е 71)заявитель 1Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в различ- ных системах автоматического управления, например для управления механизмами голосом, ввода речи в электронные вычислительные машины, автоматической печати текста, для идентификации шумов и распознавания источников акустических сигналов.Известно устройство для распознавания речи, в котором звуковые колебания пре образуются в электрические сигналы, которые сопоставляются с эталонными сигналами, дифференцируются интегрируются и сравниваются между собой 1), Из известных технический решений наиболее1 близким к изобретению по технической сущности является устройство для распоз навания звуковых сигналов, содержащее анализатор с полосовыми фильтрами и синтезатор с генератором шумового сигнайа 12).Однако известные устройства характеризуются низкой достоверностью распознавания звуковых сигналов, свяэанной с невозможностью смещения частотного диапазона входных сигналов, в область оптимального частотного диапазона,Целью изобретения является повышение достоверности распознавания звуко вых сигналов, В описываемом устройствеэто достигается тем, что в нем анализатор снабжен генератором импульсов, линией задержки, сумматором и ключами, а синтезатор - триггером, заторможено ным блокинг-генератором, полосовымифильтрами; линией задержки и ключами, причем входы полосовыхфильтров анализатора подключены к входной клемме устройства, а выходы подключены через ключи анализатора, управляюшие входы которых подключены. через линию задержки к генератору импульсов, к сумматору, выход линии задержки анализатора подключен к одному иэ входов триггера, О выход сумматора подключен к другомувходу триггера и. одновременноко входу заторможенного блокинг-генератора, другой вход которого подключен к выходу 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ6740873 4 триггера, и через группу ключей, управ- на вход линии 9 одиночного импулЬса с пяюшие входы которых подключены к вы- выхода генератора 10 и при его обходе ходам линии задержки синтезатора, и всех входов сумматора 7 воспроизводит- группу ключей, управляющие входы кото- ся огибаюшая спектра формант звукового рых подключены к выходам генератора 5 сигнала, При повторном опросе, на вышумового сигнала, подключены к попосо- .ходе сумматора 7:воспроизводится огивым фильтрам синтезатора, выходы кото баюшая спектра формант звукового образа рых подключены к выходной клемме уст- в последующий момент времени и т. д. ройства, а выход заторможенного блокинг- При непрерывной работе генератора 10 гейератора подключен ко входу линии за;на выходе сумматора 7 воспроиэводятдержки синтезатора..сн текущие знаМения спектральных компоНа чертеже приведена блокхема,:. нент формант звуковых сигналов. Напри- описываемого устройства.:.:.мер "в. случае инвариантного распознаваОно состоит из, анализатора 1 Й син- йиясигналов речи при произнесении перед тезатора 2. Полосовые фильтры 3 ана 1 и микрофоном шипящих звуков на вь 1 ходе затора 1 входами присоединены к вход-сумматора 7 огибающие спектра:формант ной клемме 4 устройства, а цолосойые звуковых сигналоЬ распределяются сравнифильтры 5 синтезатора 2 выходамипри-тельно равномерйо. Если же перед микро- соединены к выходной клемме 6 устрой- фоном произносятся речевые эпементы, ства, Попосовые фильтры 3 и .5 вьп 1 ол рб представляющие собой исходный материал иены со средними частотами, отстойшими дпя синтеза фразы, то огибающие спектра друг от друга, например,.на 10%. Входы имеют вид обычных формант звуковых . попосовых фйпьтров 3 присоедийены ко сигналов.входами сумматора 7 через ключи 8, к Синтез спектральных. инвариантав звууправляюшим входам которых присоедиие" 25 ковых сигналов начинается непосредст- ны соответствующие выходы пинии 9 эа-венно с момента обнаружения начала йердержка, соединенной входом с выходом ге . вой форманты при выделении спектральнератора 10:импульсов, Ко входам"полосо-,ных инвариантййх признаков при выполйе вых фильтров 5 присоединенвыход сумма- .: нии анализа звуковых сигналов. Поскольтора 7 через соответствующие последо -ку разнесение средних. частот полосовйх вафельно соединенные ключи 11 и 12 " фильтров 3 и 5, йспользуемйх в анализа Управляющие входы кпочуй 11 гфйсоеди- "- торе и-синтезатора, одинакового, то мо иены к соответствующимвы 1 одам линйа . дупяция каждого канала сйнтеэатора про задержки, а управлякядйе входы клю- эводится синхронной коммутацией при чей 12 присоединенык выходам генера з 5 помощи ключей 811 и 12 с последую- . тора 14 шумового сигналаОвиняз вы- . шим анализом. При выборе элементов эвуходов линии 9 эадержки соедйнен с"- ковых сигналов унйверсальиыми элемента- триггером 15, присоединенным выходом" ,: ми выбраны фонемы, опираясь на которые, ко входу заторможеиногв блокинтгенера- имеется. возможность воспроизведения слов тора 16, выход которого соедйнен с вхо О и фраз любого состава на любом языке. дом линии 13 задержки, к вторым входам Сйнтез спектральных инвариайтов звуко- триггера 15 и заторможэйного блокМнФ- . вых сигналов. начинается и момент эапусгенератора 16 присоединенвйход сУММа- ка заторможенного блокин 1 ГеНератора тора 7.:, .. : 16, что указывает также на расположеДпявйделения спектральныхийюриант нйе формант в сйектре. иых признаковзвуковых сигналов.вциа- . Каждый импульс с выхода заторможен: пазоне частоФ 25-22300 Гд необхбднмо ного блокинггейератора 16 поступает на 72 входных и выходных" пОлосовых фалы- вход линии 13 и в:моменты времени, со ров, а для звуковых сигналов с более . ответствующие временным задержкам сиг узким частотнйм диапазонам, например . я нала ь звеньях линия задержки, появпяет-13000 Ги., колИчество йСполъэуемих ся иа ее выходах. фильтров может . быть сокращено "доКоличество выходов линии 13 выбрано,После выделения огибаююей спектра например, равным 25, в связи с чем обесэвуковых сигналов на выходах йбйосовы 1 55 печивается сиитбэ спектральных инварианфильтров 3 сигналы поступают на входы тов звуковых сигналов частотного дианазона в десять октав. При этбм количестсумматора 7 через ключи 8, на управво выходов линии 9, выбрано равным неляюшие входы которых поступаот сигналы с выходов линии . ри пое которому наибольшему эйачению -.71,674087 5обусловленному заданным частотным дйапаэонам звуковых сигналов, спектральныеинвариантные признаки которых требуется выделить. При выделении спектральных,инвариантных признаков звуковых сигналов диапазона частот 80-1300 Гц, количество выходов линии 9 может быть сокращено до 40, что соответствует наименьшей частоте основного тона Сигналазвуковых образов 80 Гп и верхней гар омонической частоте десятой октавы35000 Гц.С выходов линии 13 каждый импульспоступает на ключи 11 (с порядковыминомерами от 72 до 96), в связи с чемобеспечивается синхронная коммутациясигнала на ключах 12 (с порядковыминомерами от 97 до 121). Каждый после- .дующий запуск заторможенного блокинггенератора 16 происходит после полйого 20,окончания цикла анализа звуковых сигналов. Затем импульс с йоспеднего выходалинии 9. поступает на первый вход триггера 15, опрокйдывает его в исходноесостояние и подготавливает при этом заторможенный блокинг-генератор 16 кприему последующих формант звуковыхсигналов. Спектральный инвариант звуко-:вых сигналов образуется на выходе 6устройства в результате суммированиясигналов, поступающих с выходов группыполосовых фильтров 5, например, на нагрузке, которой может быть входное со-. противление исполйительного оргайа -управляемого голосом. механизма;, сигна- .З 5лиэатора предварительного состояния ма- .аиим, распознаваемого по характернйм шумам ее работвц подключенного черезусилитель громкоговорителя йри прослушиваний звуков и других исполнительных ор=фогенов, т, е. в заеясимости от коккретногослучая примененйя описываемогоустройстваИспользование устройства для распое-навания звуковых сигналов, позволяияпего 4сместить частотный диапазон входимхсигналов, снижает аппаратурные затраты при анализе звуков с широким спектроми повьш 1 ает"достоверность распознаваниязвуковых сигналов. формула изобретения Устройство дпя распознавания звуковых сигналов, содержащее анализатор сполосовыми фильтрами и синтезатор с генератором шумового сигнала, о т л ич ающе еся тем,что, с цельюцовышения достоверности распознавания звуковых сигналов, аяализатор снабжен генератором импульсов, линией задержки,,снабжен триггером; заторможенным блокинг-генератором, полосовыми фильтрамипинией задержки и ключами, причем,входы попосовых фильтров анализатора подключены к входной клемме устройства,а выходы через кпючй анализатора, уп 1 равляющие входы которых подключены .через пинию задержки к генератору импульсов, к сумматору, выход линии задерж,ки анализатора подключен к одному из входов трйггере" ,выхбд сумматора под.ключей к другому входу триггера и одновремейно ко входу заторможенного блокинг. генератора, другой вход которого подключен к выходу триггера, и через гРуппу ключей, управляющие входы кочорых подключенык выходам линии задерж,ки синтезатора; и груйпу ключей, управляющие входы которых подключены к выходам гввератора шумового сигнала, подключен к полосовымфильтрамсинтезатора, . выходы которьа Йодключейы к выходнойклемме устройстве, а выход заторможейаого .,блокннг-генератора подключен ко входули, нии задержки синтезатора.Источнйкя информации, принятые во "вйимание при экспертизе1.: Авторское свидетельство М 329557, кп.1 ОЬ 1/02, 1969.2. Джеймс Л, Фланаган. Анализ, синтез и восприятие речи. М., Связь", 1968, с, 319-324.674087 Составитель В. Мусаэлянина Текред М. Петко Корре дакторЛукач аз 4093/49 Тир ЦНИППИ Государственнпо делам изобретени 113035, Москва, Жаж 451 Подго комитета СССРй и открытий5, Раушская набд. 4 писков Филиал П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная