Адаптивное устройство компенсации помех в речевом сигнале

(19)Я)5 Н 04 В 15/О ЕНИЯ ПИСАН ЗОБРЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ СВ ОМ- НАГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР 81349/09(21) 4 (22) 0 (46) 30 (72) Ю шин и (53) 6 (56) П М 458 (54) А ПЕНС (57) И имо Эобретение относится к радиотехникжет быть использовано для повышени разборчивости зашумленного речевого сигнала. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости речевого сигнала путем улучшения отношения сигнал/шум Устройство содержит оперативный запоминающий блок 1, постоянный запоминающий блок 2, перемножитель 3, сумматор 4, блок 5 вычисления функции, буферные регистры 6-13, мультиплексоры 14 - 17, блок 18 управления. Устройство позволяет обеспечить подавление шумов, непрерывных во времени и находящихся в спектре принимаемого речевого сигнала. 2 ил.Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для повышения разборчивости зашумленного речевого сигнала.Целью изобретения является повышение помехоустойчивости речевого сигнала путем улучшения отношения сигнал/шум.На фиг 1 приведена структурная схема устройства, на фиг, 2 - структурная схема блока управления.Устройство (Фиг. 1) содержит оперативный запоминающий блок (ОЗБ) 1, постоянный запоминающий блок 2 (ПЗБ), перемножитель 3, сумматор 4, блок 5 вычисления функции, первый 6, второй 7, третий 8, четвертый 9, пятый 10, шестой 11, седьмой 12 и восьмой 13 буферные регистры, первый 14, второй 15, третий 16 и четвертый 17 мультиплексоры, блок 18 управления, вход 19 устройства, выход 20 устройства.блок 18 управления (фиг. 2) содержит генератор 21 тактовой частоты, счетчик 22, узел 23 формирования пускового сигнала, узел 24 постоянной памяти,Устройство работает следующим образом,Блок 5 вычисления функции ф( хР) (фиг. 2) выполнен на мультиплексоре, причем на первый информационный вход мультиплексора поступает информация с выхода пятого буферного реги:тра 10, на второй информационный вход- постоянная величина С 1, на третий информационный вход - постоянная величина С 2, на управляющие входы мультиплексора поступают сигнал переполнения и знаковый разряд из пятого буферного регистра 10.На третий вход второго мультиплексора 15 подается постоянная величина.На вход устройства 19 поступает зашумленный речевой сигнал 2 х+ 1, а наь выходе 20 получается оечевой сигнал хь+ 1( с улучшенным отношением сигнал/помеха, Процедура обработки зашумленного речевого сигнала описывается следующими уравнениями: л(Ь л (ьь (гЬ л Ь л зЬЬСМ ;лЬ )Ь РХ ЬМ(5)1(лЕ+Ь С С+Ь ЬЬ ( Ос:-(1 ь л (Ь ЪЬ (ЪЬ,(РХ.Ь )" С -001 ЬЬРЬЬ Х л"( Ь ( РСОР 51л (лЬС,о.оа Ь при хЬ,где К(1) - коэффициент усиления для оценкипервого отсчета сигнал х(,К (2) - коэффициент усиления для оценки второго отсчета сигнала х( - 1;5 К (3) - коэффициент усиления для оценки функции возбуждения;К (4) - коэффициент усиления для оценки первого коэффициента линейного предсказания;10 К (5) - коэффициент усиления для оценки второго коэффициента линейного предсказан(я;Вл (4)хь+1выходной сигнал;х(+ 1 - первыйкозффи(иент линейного предсказания.15 х(+ 1 ь - второй коэффициент линейногопредсказания.Экспериментально установлено, что вкачестве начальных условий целесообразнопринять слеуощие значения20 хо =хо =о =0;(1)( (з)5РВеличины К (1), К (2), К (3), К (4), К (5) впроцессе вычислений являются постоянны 25 ми и подбираются экспериментально в диапазоне 0,05-0,25 в зависимости отмощности сигнала помехи, действующей навходе. Величинаявляется постоянной,экспериментально подобрана-5 10 .,А (1)30 Процесс вычисления сигнала хь+ 1 ) состоит иэ 21 такта, которые протекают следующим образом.В течение 1-го такта (фиг, 3) выполни(ется считывание из ОЗБ 1 величины хь ) и35 запись ее через первый мультиплексор 14,находящийся в 1-м состоянии, в первый буферный регистр 6.В течение 2-го такта их ОЗБ 1 считывается величина х( и через второй мультил (4)40 плексор 15, находящийся в 1-м состоянии,записывается во второй буферный регистр7.В течение 3-го такта выполняется перел (1 Ь л(4)множение величин х 1 (с хь перемножите 45 лем 3, на первый и второй входы которогосоответственно из первого и второго буфеооных 4 о)егистров 6 и 7 поступают величины х( )и хь(а результат перемножения записывается в шестой буферный регистр 11. Также50 в течение 3-го такта выполняется считывание их 0 ЗБ величины хь) и запись ее вбуферный регистр 10,В течение 4-го такта выполняется считывание величины из ОЗБ и запись ее через55 первый мультиплексор 14, находящийся в1-м состоянии, в первый буферный регистр6. Также в течение 4-го такта выполняетсял (й)вычисление величины у ( хь . , При нахождении значений числа хР) в пределах-1х1 его численное значение, поступающее иэ пятого буферного регистра 10через блок 5, поступает на второй вход первого мультиплексора 14. При на)хождениизначения числа 2 Р в области х1 блок 5под действием управляющих сигналов изпятого буферного регистра 10, а именнознака числа и разряда переполнения, переключается во второе состояние, пропускаяна свой выход постоянное число С 1 з= 0,024.При нождении значения числа х ) в области х 1 -1 блок 5 под воздействием управ 3ляющих сигналов из пятого буферногорегистра 10 переключается в третье состояние, пропуская на Свой выход величину С 1=0,024,В течение 5-го такта выполняется считывание из ОЗБ 1 величины хР и запись еечерез второй мультиплексор 15, находящийся в 1-м состоянии, во второй буферныйрегистр 7,В течение 6-го такта выполняется перемножение величин хс , х ), поступающих на1-й и 2-й входы перемножителя 3 из первогоб и второго 7 буферных регистров, Результат перемножения записывается в седьмойбуферный регистр 12.В течение 7-го такта выполняется суммирование х) хсумматором 4, для=1чего на 1 е 1 го -й и -й ходы поступают величиных х; их 1 х 1 черезтретий ичетвертый мультиплексоры 16 и 17, находящиеся в1-м положении из шестого 11 и седьмогобуферных регистров, Результат суммирования записывается в третий буферный регистр 8. Также в 7-м такте происходитл Г.11запись величины р(хЬ- ) в первый буферный регистр б через первый мультиплексор.14, переключающийся в этом такте во 2-есостояние, и запись величиныво второйбуферный регистр 7 через второй мультиплексор 15, находящийся во 2-м сс тоянии.В течение-го такта вычисляется величина Е+ - х х - для чего на 1-йвход сумматора 4 подается величина.), х 8 х ") из третьего буферного регистра=18 через третий мультиплексор 16, переключаемый в 8-м такте в 3-е состояние, а на 2-йвход сумматора 4 поступает входная величина 2+ 1 через четвертый мультиплексор17, переключаемый в этом такте во 2-е состояние. Результат суммирования записывается в четвертый буферный регистр 9,Кроме того, в 8-м такте выполняется умнолгфжение фо(х ), для чего на 1-й и 2-й входы перемножителя 3 подаются соответственнолЛвеличины р ( х" ) и из первого 6 и второго 7 буферных регистров, а результат перемножения записывается в шестойбуферный регистр 11,В течение 9-го такта выполняется пересылка величины 2+1 -РхЬ - из чет 1=1вертого буферного регистра 9 в восьмойбуферный регистр 13.В течение 10-го такта вычисляется величина ц,- для чего на 1-й вход сумматора 4(1через третий мультиплексор 16, находящий 15 ся во 2-м состоянии. поступает из пятого буферного регистра 10 величина х 1 ), а на 2-йл (З)вход сумматора 4 поступает величина 7+ 1-Д,х х -. иэ восьмого буферного реги 1=120 стра 13 через четвертый мультиплексор 17,находящийся в 3-м состоянии. Результатсуммирования записывается через второймультиплексор 15. находящийся в 3-м состоянии, во второй буферный регистр 7. Также25 в 10-м такте выполняется считывание изПЗБ 2 величины К (1) и запись ее черезпервый мультиплексор 14, находящийся в3-м состоянии, в первый буферный регистр6,30 В 11-м такте выполняется перемкоже(г)ние И К(1)1+1, для чего най вход перемножителя 3 из первого буферного регистра6 поступает величина К(1), а на 2-й входперемножителя 3 из второго буферного регистра 1 поступает величина И+1, РезульЮтат перемножения записывается в седьмойбуферный регистр 12.В 12-м такте выполняется суммировал (Д ГЗ40 ние х-ф+К(1)э+1, для чего, на 1-й входсумматора 4 через третий мультиплексор 16,находящийя во 2-м состоянии, поступаетвеличина х ) из пятого буферного регистра10, а на 2-й вход сумматора 4 через четвертый мультиплексор 17, находящийся в 1-мсостоянии, поступает величина К (1) иэ седьмого буферного регистра 12. Результат суммирования записывается в четвертыйбуферный регистр 9. Также в 12-м такте выполняется считывание иэ ПЗБ 2 величины К(2) и запись ее через первый мультиплексор14, находящийся в 3-м состоянии, в первыйбуферный регистр 6.В 13-м такте выполняется пересылка вел (з)личины хс ) + К (1) И+ч из 4-го буферногорегистра 9 е еосьмои бтфериый регистр 13,перемножение К(2) иперемножителем33, для чего на его первый вход из первого(2), на второй вход иэ второго буферного регистра 7 - величина +, а результат пере(у)множения записывается в седьмой буферныйрегистр 12, Также в 13-м такте выполняетсясчитывание из ОЗБ 1 величины 6 и запись(1)ее в пятый буферный регистр 10,В 14-м такте выполняется вычислениевеличины хс+1, являющейся выходной величиной, для чего на первый вход сумматора 4через третий мультиплексор 16, находящийся в 3-м состоянии, из третьего буферногорегистра 8 поступает величинах 1) х+З), а на 2-й вход через четвертый=1мультиплексор 17, находящийся в третьемсостоянии, величина хт( )+ К(1) Ииз васьк (э) (Ймого буферного регистра 13. Результат суммирования записывается в ОЗБ 1. Также в14-м такте выполняется считывание иэ ПЗБ2 величины К(3) и запись ее в первый буферный регистр 6 через первый мультиплексор14, находящийся в 3-м состоянии.В 15-м такт(е) выполняется вычислениевеличины х+ 1, для чего на 1-й вхорс)ум(2)лматора 4 поступает величина х + 1 изпятого буферного регистра 10 через третиймультиплексор 16, находящийся во 2-м положении, а на 2-й вход сумматора 4 поступает величина К (2) из седьмого буферногорегистра 12 через четвертый мультиплексор17, находящийся в 1-м положении, Результат суммирования записывается в ОЗБ 1.В 16-м такте выполняется перемножение К (3) ми 4 перемножителем 3, для чегофна 1-й вход перемножителя 3 из первогобуферного регистра 6 поступает величина К(3), а на 2-й вход перемножителя 3 - величина 4 м из второго буферного регистра 7,Результат перемножения записывается вседьмой буферный регистр 12.(Э)В 17-м такте вычисляется величина х+1для чего на 1-й вход сумматора 4 через третий мультиплексор 16, находящийся во 1-мсостоянии, из шестого буферного регистра11 поступает величинау ( х"/ ), а на второй вход сумматора 4 через четвертыймультиплексор 17, находящийся в 1-м положении, из седьмого буферного регистра 12поступает величина К (3) щ. Результатйсуммирования записывается в ОЗБ 1, Также в 17-м такте выполняется считываниеПЗБ 2 величины К (4) и запись ее черезпервый мультиплексор 14, находящийся в3-м положении, в первый буферный регистрб. В 18-м такте также выполняется перемножение К (4) зД 1 перемножителем 3, длячего на 1-й вход перемножителя 3 из первого буферного регистра 6 поступает величинаК(4), а на 2-й вход величина И+4 из второго(4буферного регистра 7, Результат перемножения записывается в седьмой буферныйрегистр 12, Также в 18-м такте выполняется10 считывание из ОЗБ 1 величины х( и запись(41ее в пятый буферный регистр 10,В 19-м такте вычисляется величина х+ 1л 141для чего на 1-й вход сумматора 4 поступает4 (4)величина хР через третий мультиплексор15 16, находящийся во 2-м состоянии, из пятого буферного регистра 10, а на 2-й входсумматора 4 поступает величина К (4) ч(г.)через четвертый мультиплексор 17, находящийся в 1-м состоянии, из седьмого буфер 20 ного регистра 12. Результат суммированиязаписывается в ОЗБ 1, Также в 19-м тактевыполняется считывание из ПЗБ 2 К (5) изапись ее в первый буферный регистр б через первый мультиплексор 14, находящийсяв 3-м состоянии,В 20-м такте выполняется перемножеФние К (5) й перемножителем 3, для чегона 1-й вход перемножителя 3 поступает ве 30 личина К (5).из первого буферного регистраЫб, а на 2-й вход поступает величина гу+1 иэвторого буферного регистра 7. Результат перемножения записывается в седьмой буферный регистр 12. Также в 20-м такте35 выполняется считывание из ОЗБ 1 величиных 1 и запись ее в пятый буферный регистр10.В 21-м так(те) выполняется вычислениевеличины х 1+ 1, для чего на 1- вход сум 4 (540 матора 4 поступает величиначерез тре(5)тий мультиплексор 16, находящийся во 2-мсостоянии, из пятого буферного регистра10, а на 2-й вход сумматора 4 поступаетвеличина через четвертый мультиплексор17, находящийся в 1-м состоянии, из седьмого буферного регистра 12, Результат суммирования записывается в ОЗБ 1.Блок 18 управления (фиг. 2) работаетследующим образом,При включении питания узел 23 формирования пуска вырабатывает сигнал Начальная установка", который сбрасываетсчетчик 22 и ОЗБ (фиг, 1) в исходное состояние. Счетчик 22 под воздействием импуль 55 сов, поступающий с генератора 21,формирует адрес для узла 24 постояннойпамяти, в котором записаны микрокоманды управления устройством для каждоготакта,