Способ обнаружения границ слов и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) а С,10 Ь 1/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ Й ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Н(23.) 2642370/18-24 теристического сигнала с минимальной (22) 06.07,78 длительностью присушего речи времен- (46) 07, 09,83, Бюл,33ного интервала от момента появления (72) С. Б. Аврин, А. Б. Копейкинзвонкого звука до момента появления и Г. М. Петров глухой смычки и по результатам срав (53) 681,327. 11 (088,8) . нения судят о появлении начальной иконечной границ слов, (56) 1. Патент США3903532 2. Устройство для осуществления кл. 179-3. б С, 3.97 6. способа по и, 1, содержащее формиро 2. Патент франции2304135,ватель характеристических сигналов, кл. С 10 Ь 1/00, 1976 (прототип).два коммутатора, выходы которых сое динены с входами счетчика адресов, (54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ГРАНИЦ выход которого подключен к первому СЛОВ и УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ- входу блока памяти, второй вход которо ЩЕСТВЛЕНИЯ ., го подсоедилен к выходу первого блока (57) 1. Способ обнаружения границ . сравнения, два входа которого подклю-слов, основанный на формировании двух . чены соответственно к выходу и входу характеристических сигналов из входно- первого. регистра адреса, соединенного го звукового сигнала, причем первый . с выходом счетчика адресов, о т л и ф рве из них формируют путем сравнения ч а ю а е е с я тем, что, с целью уровня входного звукового сигнала с повышения его точности и надежности, уровнем стационарных звуковых шумов,. в него введены формирователь импуш о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с сов временных соотношений, второй целью повышения точности и надежноо-: регистр адреса, второй блок сравнения, ти обнаружения границ слов, второйтретий и четвертый коммутаторы, причем характеристический сигнал формируют: выходы формирователя характеристичеопутем сравнения уровня входного звуко-"кнх сигналов подсоединены к первому и вого сигнала с минимальным уровнем:.,: второму:.:входам формирователя импульзвонких звуков речи, сравнивают длитель.сов временных соотношений, четыре выхо ность характеристического сигнала с : да которого попарно подключены соответст. максимально возможной длительностью; венно к входам третьего и четвертого неречеподобной звуковой помехи, дли-: коммутаторов, выходы которых соединены тельность паузы между последующимисоответственно с входами соответствующих пропаданием и появлением перва о харав регистров адреса, выход второго регисттеристического сигнала - с максималь-. ,ра адреса подключен к первому входу ной длительностью глухой смычки речи, " второго блока сравнения, второй вход определяемой на уровне стационарных .которого подключен к выходу счетчизвуковых шумов, длительность временно, ка адресов и к входу второго регистра го интервала от появления второго ха-адреса, третий вход - к управляющим рактеристического сигнала до оконча- входам первого,. второго и третьего ;ния соответствующего первого хврак коммутаторов н к третьему входу блока1040512 йййяти, выход второго блока сравненияподсоединен к третьему входу формирователя импульсов временных соотношений ик четвертому входу блока памяти, второйвход которого подключен к четвертому Изобретение относится к вычислитель ной технике и может быть использовано в устройствах ввода-вывода информации, в частности для распознавания речи.Известен способ для определения 5 начала и конца произнесенных выражений, использующий адаптивную дельта кодовую модуляцию для кодированияречевого сигнала 1 ЯНаиболее близким к предлагаемому является способ для обнаружения границ слов нри их раздельном произношении, заключающийся в формировании двух характеристических сигналов при наличии входного звукового сигнала, 15 причем первый из них формируется по превышению уровнем входного сигнала некоторого пороговогоуровня и ийеет фиксированное время задержки включения, а второй формируется при наличии 20 во входном сигнале определенных фонетических характеристик на основании двух дополнительных сигналов, один из которых указывает на наличие глухой согласной, а другой - на наличие медленно убывающей энергии (слова), и фиксации момента появления первого характеристического сигнала, которыйоднозначно соответствует начальной границе входного слова, и приближенном 30 определении последнего пропадания второ. го характеристического сигнала, причем по этому последнему пропаданию оцред ляется конечная граница входного слова 2135Недостатками способа являются низкая точность определения начальной границы слов в условиях реальной акустической обстановки (наличие как стационар- ных звуковых шумов, так и звуковых помех импульсного типа), так как за момент появления начальной границы .входного слова принимают момент появ-ления первого характеристического фигнела, формирование которого обуславли 45 входу формирователя импульсов временных соотношений, . пятый вход которогоподсоединен к выходу первого коммуатора,а пятый выход - к третьему входу первого блока сравнения. вается величиной устанавливаемого порогового уровня, что при низком цоро.говом уровне приводит к возможностипринятия за начальную границу словамомента появления звуковой помехиимпульсного типа, а при высоком - квозможности запаздывания определениямомента появления начальной границы, атакже ненадежное определение конечнойграницы входного слова, так как онаопределяется по последнему пропаданиювторого характеристического сигнала,который в случае наличия постороннихразговоров вблизи оператора (энергиявходного сигнала при этом ниже порогаформирования первого характеристического сигнала) может появлягься и пропадать в промежутке времени, определяемом длительностью задержки пропаданияпервого характеристического сигнала(т.е. когда полезный речевой сигналуже отсутствует). Цель изобретения - повышение точности и надежности обнаружения границ .слов. Поставленная цель достигается тем, что второй характеристический сигнал формируют путем сравнения уровня входного звукового сигнала с минимальным уровнем звонких звуков речи,. сравнивают длительность первого характеристического сигнала с максимально возможной длительностью неречеподобной звуковой помехи, длительность паузы между последующими пропаданием.ипоявлением первого характеристическогосигнала - с максимальной длительностьюглухой смычки речи, определяемой науровне стационарных звуковых шумов,длительность временного. интервала отпоявления второго характеристическогосигнала до окончания соответствующего первого характеристического сигнала . с минимальной длительностью присуще31040 го речи временного интервала от момен-" та появления звонкого звука до момента появления глухой смычки и по резуль татам сравнения судят о появлении на-:., чальной и конечной границ слОВе 5В устройство для осуществления способа обнаружения границ слов, со- .держащее формирователь характеристических сигналов, два коммутатора, выходы которых соединены с входами 1 О счетчика адресов, выход которого подключен к первому входу блока памяти, второй вход которого подсоединен к выходу первого блока сравнения, два входа которого подключены сортветст венно к выходу и входу первого регистра адреса, соединенного с выходом счетчика адресов, введены формирователь импульсов временных соотношений,: второй регистр адреса, второй блок ,. 20 сравнения, третий и четвертый коммутаторы, причем выходы формирователя характеристических сигналов подсоеДинены к первому и второму входу формирователя импульсов временных соотноше ний, четыре выхода которого попарно подключены соответственно к входам третьего и четвертого коммутаторов, выходы которых соединены соответственно с входами соответствующих ре- -З 0 гистров адреса, выход второго регистраадреса подключен к первому входу вто- рого блока сравнения, второй вход кот(м рого подсоединен к выходу счетчика адресов и к входу второго регистра щ 35 реса, а третий вход - к управляющим входам первого, второго и третьего коммутаторов и к третьему входу блока памяти, выход второго блока сравнения подсоединен к третьему входу фор мирователя импульсов временных соотношений и к четвертому входу блока памяти, второй выход которого подсо динен к четвертому входу формирователя импульсов временных соотношений,. 45 пятый вход которого подсоединен к вы.ходу первого коммутатора; а пятый выход - к третьему входу первого блока сравнения. На фиг. 1 представлена блок-схема:устройства; на фиг, 2 - временнаядиаграмма работы устройства. Устройство содержит формирова:тель 1 характеристических сигналов, два коммутатора 2 и 3, на входы кэ; торых поданы два вида синхросигналов, а,выходы которых соединены с 512 авходами счетчика 4 адресов, выход которого соединен с первым управляющим входом блока 5 памяти, на информационные входы которого поданы ы-, рактеристики входного сигнала, второй управляющий вход которого подсоединен к выходу первого блока 6 сравнения, два входа которого подсоединены соответственно к выходу и к входу регистра 7 адреса, соединенного с выходом счетчика 4 адресов. Устройство также содержит формирователь 8 импульсов временных соотношений, второф, регистр 9 адреса, третий и четвертый коммутаторы 10 и 11 и второй блок 12 сравнения.Предлагаемый способ заключается в следующем.Для определения границ слова используются следующие временные характерис гики звукового сигнала:Ч - максимальная длительность неречеподобной звуковой помехи навходе;7 - максимальная длительностьучастка глухой смычки речевогосигнала, уровень которой непревышает уровня стационарныхзвуковых шумов;Ч - минимальная длительность присущего речи временного интервала от момента появления звонкого звука до появления глухойсмычкиПервое появление первого характеристического сигнала считается вероятной начальной границей входного слова, и далее. производится анализ истинности этой начальной границы.Если длительность первого характе. ристического сигнала меньше времени 7. или больше этого времени, но при этом после пропадания этот сигнал отсутствует больше времени , то зафиксированная начальная граница считаеъся ложной, и при новом появлении первого характеристического сигнала фиксируется новая ковка, вероятная началь ная граница входного слова. То же самое произойдет и в том случае, .если до определения истинной начальной границы слова после появления второго харак теристического сигнала первый харак-. теристический сигнал пропадает через время, меньшее Т, В противном слу чае зафиксированная вероятная начальная граница считается истинной.Конечная граница входного слова оп- , .ределяется следующим образом.Если после определения начальной границы входного слова в какой-то момент пропадает первый характеристический сигнал, то этот момент считаетс конечной границей входного слова, и далее производится анализ истинности зафиксированной конечной границы,Если при этом первыф характеристи ческий сигнал будет отсутствовать больше времени Т 2 или за времяТ. Ф он появится на время 1, меньшее времени Т, то вероятная конечная граница входного слова считается истинной конечной границей. В противном случае зафиксированная вероятная конечная граница считается ложной, и поиск ко нечной границы осуществляется вновь. Устройство работает следующим образом.Формирователь 1 характеристических сигналов формирует два сигнала ( 1 и 1 ) по превышению двух различных пороговых уровней. Первый уровень (нижний) соответствует сигналу 1 А 7 второй (верхний) - сигналу тд . Каждый.й 1 иэ сигналов 1 и з., присутствует во время превышения энергией входного сигнала соответствующего .порогового уровня еНачальной установкой устройства в исходное состояние (цепь установки не показана) заблокируются регистры адресов 7 и 9 и коммутатор Э, последний через инвертор (не показанный), а коммутаторы 2, 10 и 11 разблокируются. Синхроимпульсы (СИ) из блока синхронизации устройства распознавания (не показано) с частотой записи информации в блоке 5 поступают через коммутатор 2 в формирователь 8 и на счетчик 4 адресов, коды адреса с которого поступают на регистры 7 и 9 адресовблоки 6 и 12 сравнения и в блок 5, который при этом работает в режиме записи входной информации, представляющей собой характериотики входного слова в цифровом виде.,При появлении иэ формирователя 1. характеристических сигналов сигнала 1формирователь 8 импульсов временных соотношений формирует сигнал "Приемначальной границыф, который через коммутатор 11 включает ре-, гистр 9 адреса, принимающий при этом текущий адрес иэ счетчика 4 адресов. Принятый адрес является адресом ве роятной начальной границы слова. Если длительность сигнала 1 меньшевремени Ч или больше этого времени,но при этом после пропадания этот сигнал отсутствует больше времени 1 д,то при новом появлении сигнала 1 форА 5 мирователь 8 сформирует новый сигнал"Прием начальной границы," по которому в регистр 9 адреса будет принятадрес новой вероятной начальной границы слова.10 Новый адрес будет принят также ив том случае, если при разблокированном коммутаторе 11 после появлениягсигнала д сигнал 1 А пропадает черезвремя, меньшее ТЗ.15 Если в какой-либо момент временипосле принягия регистром 9 адресаадреса вероятной начальной границыбудет сформирован сигнал 1 д, послечего сигнал 1 не пропадет через.20 время, меньшее Г 3, то формирователь 8сформирует сигнал "Начальная блокировка", который блокирует коммутатор 11 до начала определения границ новьго входного слова. При огом адрес, 25 хранящийся и регистре 9 адреса, являетчся адресом истинной начальной границыслова. 30 35 40 45 50 5 Если после формированиясигнала "Начальная блокировка" в какой-то момент времени пропадет сигнал .1, то фор;прователь 8 сформирует сигнал "Прием конечной границы", который через коммутатор 10 включит регистр 7 адреса, принимающий при этом текущий адрес из счетчика 4 адресов.Приниый адрес является адресом вероятной кь. нечной границы слова.Если после этого сигнала 1 не поя вится раньше чем, через время Т, или эа время 72 С появится на , время Ь, меньшее 71, то формирователь 8 сформирует сигнал "Конечная блокировками который заблокирует коммутатор 10 до начала определения границ нового входного слова. При этом адрес, хранящийся в регистре 7 адреса, является адресом истинной конечной границы слова.В противном случае, т. е. при появлении сигналапосле принятия в регистр 7 адреса адреса вероятной конечной границы слова через время, меньшее Т, на время большее Т, при пропадании сигналаформирователь 8 сформирует новый сигнал "Прием конечной границы", по которому в регистр 7 адреса будет принят адрес новой верощ- ной конечной границы слова, и далее описанный процесс будет повторен до7 1040определения истинной конечной границыслова,Сигнал "Конечная блокировка", кро-ме уже указанного действия по блокировкекоммутатора 10, осуществляет блокировку записи в блоке 5, блокировкукоммутатора 2, разблокировку блока 12сравнения, а также коммутатора 3. Приэтом .синхроимпульсы СН из блокасинхронизации устройства распознавания: 30с частотой считывания информации изблока 5 через коммутатор 3 начинаютпоступать на счетчик 4 адресов.При совпадении адреса хранимого в .регистре 9 адреса с текущим адресом1 поступающим иэ счетчика 4 адресов,блок 12 сравнения формирует сигналсчитывания, по которому блок 5 переводится в режим считывания информа 20 ции, которая при этом поступает в устройство распознавания, а формирователь 8 формирует сигнал "Включением, который разблокирует блок 6 сравнения.При совпадении адреса, хранимого в регистре 7 адреса, с текущим адресом, поступающим из счетчика 4 адресов, блок 6 сравнения формирует сигнал "Конец считывания, по которому формирователь. 8 устанавливается в исходное состояние, блокируя блоки 6 и 12 срав пения и коммутатор 3 и разблокируя коммутаФор:2, а также переводя блок 5 в режим записи входной информации.Таким образом, из блока 5 проиэведа но считывание характеристик входного слова в его истинных границах, и усте. ройство готово к определению границ нового входного слова.