SU953658A1 - Анализатор амплитуд и частот формант речевого сигнала - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к акустиКб и может быть использовано при анализе речевого сигнала.

Известные анализаторы формант речевого сигнала рассчитаны на выделение частоты форманты речевого сигнала без учета возможного вли ни  соседних формант, имеющих большую энергию Cl и 2.

Наиболее близким к предлагаемому ю по технической сущности  вл етс  анализатор формантных частот речевого сигнала, имеющий в своем составе селектор формантных максимумов и р д каналов выделени , каждый из ко- is торых состоит из полосового фильтра, .детектора, интегратора, сумматора, устройства сравнени , двоичного накопител , ключа, преобразовател  и двоичного счетчика. С31. . 20

Недостаток анализатора заключаетс  в невозможности раздельного выделени  характеристик двух формант в частотных поддиапазонах возможного

совместного их по влени , поскольку амплитуда огибающей одной форманты может значительно превосходить амплитуду огибающей другой форманты,. речевого сигнала и тем самым, мае- ; кирует последнюю. ; Цель изобретени  - повышение точности выделени  амплитуд и частот формант речевого сигнала в диапазонах их совместного по влени .

Цель достигаетс  тем, что в анализатор амплитуд.и частот формант речевого сигнала, содержащий р д каналов выделени , каждый из которых состоит из полосового фильтра, по- . следовательно соединенных детектора и интегратора, последовательно соединенных устройства сравнени , двоичного накопител , ключа и преобразбв .ател , а также двоичного счетчика и сумматора, при этом выход полосового фильтра соединен с входами детектора , устройства сравнени  и двоичного счетчика, выход двоичного счетчика соединен с управл ющим входом ключа, выход интегратора соединен с первым входом сумматора, а выход преобразовател  подключен ко второму входу сумматора, дополнительно включены генератор тактовых импульсов , схема считывани , М схем ИЛИ, {М-1) схем сравнени , (М-1) схем управлени  и М регистров пам ти, а в каждый канал выделени  введен аналого-цифровой преобразователь, триггер Шмитта, ключева  схема и формирователь кода частоты форманты, причем информационный вход каждого аналого-цифрового преобразовател  подключен к выходу сумматора, а управл ющий вход соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход каждого аналого-цифрового преобразо вател  соединен с информационным входом ключевой схемы, вход каждого триггера Шмитта подключен к, выходу преобразовател , а выход соединен с управл ющим входом ключевой схемы, вход формировател  кода частоты форманты подключен к выходу ключевой схемы, выходы каждого нечетного формировател  кодов частоты форманты соединены с входами схемы ИЛИ, а выходы каждого четного фор мировател  кода частоты фopмa9 ты сое динены с входами схемы сравнени , первый выход каждой из схем сравнени соединен с последним входом схемы ИЛ предыдущего канала, а второй выход подключен к первому входу схемы ИЛИ последующего канала, управл ющий вхо схемы сравнени  подключен к выходу схемы управлени , выход каждой схемы ИЛИ соединен с первым входом схем управлени , с информационным входом регистра пам ти и с соответствующим входом схемы считывани , выход схемы считывани  подключен ко второму входу каждой схемы управлени  и к уп равл ющему входу каждого регистра пам ти. На фиг. 1 и 2 представлена функциональна  схема анализатора. Анализатор амплитуд и частот формант речевого сигнала содержит полосовые фильтры 1, детекторы 2, устройства сравнени  3, двоичные счетчики k, интеграторы 5 двоичные накопители 6, ключи 7, преобразователи 8, сумматоры 9 аналого-цифровые преобразователи 10, триггеры Шмитта 11 , ключевые схемы 12, генератор 13 тактовых импульсов, формирователь IV кодов частот формант, схемы сравнени  15 схемы ИЛИ 16, схемы управлени  17, регистры пам ти 18, схемы считывани  19Анализатор работает следующим образом . Речевой сигнал поступает на вход полосовых фильтров 1.Выделенный на одном из них сигнал, продетектированный детектором 2 и сглаженный интегратором 5, подаетс  на один из входов сумматора 9- Одновременно с выхода полосового фильтра 1 сигнал поступает на вход сравнивающего устройства 3. которое формирует импульсы при равенстве двух смежных временных интервалов между переходами выделенного сигнала, через нуль. Сформированные импульсы подаютс  на вход двоичного накопител  6. С выхода фильтра 1 сигнал подаетс  также на вход двоичного счетчика k с заданным коэффициентом пересчета, который подсчитывает количество переходов через нуль сигнала на выходе фильтра 1. При переполнении счетчика 4 формируетс  импульс, открывающий ключ 7. Код, зафиксированный к моменту открывани  ключа 7 накопителем 6, поступает на вход преобразовател  8, который преобразует его в напр жение , величина которого пропорциональна коду, и запоминает его до момента по влени  следующего импульса переполнени  счетчика 4. Таким образом, величина напр жени  на выходе преобразовател  8 пропорциональна количеству равных смежных временных интервалов между переходами через нуль сигнала, выделенного полосовым фильтром 1, отнесенному к общему числу переходов через нуль этого же сигнала за врем  наполнени  счетчика. Импульс переполнени  счетчика 4 осуществл ет также сброс двоичного накопител  6 через заданное врем  задержки. С выхода преобразовател  8 напр жение подаетс , на второй вход сумматора 9- На выходе сумматора 9 по вл етс  огибающа , котора  характеризует энергию речевого сигнала в полосе фильтра 1, усиленна  дл  форматных колебаний. Аналого-цифровой преобразователь 10 преобразует аналоговый сигнал в последовательность кодов, пропускаемых ключевой схемой 12 при подаче на ее управл ющий вход импульса с выхода триггера Шмитта 11. Синхронизаци  .аналогоцифрового преобразовател  10 внешн   - с выхода генератора13 тактовы импульсов. Триггер Шмитта 11 срабаты вает при наличии сигнала на выходе преобразовател  8) т.е. при наличии в полосе частот полосового фильтра устойчивого формантного колебани . Цифровые коды с выхода ключевой схемы 12 поступают в формирователь 1 кодов частот формант. Каждый формирователь содержит регистр с посто нно хранимым средним значением частоты той полосы, в которой он установлен. Это значение (код) присоедин етс  в виде младших разр дов к характеризующему амплитуду огибающей речевого сигнала.

Совокупности формирователей 1 кодов формант, объедин ющих поддиапазоны устойчивого по влени  формант, объедин ютс  по выходам посредством схем ИЛИ 16. В случае по влени  форманты в том или ином поддиапазоне устойчивого по влени , равномерный двоичный код (амплитуда и частота) поступает в той или иной регистр пам ти 18, соответствующий той или иной форманте речевого сигнала.

В случае по влени  форманты в поддиапазоне неустойчивого по влени  (где возможно по вление обоих соседних формант) равномерный двоичный код (амплитуда и частота) поступает с выхода формировател  кодов частот на вход соответствующей схемы сравнени  15. В ее входах возможно по вление одной или двух формант. В первом случае значение форманты может поступать либо (по первому выходу ) на последний вход схемы ИЛИ 16 либо (по второму выходу) - на первый вход другой схемы ИЛИ 16, в случае наличи  на входе первой схемы ИЛИ 16 значени  форманты в поддиапазоне устойчивого по влени  и срабатывани  по этому значению соответствующей схемы управлени  17- Во втором случае (по вление двух формант) значение младшей (например, первой) форманты поступает с первого выхода схемы сравнени  15 на последний вход первой схемы ИЛИ 16, а значение старшей (например, второй) форманты .поступает с второго выхода схемы сравнени  15 на первый вход второй схемы ИЛИ 16. Работа последующих

каналов выделени  формант аналогична описанной выше.

В результате значени  форманты речевого сигнала записываютс  с выходом схем ИЛИ 16 в регистры пам ти 18. При по влении на выходе всех схем ИЛИ 16 двоичных кодов схема считывани  19 вырабатывает управл ющий импульс, считывающий коды с выходоврегистров пам ти 18 и возвращающий в исходное состо ние схемы управлени  17.

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет повысить точностьвыделени  амплитуд и частот формант речевого сигнала в диапазонах совместного по влени  двух формант.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Анализатор амплитуд и частот формант речевого сигнала, со держащий р д каналов выделени , каждый из которых состоит из полосового фил гтра-, последовательно соединенных детектора и интегратора, последовательно соединенных устройства сравнени , двоичного накопител , ключа и преобразовател , а также двоичного счетчика и сумматора, причем выход полосового фильтра соединен со входами детектора устройства сравнени  и двоичного счетчика, выход двоичного счетчика соединен с управл ющим входом ключа, выход интегратора соединен с первым входом сумматора, а выход преобразовател  подключен к второму входу сумматора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности выделени  амплитуд и частот формант

   ,(речевого сигнала в диапазонах их сов| местного по влени , в него включены генератор тактовых импульсов, схема :считывани , М схем ИЛИ, (М-1) схем сравнени , (М-1) схем управлени  и М регистров пам ти, а в каждый канал выделени  введен аналого-цифровой преобразователь, триггер Шмитта, . ключева  схема иформирователь кода частоты форманты, причем информационный вход каждого аналого-цифрового преобразовател  подключен к выходу сумматора, а управл ющий вход соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход каждого аналогоцифрового преобразовател  соединен с информационным входом ключевой схемы , вход каждого триггера Шмитта

   подключен к выходу преобразовател , а выход соединен с управл ющим входом ключевой схемы, вход формировател  кода частоты форманты подключен к выходу ключевой схемы, выходы каждого нечетного формировател  кода частоты форманты соединены с входами схемы ИЛИ, а выходы каждого четного формировател  кода частоты форманты соединены с входами схемы сравнени , первый выход каждой схемы сравнени  соединен с последним входом схемы ИЛИ предыдущего канала, а второй выход подключен к первому входу схемы ИЛИ последующего канала, управл ющий вход схемы сравнени  подключен к выходу схемы управлени .

   выход каждой схемы ИЛИ соединен с первым входом схемы управлени , с информационным входом регистра пам ти и с соответствующим входом схемы считывани , выход схемы считывани  подключен ко второму входу каждо схемы управлени , и к управл ющему входу каждого регистра пам ти.

   I

   Источники информации,

   прин тые во внимание при экспертизе

   1,Авторское свидетельство СССР , кл. G 10 L 1/02, 19772 .Патент США № 3335225, кл. 179-1, 1964.

   3- Авторское свидетельство СССР № kkoeso, кл. G 10 L 1/00, 1971.