Цифровой анализатор спектра речевого сигнала Советский патент 1984 года по МПК G06F17/14 G01R23/16 G10L19/02 

- Изобретение относится к вычислительной технике (для обработки речевого сигнала с использоаанием преобразования Фурье) н может найти приме нение в системах автоматического рас познавания речи. Известны процессоры, снабженные аналого-цифровым преобразователем и микрофоном, которые вылолклют спектральный анализ речи с использованием быстрого преобразования Фурье без накопления ошибок, что дастигается искусственным приемом дополнения обрабатываемого массива данных нулями, помещаемыми справа и слева от С1 ачкообразно перемещаемого вдол сигнала окна lj . Недостатки известных процессоров - искажение спектра и ограничение разрешающей способности процессоров . Известен цифровой анализатор : спектра речевого сигнала, содержащий блок оперативной памяти с постоянным запоминающим устройством для хранения табличных значений синусов и косинусов, соединенные последовательно микрофон, аналого-:цифровой преобразователь, сдвиговый регистр, сумматор и умножитель. Цифровой ана лизатор разрешает близкие спектраль ные линии речевого сигнала 2.1 . Недостаток данного анализатора состоит в накоплении ошибок, характерном для выбранного в этом анализаторе рекурентном способе вычислениЙ4, Результаты спектрального аиа.ли за формируются независимо от присут ствия или отсутствия сигнала. Такая неадекватность схемы анализатора нестационарной природе petieBoro сиг нала приводит к накоплению ложных сообщений, вызванных акустическими шумами и.шумами квантования, I Цель изобретения - повышение помехозащищенности анализатора. Поставленная цель достигается тем, что в цифровой анализатор спек ра речевого сигнала, содержащий бло оперативной памяти с постоянным запог. устройством дли хранения табличных значений синусов и косину coBf микрофон, связанный с ан,алого циф{)овым преобразователем,, сумматоры, умножитель и регистры сдвига, введены два электронных кггзоча, три дополнительных регистра сдвига, трн дополнительных cyMJ-iaTopa н блок авт ввода, а блок оперативной памяти выполнен с тремя входами и четьфьмя выходами, вход блока автоввода соединен с в.ыходом аналого-цифрового преобразователя, выход блока автоввода соединен с первым входом первого электронного ключа и с входом первого регистра сдвига, выход которого соединен с первым входом второго электронного ключа, вьп.оды первого и второго ключей соединены с входам первого сумматора, выход которого соединен с первым входом блока оперативной памяти, с вторым входом умножителя, первый вход которого соединен с выходом четвертого сумматора, четыре выхода блока оперативкой памяти соответственно ,соеди.;ены с вторыми входами первого и второго электронных ключей и с первыми входам11 второго и третьего сумг-5аторов, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами блока оперативной памяти и через второй и третий регистры сдвига с их вторыми входами, первьй вход четвертого сумматора соединен с выходом второго сумматора, выход умножителя соединен с первым входом пятого сумматора второй вход которого соединен с его входом через четвертый регистр сдвига. На чертеже приведена блок-схема, .цифрового анализатора спектра речевого сигкапа. Цифровой анализатор спзктра речевого сигнала содержит ьшкрофон 1, соединенный через аналого-цифровой преобразователь 2 с входом блока 3 автоввода, который соединен с вхо-; дом первого 4 злектронного к.плча, и через первый 5 регистр сдвига с входом второго 6 электронного ключа, Выхо.цы электронных ключей через первый 7 сумматор соединены с блоком 8 оперативной памяти, с которьм также сое.цинены выходы и первые входы сугф аторов 9 и 10, Вторые входы сумматоров 9 и 10 соединены с их выходами через второй 11 .и третий 12 регистры сдвига с. К выходам первого и второго сумматоров присоединены вкодь сумматора 13, выход и вход которого соединены с входами умножителя 14, Выход y ffloжитeля и выход сдвигового регистра 15 соединены с входами сумматора 1.6, выход которого соединен с входсь; этого регист5pa и является выходом цифрового ана лизатора спектра речевого сигнала. Цифровой анализатор спектра речевого сигнала работает следующим образом. Перед поступлением речевых сообщений на вход цифрового анализатора спектра речевого сигнала счетчики, на которых выполнен блок автоввода, не накапливают достаточного количества сигналов. Блок автоввода через электронные ключи обнуляет все регистры сдвига цифрового анализатора спектра. Когда начинается речевое сообщение, поступающее на вход блока автоввода через микрофон 1 и аналого-циф ровой преобразователь 2, счетчики блока. 3 автоввода накапливают количество сигналов, достаточное для ОТКРЫТИЯ блока автоввода и к пропуску на обработку дискретных значений сигнала для формирования спектральных коэффициентов сигнала путем согласованной передачи дискретной информации через ключи и регистры 4 - 6. В cyMJ iaTope 7 производится алгебраическое сложение вновь поступившего дискретного значения с выходящим из регистра сдвига, результат сложения передается в виде адресной информации в блок 8 оперативной па694мяти, результат считывается нз блока памяти и по первому и второму дополнительным выходам передается на вто-, рые входы электронных ключей 4 и 6,. Второй и третий адресные входы блока оперативной памяти получают данные с выходов сумматоров 9 и 10, а информация с третьего и четвертого выходов блока оперативной памяти подводится к первым входам этих сумматоров. На основе рекурентной ббработки данных с выходов сумматоров 7, 9 и 10 через регистры сдвига 11 и 12 в сумматоре 13, умножителе 14, регистре 15 сдвига- и сумматоре 16 производится вычисление спектральных коэффициентов речевого сигнала, прошедшего через блок автоввода. Спектральное преобразование цифровых сигналов речи продолжается до тех пор, пока счетчики блока автоввода не переполняются и не заблокируют передачу информации в регистр 5 сдвига иэлектронный ключ 4. После блокировки все электронные ключи и регистры сдвига обнуляются, а блок автоввода снова начинает определение начала ввода речевогосигнала. Такой режим работы позволяет формировать спектральное представление речи в реальном масштабе времени без на-копления ошибок, вызванных акустическими шумами и шумами квантования.

ЦИФРОВОЙ АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА РЕЧЕВОГО СИГНАЛА, содержащий блок . оперативной памяти с постоянным запоминакмцим устройством для хранения табличных значений синусов и косинусов, микрофон, связанный с аналогоцифровым преобразователем, сумматоры, умножитель и регистры сдвига, о т л и ч а ю,щ и и с я тем, что, с целью повьшения помехозащищенности, в него введены два электронных ключа, три дополнительных регистра сдвига, три дополнительных сумматора и блок автоввода, а блок оперативной памяти выполнен с тремя входами и четырьмя выходами, вход блока автоввода соединен с выходом аналогоцифрового преобразователя, выход блока автоввода соединен с первым входом первого электронного ключа и с входом первого регистра сдвига, выход которого соединен с первым входом второго электронного ключа, выходы первого и второго ключей соединены с входами первого сумматора, вькод которого соединен с первым входом блока оперативной памяти, с вторым входом умножителя, первьм вход которого соединен с выходом четвертого сумматора, четыре входа блока оперативной памяти соответственно соединены с вторыми входами первого и второго электронных ключей и с первыми входами второго и третьего сумматоров, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами блока оперативной памяти и через второй и третий регистры сдвига с их вторыми входами, первый вход четвертого сумматора соединен с выходом второго сумматора, выход умножителя соединен с первым входом пятого сумматора, второй вход которого соединен с его входом через четвертый регистр сдвига.