Анализатор речевых сигналов Советский патент 1986 года по МПК G10L15/02 

СП

ел tc

I Изобретение относится к речевой Информатике, к приборам для анализа речевых сигналов при распознавании речевых команд.

Цель изобретения - повышение точности анализа речи.

На чертеже представлена структурная схема анализатора речевых сигналов .

Устройство содержит цепочку 1 фильтров нижних частот, фильтры 2-4 нижних частот, детекторы 5-7, первьй сумматор 8, первое дифференцирующее звено 9, звено 10 запаздывания, второе дифференцирующее звено 11, второй 12 и третий 13 сумматоры, квадраторы 14 и 15, четвертый сумматор 1б, сглаживающий фильтр 17, блок 18 вьщеления минимумов, коммутатор 19, аналого-цифровой преобразователь 20 и блок 21 оперативной памяти.

Входом анализатора является вход, цепочки 1 фильтров нижних частот, которая содержит фильтры 2-4 нижних частот, соединенные последовательно так, что граничная частота полосы пропускания каждого последующего фильтра установлена меньше граничной частоты полосы пропускания предыдущего фильтра. Выходы и входы фильтров соединены с детекторами 5-7. На чертеже приведена структурная схема детектора 5, остальные детекторы выполнены аналогичным образом (не показано) . Количество фильтров цепочки фильтров нижних частот устанавливается в Соответствии с диапазоном анализируемых частот и разрешающей способностью. Блоки 8-17 образуют детектор 5. Первый вход первого сумматора 8 соединен с входом фильтра 2, второй, являющийся инвертирующим с выходом фильтра 2. Выход первого сумматора соединен с входом первого дифференцирующего звена 9 и звена 10 запаздывания. Выход звена запаздвания подключен к входу второго дифференцирующего звена 11 и второму входу второго сумматора 12. Выходы дифференцирующего звена 9 и звена 1 запаздывания соответственно соединены с первыми входами второго с;/1 гма тора 12 и третьего сумматора 13, второй инв13ртирующий вход которого подключен к выходу первого сумматора 8. Выходы второго 12 и Третьего 13 сумматоров через квадраторы 14

75527

и 15 и четвертый сумматор 16 соединены с сглаживающим фильтром 17, выход которого является выходом детектора 5, Выходы всех детекторов через 5 блок 18 выделения минимумов, коммутатор 19, ангшого-цифровой преобразователь 20 и блоком 21 оперативной памяти связаны с выходом анализатора речевых сигналов. Время задержки О звена запаздывания, коэффициенты передачи BTOpbDc входов второго и третьего сумматоров каждого детектора удовлетворяют соотношениям

К/2СЛ; и К- - СО;.

где 6; - время задержки звена запаздывания i-ro детектора, Сд},- - центральная частота прие. ма i-ro детектора

Kj - коэффициент передачи инвертирующих входов второго и третьего сумматоров i-ro детектораJ

- постоянная времени дифференцирующих звеньев Детекторов, и СО; 1.

Анализатор речевых сигналов работает следующим образом.

На вход цепочки I фильтров нижних частот поступает речевой сигнал, который фильтруется фильтрами 2-4

нижних частот. Входы и выходы каждого фильтра подключены к входам детекторов 5-7 таким образом, что на выходе сумматора каждого детектора формируется асимметричная амплитудно-частотная характеристика, существенно отличная от нуля вблизи соответствующей центральной частоты так, что значения центральных частот уменьшаются с увеличением номера детектора. Соответствующие колебания обрабатываются детектором таким образом, что незатухаю1цие колебания с частотой, равной центральной частоте детектора, компенсируются полностью,

периодически возбуясдаемые и затухающие, вызывают отклики с минимальной амплитудой, повторяющие импульсное возбуждение этого колебания, при условии совпадения центральной час5 тоты детектора с частотой затухающих колебаний или частотой гармоники периодического сигнала. Выделенные импульсы возбуждения осредняются ,. 3 сглаживающими фильтрами детекторов и сравниваются в блоке выделения минимумов. Блок выделения минимумов реагирует на локальные минимумы и, таким образом, передает через коммутатор, -аналого-цифровой преобразовател и блок оперативной памяти значения откликов тех детекторов, где энергия отклика была меньше энергии откликов соседних детекторов. Предлагаемое выполнение детекторов, соединенных с блоком вьщеления минимумов, позволяет понизить чувствительность анализатора речевых сигналов к сигналам, нехарактерным для речи, и тем повышает его точность анализа. Анализатор речевых сигналов может быть применен в устройствах распознавания речевых команд в условиях акустических помех. Формула изобретения Анализатор речевых сигналов, содержащий соединенную с входом цепочку фильтров нижних частот, детекторы присоединенные к выходам фильтров, и последовательно соединенные коммутатор, аналого-цифровой преобразователь и блок оперативной памяти, о т личающийся тем, что, с целью повышения точности анализа, в него введен блок выделения миниму274мов, соединенный входами с выходами детекторов, каждый из которых состоит из четырех двухвходовых сумматоров, двух дифференцирующих звеньев, звена запаздывания, двух квадраторов и сглаживающего фильтра, причем вторые входы первого и третьего сумматоров выполнены инвертирующими, выход первого сумматора соединен с вторым входом третьего сумматора, первым . входом второго сумматора через первое дифференцирую щее звено и входом звена запаздьшания, выход звена запаздывания соединен с вторым входом второго суь матора и через второе дифференцирующее звено с первым входом третьего сумматора, первьй и второй входы четвертого сумматора соединены соответственно с выходами второго и третьего сумматоров через первый и второй квадраторы, выход четвертого сумматора соединен с входом сглаживающего фильтра, выход которого является выходом детектора,входами каждого детектора являются входы его первого сумматора, при этом первые входы первых сумматоров соединены с выходами соответствующих детектору фильтров цепочки фильтров нижних частот, выходы этих фильтров соединены с вторыми входами первых сумматоров соответствующих детекторов, а выходы введенного блока вьщеления минимумов связаны с входами коммутатора.

Изобретение относится к приборам для анализа речевых сигналов при распознавании команд и позволяет повысить точность анализа речи. На вход цепочки 1 фильтров нижних частот поступает речевой сигнал, фильтВход руется фильтрами 2-4 нижних частот, выходы и входы последних подключены к входам детекторов 5-7 так, что значения центральных частот уменьшаются с увеличением номера детектора. Выделенные импульсы возбуждения определяются сглаживающим фильтром 17 детекторов 2-4 и сравниваются в блоке 18 выделения минимумов, которьй реагирует на локальные минимумы И передает через коммутатор 19, аналого-цифровой преобразователь 20 и блок 21 оперативной памяти значения откликов тех детекторов 5-7, где энергия отклика была меньше з нергии а & откликов соседних детекторов. 1 ил. а 6ы)(од С