Обнаружитель пауз речи в системе с дельта-модуляцией Советский патент 1988 года по МПК H04J3/17 

Г

(Л

4

QD 00 (

1Ч

Изобретение относится к технике связи, в частности к системам уплотнения сигналов с дельта модуляцией, и является усовершенствованием изоб- ретения по авт.св. № 1325717,

Целью изобретения является повы-г шение точности обнаружения пауз речи в условиях изменения уровня окружающего шумового фона.

На чертеже приведена структурная электрическая схема обнаружителя пауз речи в системе с дельта-модуляцией.

Обнаружитель пауз речи в системе с дельта-модуляцией Содержит основной канал 1, регистр 2 сдвига, первый 3, второй 4 и третий 5 элементы И, первый счетчик 6, второй счетчик 7, элемент 8. задержки, первый 9 и второй 10 триггеры, счетчик 11 времени удержания канала, дешифратор 12, инвертор 13,, блок 14 объединения сигналов, информационный вход 15 основного канала, вход 16 тактовой частоты f -, дополнительный канал 17, четвертый элемент И 18, вычитающий счетчик 19, счетчик 20 интервала усреднения, регистр 21 хранения, депшф ратор 22 уровня шумов, блок 23 фор- мирования сигнала управления, дополнительный элемент 24 задержки, элемент ИЛИ 25, пятый элемент И 26, В . качестве тригг.еров используется D- триггер. Обнаружитель пауз речи в системе с дельта-модуляцией работает следующим образом

Информация от дельта-кодера поступает, в последовательном коде со скростью бит/с на вход 15 основного канала 1, Запись информации в регист 2 сдвига осуществляется с частотой f, численно равной V , которая фор- мируется в кодере и подается на вход 16 устройства. Для надежного выделе- ния наиболее коротких фонем, соответствующих взрывным звукам к,п,б и т,д„, длительность которых лежит в пределах 20-25 мс, интервал наблюдения t лежит в диапазоне 30 мс

t. 300 мс Регистр 2 сдвига долН

жен обладать емкостью К ., (т.е. содержать К двоичных разрядов)

При молчании абонента от дельта - кодера поступает на вход 15 последо- вательность кода молчания 1010101«о, Вследствие фона помещения эта последовательность может нарушаться, т.е, вместо меандра, соответствующего ко5 0 з

0

0

ду молчания, на выходе дельта-кодера формируются пачки нулей и единиц Длительность шумовых импульсов, вызывающих появление таких пачек, лежит в диапазоне 5 - 15 мс При этом обнаружитель пауз речи в системе с дельта-модуляцией не должен реагировать на шумовые импульсы, а также должен надежно выделять начало слов и отдельных смысловых фрагментов речи, начинающихся взрывных звуков, особенно критичных к точности анализа.

При коде молчания число переходов от 1 к О в цифровой последовательности дельта-кодера на длительности интервала наблюдения t составляет t Если предположить, что шумовые импульсы с общей продолжительностью t представлены цифровой последовательностью, состоящей только из единиц (или только из нулей), то при молчании абонента на длительности интервала наблюдения tц число переходов от 1 к О в цифровой последовательности дельта-кодера уменьшается на tm по сравнению с кодом молчания С учетом последнего для вырезания шумовых импульсов в паузах речи коэффициент пересчета N счетчика 7 определяется из равенства N f()/2.

Длительность интервала наблюдения tj задается счетчиком 6, который своим импульсом переноса периодически производит установку в нуль счетчика 7,.Коэффициент пересчета счетчика 6 численно равен емкости регистра 2 сдвига К t., f,.

tЦТ

I

Таким образом, при молчании абонента счетчик 7 за длительность t успеет насчитать заданное число переходов И от 1 к Оо При этом счетчик 7 сформирует на своем выходе импульс переноса, который устанавливает D-триггер 10 по входу R в нулевое состояние, соответствующее молчанию абонента Сигнал с прямого выхода Триггера 10 запрещает прохождение импульса переноса, формируемого счетчиком 6, через элемент И 4;, После окончания импульса переноса счетчика 6 D-триггер 10 по входу С возвращается в состояние логической единицы сигналом, прошедшим через элемент 8 задержки, который обеспечивает задержку на два периода такто u

вой частоты f (подача сигнала 1 на D-вход триггера 10 не показана).

При переходе абонента от молчания к активности, на выходе дельта-кодера формируются пачки нулей и единиц достаточного объема В результате этого число переходов от 1 к О по сравнению с кодом молчания резко уменьшается, счетчик 7 за период tj не успевает насчитать до N и триггер

10остается в единичном состоянии По окончании периода наблюдения 1ц на выходе счетчика 6 формируется импульс переноса, который проходит через элемент И 4 и переводит по входу S D-триггер 9 в единичное состояние, а счетчик 11 времени Удержания канала устанавливается по соответствующему входу в нулевое состояние При активности абонента импульс переноса с выхода счетчика 6 через элемент И 4 периодически устанавливает счетчик

1Iв нулевое состояние Счетчик 1I времени удержания канала играет роль инерционного элемента, который предназначен для задержки отпускания основного канала на время порядка 160 200 мс, после перехода абонента от активного состояния к молчанию Задержка отпускания основного.канала необходима для поглощения коротких перерьшов в слитной речи, которые не ощутимы на слух, но присущи самой ее природе с

Импульсы переноса с выхода счетчика 6 следуют с периодом t, поэтому для обеспечения задержки отпускания основного канала t(, в 160-200 мс коэффициент пересчета М счетчика 11 находится из условия М L t , где L J - округление до ближайшего верхнего целого«

При переходе абонента от разговора к молчанию триггер 9 сохраняет единичное состояние, что обеспечивае прохождение импульсов переноса с выхода счетчика 6 через элемент И 5 на счетный вход счетчика 11 Поскольку абонент молчит, то по соответствующему входу периодической установки в нуль счетчика 11 времени удержания канала не производится, и счетчик 11 насчитьшает заданное число импульсов переноса, поступающих через элемент И 5 в При этом на выходе дешифратора

12появляется сигнал, устанавливают щий D-триггер 9 по входу С в нулевое состояние (подача сигнала О на D1989

вход триггера 9 не показана) Сигнал с выхода триггера 9 запрещает прохождение импульсов переноса счет5 чика 6 через элемент И 5, что обеспечивает сохранение состояния счетчика 11, а следовательно, и сохранение соответствующего сигнала на выходе дешифратора 12, который управляет

0 работой элементов И 3 непосредственно, а элементом И 18 - через инвертор 13 Таким образом, при молчании абонента обеспечивается прохождение информации из дополнительного канала

5 17 через элемент И 18 и блок 14 объединения сигналов на выход устройства

При переходе абонента в активное состояние D-триггер 9 вновь устанавливается в единичное состояние, а

0 счетчик 11 - в нулевое При этом сигнал с выхода дешифратора 12 изменяется на противоположный, что обеспечивает прохождение информации с выхода регистра 2 сдвига через элемент

5 И 3 и блок 14 объединения сигналов на вход устройства

Элементы 19-26, входящие в схему устройства, обеспечивают его работу в адаптивном режиме: в паузах речи

0 на длительности интервала усреднения t производится оценка величины t, затем в соответствии с полученной оценкой tyj устанавливается новое значение коэффициента пересчета N

ос счетчика 7,

Изменение коэффициента пересчета счетчика 7 в устройстве осуществляется следующим образом

При активности абонента сигнал с

0 выхода дешифратора 12 поступает через элемент ИЛИ 25 на вход вычитающего счетчика 19 и непосредственно на вход счетчика 20 интервала усреднения, удерживая их в единичном и ну45 левом состояниях соответственно При переходе абонента от активности к молчанию сигнал на вькоде дешифрато- , ра 12 изменяется на противоположный, что обеспечивает возможность работы

eg счетчиков 19 и 20 в вычитающем и суммирующем режимах соответственно. Вычитающий счетчик 19 подсчитывает число переходов из 1 в О на длительности интервала усреднения в цифровой

с последовательности дельта-модулятора, поступающей на вход 15 устройства о

Длительность интервала усреднения to, задается счетчиком 20, на счетный вход которого поступают импульсы переноса, формируемые периодом t счетчика 6. Тогда ti , где К„ - коэффициент пересчета счетчика 20 интервала усреднения. Величина К„ устанавливается такой, чтобы обеспечить выбор t в диапазоне от 300 мс до 2 с. Последнее объясняется тем, что средняя длительность пауз речи при диалоговом обмене составляет примерно 1,67 с.

Коэффициент пересчета Kg вычитающего счетчика 19 численно равен Kg Vyty/2o В момент окончания интервала усреднения импульс переноса с выхода счетчика 20 поступает через открытый элемент И 26 на синхровход регистра 21 хранения, осуществляя перезапись информации из младших разрядов вычитающего счетчика 19 в регистр 21 хранения.

Емкость Кр регистра 21 хранения обеспечивает запись в двоичном коде числа V -tj -Ky/2, т.е.

Кр loggV t Ky - ij.

где t

ш.мяке

максимальная длительность отдельно стоящего шумового импульса, который вырезается обнаружителем пауз о Этим же импульсом переноса, проходящим через дополнительный элемент 24 задержки и элемент ИЛИ 25, нъни- тающий счетчик. 19 возвращается в единичное состояние

Состояние регистра 21 хранения идентифицируется дешифратором 22 уров ня шумов., Сигналы с выходов дешифратора 22 поступают на блок 23, который производит укрупнение числа состояний дешифратора 22 и формирует сигна- -лы управления на установление соот- ветствукяцего коэффициента пересчета в счетчике 7 Укрупнение числа состоя кий в блоке 23 может осуществляться на базе многовходовых элементов ИЛИ, которые объединяют в соответствуюцие группы выходы дешифратора 22 уровня шумов. При этом число выходов блока 23 (число укрупненных состояний дешифратора 22) равно числу возможных

значений коэффициента пересчета в счетчике 7„

Если длительность паузы меньше, чем интервал усреднения tij, то изменения коэффициента пересчета в счетчике 7 не происходит, так как при переходе абонента в активное состояние сигнал с выхода дешифратора 12

приводит счетчики 19 и 20 в исходное состояние,, Прохождение импульса переноса, который может быть при этом сформирован на выходе счетчика 20 интервала усреднения, блокируется

5 запрещающим сигналом с выхода инвертора 13, поступающим на второй вход элемента И 26а Этим обеспечивается сохранение содержимого регистра 21, а следовательно, и коэффициента пе0 ресчета в счетчике 7,

Формула изобретения

Обнаружитель пауз речи в системе с дельта-модуляцией по авт.св. № 1325717, отличающийся

5 тем, что, с целью повьш1ения точности обнаружения пауз речи в условиях изменения уровня окружающего шумового фона, введены вычитающий счетчик, пррвьй вход которого соединен с инQ формационным входом регистра сдвига, выходы вычитающего счетчика через последовательно соединенные введенные регистр хранения, дешифратор уровня шумов и блок формирования сигнала управления соединены с установочными входами первого счетчика, к выходу дешифратора подключены первый вход введенного элемента ИЛИ -и первый вход введенного счетчика интервала

0 усреднения, второй вход которого соединен с выходом второго счетчика, выход счетчика интервала усреднения соединен с входом введенного дополнительного элемента задержки и с пер

вым входом введенного пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом введенного инвертора выход дополнительного элемента задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с BTOpbW входом вычитающего счетчика, выход пятого элемента И соединен с управляницим входом регистра хранения.

Изобретение относится к технике связи. Целью изобретения является по- вьшение точности обнаружения пауз речи в условиях изменения уровня окружающего шумового фона. Устройство содержит основной канал 1, регистр 2 сдвига, элементы И 3,4,5, D-триг- геры 9,10, счетчик 11 времени удерживания канала, дешифратор 12, блок 14 объединения сигналов, информационный вход 15 основного канала, вход 16 тактовой частоты f, дополнительный канал 17. С целью повьшения точности обнаружения пауз речи в устройство введены инвертор 13, вычитающий счетчик 19, счетчик 20 интервала усреднения, регистр 21 хранения, дешифратор 22 уровня шумов, блок 23 формирования сигнала управления, дополнительный элемент 24 задержки, элемент ИЛИ 25, элемент И 26. 1 ил. с S

ВШ-ШПИ Заказ 3675/57

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 660 Подписное