Способ выделения речевого сигнала на фоне помех Советский патент 1989 года по МПК G10L3/02 

Изобретение относится к приборостроению для речевой информатики.

Целью изобретения является улучшение качества звучания речи, выделенной из смеси с шумами, путем вос- цроизведения свойственных речи раз- рьшных фазовых модуляций.,

На чертеже изображена блок-схема одного из устройств, позволяющего реализовать предлагаемый способ выделения речевого сигнала на фоне помех.

Устройство содержит гребенчатый фильтр-усреднитель 1, сегментатор 2, преобразователь Уолша-Адамара 3, управляемый ограничитель 4, выделитель 5 энергии пульсаций, формирователь 6 сигналов управления, блок 7 памяти, обратньп преобразователь 8

Уолша-Адамара, периодизатор 9, управляемый смеситель 10, полосовой фильтр 11 фрикативных звуков.

Устройство работает следующим образом.

Для каждого выбранного тона в диапазоне непроизвольных вариаций основного тона в гребенчатом фильтре- усреднителе 1 производят усреднение входного зашумленлого сигнала с периодом выбранного тона в промежутке времени, соответствующем длительности нескольких периодов тона. После гэтого расчленяют в сегментаторе 2 сигнал с усредненным гсериодом на некоторое число (не менее 8) неперекрывающихся по длительности участков (блоков) . При этом число блоков выбирают из

сл

ел

ее

N3

соображений существования для него матрицы Адамара. Далее в преобразователях Уолша-Адамара 3 вьтолняют дискретное преобразование Фурье первого каскада преобразований в базисе Уолша-Адамара полученных блоков при числе функций Уолша не меньшем 8, посл чего полученные трансформанты Фурье подвергают в управляемых ограничи- телях Д ограничению, причем сигналы управления формируют следующим образом. Дпя каждого выбранного тона в вьделителях 5 энергии пульсаций формируют разности интенсивности трансформант с одинаковыми номерами, соответствующих блокам, отличающимися номерами, например на величину, равную половине их числа. В результате этого получают значения вели- чин, соответствующих модуляционным спектрам, отображающим пульсации сигнала, представленного в базисе Уолша-Адамарас Далее в формирователе сигналов управления подвергают указанные значения величин повторному дискретному преобразованию Фурь (второй каскад преобразования) в базисе Уолша-Адамара-при помощи блока 7 памяти вычисляют средние значения полученных транформант и их текущие средние значения. Сигналы управления ограничителями 4 (пороги ограничения) формируют как величины, связанные обратной зависимостью с превышениями средних значений этих трансформант над их текущими средними, при превышении средними значениями трансформант их текущих средних и как величины заведомо превы- шающие значения трансформант первого каскад-а преобразования Фурье, в том случае, когда текущие значения трансформант второго каскада преобразований ниже их текущих средних. При этом каждое пороговое значение управляет соответствующей парой трансформант первого каскада преобразования Фурье, которая использовалась для формирования этого порогового значения. В результате указанного управляемого ограничения исключаются трансформанты тонов, имеющих пульсации ниже средних, чем исключается проникновение шумов на выход устройства и подчеркивается полезный сигнал.

Прошедшие через ограничители 4 трансформапты подвергают обратно| у

g 5 0 5 О Q

5

5

преобразованию в преобразователях 8, после чего полученные сигналы поступают в периодизаторы 9, где для каждого выбранного тона составляется усредненный период сигнала, который далее мультиплицируется (г ериодизи- руется) для восстановления длительностей сигнала и поступает в смеситель 10, где суммируется со своим коэффициентом усиления с сигналами для других тонов и с сигналом, прошедшим через полосовой фильтр 11 фрикативных звуков с Указанные коэффициенты усиления формируются в формирователе 6 сигналов управления так, что для каждого канала, соответствующего тону, суммируются пульсации трансформант второго с постоянными времени, соответствующими силлабическим частотам, поступают в смеситель Для управления усилением сигнала в полосе частот фрикативных звуков суммируют указанные сглаженные пульсации и формируют противофазный к полученному сигнал , который и поступает в смеситель.

Использование функций с разрывными фазовыми модуляциями, что достигается наибоЛ ее просто использо- преобразований Фурье в базисе Уолша-Адамара, улучшает качество звучания восстановленной речи; особенно на переходных сегментах и уменьшает утомпяемость операторов. Фор м у ла изобретения

Способ выделения речевого сигнала на фоне помех по авт. св. № 1314373, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества звучания вьщеленного сигнала, дополнительно поблочно фильтруют колебания нескольких тонов с разрывно модулированной фазой, измеряют интенсивности межблочных пульсаций полученных отфильтрованных колебаний и их теку- и усредненные во времени огиба- кнцие, регулируют уровни соответствующих отфильтрованных колебаний пропорционально величинам превьш1ений текущих огибающих над их усредненными во времени значениями при наличии таких превышений или обнуляют указанные уровни в противном случае и суммируют обработанные таким образом гармонические составляющие с разрывно модулированной фазой с остальными гармоническими составляющими

В)(од

Вшод

Изобретение относится к речевой информатике и является усовершенствованием изобретения по авт.св. N1314373. Для повышения качества звучания речевого сигнала, выделяемого на фоне помех путем политоновой фильтрации вокализованной составляющей, спектрально-модуляционных деформаций фильтрованных сигналов, периодизации деформированных сигналов и смешения периодизированного вокализованного сигнала с выделенной полосовым фильтром фрикативной составляющей при спектрально-модуляционных деформациях, блочно-каскадно формируют преобразования Уолша-Адамара, из уровней которых формируют пороги ограничения, отделяющие значимые колебания от порожденных шумами. Разрывный характер воспроизводимых модуляций положительно сказывается на верности восприятия речевых сообщений. 1 з.п. ф-лы, 1 фиг.