Устройство для оценки разборчивости речи по каналу связи Советский патент 1990 года по МПК H04M3/26 

Изобретение относится к технике электрической связи и, в частности, к приборам для автоматической оценки разборчивости речи, обеспечиваемой трактом телефонной связи с дискретным преобразованием аналоговых сигналов.

Цель изобретения - повышение точности оценки разборчивости речи.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема передающей стороны устройства для оценки разборчивости речи по каналу связи; на фиг. 2 - то же, приемной стороны.

Устройство для оценки разборчивости речи по каналу связи на передающей стороне содержит датчик 1 элементов речи, блок 2 полосовых фильтров, блоки 3 и 4 режекторных фильтров, сумматоры 5-8., искусетв енный голос 9, ключи 10 и II, эталонный микрофон 12 и эталонный телефонный аппарат 13.

Кроме того, показаны также оцениваемый микрофон 14, оцениваемый телефонный аппарат 15 и оцениваемый канал 16 связи. На приемной стороне устройство содержит искусственное ухо 17, блок 18 полосовых фильтров, блок 19 режекторных фильтров, блок 20 аттенюаторов, блок 21 узкополосных фильтров, блоки 22 и 23 амплитудных детекторов, блоки 24-27 интеграторов, блоки 28 и 29 аналого-цифровых преобразователей, блоки 30 и 31 квадраторов, блок 32 компараторов, блоки 33 и 34 ключей, блоки 35 и 36 логарифмирования, блок 37 вычитателей, блок 38 деления, блок 39 вычисления модифицированной защищенности, вычислитель 40 индекса артикуляции, блок 41 отображения, хронизатор 42 и таймер 43. Кроме того, на фиг.2 представлены оцениваемый телефонный аппарат 44 и оцениваемый микрофон 45.

С

ел

ч

СО

ел ел

ОЭ

Устройство работает следующим об разом.

При приведении в действие таймера 43, регламентирующего время оцен ки, включается хронизатор 42. С выхо- дов хронизатора 42 на блоки устройства поступают сигналы синхронизации, обеспечивающие согласованную работу этих блоков на интервале всего цикла измерения индекса артикуляции.

Далее запускается датчик 1, когда возбуждение акустического входа тракта осуществляется от искусственного голоса 9, В режиме,когда возбуждение осуществляется от естественной речи, ключи 10 и 11 устанавливаются в положение, обозначенное сплошной линией. Если возбуждение оцениваемого микрофона 14 и оцениваемого телефонного аппарата 15 обеспечивается от искусственного голоса 9, ключи 10 и 11 устанавливаются в положение,, обозначенное на фиг.1 пунктиром.

При возбуждении испытуемого тракта от искусственного голоса 9 на его вход от датчика 1 элементов речи через блок 3 режекторных фильтров и сумматор 5 поступают предварителгно записанные текст, фонемы или речевой спектр. Напряжение, развиваемое под действием искусственного голоса 9 оцениваемым микрофоном 14, через передающую ветвь оцениваемого телефонного аппарата 15 и ключ 10 поступает в оцениваемый канал 16 связи.

В случае возбуждения оцениваемого микрофона 14, например, голосом диктора, речевые сигналы (слитный текст, таблицы слогов или слов), напряже- ние речевых сигналов через передающую Ветвь оцениваемого телефонного аппарата 15, ключ 10, блок 4 сумматоры 7 и 8, ключ 11 поступают в оцениваемый канал 16 связи.

В обоих случаях через эталонный микрофон 12 и эталонный телефонный аппарат 13, блок 2 полосовых фильтров, сумматоры 6 и 8, ключ 11 напряжение, развиваемое от акустического шума в передающем помещении, поступает в оцениваемый канал 16 связи.

На приемной стороне устройства сигналы одного из перечисленных типов совместно с помехами я шумами с выхо-

да оцениваемого канала 16 связи поступают на вход приемной ветви оцениваемого телефонного аппарата 44 и далее через приемную ветвь этого аппарата на оцениваемый микрофон 45, размещенный на платформе искусственного уха 17 с акустической утечкой, С выхода искусственного уха 17 сигналы подаются на совместно соединенные входы блока 19 режекторных фильтров и блока 18 полосовых фильтров, которые имеют полосы пропускания и центральную частоту F;.

Благодаря тому, через блоки 19-21,23,25,29 и 31 передаются сигналы зашумленной речи, за исключением составляющих, находящихся в полосе частот &F; , в которой действуют ре- жекторные Фильтры блока 19, а через блоки 18, 22, 24, 28 и 30 только шумы квантования и нелинейных искажений, появляемся возможность учета влияния таких шумов на суммарное отношение речь/пум, 1ля ослабления в рассматриваемом случае побочных составляющих, проникающих через блоки 18, 22, 24 п 28, полосовые фильтры блока 18 имеют более узкие полосы nponv яия, чем блоки 2 и 21, и более узкие полосы пропускания, чем полосы задержива- РИЯ режекторчых фильтров блоков 3, 4 и IP.

Зашумленные сигналы с выходов блока 19 через блок 20 регулируемых аттенюаторов, с помощью которых обеспечивается выравнивание уровней шума и помех на входах блока 21, через блок 21, блок 23 амплитудных детекторов и блок 25 интеграторов поступают на вход блока 29 аналого-цифровых преобразователей, в котором происходи преобразование уровней зашумленной речи в соответствующие комбинации цифрового кода, поступающие на входы блока 31 квадраторов.

Через блок 18 сигналы с выхода искусственного уха 17 подаются на входы блока 22 амплитудных детекторов. По данному тракту в основном передаются составляющие шумов квантования и нелинейных искажений,

С выхода блока 22 амплитудных детекторов аналоговые сигналы поступают через блок 24 интеграторов на входы блока 29 аналого-цифровых преобразователей, в которых происходит преобразование напряжений шумов и помех в соответствующие комбинации цифрового кода, поступающие на входы блока 30 квадраторов.

В блоке 24 интеграторов производится фиксация пауз речи, на интерва-

51

ле каждой из которых осуществляются измерения текущих значений уровня (энергии) шума. С выхода блока 28 кодовые комбинации, соответствующие по- ступающим уровням (энергии) шума, после их усреднения поступают на входы блока 32 компараторов, на другие входы которого с выхода блока 31 квадраторов подается усредненная энергия загаумленной речи (или речи ). При этом на выходе блока 30 квадраторов постоянно присутствует информация о среднем измеренном уровне (энергии) шума в паузах речевой передачи.

Блоки 33 и 34 ключей отпираются только при поступлении на первые группы их входов зашумленной речи (ил речи). В этом случае через блок 33 ключей на вход блока 26 интегра- торов поступают кодовые комбинации, соответствующие зафиксированному уровню зашумленной речи, а через блок 34 ключей -соответствующие среднему зафиксированному уровню шума,

С выходов блоков 26 и 27 интеграторов соответствующие кодовые комбинации через блоки 35 и 36 логарифмирования поступают на первую и вторую группы входов блока 37 вычитате- лей. Затем в блоке 38 определяется SI

отношение lOlg - , а з блоке 39 форо

мируются значения lOlg - + Д; дБ, где

SJ и N; - соответственно мощность речи и шума в i-полосе частот; и; - поправочный коэффициент для данного языка. С выхода блока 39 скорректированный уровень отношения речь/шум подается на соответствующий вход вычислителя 40 индекса артикуляции ,, (формантной разборчивости).

Информация о суммарном значении индекса артикуляции во всей полосе испытуемого тракта с выхода вычислителя 40 подается на блок 41 отображения, на котором высвечиваются результаты измерения разборчивости речи

В зависимости от срочности и требуемой точности оценки качества телефонной связи с помощью таймера 43 устанавливается длительность цикла измерений, которая может оставлять от 15 с до 2,5 мин.

После завершения цикла измерений с выхода хронизатора 42 выдается команда отбоя, по которой все цифровые

,. O 5

0 5

0

5

0

5

0

53

б токи устройства сбрасываются в исходное состояние.

Формула изобретения

Устройство для оценки разборчивости речи по каналу связи, содержащее на передающей стороне первый и второй сумматоры, первый и второй ключи и последовательно соединенные

эталонный микрофон и эталонный телефонный аппарат, а на приемной стороне искусственное ухо, хронизатор, последовательно соединенные блок полосо- впх фильтров, первый блок амплитудных детекторов, первый блок интеграторов, первый блок аналого-цифровых преобразователей и первый блок квадраторов и последовательно соединенные блок вычисления модицифрованной защищенности, вычислитель индекса артикуляции и блок отображения, первый, второй, третий и четвертый выходы хронизатора подключены соответственно к первому блоку интеграторов, к первому блоку аналого-цифровых преобразователей и к первому блоку квадраторов и к блоку вычисления модифицированной защищенности, отличающееся тем, что, с целью повышения точности оценки разборчивости речи, на передающей стороне введены блок полосовых фильтров, вход которого соединен с выходом эталонного телефонного аппарата, а выходы подключены к соответствующим входам первого сумматора, искусственный голос, вход которого соединен с выходом второго сумматора, а выход акустически связан с оцениваемым микрофоном, выход которого через оцениваемый телефонный аппарат подключен к входу первого ключа, первый выход которого соединен с выходом второго ключа и через оцениваемый канал связи подключен к входу приемной части устройства, последовательно соединенные датчик элементов речи и первый блок режекторных фильтров, выходы которого подключены к соответствующим входа:; второго сумматора, последовательно соединенные второй блок режекторных фильтров, третий сумматор и четвертый сумматор, выход которого подключен к входу второго ключа, а другой вход соединен с выходом первого сумматора, второй выход первого ключа подключен к входу второго блока рехекторных фильтров, а на прием- ной стороне - таймер, выход которого подключен к входу хронизатора последовательно соединенные блок режектор- ных фильтров, блок аттенюаторов„ блок узкополосных фильтров, второй блок амплитудных детекторов, второй блок интеграторов, второй блок аналого- цифровых преобразователей, второй блок квадраторов, первый блок ключей, третий блок интеграторов, первый блок логарифмирования, блок вычитателей и блок деления, выходы которого подключены х соответствующим входам бло- ка вычисления модифицированной защи™ ; щенностй, вход Шока режекторных фильтров соединен с входом блока полосовых фильтров и с: выходом искусственного уха, вход которого акусти чески связан с выходом оцениваемого микрофона, вход которого через оцениваемый телефонный аппарагл соединен с выходом оцениваемого канала связи, последовательно соединенные блок ком- параторов, второй блок ключей, четвертый блок интеграторов и второй блок логарифмирования, выходы которого подключены к соответствующим вторым входам блока вычитателейэ выходи

0 5

блока компараторов подключены к соответствующим вторым входам первого блока ключей , первые входы соединены с соответствующими выходами первого блока квадраторов, а вторые входы соединены с соответствующими выходами второго блока квадраторов и соответствующими вторыми входами второго блока ключей, первый выход хронизато- ра подключен к другому входу второго блока интеграторов, второй выход подключен к другому входу второго блока аналого-цифровых преобразователей, третий выход подключен к другому входу второго блока квадраторов, пятый выход подключен к третьему входу блока компараторов, шестой выход подключен к первому и второму блокам ключей, седьмой выход подключен к другим входам третьего и четвертого блоков интеграторов, восьмой выход подключен к другим входам первого и второго блоков логарифмирования, девятый выход подключен к третьему рходу блока деления, десятый, одиннадцатый я двенадцатый выходы подключены к другим входам соответственно-блока деления, вычислителя индекса артику- 0 ляпии и блока отображения.

Изобретение относится к электросвязи. Цель изобретения - повышение точности оценки разборчивости речи. Устройство для оценки разборчивости речи по каналу связи содержит передающую и приемную стороны. На передающей стороне испытуемый тракт возбуждается как от искусственного голоса, так и от голоса диктора. На приемную сторону поступают сигналы одного из перечисленных токов совместно с помехами и шумами оцениваемого канала связи. Здесь осуществляется цикл измерения индекса артикуляции (формантной разборчивости), при котором высвечиваются результаты измерений разборчивости речи. 2 ил.

-ЧЕК

7 ч

п

Фие.1