Устройство для речевого ввода в электронную вычислительную машину Советский патент 1992 года по МПК G06F3/00 G10L5/00 

Изобретение относится к области автоматики и сычислительнбй техники и может быть использовано для ввода речевых команд в управляющую вычислительную машину.

Целью изобретения является повышение количества распознаваемых слов

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока синхронизации; на фиг. 3 приведены эпюры-напряжений устройства; на фиг. 4 - примеры выполнения -блока компараторов-- и накопителя.Устройство .содержит (фиг. 1) микрофон 1, усилитель 2, блок 3 полосовых фильтров, блок 4 компараторов, накопитель 5, блок 6 синхронизации,регистр 7, первый 8 и второй 9 блоки памяти, блок 10 сравнения, блок 11 сопряжения, дешифратор 12, показана также ЭВМ 13.

Блок 6 синхронизации (фиг. 2) содержит компаратор 14, первый 15 и второй 16 генераторы, счетчик 17, ждущий мультивибраторов, элемент И 19, элемент НЕ 20, элемент НЕ 21, элемент И 22, элемент НЕ 23.

Устройство (фит. 1) работает следующим образом.

Звуковой сигнал с выхода микрофона 1 усиливается в усилителе 2 и поступает на вход блока 6 синхронизации (фиг. 2). В компараторе 14 происходит сравнение звукового сигнала с пороговым напряжением U (фиг. 3, эпюра 1). Напряжение , выбирается несколько выше уровня шумов. Генератор импульсов 16 вырабатывает импульсы длительностью 100 не с периодом

ОУ 4

со оо

появляется сигнал логи- , который запускает ждущий

следования 200 не (фиг. 3, эпюра 2) Результат сравнения по фронту ближайшего импульса с выхода генератора 16 записывается в компаратор И, и на его выходе ческая 1,

мультивибратор 18. Ждущий мультивибратор 18 формирует импульс длительностью 1 с (фиг. 3, эпюра 3), поступающий через элемент НЕ 23 на синхро вход регистра 7 (фиг. 1).

В блоке полосовых фильтров 3 (фиг. 1) производится спектральный анализ звукового сигнала. Каждый из 16 полосовых фильтров связан с соответствующим компаратором блока компараторов k, в которых происходит сравнение сигналов с фильтров и порогового напряжения Uno-, выбранного также выше уровня шумов. Результат сравнения (фиг. 4) фиксируется в компараторах блока компараторов k по переднему фронту импульсов длительностью 20 мс, с выхода генератора им пульсов 15 (фиг. 3, эпюра t), т.е. происходит дискретизация по времени звукового сигнала, прошедшего спектральный анализ.

Импульсы с выхода генератора 15 поступают на вход стробирования компараторов блока компараторов k с выхода элемента И 19, на второй вход которого поступает импульс длительностью 1 с с выхода ждущего мультивибратора 18. Сформированный в блоке компаратор 16-разрядный цифровой код поступает в накопитель 5. Сумматор накопителя 5 (фиг. ) реализован на микросхемах 530ИПЗ и регистрах К555ИР23. Запись в регистр осуществляется по переднему фронту импульсо с выхода элемента НЕ 21 (фиг. 2, фиг. 3 эпюра 5). Таким образом происходит накопление (синтез) цифрового эквивалента звукового сигнала в тчение 1с.

: По заднему фронту импульса длителностью 1 с с выхода мультивибратора 18 (фиг. 3jэпюра 3), прошедшему чере элемент НЕ 23 (фиг. 2), накопленная в накопителе 5 информация фиксируется в регистре 7. Первый блок памяти 8 имеет организацию 8192 х 102 бит. Второй блок памяти 9 имеет организацию 8192 х 16 бит.

Код с выхода накопителя 5 является цифровым эквивалентом звукового сигнала, соответствующего произнесен

ному (в среднем за 1 с) слову. Во втором блоке памяти 9 содержится информация с 8192 16-разрядных цифровых эквивалентах слов. В свою очередь первый блок памяти 8 содержит информацию о 8192 х разрядных цифровых эквивалентах, необходимых для вывода произнесенного слова на дис5

0

5

0

5

5

0

5

устройство электронной вычислительной машины 13 (фиг. 1). Считывание ин4- формации о цифровых эквивалентах слов из заранее определенного словаря, состоящего из 8192 слов, производится с помощью счетчика 17 (фиг. 2), входящего в состав синхронизатора 6. В момент появления звукового сигнала на выходе компаратора И формируется импульс, поступающий на вход сброса счетчика 17, обнуляющий его. Затем следует режим накопления, заканчивающийся фиксацией результата накопления (синтеза цифрового эквивалента слова) в регистре 7. После окончания режима накопления устройство переходит в режим идентификации (распознавания) входной звуковой информации. В этот момент с выхода НЕ элемента 20 (фиг. 2) на элемент И 22 поступает импульс разрешения прохождения импульсов с выхода генератора 16. Импульсы длительностью 100 не и периодом 200-не поступают на счетный вход счетчика. 17, с выхода Которого код очередного адреса поступает на входы первого 8 и второго 9 блоков памяти. Синтезированный в результате накопления цифровой эквивалент слова, за- 0 фиксированный в регистре 1, сравнивается последовательно во времени в блоке сравнения 10 (фиг. 1) с информацией с выхода второго блока памяти 9. В момент сравнения синтезированного цифрового эквивалента слова и цифро- вого эквивалента из словаря, состоящего из 8192 слов, на выходе блока сравнения 10 формируется импульс сравнения , по. которому с выхода первого блока памяти 8 цифровой эквивалент слова записывается в блок 11 (фиг.1).

Блок сопряжения 11 реализован на микросхемах типа КР580ВВ55. Входная информация поступает на входы портов А и В, импульс сравнения для записи информации в эти порты выдается на разряды С2, tk порта С.

С адресных выходов электронной вычислительной машины 13 на вход дешиф

5

ратора 12 поступает код адреса АО...А7 (восемь младших разрядов). Разряды АО, А1 поступают транзитом на входы АО, А1 микросхемКР580ВВ55 разряды Аб, А преобразуются в четыре сигнала, осуществляющие выборку одной иэ микросхем дешифратора 12, каждая из которых преобразует код А A3, А, А5 по принципу 4 в .Синалы с выхода дешифратора 12 поступют на входы выбора кристалла микросхем блока сопряжения 11. По сигнал Чтение порта с выхода электронной вычислительной машины 13, информаци с выхода выбранного порта определенной микросхемы блока сопряжения 1.1 выводится байтами (по 8 разрядов) в электронную вычислительную машину 1 В электронной вычислительной машине 13 данная информация может быть выведена в виде алфавитно-цифровых сиволов на экран дисплея или на печатющее устройство. .

Если электронная вычислительная машина 13используется в качестве уравляющей, то возможно управление объектом с помощью речевых команд.

Формула изобре тье н и я

Устройство для речевого ввода в электронную вычислительную машину, содержащее микрофон, усилитель, блок полосовых фильтров, блок сопряжения, выход микрофона соединен со входом усилителя, выход которого соединен со входом блока полосовых фильтров, информационные входы-выходы блока сопряжения являются информационными

0

5

0

5

0

5

входами-выходами устройства, входы управления блока сопряжения являются входами управления устройства, отличающееся тем, что, с це- лью повышения количества распознаваемых слов, в него введены блок компараторов, блок синхронизации, блок сравнения, накопитель, два блока памяти, регистр, дешифратор, выходы блока полосовых фильтров соединены со входами блока компараторов, выхо-- ды которого соединены с информационными входами накопителя, выходы которого соединены с информационными входами регистра, выходы которого соединены со входами первой группы блока сравнения, вход блока синхронизации соединен с выходом усилителя, первый выход блока синхронизации соединен со входом синхронизации блока компараторов, второй выход блока синхронизации соединен со входом синхронизации накопителя, третий выход бло ка синхронизации соединен со входом синхронизации регистра, выходы группы блока синхронизации соединены со входами первого и второго блоков памяти , выходы первого блока , памяти соединены с информационными входами первой группы блока сопряжения, выходы второго блока памяти соединены со входами второй группы блока сравнения , выходы которого соединены с информационными входами второй группы блока сопряжения, входы дешифратора являются адресными входами устройства , выход дешифратора соединен с управляющим входом блока сопряжения.

С

р

гт

и

Ј §

н7

Фигл

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для ввода речевых команд в управляющую вычислительную машину. Цель изобретения - повышение количества распознаваемых слов. Устройство содержит микрофон, усилитель, блок полосовых фильтров, блок компараторов, накопитель, блок синхронизации, два блока памяти, блок сравнения, блок сопряжения, регистр, дешифратор. Цель изобретения достигается за счет применения метода быстрой идентификации слов. В результате в блок сопряжения загружается код слова (не более 16 букв), который доступен для чтения со стороны управ- ,. ляющей ЭВМ. Устройство распознает 8192 слова, что в АО раз больше, чем для известного устройства. 4 ил. (Л С