Устройство для оценки разборчивости речи по каналу связи Советский патент 1993 года по МПК H04M3/26 

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

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем раздельной оценки влияния искажений огласованных и неогласованных звуков на разборчивость речи.

На чертеже представлена структурная схема приемной части устройства.

Устройство содержит искусственное ухо 1, выход которого присоединен к входам блока 2 узкополосных полосовых фильтров и блока 3 режекторных фильтров,1...п выходов которых через блок 4 аттенюаторов подключены к 1...П входам блока 5 полосовых фильтров, 1...П выходов блока 2 полосовых фильтров соединены с входами 1 ...п второго блока 6 амплитудных детекторов, выходы 1 ...п первого блока 7 и второго блока 6 амплитудных детекторов соответственно подключены к 1...П входам первого 8 и второго 9 блоков интеграторов, выходы первого из которых через первый блок 12 аналого-циф- ровых преобразователей и через первый блок 13 квадраторов, а выходы второго из них через второй блок 14аналого-цифровых преобразователей и второй блок 15 квадраторов соответственно подключены к первой и второй группам 1...п входов блока 16 компараторов и параллельно - с первыми группами входов первого 17 и второго 18 блоков ключей. Вторые группы 1...п выходов через третий 10 и четвертый 11 блоки интеграторов соединены с входами первого 19 и второго 20 блоков логарифмирования и далее - соответственно с первой и второй группами входов блока 21 вычитателей, 1,..п выходов которого через последовательно соединенные блок 22 деления и блок 23 модифицированной защищенности подключены к 1..,п выходам вычислителя 24 индекса артикуляции, выход которого подсоединен к входу блока отображения. Управляющие входы блоков 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 и 16, а также блоков 21, 22, 23, 24 и 25 подключены к выходам 1-10 хронизатора 26, к входу которого подключен и выход таймера 27. Вход оцениваемого телефонного аппарата 28 присоединен к выходу линии (канала) телефонной связи, а его микрофон 29 акустически соединен с входом искусственного уха 1.

Выходы 1...П первого 17 и второго 18 блоков ключей подключены к первой и второй группам 1...п входов дополнительного блока 30 вычитателей. группы выходов 1...d

и m...n которого через пятый 31 и шестой 32 сумматоры подключены к первому и второму входам компаратора 33. Выход последнего подключен к параллельно

соединенным управляющим входам первого 34 и второго 35 переключателей, входы 1...п которых соединены с группами 1,..п выходов первого 17 и второго 18 блоков ключей. Первые группы выходов 1...П первого 34 и второго 35 переключателей присоединены к первым группам 1...п входов первого 36 и второго 37 измерительных блоков. При этом вторая группа 1...П выходов первого переключателя 34 подключена к

второй группе входов 1...п второго 37 измерительного блока, а вторая группа 1...п выходов второго переключателя - к второй группе 1 ...п входов первого измерительного блока 36. Группы 1...П выходов первого 36 и

второго 37 измерительных блоков подключены к группам 1...П входов первого 38 и второго 39 дополнительных вычислителей индекса артикуляции. Выходы вычислителей 24,38 и 39 индекса артикуляции подключены к соответствующим входам дополнительного блока 40 отображения.

Управляющие входы блоков 30, 31, 32, 33, 36, 37, 38 и 39 присоединены к выходам К...(К+8) хронизатора 26.

Устройство работает следующим образом.

При приведении в действие таймера 27, регламентирующего время оценки качества телефонной связи, включается хронизатор

26, с выхода которого на перечисленные выше блоки поступает сигнал синхронизации, обеспечивающей их согласованную работу на интервале измерения индексов артикуляции,

Напряжение речевых сигналов с выхода линии (канала) связи, в который оно поступает, например, с выхода оцениваемого телефонного аппарата, размещенного в пункте передачи речи, подается на вход оцениваемого телефонного аппарата 28, размещенного в пункте приема, и через его приемную ветвь - не телефон 29, установленный на платформе искусственного уха 1 с акустической утечкой,

с выхода искусственного уха 1 напряжение речевых сигналов поступает на совместно соединенные входы блока 3 режекторных фильтров и блока 2 узкополосных фильтров, которые имеют полосы пропускания Afi и

центральную частоту FI, причем полосы пропускания фильтров блока 5 AF| A fi.

Благодаря этому через блоки 3; 4, 5,7, 9 и 13 передаются сигналы зашумленной речи, за исключением составляющих. НРХСДЯщихся в полосе частот Л FJ режекторных фильтров блока 3,в то время как через блоки 2, 6, 8, 14 и 15 действуют только шумы квантования и нелинейных искажений. Поэтому появляется возможность учета влияния таких шумов на суммарное отношение речь/шум. Для ослабления влияния побочных составляющих, проникающих через блоки 2, 6, 8 и 14, полосовые фильтры блока

2 имеют более узкие полосы пропускания, чем блок 5,

Зашумленные сигналы с выходов блока

3 через блок А регулируемых аттенюаторов, с помощью которых обеспечивается выравнивание уровней шума и помех на входах блока 5, через этот блок, а также через первый блок амплитудных детекторов 7 и первый блок 9 интеграторов поступают на вход первого блока 12 аналого-цифровых преобразователей, в котором происходит преобразование уровней зашумленной речи в соответствующие комбинации цифрового кода, Поступающие на входы первого блока 13 квадраторов. Через блок 2 сигналы с выхода искусственного уха 1 подаются на входы второго блока б амплитудных детекторов. По данному тракту, в основном, передаются составляющие шумов квантования и нелинейных искажений.

С выхода второго блока 6 амплитудных детекторов аналоговые сигналы через второй блок 8 интеграторов поступают на входы второго блока 14 аналого-цифровых преобразователей, в которых происходит преобразование напряжения шумов и помех в соответствующие комбинации цифрового кода, поступающие на входы второго блока 15 квадраторов.

Во втором блоке 8 интеграторов осуществляется фиксация пауз речи, на интервале каждой из которых измеряются текущие значения уровней (энергии) шума, С выхода блока 14 аналого-цифровых преобразователей кодовые комбинации, соответствующие поступающим уровням (энергии) шума после их усреднения, поступают на входы блока 16 компараторов, на другие входы которого с выхода первого блока 13 квадраторов подается усредненный уровень (энергия) зашумленной речи. При этом на входе второго блока 15 квадраторов постоянно присутствует информация о среднем измеренном уровне (энергии) шума в паузах ре- чевойдередачи,

Первый 17 и второй 18 блоки ключей отпираются только при поступлении на первые группы их входов зашумленной речи или речи, В этом случае через третий блок 10 интеграторов и первый блок 19 логарифмирования на первые входы блока 21 вычитателей поступают кодовые комбинации, соответствующие уровням (энергии) зашумленной речи, а на вторые входы блока 21 с выходов четвертого блока 11 интеграторов через второй блок 20 логарифмирования - зафиксированные средние уровни (энергия) шума. Благодаря этому в блоке 22 деления обеспечивается определение отношения

10

10lg -.-;- , а в блоке 23 формируются значеN

Si

ния 10lg VT- + Д дБ, где Si и NI - соответственно мощность (энергия) речи и шума в i-полосе частот; Д - поправочный.коэффи15 циент, учитывающий специфику конкретного языка.

С выходов блока 23 скорректированные уровни отношений речь/шум в полосах 1...п частот оцениваемого тракта подаются на

20 входы 1...П вычислителя индекса артикуляции (формантной разборчивости).

Результаты определения величины индекса артикуляции высвечиваются на блоке 25 отображения. Одновременно с определе25 нием суммарной для оцениваемого тракта величины индекса артикуляции устройство обеспечивает также раздельную оценку данного показателя для огласованных и не- огласованных звуков речи.

0 Это достигается следующим образом.

Кодовые комбинации с выходов первого 17 и второго 18 блоков ключей поступают на первую и вторую группы 1.,.п входов дополнительного блока 30 вычитателей. С выхо5 дов 1...d и m...n блока напряжения, соответствующие поступившим кодовым комбинациям, через пятый 31 и шестой 32 сумматоры поступают на первый и второй. входы компаратора 33.

0g зависимости от характера звука речи (огласованный или неогласованный) управляющий потенциал на выходе компаратора 33 имеет определенную полярность, вследствие чего срабатывает первый 34 или вто5 рой 35 переключатели. В результате этого огласованные или неогласованные звуки речи, характеризующиеся определенными отношениями сигнал/шум, поступают на входы 1...п соответственно первого 36 и вто0 рого 37 измерительных блоков. С выходов 1...п последних соответствующие данные- поступают на входы первого 38 и второго 39 дополнительных вычислителей индекса артикуляции. На дополнительном табло 40

5 отображения высвечиваются значения суммарного индекса артикуляции А,.- (поданным блока 24), а также индекса артикуляции огласованных (До) и неогласованных (АНо) звуков речи.

В рассматриваемом случае нельзя огра- нич.иться измерениями только А0 или Ано, так как условие А0+ Ано в зависимости от специфики конкретных электроакустических трактов выполняется с различной погрешностью.

В зависимости от срочности и требуемой точности оценки качества телефонной связи с помощью таймера 27 устанавливается длительность цикла измерений, которая может составлять от 15 с до 2,5 мин.

После завершения цикла измерений с выхода хронизатора 26 выдается команда отбоя, по которой все цифровые блоки устройства сбрасываются в исходное состояние.

Формула изобретения

Устройство для оценки разборчивости речи по каналу связи, содержащее на приемной стороне искусственное ухо, хрониза- тор, блок компараторов, таймер, блок вычитателей, последовательно соединенные, блок узкополосных фильтров, первый блок амплитудных детекторов, первый блок интеграторов, первый блок амплитудно- цифровых преобразователей, первый блок квадраторов, первый блок ключей, второй блок интеграторов, первый блок логарифмирования, последовательно соединенные блок режекторных фильтров, блок аттенюаторов, блок полосовых фильтров, второй блок амплитудных детекторов, третий блок интеграторов, второй блок амплитудно- цифровых преобразователей, второй блок квадраторов, второй блок ключей, четвертый блок интеграторов, второй блок логарифмирования,последовательно соединенные блок деления, блок вычисления модифицированной защищенности, вычислитель индекса артикуляции, блок отображения, последовательно соединенные оцениваемый телефонный аппарат и оцениваемый микрофон, выход которого акустически связан с.входом искусственного уха, а вход оцениваемого телефонного аппарата является входом устройства, причем выход таймера подключен к входу хронизатора, первый, второй, третий выходы которого соединены соответственно с управляющими входами первого и третьего блоков интеграторов, с управляющими входами первого и второго блоков амплитудно- цифровых преобразователей, с управляющими входами первого и второго блоков квадраторов, а четвертый выход хронизатора соединен с управляющим входом блока компараторов, первая группа 1...п входов которого подключена к группе 1.,.п выходов первого блока квадраторов, а вторая группа 1...П входов подключена к группе

1...П выходов второго блока квадраторов, причем группа 1 ...п выходов блока компараторов соединена с объединенными группами 1...п входов первого и второго ключей,

управляющие входы которых подключены к пятому выходу хронизатора, шестой выход которого соединен с управляющими входами второго и четвертого блоков интеграторов, а седьмой выход хронизатора

0 подключен к управляющим входам первого

и второго блоков логарифмирования, при

этом (К-1)-й выход хронизатора соединен с

управляющим входом блока вычитателей,

первая и вторая группы 1...П входов которого

5 соединены соответственно с группами 1...П выходов первого и второго блока логарифмирования, а группа 1 ...п выходов блока вычитателей подключена к группе 1 ,.,п входов, блока деления, управляющий вход которого

0 соединен с восьмым выходом хронизатора, девятый и десятый выходы которого подключены соответственно к управляющим входам блока вычисления модифицированной защищенности и блока отображения, А

5 (К-|-6)-й выход хронизатора соединен с управляющим входом вычислителя индекса артикуляции, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем раздельной

0 оценки влияния искажений огласованных и неогласованных звуков на разборчивость речи, в устройство введены дополнительный блок вычитания, первый и второй сумматоры, компаратор, первый и второй

5 переключатели, первый и второй измерительные блоки, дополнительные первый и второй вычислители индекса артикуляции и дополнительный блок отображения, при этом первая и вторая группы 1.,,п входов

0 дополнительного блока вычитания параллельно подключены к выходам первого и второго блоков ключей и к первым группам 1...П входов соответственно первого и второго переключателей, первые группы 1...П

5 выходов которых подключены соответственно к первым группам 1.,.п входов первого и второго измерительных блоков, а вторые группы 1...П выходов первого и второго переключателей соединены соответст0 венно с вторыми группами 1...п входов второго и первого измерительных блоков, выходы которых через дополнительные вычислители индекса артикуляции подключены к первому и второму входам

5 дополнительного блока отображения, третий вход которого соединен с выходом вычислителя индекса артикуляции,при этом, группы 1 ...d и гл...п выходов дополнительного блока вычитания через первый и г.орой сумматоры соответственно подключены к

91809545 . Ю

первому и второму входам компаратора, ми входами первого и второго переключэте- выход которого соединен с управляющи- лей.

Использование: в технике электрической связи, в частности в приборах для автоматической оценки разборчивости речи в тракте телефонной связи с дискретным преобразованием аналоговых сигналов. Сущность изобретения: устройство содержит 1 искусственное ухо (1), 1 блок узкополосных фильтров (2), 1 блок режекторных фильтров (3), 1 блок аттенюаторов (4), 1 блок полосовых фильтров (5), 2 блока амплитудных детекторов (6, 7), 4 блока интеграторов (8,9, 10, 11), 2 блока аналого-цифровых преобразо- вателей(12,14), 2 блока квадраторов (13,15), 1 блок компараторов (16), 2 блока ключей