СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ОСНОВНОГО ТОНА РЕЧЕВОГО СИГНАЛА Советский патент 1968 года по МПК G10L19/02 

Известные способы выделения основного тона речевого сигнала, например векторный способ, имеют ряд недостатков, связанных с возможностью ошибки при сильно выраженной второй гармонике, с недостаточной динамической точностью в случае узконолосных фильтров.

Предлагаемый способ позволяет устранить указанные недостатки благодаря использованию для форл ирования напряжения, пропорционального оценке основного тона, четырех сигналов в каждом канале, два из которых формируют нутем разложения выходного напряжения полосового фильтра на две, сдвинутые на 90° составляющие, а вторую пару получают путем аналогичного разложения напряжения, нропорционального модулю вектора, получаемого из двух первых составляющих.

На чертеже дана блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство состоит из полосовых фильтров /, фазовых вращателей на 90° 2 тл 3, схем 4 выделения модуля, блока 5 запоминания координат и вычисления расстояния между запомненной точкой и годографом вектора, интегратора 6, нуль-индикатора 7, схемы 8, выделяющей минимум, пороговой схемы 9, вентиля 10, одновибратора // и управляемой пороговой схемы 12.

Речевой сигнал поступает на ряд полосовых фильтров /, подобранных с таким расчетом, чтобы с небольшим затуханием нроходило не более двух гармонических составляющих речевого сигнала, например, с полосой пропускания 160 гц или 200 гц. С выхода фильтров 1 сигналы поступают на фазовые вращатели 2. С каждого фазового вращателя получают по два сигнала, сдвинутых по фазе

на 90°. Сигналы по одним каналам поступают на схемы 4, выделяющие модуль, т. е. формирующие напряжения, пропорциональные корню квадратному из суммы квадратов составляющих. Эти сигнала поступают на второй ряд фазовых вращателей 3, с выхода которых получают два напряжения, сдвинутые по фазе относительно друг друга на 90°. Все четыре сигнала поступают на блок 5 запоминания ординат вектора и непрерывного вычисления расстояния Д(0 между запомненной точкой и годографом вектора.

Математически эти преобразования можно нриблизительно записать так:

Д (О i i(t) - + Y,(t) - + 1

X и У/« , а также Z/« , - значения соответствующих функций в момент времени tg, т. е. когда

Д(0 {Дтш (0) , Д (О - J Д (О - 8иД (

где - бь бз - управляемые пороговые напряжения.

За один период основного тона функция Д(t) в некоторых случаях может иметь локальные минимумы, поэтому при определении главного минимума ставится условие, чтобы минимальное значение было не больше некоторого управляемого порога 62 от интенсивности низкочастотной части звукового сигна ла. Сигнал управления порогом выделяется при помощи полосового фильтра 13 и двухполупериодного выпрямителя с фильтром низких частот 14. Для того чтобы устройство не реагировало на случайные кратковременные минимумы или минимумы в начале периода, сигнал Д(0 другой ветзыо ноступает на интегратор 6, сигналы со входа и выхода которого сравниваются нуль-индикатором 7, сигнал с нуль-индикатора через управляемую пороговую схему 12 с .порогом - б поступает на вентиль 10. В случае совпадения сигнала со схемы, определяющей минимум, и сигнала с нуль-индикатора вентиль 10 пропускает сигнал на одновибратор 11, который формирует кратковременный импульс, указывающий на конец одного и начало другого периода основного тона. Этот же сигнал сбрасывает интегратор и также поступает на схемы запоминания ординат, изменяющихся в случае изменения сигнала. Для пуска устройства в действие служит схема 15, срабатывающая через определенное время, в отсутствие импульса на одновибраторе //.

Таким образом, сущность способа состоит во введении дополнительных компонентов вектора в виде нелинейных комбинаций, например, модуля от двух координат: синус и косинус составляющей сигнала с выхода фильтра и ее трансформаций по Гильберту от этой нелинейной комбинации, т. е. косинусной составляющей, если нелинейную комбинацию принять за синусную составляющую. При этом из двух координат вектора получается дополнительно еще две координаты вектора.

Описываемый способ выделения основного тона речевого сигнала может быть использован в системах автоматического распознавания речи, в вокодерах, в лингвистических исследованиях и т. п.

Предмет изобретения

Способ выделения основного тона речевого сигнала с использованием его разделения

на различные частотные нолосы с помощью фильтров, выходные напряжения которых преобразуют в два сигнала сдвинутые по фазе относительно друг друга на 90°, отличающийся тем, что, с целью повышения точности

и достоверности выделения основного тона, сдвинутые по фазе сигналы нелинейно преобразуют, выделяют напряжение, пропорциональное модулю вектора сдвинутых компонентов, после чего йа.нряжение преобразуют в

два с относительным сдвигом по фазе в 90°.

Составитель В. Н. Жовинский

Редактор Л. А. Утехина Техред Р. М. Новикова

Корректор Н. Босняцкая