Способ передачи речевого сигнала Советский патент 1977 года по МПК G10L13/02 G10L19/10 

(54) СПОСОБ ПЕРЕДАВ РЕЧЕВОГО СИГНАЛА

; 1 . .; .

Изобретение относится к области связи и может быть использовано в системах для передачи связи речевого сигнала.

Известен способ передачи речевого сигнала 1 путем выделения сигнал параметров при анализе текущего сигнала и их кодирования посредством кодово-импульсной модуляции с последующим декодированием и синтезом искусственного речевого сигнала.

Вьщеленные сигнал-.параметры несут информацию об огибающей текущего спектра речи и о характере источника спектра. Все сигнал- параметры через равные промежутки времени праплтаются и подвергаются импульсно-кодовой модуляции. %стота опроса всех каналов в процессе работы остается постоянной и обьино составляет 50 Гц. TiKHM образом через каждые 20м/сек анализатор выщет информацию, описывающую один спектраль-; ный разрез. Эта информация, передаваемая по каналу связи, либо хранимая в памяти ЭВМ, используется для управления источником возбуждения и частотной характеристикой синте затора, формирующего искусственный речевой сигнал.

Снижение частоты опроса каналов с целью уменьшения объема информации, описьшающей речевой сигнал приводит к уменьщению разборчивости синтезированной речи.

Целью настоящего изобретения является уменьшение информации, необходимой для описания речевых сигналов при сохранении разборчивости синтезированной речи.

Это достигается тем, что сигнал- параметры вьщеляют в моменты времени максимальных и минимальных изменений текущего спектра речевого сигнала, а в процессе синтеза восстанавливают их промежуточное значение путем интерполяцин.

Поскольку при произнесенин гласных и большинства согласных звуков сигнал - параметры на протяжении большей части их звучания изменяются сравнительно медленно, а существе нные изменения претерпевают в оснсшном при переходе от произнесения одной фонемы к другой, то tio спектральным разрезам, выделенным в момент наиболее устойчивого шектра и в моменты наибольших его изменений, можно с дос аточно высокой точностью восстановить промежуточньте значения сигнал - параметров тех спектральных разрезов, которые в памяти ЭВМ не фиксируются. Для принятия реиюяия заПо.минать или нет информацию о спектральном разряле, производится логарифмирование и вычисление СИii:i.ii- lapaMorpon дв) ,Х Оекгра.иьпых . riojiyfciiMbic суммчрукися пи Mcj/.iy;m. (Зписыпасмый способ передачи реченых ситалон можО fibiih реаии:ю«;1И устройством, fij)OKсхема коюрого предстаклена на чоркже. Уаройство содержиг анализатор речев()|-) спектра 1, подключенный через набор погарнфмических усилителей 2 к коммутатору аналоювых сигналов 3. Аналоге-дафровой преобразователь 4, управляемый коммутатором 3, соединен с регист|) 5 и 6, причем выходы последних, в свою очеродь, соеданены с арифметическо-логическим блоком 7 и ктпочами 8. Выход ключей 8 через канал |Свя}и 9 подключен к регистру 10. Регистр 10, ключи 41, илфроаналоговый преобразователь 12 и коммуга гор аналоговых сигналов 13 соединешл последовательно. Выходы цифроаналогового преобразователя соединены со входами блоков накопительных конденсаторов 14 и 15, которые подключены ко входам блока интерполирования 16, управляющего синтезатором 17. На аналоготдафровой преобразователь 4 коммутатор аналоговых сигналов 3 последовательно подключает пpoлoгapиф иpoвa шыe усилителями 2 сигнал--параметры, выделетшые анализатором спек 1 ра 1. В регистрах 5 и 6 последовательно запО шнается информация о смежных спектральных разрезах. При занесении в регистры 5 или -6 .нийого текущего спектрального разреза, находяшяяся там информация либо передается в канал св.«зи 9 (или вводится в ЭВМ), либо теряется, Решение об этом принимается в арифметическо-ло1ИМССКОМ блоке 7, где производится вычисление велнптны, соответствующей выражению: п М (iul) SCg-SCj.iA-t 3-«g-sCj,(i--t)&t), гае n- число сигнал-параметров; i-1,2,3дискретные отсчеты времени; At-время формирования одного спектрального разреза; S(i| At)-ypoBeHb j-го сигнал- параметра. Таким образом производится вычитание кодов 1;с отвегству101Ш1х сигнал - параметров двух смежних спектральных разрезов и суммирование полученных разностей по модулю. Результаты вычислений запоминаются. Для принятия решения о передаче и 1форма1ши в канал связи 9 необходимо иметь ij)H последних значения М Mi:(i-2)At3,M(i-nAi,M(i Ai). если текущее М (iAt) нринять.запослеД11ее вычисленное значение. Значения М выадсляются даже тог да, когда на регистры 5 и 6 информа1Ц(Я не поступает (в паузах). Ирх даоложим, что в некоторый момент времени начала ностунать информация и на регистр 5 вводится код спектрального разреза, затирая предылушин нуяейой код. Л)тя кодов, хртнящихся на xrr-Hcrpax 5 и 6, вычисляется з/шчение М. При вн(.|це Kojiii 1;.и:,.1,уккце о ciicKipaH.iniro юнерь уже ii.i wiitcip 6 кредыдуим-е зи чмеине (нулевой кс)д) теряекя и для кодо1 на рсгисграх 5 и 6 снова ньпшсляется величина М по трем пуслелпим значениям, хранящимся в арифметическо-логическом блоке 7, вычисляются разносги; М (i- Д i ) - МК 1- -I )Д. 1 И М Г( М )-Д J-Mt()-2)Ai3, Де Л(1 -2/-ii О Вспи разности нмен)т разл11чные знаки, то в блоке 7 вырабатЬшаегся стробирующий сигнал, который разрешает передачу с регистра 5 через ключи 8 в канал связи кода спектрального разреза. Если вычисленные разности имеют знак, то сигнал разрешения не вырабатьгоается и при вводе следующего спектрального разреза на регистр 5 предащущее значение теряется, а число опускаемых спектральных разрезов накапливается в блоке 7 и передается с очередным спектральным разрезом, поступающим в канал связи 9. При синтезе код переданного спектрального разреза с информащ1ей о числе пропущенных спектральных разрезов N поступает в решстр 10 и через коммутатор двоишььх сигналов 11 управляет цифроаналоговым преобразователем 12. Уровни атилоговых сигналов, соответствующие сигнал-параметрам переданного спектрального разреза (пооче1)е дно) запоминаются накопительными конденсаторами в блоке 14. Требуемая очередность подтслючетшя определяется коммутатором аналоговых сигналов 13. Таким образом, на конденсаторах в блоке 14 формируется один спектральньпт разрез. Переданный по каналу связи другой спектральный разрез формируется аналогичным образом на конденсаторах в блоке 15. Опорные спектральные разрезы запомненные на конденсаторах в блоках 14 и 15, а также параметр управляют работой блока интерполяции 16, с выхода которого информатшя воздействует на синтезатор 17, восстанавливающий речевой сигнал. Когда истечет интервал времени, соответствующий числу пропущенных спектральных разрезов N, на регистр 10 поступит код следующего опорного спект.рального срез;к сигнал-параметры которого будут запоминаться на конденсаторах в блоке 15 .и на блок интерноляции будут воздействовать напряжения предшествующего и вновь поступившего опорных разрезов. Па следующем шагес юна обновится спектральный разрез на конденсаторах в блоке 14 и т.д. Массив чисел, представляющий собой информацию о спектральных разрезах речевого си fuuia, при вводе в ЭВМ 11одвер1аетея описанной вынш обработке, в результате Koropoii г памяти формируется массив только из опорных cucKTpajrbiihix раз|)езоп и числа пропущенных между ними спектральных разрезов. При ыи)де ()рма1 конною шпика на синтезатор 11р(1межуточ1 ые :л)а11иня оигиул- параметров рассчи гып;11 1тся но uptu р IMMI шггерполяцпи.

В iipe/uiaiacMOM нзоГ)1тетении при передаче речевого сигнала происходи уменьшение информации, сохраняемой в памяти ЭВМ и описывающей речевой сигнал, в 2-3 раза, т.е. от 3200 до 1000-1500 бит на каждую секунду речи, разборчивость и качество звучания синтезированной речи практически не изменяется.

Формула изобретения

Способ передочи речевого сигнала путем выделения сигнал-параметров нри анализе текущего сигнала и их кодирования посредством кодовоимпульсной модуляшж с последующим декодированием и синтезом искусственного речевого сигнала, отличающийся тем, что, с целью уменьнюния объема.информации, необходимой для описания речевых сигналов при сохранении разборчивости синтезированной речи, сигнал-параметры выделяют в моменты времени максимальных и минимальных изменений текущего спектра речевого сигнала, а в процессе сиитеэа восстанавливают их промежуточное значение путем иитерполяти«и.

Источ1шки ииформации, принятые во внимание при экспертизе:

J. ПатентCWA №3183303,кл 179-1, П.05.65.

11

12

Ю

16