Устройство для выделения основного тона речи Советский патент 1977 года по МПК G10L15/02 G10L19/02 

Изобретениеотносится к телефонной связи и может использоваться в вокодерах. Известно устройство для выделения основного тона речи, содержащее компрессор, усилитель, ограничитель, переселектор, одновибратор и фильтр нижних частот. Между компрессором и ограничителем введены последовательно соединенные модулятор и фильтр нижних частот. Выход первого полосового ({ильтра через усилитель подключен к первому входу фазового детектора, к вто рому Входу кото|)ого через ограничитель под ключен выход второго полосового фильтра, а Выход фазового детектора через Ттараллель но соедиренные интегратор и фильтр нижних частот подключен к второму входу второго полосового фильтра и к входу генератора, выход которого подключен к входу модулятора и к входу демодулятора 1. Однако известное устройство имеет малую точность вьщеления основного тона изза сложности схемы, содержащей большое колич.е1,тво фильтров, и из-за инерционных свойств используемого интегратора. Цель изобретения - повышение точности выделения основного тона. Для этого в предлагаемое устройство, содержащее компрессор, усилитель и ограничитель дополнительно введены последовательно соединенные блок вычитания и умножитель, при этом вход блока вычитания подключен к выходу компрессора, а выход умножителя, соединенный с дополнительным входом блока вычитания, через усилитель подключен к входу ограничителя. На фиг. 1 дана структурная схема описываемого устройства; на фиг. 2 - схема накопления энергии первой гармоники речевого спектра. Устройство для выделения основного тона речи. содержит компрессор 1, усилитель 2, ограничитель 3, последовательно соединенные блок 4 вычитания и;умножитель 5, при этом вход блока вычитания 4 подключен к выходу компрессора 1,. а выход умножителя 5, соединенный с дополнительным входом блока вычитания 4, через, усилитель 2 подключен к входу ограничителя 3. Устройство для выделения основного то на речи работапт следующий образом. Спектр речи человека занимает, полосу частот примерно от 70 до 35 ОО Гц, а спектр частот основного тона колеблется в интервале примерно от 70 до 500 Гц. Исходный мгновенный спектр речевого с.гнала преде /авляет собой переменную во времени сумму гармоник 3500-70 „ 3500 - 70 до ......... I. а 7 5QQ При подаче на вход компрессора 1 нестационарного звукового сигнала, характер зующегося произвольным изменением числа гармоник основного тгча (от 7 до 50) и их интенсивности, на его выходе происходи сжатие широкого входного динамического диапазона в малый выходной диапазон. Такси сигнал можно представить следующей суммой колебаний (фиг. 2а) . Т-И ; ; 2 UrtiCOS CiTtTn F-t) , m: где: тм - номер гармоники основного тона и - амплитуда тп -нойгармоники, F, - частота основного тона, по&тому после его прямого прохождения че рез блок 4 вычитания на выходе умножителя 5 формируется новый сигнал, состоящий уже из гармоник (фиг. 26): ганго) S U-mCOS (2ll--ni Ft) тп-- где О - - уровень -т -ной гармоники после первого умножения. В свою очередь, вторичный сигнал, содержащий относительно исходного в два ра за больше гармоник, поступает на дополнительный вход блока вычитания, дающего ра ностное напряжение (фиг. 2в): B°U™-E unices(2n-t« ft) imMw i / Первый член последнего выражения по срав нению со вторым имеет половину совпадаю щих по частоте гармоник. Следовательно, после Второй, третьей и т.д, последующей циркуляции происходит ne}JtJOAH4ecKoe расширение мгновенного речевого спектра, сопровождающееся лавинообразным накоплением на общем выходе энергии первой гармоники. Данный факт объясняется перемножением рядом стоящих спектральных линий типа tn-CosCziTm-FDH U-mt-f ( всегда дающих один, и тот же результат: образование первой герамоники и (2гп±Н ) гармоник. Рост числа первых гармоник вырождаегся в предельную последовательность импульсов, следующих с частотой повторения основного тона (фиг. 2г). Решение задачи выделения частоты основного тона близко к решению проблемы оптимальной фильтрации случайного сигнала бесфильтровым путем, поскольку в эффекте накопления энергии первой гармоники участвуют все гармоники входного мгновенного спектра. Введение в устройство для вьщеления основного тона речи блока вычитания и умножителя дает возможность значительно упростить устройство и, следовательно, повысить его надежность, а также способствует комплексной микроминиатюризации электронной связной аппаратуры. Формула изобретения Устройство для вьщеления основного тона речи, соаержащее компрессор, усилитель и ограничитель, отличаюшееся тем, что, с целью повышения точности выделения основного тона, введены последовательно соединенные блок вычитания и ук ножитель, при этом вход блока вычитания подключен к выходу компрессора, а выход умножителя, соединенный с дополнительным входом блока вычитания, через усилитель подключен ко входу ограничителя. Источники информации принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство № 40309О, кл. Н О4 1 3/18, 1971 (прототип). :

fputJ

II It.

иг 2