Устройство для распознования команд Советский патент 1977 года по МПК G10L15/08 G10L19/02 

1

Изобретение относится к акустике, в частности к устройствам для распознавания речевых сигналов.

Известны устройства для распознавания устных команд, содержащие блок электроакус тнческого преобразования, усилитель, блок выделения огибающей, канал спектрального анализа и блок принятия решения 1.

Недостатком их является зависимость достоверности распознавания от уровня и темпа речи.

Известны также устройства для распознавания устных команд, содержащие последовательно соединенные микрофон, усилитель блок выделения признаков, блок логических элементов И, блок интеграторов, классификатор и решающий блок 2 .

Недостатком данных устройств является то, что при большом числе классов устных команд невозможно обеспечить хорошего различия из-за изменения време1Ш пребывания изображающей точки речевого сигнала в квадранте фазового изображения при повторном произношении одними и теми же операторами .

Для повышения достоверности распознавания устных команд в предлагаемое устройство введены анализатор, содержащий частотные каналы, к каждому из которых последовательно подключена схема выделения относительного изменения частоты сигнала, ограничитель и мультивибратор, и узел логических схем, причем вход анализатора подключен к выходу усилителя, ограничители как прямо, так и через мультивибраторы подключены к соответствующим входам узпа логических схем, а выход последнего подключен к одному из входов логических схем И.

На чертеже дана блок-схема предлагаемо го устройства для распознавания устных команд.

Оно содержит последовательно соединенные микрофон 1, усилитель 2, блок 3 выделения переходных участков, блок 4 логических элементов И , блок 5 интеграторов, классификатор 6, решающий блок 7 и блок 8 - признаков по структурным свойствам, вход которого подключен к выходу усилителя 2, а выход - к одному из входов блока 4 логических элементов И. Блок выцйЛ1.)тия переходных участков 3 содержит анализатор 9, выходы которого разветвляют ся на К частотных каналов, где каждый со тоит из последователЕтНо соединенных уэла выд(ления диссинанта огибающей 1О| частотного сигнала к ограничителя 11| , выход которого подключен как прямо, так и Mepe-ii мультивибратор 12j. к соответствующим входам узла логических схем 13. При работе устройства речевой сигнал с микрофона 1 через усилитель 2 .поступав одновременно на блоки 8 выделения признаков и переходных участков 3. Блок 8 выделения признаков по структурным свойствам .вырабатывает прямоугольные импульсы, которые через блок 4 логических элементов И псютупают на блок 5 интеграторов. Время пребывания изображающей точки рьчевого сигнала в квадрантах фазового изо ражения зависит от темпа речи. При -изменении темпа наиболее сильно меняется длительность стационарных участков гласных и Е несколько меньшей степени длительности Стационарных участков согласных . Длитель ность переходных участков между звуками почти не меняется. Исключение стационарны участков приводит к описанию, нвариантном „темпу речи. Для этого имеется блок выделения переходных участков 3, на входе которого речевой сигнал поступает fra последовательно соединенные полосовые фильтры, детекторы и сглаживающие фильтры N частотных каналов анализатора 9. Полученные напряжения на выходах анализатора 9 поступают, на блоки выделения диссипантов огибающих частотных каналов 10 - 10п Диссипант представляет относительное изменений сигнала и определяется отношением производной огибающей частотного канала к самой огибающей. На стационарных участках диссипант огибающей равен нулю. Последнее свойство диссипантов огибающих ; частотных каналов и используется для выделения переходных участков в.узлах lOj, - 10д, на выходе которых напряжение после ограни чения Bt. ограничителях 11 -lltv. в виде прямоугольных импульсов поступают как , прямо, так и через задержанные в мультивибраторах 12j -i2n. на интервалы, равные переходным участкам. ) В узле логических схем 13 образуетсяпоследовательность импульсов по времени, которая совпадает как с переходными участ ками между звуками, так и с передними фронтами стационарных участков, чтобы не терять основную информацию о гласных. На вход блока интеграторов 5 поступают через блок логических элементов И 4 только те импульсы условий времени пребывания изображающей точки речевого сигнала & квадрантах фазового изображения из блока выделения признаков 8, которые соответствуют длительности переходн1 гм участкам между звуками и передним стационарных участков. С помои1ью логических схем интеграторов блока 5 создаются напряжения, пропорциональные времени пребывания изображающей точки речевото сигнала в квадрантах фазового изображения исходного сигнала и его производной и отражающие структурные 1связи переходных участков между в реальном масштабе времени. Полученные напряжения являются инвариантными к темпу речи и используются ь качестве признаков. После блока интеграторов 5 эти напряжения подаются на классификатор 6, в котором с помощью пороговых элементов эти напряжения -признаки сравниваются с напряжениями-признаками эталонных речевь1Х образов. В блоке 7 принимаегся решение; о конкретной распознаваемой устной Команде. Классификатор анализирует признаки-напряжения, которые пропорциональны .переходным участкам между звуками речи, не зависят от изменения длительности произношения одного и того же слова и являются инвариантными к темпу речи, а также отражают основные закономерности времени пребывания изображающей точки речевого сигнала в квадрантах фазового изображения исходного сигнала и его производной в реальном масштабе. Формул аи зобретения Устройство для распознавания команд, содержащее последовательно соединенные микрофон, усилитель, блок выделения признаков сигнала, блок логических элементов И блок интеграторов, классификатор и решающий блок, отличаю щееся тем, что, с целью повышения достоверности распознавания звуковых команд путем исключения из звуковых сигналов стационарных уч.астков и выделением их переходных участ ков, в него введены анализатор, содержащий частотные- каналы, к каждому из которых последовательно подключена схема выделения относительного изменения частоты сигнала, ограничитель и мультивибратор, и узел логических схем, причем вход анализатора подключен к выходу усилителя, ограничители как гфямо, так и через мультивибраторы подключены к соответс вующим входам узла л.:)ги еских схем, а выход последнего

подключен к одному нз входоп логических элементов И.

Источники информации,приняты во внимание при экспертикзе:

.1. ARTopCK.oft орипетельстви Г,(.:(;,| № 200165, кл, G- 101 L 1/О2, 19(58.

2. Авторское свиде те льстно CfС № 392521, кл. G- 06 К 9/ОО, 1973.

10-4