Устройство для распознавания речевых сигналов Советский патент 1978 года по МПК G10L13/02 G10L15/02 G10L19/02 

Изобретение относится к области акус ТИК0 и может быть использовано для ввода информации в электронные вычислительные машины и автоматизированные системы управления.

Известны .устройстваS в которых выдечление признаков сигнала происходит на оо нове анализа его спектра TlI.

В гтих устройствах, как правилое используются блокичастотного анализа, предо ставляющие собой систему полосовых или резонансных фильтров. Однако аналоговым фильтрам присущи значительные переходные процессы,нестабильность частотных характеристик и сложность настройки.

Известны также устройства, использую- ише для выделения частотных свойств речевого сигнала цифровую фильтрацию, обеопочивающую стабильность характеристик и простоту реализации фильтров на дискретных логических элементах

Устройства содердшт микрофон, блок обработки отфильтрованных сигналов, блок памяти, блок принятия решения, блок управления устройством. Для осуществления

цифровой фильтрации речевой сигнал предварительно дискретизируется при помощи аналого-цифрового преобразователя, а за тем подается на блок дискретной фильтрации.

Недостатками данных устройств являются наличие такого сложного блока, как аналого-цифровой преобразователь, а также то, что выделяемые на выходе блока дискретной фильтрации параметры речево го сигнала существенно Пзависят от громкости речи диктора. Это затрудняет процесс сравнения текущих параметров cHfHaлов с эталонным и, следовательно, понижает надежность распознавания

Целью изобретения является угфощенне устройства путем использования клиппированной речис

Это достигается тем, что предлагаемое устройство содержит блок клиппирования, вход которого подключен к выходу микрофонад а выход - к блоку дискретной фильтрации и блоку управления.

Кроме того, блок дискретной фильтрации состоит из ttt параллельно подклю- ченвых к блоку клвппировавия блоков определения коэффихшевтов разложения по числу признаков речевого сигнала, генератор функций Уолша, выход которого соединен со вторыми входами блоков определения . коэффициентов разложения, и блока управления, один выход которого: соединен с третьими входами блоков определения коэффициентов разложения, другой-с входом генератора функций Уолша, а его вход подключен к блоку управления устройством, и генер тора функций Уолша, выход которого сое динен со вторыми входами блоков определения коэффициентов разложения а третьи входы последних подключены к выходу блока управления, к которому подключен и вход генератора Уолша. Схема описываемого устройства изображена на фиг. 1. Она содержит микрофон 1,, блок 2 клиппирования, блок 3 дискре-г ной фильтраций генератор функций Уолша ,4, блок 5 управления, блпки 6 определения коэффи1щентов разложения, блог 7 обработки отфильтрованных сигналов, блок 8 памяти, блок 0 принятия решения и блок 10 управления. Выход блока 1 соединен с вхо дом блока 2, выход блока 2 соединен с блоком 10 и блоками 6, выход блока 10 соединен с блоками 5, 7, 8, 9, первый йЫход блока 5 соединен с входом блока 4, соответствующие выходы блока 4 сое, .. динены с входом соответствующего блока 6. Второй выход блока 5 соединен с . yitравляющими входам блоков 6, выходы блО ков соединены с входом блока 7, выход блока 7 соединен с первым входом блока 8, выход блока 8 соединен с входом блока 9, а выход блока 9 - со вторым Входо дом блока 8. Устройство распознавания речевых сигч налов работает следующим . Рече вой сигнал с микрофона 1 поступает на блок клиппирования .речи, который осущест вляет клиппирование сигнала. Как извест но, речь после клиппированин сохраняет свою разборчивость, а вся шф рмация по-« лучается сосредоточенной в переходах сипнала через нуль. Выделяемые признаки не зависят от интенсивное тиэходногосигнала Сигнал после клиппирования подается на блок 3 дискретной фильтрации, осущест вляющий быстрое преобразование УолшаФурье на интервале Tg (временная база). На интервале Tg (фиг, 2) исходный сиг нал может быть представлен последовательностью средних значений функции на подинтервапах причем в соответствии с теоремой Котельникова Ро МО КС речевых сигналов может ыть выбрано равной 4 кГц. Следовательно, для разложения речевого сигнала по ортогональным функциям Уолша необходимо, чтобы в используемой системе функций, упс ядоченной по ластотам, функшя Уолша с максимальной частостью имела длительность между двумя переходами через нуль ( t .) не более . .(2) Число прим 1яемых для разложения функций всегда KpaTiCo двум и равно и-г./м (з) где /U -номер функции Уолша Soil соответствующей условию (2). Следовательно, величина интервала Tgдолжна выбираться из условия выполнения соотношения я. Пусть,например, Tg 2 мсек, аЦц( 7 кГц, тoгдai - 125 мксек , Из соотношения (2) выберем t 125 мксек, и подставив в выражение (4), получим Следовательно, при временной базе % мсек и ограничении по спектру величиной р.. АНакс разложения сигнала должна использоваться система функций Уолща с частостями от СаЬ (0,в) (8,6), где © - нормированное время. При появлении на выходе блока клн1 пирования сигнала блок 10 управления ройством выдает упдравлшоишй сигнал на блок 5 управлени. Последний запускает генератор функций Уолша 4, который в течении интервала Tg формирует систему функций УолШа. На каждый блок определения коэффициентов разложения 6 подается соответствующая функция Уощла. По окончании интервала Tg полученный набор коэффициентов подается в блок 7 обработки отфильтрованных сигналов, осуществляющий сокращение описания речевого сигнала в пространстве коэффициентов Уолща. Получившийся в итоге набор коэффициентов записывается в блок 8 памяти и используется блоком 9 принятия решений либо как эталонный (режим обучения), либо для сравнения с эталонным набором (режим распознавания). Таким образом, предложенное устройство позволяет повысить надежность раопознавания за счет выделения более стабипьных параметров речевого сигнала, не зависящих от громкости речи диктора, а также упростить устройство распознавания за счет исключения блока аналогоцифрового преобразования. Формула изобретения 1., Устройство для распознавания рече вых сигналов, содержащее микрофон, блок ухфавлення устройством и последователь во соединенные блок дискретной фильтрации, блок обработки дискретной информаци блок памяти и блок nfoaiifriva. решения, па аллельно подключенные к выходу блока ущ)авления .устройством, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства путем использования клиппироАшшой речи, устройство содержит блик спиппщэования, вход которого подключен к выходу микрофона, а выход - к блоку дио 1фешой (шьтрации и блоку управления. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что блок дискретной фш1Ь 6 3 рации состоит из W параллельно подклю- ченных к блоку клиппирования блоков опр&деления коэффициентов разложения по числу признаков речевого сигнала, генерат1 ра функций Уолша, выход которого соединен со вторыми входами блоков огфедел& ния коэф4нщиентов разложения, и блока управлшня, один выход которого соедини с третьими входами блоков определения кэффициентов разложения, другой - с входом генератора функций Уолша, а его вход подключен к блоку управления устройством, и генератора функций Уолша, выход которого соединен со вторыми входами блоков определения коэффициентов разлейжения, а тpeть входы последних подключены к выходу блока управления, к которому подключен и вход .генератора Уолша. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 304615, кл. Q 10 L 1/О2, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 441585, кл/яЮ Ь 1/02, 1974.

fpu.f