Формантный фильтр для анализа речи Советский патент 1979 года по МПК G10L19/02 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использ вано в устройствах аЬтоматического распознавания и компрессии речи. Известен формантный фильтр для ан . пиза речи, состоящий из полосового резонансного фильтра с управляемой резонансной частотой и схемы управле ния резонансной частотой полосового фильтра, из последовательно соединенных широкополосного фильтра, рометра и управляющей цепи l. Наиболее блиэкгол по своей технической сущности является формантный . ф1гльтр для анализа речи, содержащий фильтр нижних частот с управляемой граничной частотой и имеющий два вхо . Недостатком известных формантных фильtpoв является низкая точйость выделения формант. Цешэю изобретения авляется повыше ние точности вьзделення формант. Поставленная цель достигается за счет снабжения фильтра соединенными, последовательно амплитудным нормализатором уровней, фильтром нижних с фиксированной гршпгчной частотой, пиковым детектором, интегратором и формирователем сигналов управления, причем ОД1Ш вход фильтра нижних частот с управляемой грантной частотой подключен к выходу дифференциатора, а другой - к выходу формирователя сш налов управления. На фиг. 1 изображена структурная схема формантного фильтра для анализа речи; на фиг. 2. - амплитудно-частотная характеристика формантного фильтра для анализа речи. Формантный фильтр для анализа речи содержит последовательно соединенные амплитудный нормализатор 1 уровней и ,а: Д11фференциатор 2. К выходу дифференпи тора 2 параллельно подключены вход фильтра нижних частот 3 с управлявмой граничной частотой и последова- гельно соединенные фильтр 4 нижних частот с фиксированной граничной частотой, пиковый детектор 5, интегратор 6 и формирователь 7 сагналов управле ния, выход которого соединен с управл ющим входом фихштра 3. Формантщай фильтр работает следую щим образом. Речевой сигнал поступает на вход амплитудного нормализатора уровней 1, Амплитудная нбрмали;зация речевого сигнала необходима дпя того, чтобы уценку частоты форманты, независимую от амплитуды речевого сигнала. ,.; . С выхода нормализатора 1 речевой сигнал поступает на вход дифференциатора 2 и далее на входы фильтров 3 и 4. Последовательное соединение . дифференциатора 2 и фильтра 4 с фиксированной граничной частотой эквива лентно фильтру, амплитудно-частотная характеристика которого представлена на фиг. 2а. Последовательное ке ;. соединение дифференциатора 2 и фильтра нижних частот с управляемой граничной частотой экв1 валентного фильтр аиплитудно-частоТйые характериЬтшш которого, в зависимости от управлшотцёго напряжения представлены на , фиг. 26. . Граничная частота фильтра 4 уста навливается равной верхней границе частотного диапазона первой форманты Так как на вход дифференциатора 2 по дается речевой сигнал постоянного уровня, то на выходе фильтра 4 ампли ТУййетйййлаоказывается пропорциональн частоте первой форманты. С выхода фильтра 4 сигнал поступает на пиковы детектор 5 и далее на интегратор 6. С выхода интегратора 6 постоянное напряжение, пропорциональное частоте первой форманты, поступает на вход формирователя 7, управляющего гранич ной частотой фильтра 3. По сигналам управления формирователя 7 устанавливается равное oneince частоты первой форманты значение граничной частоты фильтра 3 и после этого проис ходит точное выделение форманты. Парамётрами фильтра, со с;ТбяЩ&О из tioc лшоватёльного соединения дифференци тора 2 и фильтра с управляемой граничной частотой 3, являются:крутйэя амплитудно-частотной характеристики В сторону нижних частот не более 8 дС/окт; крутизна склона амплитудно-частотной характеристики в сторону верхних частот не менее 25 дб/окт; относительная ширина полосы пропус- . кания или добротность фильтра постоянна и равна не более 2,5. Формантный фильтр для анализа речи обладает рядом преимуществ, позволяющих повысить точность выделения формант, так как при перестройке цобро тность фильтра остается пос.тоя1шой, что пр1шодит к постоянному уровшо свободной составляюгпей, Которую можно оценить и учесть при анализе; уровень свободной составляющей фильтра нигэкийиз-за низкой добротности фильтра; отсутствие влияния основного тона изза крутизны склона амплитудно-частотной характеристики в сторону нижних частот, равной 8 дб/окт; крутой склон амплитудно-часто тной характеристики в сторону верхних частот позволяет достаточно хорошо разделять;близколе- . жашие фарманты без увеличения влияния собствеинрй составляющей фильтра на результаты выделения формант. Кроме -того, в предлагаемом фильтре грубая .оценка частоты первой форманты производится по интегральной интенсивности. . , 1 Формантный фильтр может быть испоЛьзован для выделения высших формант ёЬлипредварительно привести речевой сминал к виду, при котором еШ интегральная; тштенсивность определяется выделяемой в этот момент ({юрмантой. Формула изобретения Формантный фильтр для анализа речи, содержащий фильтр нижних частот с управляемой граничной частотой и имеющий два вХода, отличающийся тем, что, с целью повышеjfflH точности выделения формант, он снабжен соединёнными последовательяо амплитудным нормализатором уровней, дифференциатором, фияьтро-м нижних, частот, пиковым детектором, интегратором и формирователем еигяалов уп- равлепйя, npHnavd один входфильтра Ш1ЖНИХ частот с управпяеьйой граиич5- 04 207.б

шй частотой подключен к выходу диффе-.I.Cbang9.H.Owo Schemes of speech

реяшгатора, a другой -.к выходу формй-CcVfipression 3A5A,vot 2a,A/24,956,5i65-572. рователя сигналов управления.2 Howard S.R- Speech AnaEvsie SynИсточнюш информации, принятые воitiesis Schertie Using Continuous Paraвнимание при экспертизе5meter ;aA5A.4ot 28,лГ 6Л956,}O9 -fO98..;.

J

1,0o.s

0,2 0.3 ОЛ 0,5 0,Su.T 0,80,9

0.1

«r« фиг.2 a

Uynp, Uynps (/ynpj Uyfjg.f

{Jynp.Z

(/ynp.3

ff,1ff,Z 0,3 ff, ff,S O.BO.TO.0,9i

F

g -и

г Iff

Риг.гб