Устройство для моделирования речеобразующего тракта Советский патент 1980 года по МПК G06G7/60 

Изобретение от1юсится к устройствам модегафующим различные функции человеческого организма. В частности, устройство для моделирования ре еобразующего тракта может быть использовано в синтетической телефония и речевой связи человека с машинами. Известно устройство для моделирований речеобразующего тракта ij , содержащее ЬС-сетку, блок управления, через ключи соединенный с усилителями. Однако это устройство не обеснечивае достаточной стеиени идентификации гово р$пцего из-за отсутствия в нем компонен тов, модулирующих носовой тракт (помиМО голосового). Это обстоятельство существенно влияет на моделирование носо вой ко артикуляции, опреяелжсющей в значительной мере узнавание говорящего. Коартикуляция - это зависимость формы речеобраз тощего тракта в любой заданный момент времени не только от произносимой в этот момент фонемы, но и от соседних ({юнам. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство 2, содержащее генератор квазипериодических импульсов, соединеьшый с размыкающим контактом первого ключа, замыкающий контакт которого подключен к выходу генератора белого щума, причем выход первого ключа соед1гаен со входом усилителя, первый регулируемый фильтр, выход которого подключен к первому первого cyK-iMaTopa, с ед1шенного выходом со входом первого регулируемого фильтра. Устройство не обеспечивает вьюокой точности модешфовашш речеобразующего тракта. Цель изобретения - повышение точности моделирования. Поставле1шая цель достигается тем, что в устройство введены второй и третий регулируемые фильтры, второй и третий ключи и второй сумматор, первый вход которого через второй регулируемый фильтр подключен к выходу первого сум37матора, второй вход которого через второй ключ соединен с выходом усилителя Усилитель через цепочку из последовательно соединенных третьего ключа и третьего регулируемого фильтра подключен ко второму входу второго сумматора. Сущность изобретения поясняется чертежом. Устройство содержит генератор 1 квазипериодических импульсов с регулируемой частотой основного тона i от, генератор 2 белого шума, моделирукяцие фунгахию возбуждения голосового тракта на участках речевого сигн|1ла, соответ-ц { t ) гласствующих вокализованнь1М 6 ным или звонким согласнь1М и невокализованным е ц, (Ь ) глухим согласным звукам, последовательно соединенные ключ 3, усилитель 4 с регулируемым коэ фициентом усиления, ключи 5, 6, сумматор 7, регулируемые фильтры 8, 9, сумматор 10, регулируемый фильтр 11. Поясним процесс формирования речеподобного сигнала с помощью устройства Функция возбуждения 6 ( Ь ), соотве ствующая вокализованным участкам речи генерируется генератором 1 квазипериодических импульсов. Частота следования импульсов for соответствует частоте основного тона и может меняться в требуе мых пределах. Функция возбуждения ш () ДЛЯ невокализованных участков речи формируется генератором 2 белого щума, на выходе которого появляется случайный процесс с равномерным спектром. Ключ 3 тон-шум выбирает в соответствии с участком -речи Т}ш функции возбуждения & ( i ) путем подключения к формирователю речеподобного сигнала генратора 1(6 ( t ) и( ) или генератора 2 (б (i)-Euj( -t ).. Далее фукция возбуждения С ( t г ум южается на коэффициент А в усилителе 4, где А представляет собой интенсив ность (амплитуду) выходного сигнала 5 (-t устройства. Функция Е (t )A-e{-t) с вьисода усилителя 4 подается на ключ вьтолняющий роль мягкого нёба, подключающего носовую нолость при произнесении носовых . Одновременно функция Е ( fc ) подается на линейный фильтр, выполненный на основе сумматора 7 и филыра 8 с регулируемым вектором параметров Ь ( Н, ) в петле обратной связи через ключ 5. Последний моделирует взаимодействие голосового и носового трактов. В n xjcтейшеы случае ключ 5 может вьтолнять 64 роль мягкого неба, отключая блоки, моделирующие голосовой тракт, в моменты нроизнощения носовых звуков. Тогда он работает одновременно с ключом 6, причем ключ 5 замкнут в этом случае тогда, когда ключ 6 разомкнут и наоборот. Функция Е (-t ) с выхода сумматора 7 подается на фильтр 9, вектор параметров Ь ( Pj, ... , ) которого подбирается так, чтобы корректировать требуемым образом сквозную характеристику, моделирующую форму голосового тракта. Параметры оС и Р. отражают положение атрикуляторных органов (языка, губ, челюстей и др.), причем век-, тор 1 определяет характер коартикуляции и воздействие голосового и носового трактов. При включении 1слюча 6 функции Е ( fc ) подается на фильтр 11 с параметрами - ( -jq, ), которые в простейшем МОГУТ быть постоянными, так как форма носовой полости практически не изменяется. Выходные сигналы X ( -Ь ) и -у ( -Ь ) фильтров 9 и 11 подаются на сумматор 10, где формируется выходной процесс 5(i))-VMCiV Использование устройства позволяет более точно анализировать структуру речевого сигнала и более качественно проводить его синтез в системах синтетической телефонии, а также обеспечивает брлее высокую степень идентификации при опознавании дикторов и расширяет функциональные возможности машинных систем речевого ответа. Формула изобретения Устройство для моделирования речеобразующего тракта, содержащее генератор квазипериодических импульсов, соединенный с размыкающим контактом первого ключа, замьпсающий контакт которого подключен к выходу генератора белого шума, выход первого ключа соединен со входом усилителя, первый регулируемый фильтр, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, выход которого соединен со входом первого регулируемого фильтра, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, в устройство введены второй и третий регулируемые фильтры, второй и третий ключи и второй сумматор, первый вход которого через второй регулируемый фильтр подключен

к выходу первого сумматора, второй вход которого через второй ключ соединен с выходом усилителя, который через цепочку из последовательно соединенных третьего ключа и третьего регулируемого фильтра подключен ко второму входу второго сумматора.

Источники информашш, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское сбдцетельство СССР № 4167О9, кл. G06 G 7/1О, 1971.

2.Ц {;ровое представление речёджс сигналов. ТИИ-ЭР, 63, 1976, № 4, с. 141-169 (прототип).