Устройство для формирования речевых сообщений Советский патент 1982 года по МПК G08G5/00 

1

Изобретение относится к области предупредительных систем звукового оповещения и может быть использовано в системах контроля транспортных средств.

Известно устройство, которое по сигналам от датчиков выдает оператору речевые сообщения о ситуациях, сложившихся на объекте управления, это устройство содержит блоки памяти ,ц на которые предварительно записываются речевые сообщения в аналоговой форме, воспроизводимые при возникновении на объекте аварийных ситуаций lj.

Недостатком устройства является ,5 его низкая надежность.

Наиболее близкой к предлагаемой является система, содержащая наземное и бортовое устройства. Наземное устройство для составления набора 20 речевых сообщений состоит иЧ блока преобразования речевого сигнала в цифровой и блока контроля качества записи. Бортовое устройство содержит

блок инициирования речевых сообщений, датчики, блок управления выводом речевой информации, блоки постоянной памяти и блок преобразования цифрового сигнала в речевой r2j.

Недостатком системы является большой объем постоянной памяти бортового устройства.

Цель изобретения - упрощение устройства путем сокращения числа блоков памяти бортовой части устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для формирования речевых сообщений, содержащее блок преобразования речевого сигнала в цифровой, выход и вход которого соединены с входом и первым выходом блока подготовки библиотеки элементов речи, выход которого соединен с входом блока сопряжения, первый выход которого соединен с входом блока контроля качества записи, второй выход блока сопряжения соединен с первым входом первогоблока памяти. 39 выход которого соединен с входом бло ка преобразования цифрового сигнала в речевой, блок инициирования речевых сообщений, первый выход которого соединен с первым входом блока управ ления, первый выход которого соединен с вторым входом первого блока памяти, в него введены второй блок памяти и коммутатор, первый вход которого соединен с вторым выходом бло ка инициирования речевых сообщений, второй выход блока управления соединен со вторым входом коммутатора, вы ход и третий вход которого соединены с первыми ВХОДОМ И выходом второго блока памяти, вторые вход и выход которого соединены с третьим выходом и вторым входом блока управления, третий выход блока сопряжения соединен с третьим входом второго бл ка памяти, третий выход которого соединен с третьим входом первого блока памяти. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для формирования речевых сообщений; на фиг. 2 - функциональная схема наземной части устройства; на фиг. 3 - функциональная схе ма бортовой части устройства; на фиг. k - функциональная схема дельта-модулятора блока преобразс|)вания речевого сигнала в цифровой; на фиг. 5 - эпюры напряжений, иллюстрирующие процесс аналого-цифрового пре образователя в дельта-модуляторе; на фиг. 6 - схема шифратора блока иници ирования речевых сообщений, на фиг.7 алгоритм работы бортовой части устройства; на фиг. 8 - структура табли цы характеристик сообщений второго блока памяти. Устройство для формирования речевых сообщений содержит наземную част устройства 1, блок 2 сопряжения, бортовую часть устройства 3, блок k преобразования речевого сигнала в цифровой, блок 5 подготовки библиотеки элементов речи, блок 6 контроля качества записи, блек 7 инициирования речевых сообщений, блок 8 коммутации постоянной памяти, второй блок 9 памяти, коммутатор 10, первый блок 11 памяти, блок 12 управления, блок 13 преобразования цифрового сигнала в речевой, микрофор 1, первый усилитель 15, ограничитель 16, первый фильтр 17 низких частот, дель та-модулятор 18, первый дельта-демодулятор 19, второй фильтр 20 низ84ких частот, второй усилитель 21, первый громкоговоритель 22, датчики 23 сигналов аварийных ситуаций, шифратор 2, матрицу 25 второго блока памяти, регистр 2б адреса второго блока памяти, регистр 27 длины элемента речи, регистр 28 адреса связи, первый блок 29 совпадения, второй блок 30 совпадения, матрицу 31 первого блока памяти, регистр 32 адреса первого блока памяти, элемент ИЛИ 33, регистр 3 сдвига, блок 35 пуска и останова, генератор 36 импульсов, распределитель 37 импульсов, счетчик 38 сдвигов, второй дельта-демодулятор 39, третий фильтр kO низких частот, третий усилитель k, второй громкоговоритель 2, компаратор , интегратор ЦЦ, триггер kS, элемент И-ИЛИ it6, формирователь 47 импульсов, инвертор 48, элемент И 49, суммирующий счетчик 50 и дешифратор 51На фиг. 5 показаны следующие эпюры напряжений: сигнал с выхода первого фильтра 17 низких частот - А, аппроксимирующее напряжение с интегратора 44 -В, сигнал на выходе компаратора 43-С, напряжение на выходе триггера 45-Е и тактовые импульсы на выходе генератора импульсов 36-F. Устройство работает следующим образом. Речевой сигнал через микрофон 14 блока 4 преобразователя речевого сигнала в цифровой поступает на первый усилитель 15, ограничивается по амплитуде ограничителя 16 и подается на первый фильтр 17 низких частот, в котором осуществляется ограничение частот речевого сигнала до ширины полосы телефотонного канала. Аналогичный сигнал с выхода первого фильтра 17 низких частот поступает на вход дельта-модулятора 18 для преобразования его в цифровую форму. Дельта-модулятор 18 работает следующим образом. Сигнал с выхода первого фильтра 17 низких частот подается на первый вход компаратора 43. Отрюзок такого сигнала показан в виде кривой А на фиг. 5. На второй вход компаратора 43 подается аппроксимирующее напряжение с интегратора 44, представленное отрезком ломаной линии В. Напряжение А и В сравниваются компаратором 43 и в зависимости от их соотношения на выходе компаратора 43 устанавливается высокий t единичный 5 nnvi низкий уровень сигнала. Сигнал на, выходе компаратора 3 показан в виде ломаной линии С. Двоичная информация с выхода компаратора 3 в моменты времени, определяемые такто выми импульсами из блока 5 подготов ки библиотеки элементов речи, посту пает на триггер , который служит схемой фиксации двоичного кода. Напряжение на прямом выходе триггера 5 показано в виде ломаной линии Е, а тактовые импульсы показаны на эпюре F. Таким образом, сравнение сигналов А и В производится в кажды тактовый момент времени. Если в данный момент речевой сиг нал А не меньше, чем аппроксимирующий сигнал В, то на время одного периода сигнал Е принимает единично состояние. Интегрирование этого напряжения интегратором приводит к увеличению аппроксимирующего напряжения В. Так продолжается до тех пор, пока в некоторый следующий так товый момент сигнал В не превысит речевой сигнал. Тогда сигнал Е на выходе триггера 45 принимает нулевое значение и в течение этого пери да аппроксимирующее напряжение 13 уменьшается. Таким образом, аппроксимирующий сигнал В на интеграторе 4k отслеживает входной речевой сигнал А, исходя из критерия минимизации ошибки. Для контроля качества закодированного речевого сигнала в блоке 6 контроля качества записи осуществляется обратное преобразование циф рового сигнала в речевой. Для этого цифровой сигнал из блока 5 подготов ки библиотеки элементов речи выводится на первый дельта-демодулятор 19, где он преобразуется в аналоговый сигнал. Затем аналоговый сигнал ограничивается вторым фильтром 20 низких частот до ширины полосы теле фонного канала, усиливается вторым усилителем 21 и преобразуется в речевой сигнал первым громкоговорителем 22. Закодированные элементы речи записываются в ЭВМ блока 5 подготовки библиотеки элементов речи, преобразуются по программе в набор элементов речи для первого блока 11 памяти и таблицу характеристик сообщеНИИ для второго блока 9 памяти и переписываются в блок 8 коммутации постоянной памяти. 86 Работа бортовой части устройства 3 начинается с поступления информации с датчиков 23 сигналов аварийных ситуаций на входы шифратора Z блока 7 инициирования речевых сообщений, шифратор 2k обеспечивает приоритетное обслуживание сигналов с датчиков 23 и вырабатывает сигнал Начало сообщения, который поступает на вход блока 12 управления, и сигнал код сообщения, который поступает на коммутатор 10. При одновременном появлении нескольких аварийных сигналов воспринимается сигнал, обладающий высшим приоритетом (с наименьшим номером) и воспроизводится только одно сообщение, соответствующее наиболее опасной ситуации . Шифратор 2 работает следующим образом. В исходном состоянии содержимое суммирующего счетчика 50 равно нулю. Поэтому на выходах дешифратора 51 и на вторых входах элемента ИИЛИ 46 устанавливается нулевой потенциал. При отсутствии на первых входах элемента И-ИЛИ k() сигналов с датчиков 23 на выходе элемента ИИЛИ i6 также устанавливается нулевой потенциал. Разрешающий потенциал на выходе инвертора пропускает тактовые импульсы с генератора Зб импульсов блока 12 управления через элемент И 9 на суммирующий счетчик 50, что обеспечивает появление сигнала на первом и последующих выходах дешифратора 51. Если на одном из датчиков 23 появляется сигнал-, то на выходе элемента И-ИЛИ.46 возникает сигнал Начало сообщения. Этот сигнал через формирователь kj импульсов поступает на блок 35 пуска и останова. Одновременно этот же сигнал поступает через инвертор А8 на элемент И 9 и прекращает поступление импульсов от генератора 36 импульсов на суммирующий счетчик 50, информация с выходов счетчика 50 в виде кода сообщений поступает Hd коммутатор 10 и в бортовой части устройства 3 начинается воспроизведение речевого сообщения. После окон чания воспроизведения происходит гашение счетчика 50 сигналом с распределителя 37 импульсов. Во втором блоке 11 памяти содержится таблица характеристик сообщений. Таблица состоит-из строк, каж .

79

дая из которых характеризует как один элемент речи, так и сообщение в целом. Пример составления таблицы характеристик сообщения приведен на фиг. 8. Блок 12 управления по алгоритму фиг. 7 обеспечивает равномерную скорость поступления речевой информации в цифровой форме на вход блока 13 преобразования цифрового сигнала в речевой,

Второй дельта-демодулятор 39 преобразует цифровую информацию в аналоговый сигнал. Этот сигнал фильтруется фильтром 0 низких частот, усиливается третьим усилителем 1 и воспроизводится вторым громкоговорителем k2 в виде речевого сообщения об аварийной ситуации, возникшей на объекте.

Использование предлагаемого изобретения позволяет уменьшить объем постоянной памяти и уменьшить вес бортовой части устройства для формирования речевых сообщений.

Формула изобретения

Устройство для формирования речевых сообщений, содержащее блок преобразования речевого сигнала р цифровой, выход и вход которого соединены с входом и первым выходом блока подготовки библиотеки элементов речи, выход которого соединен с входом блока сопряжения, первый выход которого

188

соединен с входом блока контроля качества записи, второй выход блока со пряжения соединен с первым входом первого блока памяти, выход которого соединен с входом блока преобразования цифрового сигнала в речевой, блок инициирования речевых сообщений, первый выход которого соединен первым входом блока управления, первый выход которого соединен с вторым входом первого блока памяти, отлчающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены второй блок памяти и коммутатор, первый вход которого соединен с вторым выходом блока инициирования речевых сообщений, второй выход блока управления соединен с вторым входом коммутатора, выход и третий вход которого соединены с первыми входом и выходом второго блока памяти, вторые вход и выход которого соединены с третьим выходом и вторым входом блока управления, третий выход блока сопряжения соединен с третьим входом второго блока памяти, третий выход которого соединен с третьим входом первого блока памяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Логическая компоновка систем на базе процессора М-бООО АСВТ-М, Северодонецк, 1972, с. 102-115.

2.Патент США № 3808591, кл. G 08 G 5/00, опублик. 197 (прототип).

w

7

t

9

//

/

/J

. /

16

П

i

д/toH ff На 0/iOK 11

2

/

у

20 13

Z2

21

фиг. 2

Фиг.

(А) и

W

(С}

(Е}

Фиг. 5

фиг. 6

PA код coof. I

Чтение fJT)(И

PA ПЭР - A на . ЭР РД: Л/1ина ЭР РА связи:- А связи

Чтение ПЭР PZ сдв: -К РЛ-РЛ-1

сев: W-2

Сдвиг К dnpaSo JS

на I рсгзряд

Cf Сдб-1

Сдд-РгСдв вправо iO I Р ПЭР:-РА

9

ф 7

/

РА связи -О

УТЛ

Конец

Ж

(

0

О

ФО

т

РА ПТ)(1 РА связи

Фиг 7