Способ измерения периода формантных колебаний речевых сигналов Советский патент 1982 года по МПК G10L19/02 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРИОДА ФОРМАНТНЫХ КОЛЕБАНИЙ РЕЧЕШХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к акустике и может быть использовано для автоматического распознавания и компрессии речи.

Известен способ измерения периода формантных колебаний речевого сигнала, при котором выделяют частотную область существования отдельной форманты, выделенный сигнал ограничивают; формируют сигнеипы в момент времени, соответствующие его переходам через нуль, выделяют сигналы голосового возбуждения речевого тракта и регистрируют время, соответствующее определенному числу сформированных сигналов, следующих за сигналом возбуждения С ЗОднако известному способу присущи следующие недостатки:

зависимость точности и надежности измерения периода форматного коле бания от надёжности выделения из речевого сигнала сигналов голосового возбуждения речевого тракта

время измерения периода форматного колебания определяется временем, 11еобходимым для выделения импульсов голосового возбуждения, которое может оказаться достаточно большим в случае использования для этой

цели совершенных методов анализа основного тона.

Известен также способ измерения периода формантных колебаний речевых сигналов путем выделения сигналов полосы частот, соответствующей отдельной форманте, ограничения выделенных сигналов,формирования сигналов в моменты времени, соот10ветствующие переходам через нуль речевого сигнала, преобразования , интервалов времени между соседними сформированными сигналами в сигналы, амплитуда которых пропорцио15нальна этим временным интервалам, подсчитывают сигналы с одинаковой амплитудой за заданное время измерения и определяют полупериод формантных колебаний по амплитуде сигналов, число которых максимально р

Недостатком известного способа является зависи1«юсть формы спектра от частоты основного тона, что вызывает значительную погрешность измерений.

Цель изобретения - повышение точности, и надежности измерения периода формантных колебаний рече30 вык сигналов. Поставленная цель достигается тем, что после выделения формантны колебаний их выпрямляют, дифферен.цируют, формируют сигнал, соответствующий модулю производной выпрямленных формвнтных колебаний, преобразуют сформированный сигнал в импульсный сигнал-, длительность которого пропорциональна половийе значения модуля производной, выделя ют из полученной последовательности импУльсы минимальный длительности, соответствующие полупериодам выпрям ленных формантных колебаний с наибольшей амплитудой на периоде основ ного тона, регистрируют их длительность и по неГ судят о периоде формантных колебаний. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема примера реа лизации способа измерения периода формантных колебаний речевых сигналов; на фиг. 2-- временные диаграмм сигналов, поясняющие способ измерения периода формантных колебаний речевых сигналов, на котором: 2(j - колебание на выходе форман ного фильтра 2iJ - сигнал на выходе выпрямите ля 3; 2Ь - сигнал на выходе пикового детектора 5 / штриховая линия7 и сигнална выходе сх мы б получения модуля {спл ная линия), 2i - сигнал на выходе схемы 7. . сравненияJ 2д - сигнал на выходе дискримин тора 8. Устройство для измерения периода формантных колебаний речевых сигнал содержит последовательно соединенны источник 1 речевого сигнала, фильтр 2 для выделения формантных колебаний-, выпрямитель 3, дифференциатор к выходу которого параллельно подключены пиковый детектор 5 и схема б получения модуля сигнала. Выходы пикового детектора 5 и схемы б получения модуля сигнала подключены к соответствующим входам схе,мы 7 сравнения, к выходу которой подключены последовательно соединённые дискриминатор 8 и регистратор 9 дли тельности импульсов. Устройство для измерения периода формантных колебаний речевых сигналов работает следующим образом С выхода источника 1 речевой сиг нал поступает на вход формантного фильтра 2. Под действием речевого сигнала на выходе формантного фильтра 2 возникают формантные колебани которые поступают на выпрямитель 3. С выхода выпрямителя 3 через дифференциатор 4 сигнал, соответствующий производной выпрямленного сигнала, поступает одновременно на входы пиковс-го детектора 5 и схемы б получения модуля. Сигнал с выхода пикового детектора 5 и сигнал с выхода схемы б получения модуля поступают на соответствующие входы схемы 7 сравнения, причем с выхода пикового детектора 5 на схему 7 сравнения поступает сигнал равный половине максимального значения модуля производной выпрямленных формантных колебаний на периоде основного тона. В результате сравнения на выходе схемы 7 формируется сигнал, представляющий собой импульсную последовательность с различной длительностью импульсов, причем импульс, соответствующий полупериоду с максимальной амплитудой, имеет минимальную длительность. Полученная импульсная последовательность поступает на вход дискриминатора 8, с выхода которого импульсы с минимальной длительностью на периоде основного тона поступают в регистратор 9, где измеряется их длительность и принимается решение о длительности периода формантных колебаний. На выходе дискриминатора 8 длительность импульса пропорциональна измеряемому периоду формантных колебаний согласно соотношению Г,;.С1-), 6 F где длительность импульса на выходе дискриминатора 8, Т -период формантных колебаний) F - частота формантных колебаний;ЛР - ширина полосы форманты. Проведенные исследования подтверждают высокую точ-ность измерения периода формантных колебаний предлагаемым способом. Формула изобретения Способ измерения периода формантных колебаний речевых сигналов, основанный на выделении формантных колебаний, отличающийся тем, что/ с целью повышения точности и надежности измерения, выделенные формантные колебания выпрямляют, дифференцируют, формируют сигнал, соответствующий модулю производной выпрямленных формантных кЬлебаний, преобразуют сформированный сигнал в импульсный сигнал, длительность которого пропорциональна половине значения модулю производной, выделяют из полученной последовательности импульсы, соответствующие полупериодам выпрямленных формантных колебаний с наибольшей- по абсолютной величине амплитудой на периоде основного тона, регистрируют их длительность и по ней судят о периоде формантных колебаний.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 453731, кл. G 10 L 1/02, 1972.