Способ обнаружения границ слов и устройство для его осуществления

 

1. Способ обнаружения границ слов, основанный на формировании двух характеристических сигналов из входного звукового сигнала, причем первый из них формируют путем сравнения уровня входного звукового сигнала с уровнем стационарных звуковых шумов, . отличающийся тем, что, с целью повьпиения точности и надежности обнаружения границ слов, второй характеристический сигнал формируют путем сравнения уровня входного звуко вого сигнала с минимальным уровнем звонких звуков речи, сравнивают длитель ность характеристического сигнала с максимально возможной длительностью нервчеподобной звуковой помехи, длин тельность-паузы между последующими , щ опаданием и появлением первого харакн теристического сигнала - с максималь- N ной длительностью глухой смычки речи, определяемой на уровне стационарных звуковых шумов, длительность временно . го интервала от появления второго ха рактеристического сигнала до оконча .вяя соответствующего первого харакгтеристического сигнала с минимальной длительностью присущего речи временного интервала от момента появления звонкого звука до момента появления глухой смычки и по результатам нения судят о появлении начальной и конечной границ слов. 2. Устройство для осуществления способа по п, 1, содержащее формирователь характеристических сигналов, два коммутатора, выходы которых со&динены с входами счетчика адресов, выход которого подключен к первому входу блока памяти, второй вход которо; го подсоединен к выходу первого блока сравнения, два входа которого подклк . чены соответственно к выходу и входу (Л первого, регистра адреса, соединенного с выходом счетчика адресов, о т л и « чающееся тем, что, с целью повышения его точности и надежности, 8 . в него введены формирователь импульсов временных соотношений, второй регистр адреса, второй блок сравнения, третий и четвертый коммутаторы, причем выходы формирователя характеристичесэ :л ких сигналов подсоединены к первому и второму -(Входам формирователя импульсов временных соотношений, четыре выхо да которого попарно подключены соответех венно к входам третьего и четвертого коммутаторов, выходы которых соединены соответственно с входами соответствующих регистров адреса, выход второго регистра адреса подключен к первому входу второго блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу счетчика адресов и к входу второго регистра адреса, третий вход - к управляющим входам первого, второго и третьего Гкоммутаторов и к третьему входу блока

(19) 01) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(511 G 10 L 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / "

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ГРАНИ0

CfIOB и УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) 1. Способ обнаружения границ слов, основанный на формировании двух характеристических сигналов из входного звукового сигнала, причем первый из них формируют путем сравнения уровня входного звукового сигнала с уровнем стационарных звуковых шумов,! отличающийся тем,что, с целью повышения точности и надежности обнаружения границ слов, второй характеристический сигнал формируют путем сравнения уровня входного звуко- - вого сигнала с минимальным уровнем звонких звуков речи, сравнивают длитель ность характеристического сигнала с максимально возможной длительностью неречеподобной звуковой помехи, дли тельность -паузы между последующими пропаданием и появлением перва.о харак теристического сигнала - с максимальной длительностью глухой смычки речи, " определяемой на уровне стационарных звуковых шумов, длительность временно . го интервала от появления второго характеристического сигнала до оконча;ния соответствующего первого харак

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2642370/18-24 (22) 05.07,78 (46) 07,09.83, Бюл. № 33 (72) С. Б. Аврин, А. Б. Копейкин: и Г. М. Петров (53) 681.327. 11 (088.8) . (56) 1. Патент США № 3903532 кл. 179-1 б С, 1976.

2. Патент Франции № 2304135, кл. Q 10 Ь 1/00, 1976 (прототип). теристического сигнала с минимальной длительностью присушего речи времен ного интервала от момента появления звонкого зиука до момента появления глухой смычки и по результатам срав . нения судят о появлении начальной и конечной границ слов, 2. Устройство для осуществления способа по и. 1, содержащее формиро ватель характеристических сигналов, два коммутатора, выходы. которых сое динены с входами счетчика адресов, выход которого подключен к первому входу блока памяти, второй вход которого подсоединен к выходу первого блока сравнения, два входа которого подклю, чены соответственно к выходу и входу первого. регистра адреса, соединенного с выходом счетчика адресов, о т л и м ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его точности и надежности, в него введены формирователь импуш сов временных соотношений, второй регистр адреса, второй блок сравнения, третий и четвертый коммутаторы, причем выходы формирователя характеристических. сигналов подсоединены к первому и второму :. эходам формирователя импульсов иременных соотношений, четыре выха да которого попарно подключены соответственно к входам третьего и четвертого коммутаторов, выходы которых соединены соответственно с входами соответствующих регистрои адреса, выход иторого регистра адреса подключен к первому входу второго блока сравнения, второй вход ° которого подключен к выходу счетчика адресов и к входу второго регистра адреса, третий вход — к управляющим. входам первого,. второго и третьего к0ммутаторов и к третьему входу блока

1040512 йаМяти, выход второго блока сравнения подсоединен к третьему входу формирователя импульсов временных соотношений и к четвертому входу блока памяти, второй вход которого подключен к четвертому

Изобретение относится к вычислитель ной технике и может быть использовано в устройствах ввода-вывода информации, в частности для распознавания речи.

Известен способ для определения 5 начала и конца произнесенных выражений, использующий адаптивную дельта« кодовую модуляцию для кодирования речевого сигнала $1)

Наиболее близким к предлагаемому является способ для обнаружения границ слов цри их раздельном произношении, заключающийся в формировании двух характеристических сигналов при наличии входного звукового сигнала, 15 причем первый из них формируется по превышению уровнем входного сигнала некоторого порогового уровня и имеет фиксированное время задержки включения, а второй формируется при наличии 20 во входном сигнале определенных фонетических характеристик на основании двух дополнительных сигналов, один из которых указывает на наличие глухой согласной, а другой — на наличие медленно убывающей энергии (слова), и фиксации момента появления первого характеристического сигнала, который однозначно соответствует начальной границе входного слова, и приближенном 30 определении последнего пропадания второго характеристического сигнала, причем по этому последнему пропаданию оцред ляется конечная граница входного слова (21

Недостатками способа являются низкая точность определения начальной грани цы слов в условиях реальной акустической обстановки (наличие как стационар- ных звуковых шумов, так и звуковых помех импульсного типа), так как за момент появления начальной границы .входного слова принимают момент появ- ления первого характеристического фигне ла, формирование которого обуславли«45 входу формирователя импульсов временных соотношений, . пятый вход которого подсоединен к выходу первого коммутатора, а пятый выход к третьему входу первого блока сравнения. вается величиной устанавливаемого порсьгоаого уровня, что при низком цоро.говом уровне приводит к возможности принятия за начальную границу слова момента появления звуковой помехи импульсного типа, а при высоком - к возможности запаздывания определения момента появления начальной границы, а также ненадежное определение конечной границы входного слова, так как она определяется по последнему пропаданию второго характеристического сигнала, который в случае наличия посторонних разговоров вблизи оператора (энергия входного сигнала при этом ниже порога формирования первого характеристического сигнала) может появлягься и пропадать в промежутке времени, определяемом длительностью задержки пропадания первого характеристического сигнала (т.е. когда полезный речевой сигнал уже отсутствует).

Бель изобретения - повышение точнос ти и надежности обнаружения границ . слов.

Т1оставленная цель достигается тем, что второй характеристический сигнал формируют путем сравнения уровня входного звукового сигнала с минимальным уровнем звонких звуков речи,. сравнивают длительность первого характеристического сигнала с максимально возможной длительностью неречеподобной звуковой помехи, длительность паузы между последующими пропаданием .и появлением первого характеристического сигнала - с максимальной длительностью глухой смычки речи, определяемой на уровне стационарных звуковых шумов, длительность временного. интервала от цоявления второго характеристического сигнала до окончания соответствующего первого характеристического сигнала . с минимальной длительностью присуще55

3 1040 го речи временного интервала от момен-" та появления звонкого звука до момента появления глухой смычки и по резуль татам сравнения судят о появлении на-:, чальной и кОнечной Границ слове 5

В устройство для осуществления способа обнаружения границ слов, со- . держащее формирователь характеристических сигналов, два коммутатора, выходы которых соединены с входами 1О счетчика адресов,. выход которого подключен к первому входу блока памяти, -

BTopoN Вход которого подсоединен к выходу первого блока сравнения, два входа которого подключены сортветст- 15 венно к выходу и входу первого регистра адреса, соединенного с выходом счетчика адресов, введены формирователь импульсов временных соотношений,: второй регистр адреса, второй блок,. 20 сравнения, третий и четвертый коммутаторы, причем выходы формирователя характеристических сигналов подсоединены к первому и второму входу .формирователя импульсов- временных соотноше» 25 ний, четыре выхода которого попарно подключены соответственно к входам третьего и четвертого коммутаторов, выходы которых соединены соответственно с входами соответствующих ре- -ЗО гистров адреса, выход второго регистра адреса подключен к первому входу второго блока сравнения, второй вход кот<м рого подсоединен к выходу счетчика адресов и к входу второго регистра ад35 реса, а третий вход - к управляющим входам первого, второго и третьего коммутаторов и к третьему входу блока памяти, выход второго блока сравнения подсоединен к третьему входу фор О мирователя импульсов временных соотношений и к четвертому входу блока памяти, второй выход которого подсо динен к четвертому входу формирователя импульсов временных соотношений, . 45 пятый вход которого подсоединен к вы:ходу первого коммутатора; а пятый выход - к третьему входу первого блока сравнения.

На фиг 1 представлена блок-схема: устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит формирова: тель 1 характеристических сигналов, два коммутатора 2 и 3, на входы ке; торых поданы два вида синхросигналов, а,выходы которых соединены с

512 4 входами счетчика 4 адресов, выход которого соединен с первым управляющим входом блока 5 памяти, на информационные входы которого поданы ха-. рактеристики входного сигнала, второй управляющий вход которого подсоединен к выходу первого блока 6 сравнения, два входа которого подсоединены соответственно к выходу и к входу регистра 7 адреса, соединенного с выходом счетчика 4 адресов. Устройство также содержит формирователь 8 импульсов временных соотношений, второй. регистр 9 адреса, третий и четвертый коммутаторы 10 и ll и второй блок 12 сравнения.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

Для определения границ слова используются следующие временные характерисгики звукового сигнала: Т < - максимальная длительность не речеподобной звуковой помехи на входе;

7 - максимальная длительность участка глухой смычки речевого сигнала, уровень которой не превышает уровня стационарных звуковых шумов;

7 - минимальная длитеПьность прису» щего речи временного интервала от момента появления звонкого звука до появления глухой смычки

Первое появление первого характеристического сигнала считается вероятной начальной границей входного слова, и далее. производится анализ истинности этой начальной границы.

Если длительность первого характе. ристического сигнала меньше времени . или больше этого-времени, но при этом после пропадания этот сигнал отсутствует больше времени, то зафиксированная начальная граница считаег ся ложной, и при новом появлении первого характеристического сигнала фиксируется новая ковка, вероятная началь» ная граница входного слова. То же самое произойдет и в том случае, .если до определения истинной начальной границы слова после появления второго харак теристического сигнала первый харак теристический сигнал пропадает через время, меньшее Г, В противном слу чае зафиксированная вероятная начальная граница считается истинной.

Конечная граница входного слова оп-., .ределяется следующим образом.

1040512

Если после определения начальной границы входного слове в какой-то момент пропадает первый характеристический сигнал, то этот момент считаетс конечной границей входного слова, и далее производится анализ истинности

-зафиксированной конечной границы.

Если при этом первый характеристический сигнал будет отсутствовать больше времени Т> или за времяТ. w t он появится на время1, меньшее времени Tg, то вероятная конечная граница входного слова считается истинной конечной границей. В противном случае зафиксированная вероятная конечная граница считается ложной, и поиск ко нечной границы осуществляется вновь.

Устройство работает следующим образом.

Формирователь 1 характеристических сигналов формирует два сигнала (4p, 1 и 1„) по превышению двух различных пороговых уровней. Первый уровень (нижний) cooT&BTGTB ÎÐ сигналу fA 7 второй (верхний) - сигналу д . Каждый .й ( гt иэ сигналов 1 и, присутствует во время превышения энергией входного сигнала соответствующего .порогового уровня е

Начальной установкой устройства в исходное состояние (цепь установки не показана) заблокируются регистры адpecos 7 и 9 и коммутатор Э, последний через инвертор (не показанный), а коммутаторы 2, 10 и 11 разблокируются. Синхроимпульсы (СИ4) из блока синхронизации устройства распознавания (не показано) с частотой записи информации в блоке 5 поступают через коммутатор 2 в формирователь 8 и на счетчик 4 адресов, коды адреса с которого поступают на регистры 7 и 9 адресов, .блоки 6 и 12 сравнения и в блок 5, который при этом работает в режиме записи входной информации, представляющей собой характериотики входного слова в цифровом виде., При появлении иэ формирователя 1 . характеристических сигналов сигнала L g формирователь 8 импульсов временных соотношений формирует сигнал

"Прием начальной границы", который через коммутатор 11 включает ре- . гистр 9 адреса, принимающий нри этом текущий адрес иэ счетчика 4 адресов.

Принятый адрес является адресом ве» роятной начальной границы слова.

Если длительность сигнала 1 меньше времени или больше этого времени, но при этом после пропадания этот сигнал отсутствует больше времени 2, то при новом появлении сигнала форА

5 мирователь 8 сформирует новый сигнал

Прием начальной границы," по которому в регистр 9 адреса будет принят адрес новой вероятной начальной границы слова..

Новый адрес будет принят также и в том случае, если при разблокированном коммутаторе 11 после появления

Гf сигнала f A сигнал f A пропадает через время, меньшее ТЗ.

15 Если в какой-либо момент времени после принягия регистром 9 адреса адреса вероятной начальной границы

1 будет сформирован сигнал 1д, после чего сигнал 1 не пропадет через.

20 время, меньшее Г3, то формирователь 8 сформирует сигнал "Начальная блокировка", который блокирует коммутатор 11 до начала определения границ новс

r"î входного слова. При этом адрес, 25 хранящийся и регистре 9 адреса, являетч ся адресом истинной начальной границы слова.

Если цосле формирования сигнала

"Начальная блокировка" в какой-то момент времени пропадет сигнал .8A, то фор;црователь 8 сформирует сигнал Прием конечной границы", который через коммутатор 10 включит регистр 7 адреса, принимающий при этом текущий адрес из счетчика 4 адресов. Принагый адрес является адресом вероятной ксьнечной границы слова.

Если после этого сигнала f не поя вится раньше чем, через время Р, или эа время P kt появится на, время Ь, меньшее 71, то формирователь 8 сформирует сигнал "Конечная блокировка» который заблокирует коммутатор 10 до начала определения границ нового входного слова. При этом адрес, хранящийся в регистре 7 адреса, является адресом истинной конечной границы слова.

В противном случае, т. е. при появлении сигнала 3g после принятия в регистр 7 адреса адреса вероятной конечной границы слова через время, меньшее 1, на время большее Т, при пропадании сигнала f формирователь 8 сформирует новый сигнал "Прием конечной границы", по которому в регистр 7 адреса будет принят адрес новой верощ ной конечной границы слове, и далее описанный процесс будет повторен до

7 1040 определения истинной конечной границы слова.

Сигнал "Конечная блокировка", кро- ме уже указанного действия по блокировке коммутатора 10, осуществляет блокировку записи в блоке 5, блокировку коммутатора 2, разблокировку блока 12 сравнения, а также коммутатора 3. При этом .синхроимпульсы СН из блока синхронизации устройства распознавания: 10 с частотой считывания информации иэ блока 5 через коммутатор 3 начинают поступать на счетчик 4 адресов.

При совпадении адреса, хранимого в . регистре 9 адреса с текущим адресом,, 1поступающим иэ счетчика 4 адресов, блок 12 сравнения формирует сигнал считывания, по которому блок 5 переводится в режим считывания информа20 ции, которая при этом поступает в устройство распознавания, а формирователь 8 формирует сигнал "Включение", который разблокирует .блок 6 сравнения.

При совпадении адреса, хранимого в регистре 7 адреса, с текущим адресом, поступающим из счетчика 4 адресов, :блок 6 сравнения формирует сигнал "Конец считывания", по которому формирователь. 8 устанавливается в исходное состояние, блокируя блоки 6 и 12 срав пения и коммутатор 3 и раэблокируя коммутаФор:2, а также переводя блок 5 в режим записи входной информации.

Таким образом, иэ блока 5 проиэведе но считывание характеристик входного слова в его истинных границах, и уст » ройство готово к определению границ нового входного слова.

1040512

ВНИИПИ Заказ 6935/53 Тираж 382 Подписное

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4