Цифровой анализатор спектра речевого сигнала

 

ЦИФРОВОЙ АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА РЕЧЕВОГО СИГНАЛА, содержащий блок . оперативной памяти с постоянным запоминакмцим устройством для хранения табличных значений синусов и косинусов , микрофон, связанный с аналогоцифровым преобразователем, сумматоры , умножитель и регистры сдвига, о т л и ч а ю,щ и и с я тем, что, с целью повьшения помехозащищенности , в него введены два электронных ключа, три дополнительных регистра сдвига, три дополнительных сумматора и блок автоввода, а блок оперативной памяти выполнен с тремя входами и четырьмя выходами, вход блока автоввода соединен с выходом аналогоцифрового преобразователя, выход блока автоввода соединен с первым входом первого электронного ключа и с входом первого регистра сдвига, выход которого соединен с первым входом второго электронного ключа, выходы первого и второго ключей соединены с входами первого сумматора, вькод которого соединен с первым входом блока оперативной памяти, с вторым входом умножителя, первьм вход которого соединен с выходом четвертого сумматора, четыре входа блока оперативной памяти соответственно соединены с вторыми входами первого и второго электронных ключей и с первыми входами второго и третьего сумматоров, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами блока оперативной памяти и через второй и третий регистры сдвига с их вторыми входами, первый вход четвертого сумматора соединен с выходом второго сумматора , выход умножителя соединен с первым входом пятого сумматора, второй вход которого соединен с его входом через четвертый регистр сдвига.

СООЗ ССВЕТСНИХ

WUtWI И

РЕСПУБЛИК

09) (!1) 2 69 А з д G 06 F 15/332; С 10 L 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/!.::

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3483336/24-10 (22) 05.08,82 (46) 30.11.84. Бюл. 1Р 44 (72) В.П.Милов, В.Н.Колоникин, В.П.Горбатов, Ю.А.Янышев, В.А.Суханов, А.В.Белинский, С.В.Кузнецов и И.Г.Грибков (53) 621.391(088.8) (56) 1.Брунч нко А.В,,Бутыльский Ю,Т., Гольдейберг Л.М. и др. Цифровые фильтры в электросвязи и радиотехнике.

И., "Радио и связь", 1982, с. 169-176.

2. Патент США У 4058715, НКИ 364-726, опублик. 15.11.77. (54)(57) ЦИФРОВОЙ АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА

РЕЧЕВОГО СИГНАЛА, содержащий блок .. оперативной памяти с постоянным запоминающим устройством для хранения табличных значений синусов и косинусов, микрофон, связанный с аналогоцифровым преобразователем, сумматоры, умножитель и регистры сдвига, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, в него введены два электронных ключа, три дополнительных регистра сдвига, три дополнительных сумматора и блок автоввода, а блок оперативной памяти выполнен с тремя входами и четырьмя выходами, вход блока автоввода соединен с выходом аналогоцифрового преобразователя, выход блока автоввода соединен с первым входом первого электронного ключа и с входом первого регистра сдвига, выход которого соединен с первым входом второго электронного ключа, выходы первого и второго ключей соединены с входами первого сумматора, выход которого соединен с первым входом блока оперативной памяти, с вторым входом умножителя, первый вход которого соединен с выходом четвертого сумматора, четыре входа

O блока оперативной памяти соответст- Е венно соединены с вторыми входами первого и второго электронных ключей и с первыми входами второго и третьего сумматоров, выходы которых соединены соответственно с вто- Я

Мю рым и третьим входами блока оперативной памяти и через второй и третий регистры сдвига с их вторыми входами, первый вход четвертого сумматора соединен с выходом второго сумматора, выход умножителя соединен с первым входом пятого сумматора, второй вход которого соединен с его входом 1© через четвертый регистр сдвига.

1126969 Изобретение относится к вычислительной технике (для обработки речевого сигнала с использованием преобразования Фурье) и может найти применение в системах автоматического рас- S познавания речи.

Известны процессоры, снабженные аналого-цифровым преобра.=.ователем и микрофоном, котс рые вьголнс ют спектральный анализ речи с использо-. ванием быстрого преобразования Фурье без накопления ошибок. что дссстигается искусственным приемом дополнения обрабатываемого массива данных нулями, помещаемыми справа и слева от скачкообразно перемещаемого вдоль сигнала окна t1i .

Недостатки известных процессоров — искажение спектра и ограничение разрешающей способности процессоров.

Известен цифровой анализатор спектра речевого сигнала, содержащий блок оперативной памяти с постоянным запоминающим устройством для хранения табличных значений синусов и косинусов, соединенные последовательно микрофон, аналого-цифровой преобразователь, сдвиговьгй регистр, сумматор и умножитель. Цифровой ана- Ы лиэатор разрешает близкие спектральные линии речевого сигнала f23

Недостаток данного анализатора состоит в накоплении ошибок характерном для выбранного в этом анализаторе рекурентном способе вычислений Результаты спектрального анали-. за формируются независимо от присутcòíèÿ или отсутствия сигнала. Такая неадекватность схемы анализатора 1п нестационарной природе речевого сигнала приводит к накоплению ложных сообщений, вызванных акустическими шумами и .шумами квантования.

Цель изобретения — повышение по- 45 мехозащищенности анализатора.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой анализатор спектра речевого сигнала, содержащий блок оперативной памяти с постоянным за-- M поминающим устройством для хранения табличных значений синусов и косину сов, микрофон, связанный с. аналогоцифровым преобразователем, сумматоры, умножитель и регистры сдвига, 55 введены два электрончых ключа, три дополнительных регистра сдвига, три дополнительных сумматора и блок автоввода, а блок оперативной памяти выполнен с тремя входами и четырьмя выходами., вход блока автоввода соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, выход блока автоввода соединен с первым входом первого электронного ключа и с входом первого регистра сдвига, выход которого соединен с первым входом второго электронного ключа, выходы первого и второго ключей соединены с входами первого сумматора, выход которого соединен с первым входом блока

OIIP BTHBHOH IIdMH,И, умножителя, первый вход которого соединен с выходом четвертого сумматора, четыре выхода блока оперативной памяти соответственно соеди.;ены с вторыми входами первого и второго электронных ключей и с первыми входами второго и третьего сумматоров, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами блока оперативной памяти и через второй и третий регистры сдвига с их вторыми входами, первый вход четвертого сумматора соединен с выходом второго сумматора, выход умножителя соединен с перзым входом пятого сумматора,. второй вход которого соединен с его входом через четвертый регистр сдвига.

На чертеже приведена блок-схема цифрового анализатора спектра речевого сигнала, Цифровой анализатор спектра речевого сигнала содержит микрофон 1, соединенный через аналого-цифровой преобразователь 2 с входом блока 3 автоввода, который соединен с входом первого ч электронного кг ча, и через первый 5 регистр сдвига с входом второго 6 электронного ключа.. Выходы электронных ключей через первый 7 сумматор соединены с блоком 8 оперативной памяти, с которым также соединены выходы и первые входы сумматоров 9 и 10. Вторые входы сумматоров 9 и 10 соединены с их выходами через второй 11 и третий 12 регистры сдвига,, К выходам первого и второго сумматоров присоединены входы сумма-ора 13, выход и вход которого соединены с входами у. ножителя 14. Выход умножителя и выход сдвигового регистра 15 соединены с входами сумматора 16, выход которого соединен с входа . этого регист.

3 1126 ра и является выходом цифрового ана- лизатора спектра речевого сигнала.

Цифровой анализатор спектра речевого сигнала работает следующим образом. 5

Перед поступлением речевых сообщений на вход цифрового анализатора спектра речевого сигнала счетчики, на которых выполнен блок автоввода, не накапливают достаточного 10 количества сигналов. Блок автоввода через электронные ключи обнуляет все регистры сдвига цифрового анализатора спектра.

Когда начинается речевое сообщение, поступающее на вход блока автоввода через микрофон 1 и аналого-цифровой преобразователь 2, счетчики блока. 3 автоввода накапливают количество сигналов, достаточное для открытия блока автоввода и к пропуску на обработку дискретных значений сигнала для формирования спектральных коэффициентов сигнала путем согласованной передачи дискретной информации через ключи и регистры 4 — 6. В сумматоре 7 производится алгебраическое сложение вновь поступившего дискретного значения с выходящим иэ регистра сдвига, результат сложения передается в виде адресной информации в блок 8 оперативной па969 мяти, результат считывается из блока памяти и по первому и второму дополнительным выходам передается на вторые входы электронных ключей 4 и 6..

Второй и третий адресные входы блока оперативной памяти получают данные с вьмодов сумматоров 9 и 10, а информация с третьего и четвертого выходов блока оперативной памяти подводится к первым входам этих сумматоров. На основе рекурентной ббработки данных с выходов сумматоров 7, 9 и 10 через регистры сдвига 11 и 12 в сумматоре 13, умножителе 14, регистре 15 сдвига и сумматоре 16 производится вычисление спектральных коэффициентов речевого сигнала, прошедшего через блок автоввода. Спектральное преобразование цифровых сигналов речи продолжается до тех пор, пока счетчики блока автоввода не переполняются и не заблокируют передачу информации в регистр 5 сдвига и электронный ключ 4. После блокировки все электронные ключи и регистры сдвига обнуляются, а блок автоввода снова начинает определение начала ввода речевого сигнала. Такой режим работы позволяет формировать спектральное представление речи в реальном масштабе времени без на-. копления ошибок, вызванных акустическими шумами и шумами квантования.

ВНИИПО 3 аж 698 Подписное

° г.ужгород,.ул.Проектная, 4