Обнаружитель пауз речи в системе с дельта-модуляцией

 

Изобретение относится к технике связи. Целью изобретения является повьшение точности обнаружения пауз речи в условиях изменения уровня окружающего шумового фона. Устройство содержит основной канал 1, регистр 2 сдвига, элементы И 3,4,5, D-триггеры 9,10, счетчик 11 времени удерживания канала, дешифратор 12, блок 14 объединения сигналов, информационный вход 15 основного канала, вход 16 тактовой частоты f, дополнительный канал 17. С целью повьшения точности обнаружения пауз речи в устройство введены инвертор 13, вычитающий счетчик 19, счетчик 20 интервала усреднения , регистр 21 хранения, дешифратор 22 уровня шумов, блок 23 формирования сигнала управления, дополнительный элемент 24 задержки, элемент ИЛИ 25, элемент И 26. 1 ил. с S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECllYSЛИК (504Н04 J 317

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1325717 (21) 4124280/24-09 (22) 26.09.86 (46) 23,07.88. Бюл, Р 27 (72) А,В.Родионов, В.Г.Цыбрин и С.А.Букшин (53) 621.395,44:621.376,56 (088.8) (56 ) Авторское свидетельство СССР

1325717, кл. Н 04 Ю 3/17, 1986. (54) ОБНАРУЖИТЕЛЬ ПАУЗ РЕЧИ В СИСТЕМЕ С ДЕЛЬТА-МОДУЛЯЦИЕЙ (») Изобретение относится к технике связи. Целью изобретения являешься повьппение точности обнаружения пауз речи в условиях изменения уровня окружающего шумового фона. Устройство

„„SU„„1411989 А 2 содержит основной канал 1, регистр

2 сдвига, элементы И 3,4,5, D-триггеры 9,10, счетчик 11 времени удерживания канала, дешифратор 12, блок

14 объединения сигналов, информационный вход 15 основного канала, вход

16 тактовой частоты Г, дополнительный канал 17. С целью повышения точности обнаружения пауз речи в устройство ввепены ннвертор 13, вычитающий счетчик 19, счетчик 20 интервала усреднения, регистр 21 хранения, дешифратор 22 уровня шумов, блок 23 формирования сигнала управления, дополнительный элемент 24 задержки, элемент

ИЛИ 25, элемент И 26. 1 ил.

1411989

Изобретение относится к технике связи, в частности к системам уплот( нения сигналов с дельта-модуляцией, и является усовершенствованием иэоб1 5 ретения по авт.св. Ф 1325717, Целью изобретения является повы". ! шение точности обнаружения пауз речи в условиях изменения уровня окружающего шумового фона. 10

На чертеже приведена структурная электрическая схема обнаружителя пауз речи в системе с дельта-модуляцией, Обнаружитель пауз речи в системе с дельта-модуляцией содержит основной канал 1, регистр 2 сдвига, первый 3, второй 4 и третий 5 элементы И, первый счетчик б, второй счетчик 7, элемент 8, задержки, первый 20

9 и второй 10 триггеры, счетчик 11 времени удержания канала, дешифратор

12, инвертор 13„ блок 14 объединения сигналов, информационный вход 15 основного канала, вход 16 тактовой 25 частоты Г., дополнительный канал 17, четвертый элемент И 18, вычитающий счетчик 19, счетчик 20 интервала усреднения, регистр 21 хранения, дешифратор 22 уровня шумов ° блок 23 фор- 30 мирования сигнала управления, дополнительный элемент 24 задержки, элемент ИЛИ 25, пятый элемент И 26. В ( качестве триггеров используется Dтриггер. Обнаружитель пауз речи в системе с дельта-модуляцией работа( ет следующим образом.

Информация от дельта-кодера пос" тупает в последовательном коде со скоростью Ъ„, бит/с на вход 15 основного 40 ( канала 1. Запись информации в регистр

2 сдвига осуществляется с частотой численно равной 7, которая фор:мируется в кодере и подается на вход

16 устройства. Для надежного выделе" 45 ния наиболее коротких фонем, соответствующих "взрывным" звукам к,п,б и т.д., длительность которых лежит в пределах 20-25 мс, интервал наблюдения t лежит в диапазоне 30 мс t 300 мс. Регистр 2 сдвига должен обладать емкостью К = V„t (т.е. содержать К двоичных разрядов

При молчании абонента от дельтакодера поступает на вход 15 последо" вательность кода молчания 1010101....

Вследствие фона помещения эта последовательность может нарушаться, т.е., вместо меандра, соответствующего ко". ду молчания, на выходе дельта-кодера формируются пачки нулей и единиц.

Длительность шумовых импульсов, вызывающих появление таких пачек, лежит в диапазоне 5 " 15 мс. При этом обнаружитель пауз речи в системе с дельта-модуляцией не должен реагировать на шумовые импульсы, а также должен надежно выделять начало слов и отдельных смысловых фрагментов речи, начинающихся "взрывных" звуков, особенно критичных к точности анализа.

При кода молчания число переходов от 1 к О в цифровой последовательности дельта-кодера на длительности интервала наблюдения tH составляет н Г /2. Если предположить, что шумовые импульсы с общей продолжительностью 1 представлены цифровой последовательностью, состоящей только из единиц (или только из нулей), то при молчании абонента на длительности интервала наблюдения t число переходов от 1 к 0 в цифровой последовательности дельта-кодера уменьшается на t f /2 по сравнению с кодом молчания. С учетом последнего для "вырезания шумовых импульсов в паузах речи коэффициент пересчета

N счетчика 7 определяется из равенfT (t„ t ) /2.

Длительность интервала наблюдения t задается счетчиком 6, который своим импульсом переноса периодически производит установку в нуль счетчика 7, Коэффициент пересчета счетчика 6 численно равен емкости регистра 2 сдвига К = t Г

I

Таким образом, при молчании абонента счетчик 7 за длительность t„ успеет насчитать заданное число переходов N от 1 к 0. При этом счетчик 7 сформирует на своем выходе импульс переноса, который устанавливает D-триггер 10 по входу В в нулевое состояние, соответствующее молчанию абонента. Сигнал с прямого выхода триггера 10 запрещает прохождение импульса перекоса, формируемого счетчиком 6, через элемент И 4. Пос" ле окончания импульса переноса счетчика 6 D-триггер 10 по входу С возвращается в состояние логической единицы сигналом, прошедшим через эле" мент 8 задержки, который обеспечивает задержку на два периода такто3 1411989

3Q

40

55 вой частоты t" (подача сигнала "1" на D-вход триггера 10 не показана).

При переходе абонента от молчания к активности, на выходе дельта-кодера формируются пачки нулей и единиц достаточного объема, В результате этого число переходов от 1 к 0 по сравнению с кодом молчания резко уменьшается, счетчик 7 sa период t„ не успевает насчитать до Б и триггер

10 остается в единичном состоянии.

По окончании периода наблюдения t на выходе счетчика 6 формируется импульс переноса, который проходит через элемент И 4 и переводит по входу

S D-триггер 9 в единичное состояние, а счетчик 11 времени удержания канала устанавливается по соответствующему входу в нулевое состояние. При активности абонента импульс переноса с выхода счетчика 6 через элемент И 4 периодически устанавливает счетчик

1l в нулевое состояние. Счетчик 11 времени удержания канала играет роль инерционного элемента, который предназначен для задержки отпускания основного канала на время порядка 160200 мс, после перехода абонента от активного состояния к молчанию. 3a" держка отпускания основного. канала необходима для поглощения коротких перерывов в слитной речи, которые не ощутимы на слух, но присущи самои ее природе.

Импульсы переноса с выхода счетчика 6 следуют с периодом tä, поэтому для обеспечения задержки отпускания основного канала t > в 160-200 мс коэффициент пересчета М счетчика 11 находится из условия if y gt д/1„), где (.1 - округление до ближайшего верхнего целого.

При переходе абонента от раэгово" ра к молчанию триггер 9 сохраняет единичное состояние, что обеспечивает прохождение импульсов переноса с выхода счетчика 6 через элемент И 5 на счетный вход счетчика 11. Поскольку абонент молчит, то по соответствующему входу периодической установки в нуль счетчика ll времени удержания канала не производится, и счетчик 11 насчитывает заданное число импульсов переноса, поступающих через элемент

И 5, При этом на выходе дешифратора

12 появляется сигнал, устанавливаю-. щий D"òðèããåð 9 по входу С в нулевое состояние (подача сигнала "0" на Эвход триггера 9 не показана). Сигнал с выхода триггера 9 запрещает прохождение импульсов переноса счетчика 6 через элемент И 5, что обеспечивает сохранение состояния счетчика ll, а следовательно, и сохранение соответствующего сигнала на выходе дешифратора 12, который управляет работой элементов И 3 непосредственно, а элементом И 18 — через инвертор 13. Таким образом, при молчании абонента обеспечивается прохожпение информации из дополнительного канала

17 -через элемент И 18 и блок 14 объединения сигналов на выход устройства, При переходе абонента в активное состояние D-триггер 9 вновь устанавливается в единичное состояние, а счетчик 1! — в нулевое, При этом сигнал с выхода деыифратора 12 изменяется на противоположный, что обеспечивает прохождение информации с выхода регистра 2 сдвига через элемент

И 3 и блок 14 объединения сигналов на вход устройства, Элементы 19-26, входящие в схему устройства, обеспечивают его работу в адаптивном режиме: в паузах речи на длительности интервала усреднения

t производится оценка величины 1 затем в соответствии с полученнои оценкой t устанавливается новое значение коэффициента пересчета Н счетчика 7.

Изменение коэффициента пересчета счетчика 7 в устройстве осуществляется следующим образом.

При активности абонента сигнал с выхода дешифратора 12 поступает через элемент ИЛИ 25 на вход вычитающего счетчика 19 и непосредственно на вход счетчика 20 интервала усреднения, удерживая их в единичном и нулевом состояниях соответственно. При переходе абонента от активности к молчанию сигнал на выходе дешифрато-, ра 12 изменяется на противоположный, что обеспечивает возможность работы счетчиков 19 и 20 в вычитающем и суммирующем режимах соответственно. Вычитающий счетчик 19 подсчитывает число переходов из 1 в 0 на длительности интервала усреднения в цифровой последовательности дельта-модулятора, поступающей на вход 15 устройства.

Длительность интервала усреднения

to; задается счетчиком 20, на счет1411989

В11ИИПИ Заказ 3675/57 ТиРаж 660 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ный вход которого поступают импульсы переноса, формируемые периодом 1Н ик

К, — коэффициент пересчета счетчика 20 интервала усреднения. Величина

К устанавливается такой, чтобы обеспечить выбор t в диапазоне от

300 мс до 2 с. Последнее объясняется тем, что средняя длительность пауз 10 речи при диалоговом обмене составляет примерно 1,67 с.

Коэффициент пересчета Кц вычитающего счетчика 19 численно равен К

= V t /2. В момент окончания интерва- 1 ла усреднения импульс переноса с выхода счетчика 20 поступает через открытый элемент И 26 на синхровход регистра 21 хранения, осуществляя перезапись информации из младших разря- 2О дов вычитающего счетчика !9 в регистр

21 хранения.

Емкость К регистра 21 хранения обеспечивает запись в двоичном коде числа Vд 4 „,ц„ К„/2, т.е. 25 где — максимальная длитель("ш. маке ность отдельно стояще( го шумового импульса, который вырезается обнаружителем пауз.

Этим же импульсом переноса, проходящим через дополнительный элемент

24 задержки и элемент ИЛИ 25, вычитающий счетчик,19 возвращается в еди35 яичное состояние.

Состояние регистра 21 хранения идентифицируется дешифратором 22 уровня шумов. Сигналы с выходов дешифра- @ тора 22 поступают на блок 23, который производит укрупнение числа состоя( ний дешифратора 22 и формирует сигна|

:лы управления на установление соответствующего коэффициента пересчета в счетчике 7. Укрупнение числа состояний в блоке 23 может осуществляться на базе многовходовых элементов ИЛИ, которые объединяют в соответствующие группы выходы дешифратора 22 уровня шумов. При этом число выходов блока

5О

23 (число укрупненных состояний дешифратора 22) равно числу возможных значений коэффициента пересчета н счетчике 7.

Если длительность паузы меньше, чем интервал усреднения t,> то изменения коэффициента пересчета в счетчике 7 не происходит, так как при переходе абонента в активное состояние сигнал с выхода дешифратора 12 приводит счетчики 19 и 20 в исходное состояние. Прохождение импульса переноса, который может быть при этом сформирован на выходе счетчика 20 интервала усреднения, блокируется запрещающим сигналом с выхода инвертора 13, поступающим на второй вход элемента И 26, Этим обеспечивается сохранение содержимого регистра 21, а следовательно, и коэффициента пересчета в счетчике 7.

Формула изобретения

Обнаружитель пауз речи в системе с дельта-модуляцией по авт.св.

Р 1325717, отличающийся тем, что, с целью повышения точности обнаружения пауз речи в условиях изменения уровня окружающего шумового фона, введены вычитающий счетчик, первый вход которого соединен с информационным входом регистра сдвига, выходы вычитающего счетчика через последовательно соединенные введенные регистр хранения, дешифратор уровня шумов и блок формирования сигнала управления соединены с устано" вочными входами первого счетчика, к выходу дешифратора подключены первый вход введенного элемента ИЛИ и первый вход введенного счетчика интервала усреднения, второй вход которого соединен с выходом второго счетчика, выход счетчика интервала усреднения соединен с входом введенного дополнительного элемента задержки и с первым входом введенного пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом введенного инвертора, выход дополнительного элемента задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом вычитающего счетчика, выход пятого элемента И соединен с управляющим входом регистра хранения. !