Способ разделения тональных и шумовых сигналов звуков речи

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании устройств для анализа сигналов сложной формы, применяемых в технике связи, акустике, в системах распознавания речевых и иных сигналов. Для повышения помехоустойчивости разделения сигналов звуков речи на тональные и шумовые производят разделение звуковых сигналов на частотные составляющие, выделяют из них переменные составляющие огибающих, после весового суммирования которых формируют суммарную огибающую, суммируют ее с исходным звуковым сигналом, э по результатам фазового детектирования суммарной огибающей и исходного сигнала судят о тональном или шумовом характере исходного сигнала при наличии постоянного или переменного напряжения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (si)s G 10 1. 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4834275/10 (22) 04.06.90 .(46) 15.08.92. Бюл. N 30 (71) Ленинградский научно-исследовательский институт "Вектор" (72) А.П.Молчанов и Л.Н,Бабкина (56) Патент Японии

М 49-241178, кл. G 10 L 1/00, 1974.

Патент США М 3507999, кл. G 10 1/02, опублик. 1970. (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ТОНАЛЬНЫХ

И ШУМОВЫХ СИГНАЛОВ ЗВУКОВ РЕЧИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании устройств для анализа сигналов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании устройств для анализа сигналов сложной формы, применяемых в технике связи, акустике, в системах распознавания речевых и иных сигналов.

Известен способ разделения тональных и шумовых сигналов звуков речи; заключающийся в оценке различия в структуре спектров тонального звука и шумового с выделением максимумов и минимумов.в спектральных функциях с последующей оценкой различий в их средних значениях.

Основным недостатком существующих способов автоматической классификации звуков речи на тональные и шумовые является их недостаточная надежность при проведении классификации звуков, входящих в текущую речь. В то же время классификация сложной формы, применяемых в технике связи, акустике, в системах распознавания речевых и иных сигналов. Для повышения помехоустойчивости разделения сигналов звуков речи на тональные и шумовые производят разделение звуковйх сигналов на частотные составляющие, выделяют из них переменные составляющие огибающих, после весового суммирования которых формируют суммарную огибающую, суммируют ее с исходным звуковым сигналом, а по результатам фазового детектированйя суммарной огибающей и исходного сигнала судят о то- нальном или шумовом характере исходного сигнала при наличии постоянного или переменного напряжения. 1 ил. стационарных звуков речи на тональные и шумовые существующими способами недостаточно помехоустойчива, особенно при действии "белого шума". Появление помех в текущем потоке речевых-звуков тем более ведет к значительному ухудшению вероятности правильной их классификации на тональные и шумовые, неСмотря на то, что восприятие тех же звуков аудиторами ока-, зывается безошибочным.

Наиболее близким к йредлагаемому«является способ, реализованный в устройстве разделения сигналов звукЪв речи на тональные и шумовые. В этом устройстве реализован способ разделения сигналов звуков речи на тональные и шумовые, по которому анализируемый сигнал разд«еляют на частотные составляющие и определяют корреляцию между огибающей составляющих

1755321

20

30

40 сигнала

50 сигнала в области верхних частот и составляющими сигнала в области нижних частот.

Для этого с одной стороны дается оценка энергий сигнала в области верхних и нижних частот и определяется их произведение, а с другой стороны производится вычисление среднего значения произведений квадратурных компонент сигнала в области низких частот с огибающей сигнала в области высоких частот. Количественная оценка коэффициента корреляции между огибающей составляющих сигнала в области верхних частот и составляющими сигнала в области низких частот. производится с помощью вычисления отношения суммы средних значений произведений между квадратурными компонентами низкочастотных составляющих и огибающей высокочастотн ых компонент сигнала к произведению высокочастотных и низкочастотных компонент сигнала. Отсутствие корреляции свидетельствует о шумовом характере исследуемого сигнала.

Недостатком способа является малая помехоустойчивость, особенно при классификации сигналов звуков, входящих в текущую речь. Так, при наличии больших помех, например шумовых в низкочастотной области спектра тонального звука, он будет классифицирован как шумовой, в то время как на слух такой звук воспринимается как.тональный.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости разделения сигналов эвуков речи на тональные и шумовые.

Для достижения поставленной цели в способе разделения тональных и шумовых сигналов звуков речи, заключающемся в разделении звуковых сигналов на частотные составляющие, выделении огибающих полученных сигналов и с учетом выделенных огибающих разделения сигналов звуков речи, после разделения звукового сигнала на частотные составляющие из них выделяют переменные составляющие их огибающих, после весового суммирования которых формируют суммарную огибающую, суммируют ее с исходным звуковым сигналом и по результату фазового детектирования исходного звукового сигнала и суммарной огибающей судят о тональном или шумовом характере исходного сигнала при наличии соответственно постоянного или переменного напряжения.

На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего способ разделения тональных и шумовых сигналов звуков речи.

По предлагаемому способу акустиче-. ский сигнал после его преобразования в электрическую форму складывается с переменными составляющими огибающих частотных компонент суммарного сигнала. B результате такого суммирования в кольце нелинейной обратной связи возникает процесс, который может быть стационарным, нестационарным в зависимости от характера исходного- анализируемого сигнала.

Оценка процесса в цепи нелинейной обратной связи производится с помощью фазового детектирования. В случае возникновения в кольце йелинейной обратной связи стационарного периодического процесса в результате фазового детектирования появится постоянное напряжение, которое и будет индицировать тональный характер анализируемого сигнала.

Функциональная схема, реализующая предлагаемый способ, включает в себя источник 1 анализизируемого сигнала, сумматор 2, набор фильтров, разделяющих сигнал на частотные составляющие 3, выделители огибающих на выходах фильтров 4, выделители переменных составляющих огибающих

5, весовой сумматор 6, фазовый детектор 7.

Выполнение описанных выше операций в функциональной схеме, изображенной на чертеже, обеспечивается тем, что выход источника 1 сигналов соединен с одним из выходов сумматора 2, выход которого соединен с входами набора фильтров 3, выходы которых соединены с входами выделителей огибающих 4, выходы которых соединены с входами выделителей переменных составляющих огибающих 5, выходы которых соединены с входами весового сумматора 6, выход которого соединен одновременно с вторым входом сумматора 2 и с одним из входов фазового детектора 7, второй вход которого соединен с выходом источника 1 сигналов, причем выход фазового детектора является выходом напряжения, используемого для оценки характера анализируемого

Практическая реализация узлов, входящих в функциональную схему, может быть выполнена на серийно выпускаемых микросхемах.

Формула изобретения

Способ разделения тональных и шумовых сигналов звуков речи, заключающийся в разделении звуковых сигналов на частотные составляющие, выделение огибающих полученных сигналов и с учетом их разделения сигналов звуков речи, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости разделения, после разделения звукового сигнала на частотные составляющие их огибающих, после весового суммирования которых формируют суммарную огиба6

1755321

Составитель А,Молчанов

Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор Э.Слиган

Заказ 2896 ., Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ) ющую, суммируют ее с исходным звуковым сигналом и по результату фазового детектирования исходного звукового сигнала и суммарной огибающей судят о тональности или шумовом характере исходного сигнала при наличии соответственно постоянного или переменного напряжения.