Обнаружитель пауз речи в системах с дельта-модуляцией

 

Использование: в электросвязи для обнаружения нагрузки в многоканальных системах. Сущность изобретения: обнаружитель пауз речи в системах с дельта-модуляцией для систем уплотнения каналов повышает точность выделения периодов речевой активности абонента и содержит сдвиговый регистр 3, первый и второй сумматоры по модулю два 4, 5, первый и второй элементы И - НЕ 6, 8, реверсивный счетчик 9, блок памяти 10, тактовый вход сдвигового регистра 3 подключен также к объединенным второму входу первого элемента И - НЕ 6, входу элемента задержки 7, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И - НЕ 8, два выхода сдвигового регистра 3 подключены к входам первого сумматора 4 по модулю два, выход которого через первый элемент И - НЕ 6 соединен с первым входом реверсивного счетчика 9, другие два выхода сдвигового регистра 3 подключены к входам второго сумматора по модулю два 5, выход которого соединен через второй элемент И - НЕ 8 с вторым входом реверсивного счетчика 9, выходы реверсивного счетчика 9 соединены с входами блока 10 памяти. 1 ил.

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для обнаружения пауз речи в системах уплотнения каналов.

Целью изобретения является повышение точности выделения периодов речевой активности абонента путем непрерывного осуществления анализа активности абонента в основном канале, с использованием принципа "скользящего окна".

На чертеже приведена структурная электрическая схема обнаружителя.

Он содержит в основном канале 1 блок 2 начальной установки, сдвиговый регистр 3, сумматоры 4 и 5 по модулю два, элементы И-НЕ 6 и 8, элемент задержки 7, реверсивный счетчик 9 блок 10 памяти, элементы И 11 и 13, триггер 12, ключ 14, дешифратор 15, счетчик 16, инвертор 17, в дополнительном канале 18 - ключ 19 и объединитель 20 каналов. Выход блока 2 начальной установки соединен с объединенными устанавливающими входами сдвигового регистра 3 и реверсивного счетчика 9. Информационный вход 21 обнаружителя подключен к информационному входу сдвигового регистра 3. На четные (нечетные) входы предварительной установки содержимого регистра 3 подается сигнал логической "1", и на нечетные (четные) - логического "0" (на чертеже не показано). Выход регистра 3 соединен через ключ 14 с первым входом объединителя 20 каналов, выход которого является выходом обнаружителя. Два выхода сдвигового регистра 3, соответствующие старшим разрядам, соединены с входами сумматора 4 по модулю два, выход которого через элемент И-НЕ 6 соединен с первым входом реверсивного счетчика 9, работающего на увеличение. Два выхода сдвигового регистра 3, соответствующие младшим разрядам, соединены со входами сумматора 5 по модулю два, выход которого соединен через элемент И-НЕ 8 с вторым входом реверсивного счетчика 9, работающего на уменьшение. Выходы реверсивного счетчика 9 соединены с входами блока памяти 10, выход которого подключен к первому входу элемента 11. Тактовый вход 22 обнаружителя соединен с объединенными тактовым входом сдвигового регистра 3, вторыми входами элементов И 11, 13, вторым входом элемента И-НЕ 6 и входом элемента задержки 7, выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ 8. Выход элемента И 11 соединен с объединенными первым входом триггера 12 и устанавливающим входом счетчика 16, выходы которого соединены с входами дешифратора 15. Выход триггера 12 соединен через элемент И 13 со счетным входом счетчика 16. Выход дешифратора 15 соединен с объединенными вторым входом триггера 12, управляющим входом ключа 14, входом инвертора 17, выход которого подключен через ключ 19 дополнительного канала 18 к второму входу объединителя 20 каналов.

Работает устройство следующим образом.

ДМ-сигнал от внешнего речепреобразующего устройства поступает на вход 21. С помощью тактовых импульсов, поступающих на вход 22, осуществляется запись информационной последовательности в сдвиговый регистр 3. По структуре записанного сигнала определяется степень активности абонента. В ДМ-сигнале код молчания имеет вид меандра 10101. . . , а активность абонента выражается в появлении длинных пачек "0" или "1", что приводит к сокращению числа переходов из "1" в "0" и из "0" в "1". С помощью сумматоров 4 и 5 по модулю два определяется факт перехода 1/0 или 0/1 путем потактового сравнения двух соседних разрядов сдвигового регистра 3. При этом, если содержимое соседних разрядов совпадает, то на выходе сумматора появляется "0", а если не совпадают - "1". В сдвиговый регистр 3 записывается ДМ-сигнал, соответствующий интервалу наблюдения t_н.

Принцип "скользящего окна" реализуется следующим образом. Сумматор 5 определяет структуру сигнала в начале интервала наблюдения, а сумматор 6 - в конце. Сигналы с выходов сумматоров 4 и 5 соответственно увеличивают и уменьшают содержимое реверсивного счетчика 9 в моменты поступления тактовых импульсов на входы элементов И-НЕ 6, элемент 7 задержки необходим для разделения во времени операции суммирования и вычитания импульсов. Величина задержки выбирается так, чтобы быть больше длительности тактовых импульсов, но меньше величины периода их следования. Таким образом реверсивный счетчик 9 на каждом такте подсчитывает число переходов 0/1 и 1/0 в начале и конце интервала наблюдения. Поскольку сумматор 5 подключен через элемент И-НЕ 8 к входу счетчика 9, работающего на уменьшение, а сумматор 4 подключен через элемент И-НЕ 6 к входу, работающему на увеличение, то состояние счетчика 9 характеризует степень активности абонента на интервале наблюдения t_н. При этом увеличение содержимого счетчика 9 свидетельствует о возрастании доли пачек "0" или "1" в данном интервале наблюдения.

Сигналы с выходов реверсивного счетчика 9 поступают на адресные входы блока 10 памяти, который выполняет функции порогового элемента. Если содержимое счетчика превышает установленный порог, то на выходе блока 10 памяти формируется сигнал "1", если меньше - "0". Величина порога выбирается так, чтобы обнаружитель не реагировал на короткие, отдельно стоящие шумовые импульсы длительностью менее 10 мс. При этом логическая "1" на выходе блока 10 памяти свидетельствует об активности абонента. В момент включения обнаружителя блок 2 начальной установки переводит устройство в исходное состояние, при этом в сдвиговый регистр 3 записывается код молчания 10101. . . , а реверсивный счетчик 9 устанавливается в нулевое состояние. На выходе блока 10 памяти формируется логический "0". При поступлении на вход 21 ДМ-сигнала, соответствующего речевой активности, количество переходов 1/0 (0/1) сокращается, что приводит к увеличению содержимого счетчика 9. При достижении им пороговой величины на выходе блока 10 памяти формируется сигнал логической "1", который разрешает прохождение тактовых импульсов через элемент И 11.

Эти импульсы переводят триггер 12 в единичное состояние, а счетчик 16 - в нулевое. При этом на выходе дешифратора 15 формируется сигнал "0", который открывает ключ 14 основного канала 1 и закрывает ключ 19 дополнительного канала 16. ДМ-сигнал с выхода сдвигового регистра 3 поступает через ключ 14 на вход объединителя 20 каналов. Сигнал "1" с выхода триггера 12 разрешает поступление тактовых импульсов через элемент И 13 на счетный вход с счетчика 16. Периодическое поступление тактовых импульсов на установочный вход счетчика 16 поддерживает его в нулевом состоянии.

При наступлении паузы речи содержимое регистра 3 заполняется цифровой последовательностью, близкой по структуре к коду молчания, при этом число переходов 1/0 (0/1) на входе сдвигового регистра 3 будет больше, чем на выходе. Содержимое счетчика 9 уменьшается. При уменьшении его содержимого ниже порогового значения на выходе блока 10 памяти формируется сигнал логического 0, который запрещает прохождение тактовых импульсов через элемент И 11 на устанавливающий вход счетчика 16. При этом тактовые импульсы, поступающие через элемент И 13 на счетный вход счетчика 16, увеличивают его содержимое.

Если продолжительность паузы превышает время удержания канала, значение счетчика 16 достигает порогового, при котором на выходе дешифратора 15 формируется сигнал "1". Этот сигнал переводит триггер 12 в нулевое состояние. Сигнал логического "0" с выхода триггера 12 запрещает прохождение тактовых импульсов через элемент И 12, что обеспечивает сохранение содержимого счетчика 16. При этом на выходе дешифратора 15 сохраняется сигнал логической "1", который закрывает ключ 14 и открывает ключ 19. Состояние счетчика 16, при котором дешифратор 15 формирует сигнал "1", выбирается таким, чтобы время удержания канала t_уд составляло 160. . . 200 мс.

Разрядность регистра 3, определяющая длительность интервала наблюдения, должна быть достаточно большой, чтобы надежно выделять короткие фонемы длительностью 20. . . 25 мс и не реагировать на короткие шумовые импульсы длительностью менее 10 мс. С другой стороны увеличенные разрядности регистра 3 проводят к задержке ДМ-сигнала в обнаружителе. С учетом этих соображений длительность интервала наблюдения выбирают порядка t_N = 20 мс, а разрядность N регистра 3 определяется из соотношения N > f ˙t_N, где f - тактовая частота ДМ-сигнала.

Коэффициент пересчета счетчика 9 выбирается из условия К >N, чтобы исключить возможность его переполнения.

Для "вырезания" отдельно стоящих шумовых импульсов длительностью t_m < 10 мс значение порога принятия решения блока 10 памяти выбирается для наихудшего случая, при котором шумовой импульс представлен ДМ-сигналом, содержащим пачку "0" или "1" объемом t_m f. Таким образом, величина порога N на принятие решения о переходе абонента в активное состояние выбирается из условия N <t f. Емкость V блока 10 памяти должна удовлетворять условию V > log₂ K где К - коэффициент пересчета счетчика 9.

Коэффициент пересчета счетчика 16 должен удовлетворять условию К > ft_уд, где f - тактовая частота ДМ-сигнала, а t_уд - время удержания основного канала. (56) Авторское свидетельство СССР N 1325717, кл. Н 04 J 3/17, 1988.

Формула изобретения

ОБНАРУЖИТЕЛЬ ПАУЗ РЕЧИ В СИСТЕМАХ С ДЕЛЬТА-МОДУЛЯЦИЕЙ , содеpжащий сдвиговый pегистp, ключ основного канала, элемент задеpжки, пеpвый и втоpой элементы И, тpиггеp, счетчик, дешифpатоp, инвеpтоp, ключ дополнительного канала, объединитель каналов, пpичем инфоpмационный вход сдвигового pегистpа является инфоpмационным входом обнаpужителя, а выход сдвигового pегистpа подключен чеpез ключ основного канала к пеpвому входу объединителя каналов, выход котоpого является выходом обнаpужителя, тактовый вход сдвигового pегистpа является тактовым входом обнаpужителя, выход пеpвого элемента И соединен с объединенными пеpвым входом тpиггеpа и устанавливающим входом счетчика, а выход тpиггеpа соединен чеpез втоpой элемент И со счетным входом счетчика, выходы котоpого соединены с входами дешифpатоpа, пpи этом выход последнего подключен к объединенным втоpому входу тpиггеpа, упpавляющему входу ключа основного канала и инвеpтоpу, выход котоpого соединен чеpез ключ дополнительного канала с втоpым входом объединителя каналов, отличающийся тем, что в него введены блок начальной установки, пеpвый и втоpой сумматоpы по модулю два, пеpвый и втоpой элементы И - НЕ, pевеpсивный счетчик, блок памяти, выход котоpого соединен с пеpвым входом пеpвого элемента И, тактовый вход сдвигового pегистpа подключен также к объединенным втоpым входам пеpвого и втоpого элементов И, втоpому входу пеpвого элемента И - НЕ, входу элемента задеpжки, выход котоpого соединен с втоpым входом втоpого элемента И - НЕ, два выхода сдвигового pегистpа подключены к входам пеpвого сумматоpа по модулю два, выход котоpого чеpез пеpвый элемент И - НЕ соединен с пеpвым входом pевеpсивного счетчика, дpугие два выхода сдвигового pегистpа подключены к входам втоpого сумматоpа по модулю два, выход котоpого соединен чеpез втоpой элемент И - НЕ с втоpым входом pевеpсивного счетчика, выходы pевеpсивного счетчика соединены с входами блока памяти, кpоме того, выход блока начальной установки подключен к объединенным устанавливающим входам сдвигового pегистpа и pевеpсивного счетчика.

РИСУНКИ

Рисунок 1