Способ очистки речевой фонограммы

Изобретение относится к области вычислительной техники для цифровой обработки звуковой фонограммы. Технический результат заключается в повышении скорости обработки цифровой фонограммы с записью речи. Технический результат достигается за счет способа очистки сигнала цифровой речевой фонограммы от импульсных помех и артефактов артикуляции речевого аппарата, который осуществляется с помощью параллельных и последовательных операций, осуществляемых модулем очистки от импульсных щелчков, модулем выделения щелчков, модулем динамической обработки, первым и вторым служебными сигналами, первым и вторым модулями задержки, модулями финальной задержки и сумматором. 1 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области звукозаписи, в частности к цифровой обработке звуковой фонограммы.

Характеристика прототипа

Ближайшим аналогом изобретения является US 8311229 В2 - Reduction of clicking sounds in audio data stream, в котором раскрыт метод уменьшения звуков щелчка в потоке аудиоданных. Образцы аудиоданных задерживаются на заданную величину в скользящем окне времени. Производится обнаружение заданного щелчка и замена его на аудиоданные из заранее подготовленного потока. Недостатком данного способа является различие звуков замененных щелчков относительно первоначальной фонограммы, отсутствие единства звучания. В отличие от прототипа в охарактеризованном способе очитка от щелчков производится путем изменения первоначального сигнала, а не заменой его элементов.

Техническая задача, решаемая изобретением

Повышение скорости обработки цифровой фонограммы с записью речи за счет автоматической очистки от артефактов повышенной влажности речевого аппарата.

Сущность изобретения (Раскрытие изобретения)

Сигнал цифровой речевой фонограммы в первоначальном виде насыщен щелчками и импульсными помехами, которые порождены артикуляцией речевого аппарата носителя голоса. В представленном способе учитывается ряд особенностей речевого аппарата человека, что позволяет подробно очистить запись речи от вышеуказанных помех, при этом сохранив качество фонограммы, а также снизить время обработки фонограммы.

Модуль очистки от импульсных щелчков осуществляет полную очистку первоначальной фонограммы путем разбиения цифровыми фильтрами на поддиапазоны. Здесь учтены особенности спектральной огибающей речевого сигнала. Затем осуществляется обработка каждого поддиапазона отдельной обработкой очистки от щелчков, причем для каждого щелчка глубина обработки выбирается с учетом эффективности и максимального сохранения качества. Все поддиапазоны суммируются. В результате получается фонограмма с очищенным речевым сигналом.

Резкие, импульсные звуки при произношении таких букв, как «П», «Т», «К» и подобных как же подверглись обработке и частично удаляются или смягчаются. Полученная речевая фонограмма, где присутствуют вышеуказанные звуки, при субъективном прослушивании ощущается сильно искаженной. Чтобы вышеуказанные звуки присутствовали в фонограмме в неискаженном виде, осуществляется ряд обработок целью которых является восстановление импульсных звуков таких букв, как «П», «Т», «К» и подобных.

На модуль выделения щелчков поступает первоначальная фонограмма, осуществляется обработка элементом очистки от щелчков, инвертирование и суммирование с исходной фонограммой. Таким образом, на выходе получается фонограмма, включающая в себя только ряд импульсных звуков. Дале сигнал поступает на первый модуль задержки.

Из потока фонограммы с импульсами также должны быть выделены только необходимые импульсные звуки, которые были образованы артикуляцией при произношении таких звуков, как «П», «Т», «К» и подобных и добавлены к фонограмме полученной с выхода модуля очистки от импульсных щелчков. Для выделения необходимых звуков используется система динамического подавления всех посторонних импульсных звуков фонограммы в модуле динамической обработки, который включает в себя несколько последовательно соединенных элементов обработки - гейт, компрессор и фильтр. Для осуществления процесса используются два дополнительных служебных модуля. Первый служебный модуль получает сигнал с выхода модуля очистки от импульсных щелчков, фильтрует его, и передает на вход сайдчена первого элемента в модуле динамической обработки - гейта. Задача последнего - подавлять все импульсные щелчки в фонограмме при отсутствии сигнала с первого служебного модуля. Второй служебный модуль забирает сигнал с модуля очистки от импульсных щелчков предварительно пропущенный через второй модуль задержки. Сигнал фильтруется и отправляется на вход сайдчена второго элемента в модуле динамической обработки - компрессора, задачей которого является подавление импульсных щелчков при присутствии сигнала с второго служебного модуля.

Таким образом формируются два потока фонограмм. Первый поток - очищенная речевая фонограмма с выхода модуля очистки от импульсных щелчков, второй поток - фонограмма, содержащая щелчки, образованные при произнесении таких букв, как «П», «Т», «К» и подобных с выхода модуля динамической обработки. Перед суммированием этих сигналов выставлены третий и четвертый модули задержки соответственно, задачей которых является компенсация расхождения и выставление синфазности двух потоков.

В результате финального суммирования получается поток речевой фонограммы, очищенный от большинства нежелательных импульсных помех при этом сохранив яркость и четкость произношения всех букв.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлен способ очистки речевой фонограммы, где:

1. Модуль очистки от импульсных щелчков,

2. Модуль выделения щелчков,

3. Модуль динамической обработки,

4. Первый модуль задержки,

5. Второй модуль задержки,

6. Первый служебный сигнал,

7. Второй служебный сигнал,

8. Модуль финальной задержки

9. Сумматор.

Осуществление изобретения

Технический результат достигается при помощи параллельных и последовательных операций, осуществляемых модулем очистки от импульсных щелчков 1, модулем выделения щелчков 2, модулем динамической обработки 3, первым 6 и вторым 7 служебными сигналами, первым 4 и вторым 5 модулями задержки, модулями финальной задержки 8 и сумматором 9. Модуль очистки звука от импульсных щелчков 1 содержит фильтры, разделяющие сигнал на две или более частотных полос и производит очистку каждой из частотных полос от щелчков в отдельности и последующее суммирование частотных полос. Модуль выделения щелчков 2 производит выделение из первоначального сигнала всех щелчков первоначальной фонограммы. Модуль динамической обработки 3 производит подавление нежелательных импульсных щелчков сигнала полученного с модуля выделения щелчков 2 с помощью экспандера и затем компрессора которые управляются служебными сигналами 6 и 7. Первый служебный сигнал 6 выделяет узкую низкочастотную полосу и осуществляет контроль над работой модуля динамической обработки 3. Второй служебный сигнал 7 выделяет узкую низкочастотную полосу и задерживает сигнал на 1-50 (мс) и также управляет работой модуля динамической обработки 3. Служебные сигналы 6 и 7 основаны на сигнале с модуля очистки от импульсных щелчков 1. Сигнал с модуля очистки от импульсных щелчков 1 и модуля динамической обработки 3 синфазно выравниваются с помощью модулей финальной задержки 8 и суммируются при помощи сумматора 9.

Способ очистки сигнала цифровой речевой фонограммы от импульсных помех и артефактов артикуляции речевого аппарата осуществляется с помощью параллельных и последовательных операций, осуществляемых модулем очистки от импульсных щелчков, модулем выделения щелчков, модулем динамической обработки, первым и вторым служебными сигналами, первым и вторым модулями задержки, модулями финальной задержки и сумматором, отличающийся тем, что модуль очистки звука от импульсных щелчков содержит фильтры, разделяющие сигнал на две или более частотных полос, и производит очистку каждой из частотных полос от щелчков в отдельности и последующее суммирование частотных полос, модуль выделения щелчков производит выделение из первоначального сигнала всех щелчков первоначальной фонограммы, модуль динамической обработки производит подавление нежелательных импульсных щелчков сигнала, полученного с модуля выделения щелчков с помощью экспандера и затем компрессора, которые управляются служебными сигналами, первый служебный сигнал выделяет узкую низкочастотную полосу и осуществляет контроль над работой модуля динамической обработки, второй служебный сигнал выделяет узкую низкочастотную полосу и задерживает сигнал на 1-50 (мс) и также управляет работой модуля динамической обработки, служебные сигналы основаны на сигнале с модуля очистки от импульсных щелчков, сигнал с модуля очистки от импульсных щелчков и модуля динамической обработки синфазно выравниваются с помощью модулей финальной задержки и суммируются при помощи сумматора.