Устройство оценки акустической обстановки обследуемого объекта



Устройство оценки акустической обстановки обследуемого объекта
Устройство оценки акустической обстановки обследуемого объекта
Устройство оценки акустической обстановки обследуемого объекта
H04B10/25 - Передающие системы, использующие потоки корпускулярного излучения или электромагнитные волны, кроме радиоволн, например световые, инфракрасные (оптические соединения, смешивание или разделение световых сигналов G02B; световоды G02B 6/00; коммутация, модуляция и демодуляция светового излучения G02B,G02F; приборы или устройства для управления световым излучением, например для модуляции, G02F 1/00; приборы или устройства для демодуляции, переноса модуляции или изменения частоты светового излучения G02F 2/00; оптические мультиплексные системы H04J 14/00)

Владельцы патента RU 2715176:

Федеральное государственное бюджетное учреждение "16 Центральный научно-исследовательский испытательный ордена Красной Звезды институт имени маршала войск связи А.И. Белова" Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оценки акустической обстановки объектов. Технический результат заключается в повышении точности и достоверности вычисления уровня разборчивости речи и оценки акустической обстановки обследуемого объекта. В устройство оценки акустической обстановки обследуемого объекта, содержащее пассивное приспособление для подключения к оптическому волокну (оптическому каналу), блок обработки оптического сигнала, включающий в себя волоконно-оптический интерферометр рассеянного излучения, фотоприемники с усилителями и аналого-цифровые преобразователи, а также содержащее блок анализа электрических сигналов и электронную вычислительную машину (ЭВМ), дополнительно введены когерентный полупроводниковый лазер, оптический усилитель, два блока полосовых фильтров, блок анализа речевых сигналов, блок управления режимами работы полупроводникового лазера, обследуемый объект, включающий в себя оптическое волокно и m источников акустических сигналов, размещенных в обследуемом объекте, при этом для сокращения массогабаритных показателей устройства и обеспечения возможности его переноски когерентный полупроводниковый лазер, оптический усилитель, блок обработки оптического сигнала, блок анализа электрических сигналов объединены в селективный измерительный блок. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оценки в реальных условиях акустической обстановки объектов, в которых находятся источники акустических сигналов.

В настоящее время известен ряд устройств, позволяющих измерять разборчивость речи в местах приема акустических сигналов, пользователи которых находятся в подвижных объектах или в стационарных помещениях.

В существующем в настоящее время ГОСТ Р 50840-95 («Передача речи по трактам связи. Методы оценки качества, разборчивости и узнаваемости») описаны принципы измерения разборчивости речи, основанные на экспертном прослушивании в месте приема акустических сигналов, составленных из специальных слогов, слов и фраз, которые излучают в месте расположения источника акустических сигналов (ИАС), с последующей обработкой для определения разборчивости речи [1].

Основными недостатками экспертного прослушивания являются большие трудозатраты и временные затраты. Для оценки разборчивости речи требуется работа артикуляционной бригады в составе не менее трех человек в течение десяти дней, не считая времени на предварительную тренировку дикторов и аудиторов.

Известно устройство измерения максимальной разборчивости речи по патенту РФ №2278424 С1, МПК G10L 15/00, H04R 29/00 [2]. Это устройство содержит генератор акустического испытательного сигнала в виде последовательности N частот с паузами между частотами, излучатель, приемник акустического сигнала, N-полосный измеритель отношений сигнал/шум и вычислитель разборчивости, параллельно приемнику акустического сигнала установлены К приемников других видов сигналов, образованных излучением акустического испытательного сигнала, например, магнитных, электрических, виброакустических, при этом тактовый генератор имеет дополнительные выходы для организации (K+1) циклов генератора и синхронного управления переключателем приемников и устройством выбора [2].

Основными недостатками данного устройства являются необходимость размещения приемной части оборудования в том помещении, где размещается источник испытательных сигналов, необходимость настройки устройства при любом перемещении источника акустических сигналов и невозможность одновременного измерения разборчивости речи нескольких источников акустических сигналов, что не позволяет использовать указанное устройство в реальной обстановке.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является, выбранный в качестве прототипа, волоконно-оптический детектор угроз утечки речевой информации через волоконно-оптические коммуникации, схема и возможности которого описаны в патенте РФ №2428798 С1, МПК G01R 29/00, H04B 10/12 [3]. Это устройство (детектор) содержит пассивное приспособление подключения к волоконно-оптическому каналу, блок обработки оптического сигнала, включающий в себя волоконно-оптический интерферометр рассеянного излучения, фотоприемники с усилителями и аналого-цифровые преобразователи, а также содержит блок анализа электрического сигнала и электронно-вычислительную машину [3]. Работа устройства заключается в том, что в нем обнаружение канала утечки акустической (речевой) информации проводится путем контроля оптических излучений в штатных волоконно-оптических коммуникациях (волоконно-оптических линиях).

Недостатком прототипа является то, что он не позволяет проводить распознавание речи в реальной сигнальной и шумовой обстановке ввиду отсутствия данных о месте модуляции оптического сигнала акустическим, поскольку в точке приема оптический сигнал будет многократно промодулирован акустическими сигналами. Кроме того, оперативность обнаружения утечки акустической (речевой) информации прототипом зависит от факта работы внешнего источника излучения, особенно в условиях реальной утечки акустической (речевой) информации, при которых в контролируемом оптическом волокне (ОВ) излучения нет, а по другим оптическим волокнам работают телекоммуникационные средства.

Целью изобретения является сокращение времени, повышение точности и достоверности вычисления уровня разборчивости речи и оценки акустической обстановки обследуемого объекта.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство оценки акустической обстановки обследуемого объекта, содержащее пассивное приспособление для подключения к оптическому волокну (оптическому каналу), блок обработки оптического сигнала, включающий в себя волоконно-оптический интерферометр рассеянного излучения, фотоприемники с усилителями и аналого-цифровые преобразователи, а также содержащее блок анализа электрических сигналов и электронную вычислительную машину (ЭВМ), дополнительно введены когерентный полупроводниковый лазер, оптический усилитель, два блока полосовых фильтров, блок анализа речевых сигналов, блок управления режимами работы полупроводникового лазера, обследуемый объект, включающий в себя оптическое волокно и m источников акустических сигналов, размещенных в обследуемом объекте, при этом выход когерентного полупроводникового лазера соединен со входом оптического усилителя, выход которого соединен с первым входом волоконно-оптического интерферометра рассеянного излучения, первый и второй выходы которого подключены ко входам соответственно первого и второго фотоприемников, выход первого фотоприемника соединен со входом первого усилителя электрических сигналов, выход которого соединен со входом первого блока полосовых фильтров, выход которого соединен со входом первого блока аналого-цифровых преобразователей, выходы которого соединены с первыми входами блока анализа электрических сигналов, выход второго фотоприемника соединен со входом второго усилителя электрических сигналов, выход которого соединен со входом второго блока полосовых фильтров, выход которого соединен со входом второго блока аналого-цифровых преобразователей, выходы которого соединены со вторыми входами блока анализа электрических сигналов, выход которого соединен со входом блока анализа речевых сигналов, первый, второй и третий входы-выходы электронной вычислительной машины подключены соответственно к первым входам-выходам блока анализа электрических сигналов, ко входу-выходу блока анализа речевых сигналов и к первому входу-выходу блока управления режимами работы полупроводникового лазера, второй вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом блока анализа электрических сигналов, управляющий вход когерентного полупроводникового лазера соединен с управляющим выходом блока управления режимами работы полупроводникового лазера, третий выход интерферометра соединен со входом пассивного приспособления для подключения к оптическому волокну, выход которого соединен со вторым входом волоконно-оптического интерферометра, вход-выход пассивного приспособления для подключения к оптическому волокну (ОВ) соединен со входом-выходом оптического волокна обследуемого объекта, к которому подключены m источников акустических сигналов, размещенных в обследуемом объекте, при этом когерентный полупроводниковый лазер, оптический усилитель, блок обработки оптического сигнала, блок анализа электрических сигналов, блок анализа речевых сигналов, блок управления режимами работы полупроводникового лазера, электронная вычислительная машина и пассивное приспособление для подключения к ОВ функционально и конструктивно объединены в селективный измерительный блок для сокращения массогабаритных показателей устройства и обеспечения возможности его переноски.

Поставленная цель достигается также тем, что волоконно-оптический интерферометр рассеянного излучения блока обработки оптического сигнала содержит первый циркулятор, опорный отрезок оптического волокна, второй циркулятор, отрезок оптического волокна с линией задержки, отрезок оптического волокна и оптический гибрид, при этом первый выход первого циркуля-тора соединен со входом опорного отрезка оптического волокна, первый выход которого соединен со вторым входом первого циркулятора, второй выход опорного отрезка оптического волокна соединен с первым входом второго циркулятора, второй выход первого циркулятора соединен со входом отрезка оптического волокна с линией задержки, выход которого соединен с первым входом оптического гибрида, второй вход которого соединен с выходом отрезка оптического волокна, вход которого соединен с первым выходом второго циркулятора, причем первый вход первого циркулятора является первым входом волоконно-оптического интерферометра рассеянного излучения, первым и вторым выходами которого являются соответственно первый и второй выходы оптического гибрида, которые подключены ко входам соответственно первого и второго фотоприемников, второй выход второго циркулятора является третьим выходом интерферометра, который соединен со входом пассивного приспособления для подключения к оптическому волокну, второй вход второго циркулятора является вторым входом интерферометра и соединен с выходом пассивного приспособления для подключения к оптическому волокну.

Сопоставимый анализ заявляемого изобретения с прототипом показывает, что предлагаемое устройство оценки акустической обстановки обследуемого объекта отличается от прототипа наличием новых блоков: когерентного полупроводникового лазера, оптического усилителя, двух блоков полосовых фильтров, блока анализа речевых сигналов, блока управления режимами работы полупроводникового лазера, обследуемого объекта, включающего в себя оптическое волокно и m источников акустических сигналов, размещенных в обследуемом объекте, а также изменением связей между известными блоками устройства.

Таким образом, благодаря новой совокупности признаков заявляемое устройство оценки акустической обстановки обследуемого объекта соответствует критерию изобретения «новизна». Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что введенные блоки широко известны и дополнительного творчества по их реализации не требуется. Однако при их введении в указанной связи с остальными элементами схемы в заявляемое устройство оценки акустической обстановки обследуемого объекта вышеуказанные блоки проявляют новые свойства, что приводит к достижению поставленной цели.

Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию «существенные отличия».

Заявляемое решение явным образом не следует из уровня техники и имеет изобретательский уровень, а используемые в устройстве блоки широко известны в литературе, что подтверждает возможность промышленной реализации устройства оценки акустической обстановки объекта.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства оценки акустической обстановки обследуемого объекта, а на фиг. 2 приведена структурная схема волоконно-оптического интерферометра рассеянного излучения.

Устройство оценки акустической обстановки обследуемого объекта содержит (фиг. 1) селективный измерительный блок 1, состоящий из когерентного полупроводникового лазера 2, оптического усилителя 3, блока 4 обработки оптического сигнала, включающего в себя волоконно-оптический интерферометр 5 рассеянного излучения, первый фотоприемник 6, первый усилитель 7 электрических сигналов, первый блок 8 полосовых фильтров, первый блок 9 аналого-цифровых преобразователей, второй фотоприемник 10, второй усилитель 11 электрических сигналов, второй блок 12 полосовых фильтров, второй блок 13 аналого-цифровых преобразователей, блок 14 анализа электрических сигналов, блок 15 анализа речевых сигналов, блок 16 управления режимами работы полупроводникового лазера, электронную вычислительную машину 17, пассивное приспособление 18 для подключения к оптическому волокну, обследуемый объект 19, включающий в себя оптическое волокно 20 и m источников 21 (211-21m) акустических сигналов, размещенных по всей территории обследуемого объекта 19.

Выход полупроводникового лазера 2 рассеянного излучения соединен со входом оптического усилителя 3, выход которого соединен с первым входом волоконно-оптического интерферометра 5 рассеянного излучения блока 4 обработки оптического сигнала, первый и второй выходы которого подключены ко входам соответственно первого 6 и второго 10 фотоприемников, выход первого фотоприемника 6 соединен со входом первого усилителя 7 электрических сигналов, выход которого соединен со входом первого блока 8 полосовых фильтров, выход которого соединен со входом первого блока 9 аналого-цифровых преобразователей, выходы которого соединены с первыми входами блока 14 анализа электрических сигналов, выход второго фотоприемника 10 соединен со входом второго усилителя 11 электрических сигналов, выход которого соединен со входом второго блока 12 полосовых фильтров, выход которого соединен со входом второго блока 13 аналого-цифровых преобразователей, выходы которого соединены со вторыми входами блока 14 анализа электрических сигналов, выход которого соединен со входом блока 15 анализа речевых сигналов, первый, второй и третий входы-выходы электронной вычислительной машины 17 подключены ко входам-выходам соответственно блока 14 анализа электрических сигналов, блока 15 анализа речевых сигналов и блока 16 управления режимами работы когерентного полупроводникового лазера, второй вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом блока 14 анализа электрических сигналов, управляющий вход когерентного полупроводникового лазера 2 соединен с управляющим выходом блока 16 управления режимами работы полупроводникового лазера. Третий выход волоконно-оптического интерферометра 5 соединен со входом пассивного приспособления 18 для подключения к оптическому волокну, выход которого соединен со вторым входом волоконно-оптического интерферометра 5, вход-выход пассивного приспособления 18 для подключения к оптическому волокну соединен со входом-выходом оптического волокна 20 обследуемого объекта 19, к которому подключены m источников 21 (211, 212, …, 21m) акустических сигналов, размещенных в обследуемом объекте 19, при этом когерентный полупроводниковый лазер 2, оптический усилитель 3, блок 4 обработки оптического сигнала, блок 14 анализа электрических сигналов, блок 15 анализа речевых сигналов, блок 16 управления режимами работы полупроводникового лазера, электронная вычислительная машина 17 и пассивное приспособление 18 для подключения к оптическому волокну 20 обследуемого объекта 19 функционально и конструктивно объединены в селективный измерительный блок 1 для сокращения массогабаритных показателей устройства оценки и обеспечения возможности его переноски.

Волоконно-оптический интерферометр 5 рассеянного излучения блока 4 обработки оптического сигнала содержит (см. фиг. 2) первый циркулятор 22, опорный отрезок 23 оптического волокна, второй циркулятор 24, отрезок 25 оптического волокна с линией задержки, отрезок 26 оптического волокна и оптический гибрид 27.

Первый выход первого циркулятора 22 соединен со входом опорного отрезка 23 оптического волокна, первый выход которого соединен со вторым входом первого циркулятора 22, второй выход опорного отрезка 23 соединен с первым входом второго циркулятора 24, второй выход первого циркулятора 22 соединен со входом отрезка 25 оптического волокна с линией задержки, выход которого соединен с первым входом оптического гибрида 27, второй вход которого соединен с выходом отрезка 26 оптического волокна, вход которого соединен с первым выходом второго циркулятора 24, причем первый вход первого циркулятора 22 является первым входом волоконно-оптического интерферометра 5 рассеянного излучения, вторым входом которого является второй вход второго циркулятора 24, первым и вторым выходами интерферометра 5 являются соответственно первый и второй выходы оптического гибрида 27, которые подключены ко входам соответственно первого 6 и второго 10 фотоприемников, второй выход второго циркулятора 24 соединен со входом пассивного приспособления 18 для подключения к оптическому волокну 20, второй вход второго циркулятора 24 является вторым входом интерферометра 5 и соединен с выходом пассивного приспособления 18 для подключения к оптическому волокну.

Когерентный полупроводниковый лазер 2 используется в качестве оптического передатчика, предназначенного для генерирования испытательных и измерительных сигналов.

Волоконно-оптический интерферометр 5 осуществляет селекцию сигналов, проходящих в оптическом волокне, по поляризации и фазе.

Частотная селекция сигналов в оптическом волокне 20 обследуемого объекта 19 технически реализуется с помощью первого 22 и второго 24 циркуляторов, входящих в состав волоконно-оптического интерферометра 5 рассеянного излучения.

В качестве волоконно-оптического интерферометра 5 рассеянного излучения может быть использован волоконно-оптический интерферометр Фабри-Перо или Маха-Цендера.

В качестве первого 6 и второго 10 фотоприемников могут быть использованы стандартные фотодиоды, обладающие максимумом спектральной чувствительности в области видимого диапазона, например, кремниевые p-i-n фотодиоды.

Блок 14 анализа электрических сигналов реализует функции селекции обследуемого объекта (помещения) по естественному шуму от акустических и вибрационных источников, функцию селекции отдельных источников акустических сигналов внутри обследуемого объекта.

Блок 15 анализа речевых сигналов осуществляет распознавание и запись речи отдельных источников 21 акустических сигналов с последующим анализом их по выбранным критериям: ключевым словам и фразам, образцам голоса, фоновым шумам и т.д.

Блок 16 управления режимами работы полупроводникового лазера 2 предназначен для установки режимов работы лазера 2 в зависимости от излучаемых им импульсных сигналов (тестового или измерительного).

В качестве электронной вычислительной машины 17 может быть использована персональная электронная машина, например, типа ЕС 1865. При этом в ЭВМ 17 осуществляется прием и обработка сигналов, поступающих с выхода блока 14 анализа электрических сигналов и блока 15 анализа речевых сигналов с помощью специального программного обеспечения, а также изменение точек измерения на участках ОВ 20, вычисление величины изменения акустического давления и уровня разборчивости речи в обследуемом объекте.

Пассивное приспособление 18 для подключения к оптическому волокну может быть выполнено в виде приспособления по вводу-выводу оптического излучения в оптическое волокно на его изгибе или на разъемных соединениях. При этом световое излучение должно проходить через устройство без значительных оптических потерь.

Устройство работает следующим образом.

При передаче излучение когерентного полупроводникового лазера 2 генерируется в импульсном режиме в штатном диапазоне длин волн и поступает на оптический усилитель 3. Далее усиленное излучение когерентного полупроводникового лазера 2 через первый 22 циркулятор волоконно-оптического интерферометра 5 рассеянного излучения и опорный отрезок 23 оптического волокна поступает на второй циркулятор 24, с выхода которого сигнал поступает на вход пассивного приспособления 18 и далее передается на оптическое волокно 20 обследуемого объекта 19.

Отраженное излучение, рассеянное на примесях опорного отрезка 23 оптического волокна, через первый циркулятор 22 поступает в настраиваемую линию задержки отрезка 25 оптического волокна и далее на первый вход оптического гибрида 27. Это рассеянное излучение служит ОПОРНЫМ при интерференции в оптическом гибриде 27.

Отраженное излучение с выхода пассивного приспособления 18 поступает на второй вход второго циркулятора 24 волоконно-оптического интерферометра 5 рассеянного излучения и далее с его выхода через отрезок 26 оптического волокна поступает на второй вход оптического гибрида 27.

Рассеянное на примесях оптического волокна 20 обследуемого объекта 19, модулированное под воздействием источников 21 акустических сигналов, отраженное оптическое излучение через пассивное приспособление 18 поступает на второй вход второго циркулятора 24 и далее через отрезок 26 оптического волокна передается в оптический гибрид 27. Это рассеянное излучение является СИГНАЛЬНЫМ при интерференции в оптическом гибриде 27, так как на оптическое волокно 20 оказывается внешнее акустическое воздействие.

За счет чувствительности приемной части устройства оценки акустической обстановки к фазовой модуляции возможно как измерение акустических воздействий по всей длине оптического волокна 20 обследуемого объекта 19, так и локализация измерения на любом его участке, за счет разного времени возврата отраженного от примесей оптического волокна 20 оптического излучения.

Изменение акустического давления, оказываемого источниками 21 акустических сигналов на коротких участках оптического волокна 20, определяется по разности рефлектограмм во времени и анализируется либо электронной вычислительной машиной 17 с помощью специального программного обеспечения, либо оператором визуально и на слух.

Таким образом, оптическое волокно 20 используется как система распределенных акустических датчиков 21 (211-21m) по всей длине оптического волокна 20 обследуемого объекта 19. Возможность программного изменения точек измерения по всей длине оптического волокна 20, расположенных внутри обследуемого объекта 19, позволяет корректировать их в режиме реального времени для получения наилучшего соотношения сигнал/шум на каждом участке измерения. Это позволяет повысить точность и достоверность вычисления уровня разборчивости речи и оценки акустической обстановки обследуемого объекта.

Настраиваемая линия задержки отрезка 25 оптического волокна применяется для обеспечения симметричности по фазе ОПОРНОГО и СИГНАЛЬНОГО излучения при начальной настройке волоконно-оптического интерферометра 5 рассеянного излучения.

ОПОРНОЕ и СИГНАЛЬНОЕ излучение интерферируют в оптическом гибриде 27. В силу высокой когерентности интерферирующих полей рассеянных излучений, считают, что эти поля коррелированы по времени и значение автокорреляционной функции поля источника близко к единице, поэтому при интерференции складываются их комплексные амплитуды. В результате этого, при суммировании полей рассеянного излучения, образуется новое поле с переменной комплексной амплитудой, пропорционально зависящей от акустического воздействия на участки оптического волокна 20 обследуемого объекта 19. При этом на выходах оптического гибрида 27 получаются новые излучения с переменной комплексной амплитудой, сдвинутые по фазе относительно друг друга на 2π/3.

С выходов оптического гибрида 27 фазоразностные, модулированные по интенсивности, оптические сигналы поступают на первый 6 и второй 10 фотоприемники соответственно.

Демодулированные первым 6 и вторым 10 фотоприемниками переменные, в зависимости от акустического воздействия на участки оптического волокна 20 обследуемого объекта 19, по интенсивности излучения преобразуются в аналоговые электрические сигналы, являющиеся восстановленными аналоговыми акустическими сигналами после прохождения модулированного оптического излучения по волоконно-оптическому линейному тракту, и поступают на первый 7 и второй 11 усилители электрических сигналов соответственно.

С выходов усилителей 7 и 11 электрические аналоговые сигналы поступают на входы первого 8 и второго 12 блоков полосовых фильтров соответственно. Полоса пропускания полосовых фильтров блоков 8 и 12 определяется в соответствии с методиками оценки разборчивости речи. Данные методики оценки разборчивости речи используют инструментально-расчетный формантный метод, основанный на результатах экспериментальных исследований, описанных в [4], и не требующих сложных артикуляционных измерений.

Отфильтрованные аналоговые сигналы поступают на первый 9 и второй 13 блоки аналого-цифровых преобразователей. Оцифрованные аналоговые сигналы попарно с выходов первого 9 и второго 13 блоков поступают в блок 14 анализа электрических сигналов, предназначенный для селекции помещений по их естественному шуму от акустических и вибрационных источников и селекции отдельных источников акустических сигналов внутри каждого обследуемого объекта.

В блоке 14 анализа электрических сигналов оцифрованные акустические сигналы обрабатываются попарно, что повышает достоверность измерений и вычислений. При этом в блоке 14 анализа электрических сигналов в каждой полосе частот обрабатываются данные с выходов двух блоков (9 и 13) аналого-цифровых преобразователей, преобразующих сдвинутые относительно друг друга по фазе на 2π/3 аналоговые сигналы.

Работа блока 14 анализа электрических сигналов осуществляется в следующей последовательности:

по описанной выше последовательности работы устройства измеряют уровни шума в отсутствии источников 21 акустических сигналов и сигнала с шумом при наличии источников 21 акустических сигналов;

по естественному шуму (от акустических и вибрационных источников в отсутствии источников 21 (211, 212, … 21m) акустических сигналов) обследуемого объекта 19 реализуют функцию селекции объекта;

вычисляют уровни сигнала и соотношения сигнал/шум для каждого из m источников 21 акустических сигналов;

определяют оптимальные точки для приема сигналов каждого из источников 21 обследуемого объекта 19;

далее в соответствии с инструментально-расчетным формантным методом оценки разборчивости речи:

вычисляют для каждой частотной полосы на среднегеометрической частоте коэффициент восприятия формант слуховым аппаратом человека;

определяют спектральные индексы артикуляции речи (информационный вес каждой спектральной полосы частотного диапазона речи);

рассчитывают интегральный индекс артикуляции речи R;

вычисляют словесную разборчивость речи W в зависимости от интегрального индекса артикуляции речи R.

Обработанные в блоке 14 анализа электрических сигналов оцифрованные сигналы и данные по словестной разборчивости речи W с выхода блока 14 анализа электрических сигналов поступают в блок 15 анализа речевых сигналов, где производится распознавание и запись речи отдельных источников 211 212, … 21m акустических сигналов с их дальнейшим анализом по необходимым критериям (ключевым словам и фразам, образцам голоса, фоновым шумам и т.д.).

Блок 14 анализа электрических сигналов обменивается данными с блоком 16 управления режимами работы полупроводникового лазера 2 для определения временных параметров работы полупроводникового лазера 2 в тестовом и измерительном режимах.

Работа блока 16 управления осуществляется в тестовом и измерительном следующим образом.

1) В тестовом режиме:

когерентный полупроводниковый лазер 2 излучает тестовый импульсный сигнал и по максимальному времени возврата отраженного тестового импульсного сигнала определяется длина L участка оптического волокна 21 обследуемого объекта;

в соответствии с длиной L участка оптического волокна вычисляется период Т посылки измерительных импульсных сигналов таким образом, чтобы каждый последующий измерительный импульсный сигнал излучался после приема всех отраженных сигналов предыдущего измерительного импульсного сигнала.

2) В измерительном режиме:

полупроводниковым лазером 2 излучаются измерительные импульсные сигналы с периодом Т;

принимается акустически модулированная последовательность отраженных измерительных импульсных сигналов от различных, заведомо определенных, точек 21 оптического волокна 20 обследуемого объекта 19, идентифицируемых временем возврата отраженных измерительных импульсных сигналов;

при необходимости, в режиме реального времени, корректируются точки измерения по всей длине каждого из участков оптического волокна 20 для получения наилучшего соотношения сигнал/шум на любом участке измерения.

Для обеспечения возможности ручного управления и настройки предлагаемого устройства оценки акустической обстановки обследуемого объекта к электронной вычислительной машине 17 подключены блок 14 анализа электрических сигналов, блок 15 анализа речевых сигналов и блок 16 управления режимами работы когерентного полупроводникового лазера 2.

Таким образом, за счет применения собственного независимого от информационных систем источника излучения в виде когерентного полупроводникового лазера 2 с оптическим усилителем 3 и блока 16 управления режимами работы полупроводникового лазера 2 в устройстве оценки акустической обстановки обследуемого объекта достигается запланированный технический результат.

Технический результат от предлагаемого изобретения заключается в сокращении времени, повышении точности и достоверности вычисления уровня разборчивости речи и оценки акустической обстановки обследуемого объекта, достигаемый за счет того, что в устройство оценки акустической обстановки обследуемого объекта дополнительно введены когерентный полупроводниковый лазер, оптический усилитель, два блока полосовых фильтров, блок анализа речевого сигнала, блок управления режимами работы полупроводникового лазера, обследуемый объект и источники акустических сигналов обследуемого объекта, благодаря чему обеспечивается как селекция обследуемого объекта (помещения) по его естественной акустической обстановке, так и селекция отдельных источников акустических сигналов (ИАС) с дальнейшим распознаванием речи в режиме реального времени и осуществлением оценки акустической обстановки обследуемого объекта.

Источники информации.

1. ГОСТ Р 50840-95. Передача речи по трактам связи. Методы оценки качества, разборчивости и узнаваемости.

2. RU, патент №2278424 С1, МПК G10L 15/00, H04R 29/00, 2007, Бюл. №15.

3. RU, патент №2428798 С1, МПК G01R 29/08, H04B 10/12, 2011, Бюл. №25.

4. Рева И.Л. Сравнительный анализ объективных методов оценки разборчивости речи. Сборник научных трудов НГТУ. - 2010, №1 (59), с. 91-102.

1 Устройство оценки акустической обстановки обследуемого объекта, содержащее пассивное приспособление для подключения к оптическому волокну (оптическому каналу), блок обработки оптического сигнала, включающий в себя волоконно-оптический интерферометр рассеянного излучения, фотоприемники с усилителями и аналого-цифровые преобразователи, а также содержащее блок анализа электрических сигналов и электронную вычислительную машину (ЭВМ), отличающееся тем, что в него дополнительно введены когерентный полупроводниковый лазер, оптический усилитель, два блока полосовых фильтров, блок анализа речевых сигналов, блок управления режимами работы полупроводникового лазера, обследуемый объект, включающий в себя оптическое волокно и m источников акустических сигналов, размещенных в обследуемом объекте, при этом выход когерентного полупроводникового лазера соединен со входом оптического усилителя, выход которого соединен с первым входом волоконно-оптического интерферометра рассеянного излучения, первый и второй выходы которого подключены ко входам соответственно первого и второго фотоприемников, выход первого фотоприемника соединен со входом первого усилителя электрических сигналов, выход которого соединен со входом первого блока полосовых фильтров, выход которого соединен со входом первого блока аналого-цифровых преобразователей, выходы которого соединены с первыми входами блока анализа электрических сигналов, выход второго фотоприемника соединен со входом второго усилителя электрических сигналов, выход которого соединен со входом второго блока полосовых фильтров, выход которого соединен со входом второго блока аналого-цифровых преобразователей, выходы которого соединены со вторыми входами блока анализа электрических сигналов, выход которого соединен со входом блока анализа речевых сигналов, первый, второй и третий входы-выходы электронной вычислительной машины подключены соответственно к первым входам-выходам блока анализа электрических сигналов, ко входу-выходу блока анализа речевых сигналов и к первому входу-выходу блока управления режимами работы полупроводникового лазера, второй вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом блока анализа электрических сигналов, управляющий вход когерентного полупроводникового лазера соединен с управляющим выходом блока управления режимами работы полупроводникового лазера, третий выход интерферометра соединен со входом пассивного приспособления для подключения к оптическому волокну, выход которого соединен со вторым входом волоконно-оптического интерферометра, вход-выход пассивного приспособления для подключения к оптическому волокну (ОВ) соединен со входом-выходом оптического волокна обследуемого объекта, к которому подключены m источников акустических сигналов, размещенных в обследуемом объекте, при этом когерентный полупроводниковый лазер, оптический усилитель, блок обработки оптического сигнала, блок анализа электрических сигналов, блок анализа речевых сигналов, блок управления режимами работы полупроводникового лазера, электронная вычислительная машина и пассивное приспособление для подключения к ОВ функционально и конструктивно объединены в селективный измерительный блок для сокращения массогабаритных показателей устройства и обеспечения возможности его переноски.

2. Устройство оценки по п. 1, отличающееся тем, что волоконно-оптический интерферометр рассеянного излучения блока обработки оптического сигнала содержит первый циркулятор, опорный отрезок оптического волокна, второй циркулятор, отрезок оптического волокна с линией задержки, отрезок оптического волокна и оптический гибрид, при этом первый выход первого циркулятора соединен со входом опорного отрезка оптического волокна, первый выход которого соединен со вторым входом первого циркулятора, второй выход опорного отрезка оптического волокна соединен с первым входом второго циркулятора, второй выход первого циркулятора соединен со входом отрезка оптического волокна с линией задержки, выход которого соединен с первым входом оптического гибрида, второй вход которого соединен с выходом отрезка оптического волокна, вход которого соединен с первым выходом второго циркулятора, причем первый вход первого циркулятора является первым входом волоконно-оптического интерферометра рассеянного излучения, первым и вторым выходами которого являются соответственно первый и второй выходы оптического гибрида, которые подключены ко входам соответственно первого и второго фотоприемников, второй выход второго циркулятора является третьим выходом интерферометра, который соединен со входом пассивного приспособления для подключения к оптическому волокну, второй вход второго циркулятора является вторым входом интерферометра и соединен с выходом пассивного приспособления для подключения к оптическому волокну.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах оптической связи. Технический результат состоит в уменьшении потребляемой энергии.
Изобретение относится к системам спутниковой связи и может быть использовано для осуществления двусторонней связи между наземными станциями и спутниковыми бортовыми комплексами, а также для связи между спутниками.

Изобретение относится к технике оптической связи и может использоваться для приема оптических сигналов. Технический результат состоит в повышении производительности детектирования принимаемого сигнала и повышении спектральной эффективности системы связи.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в защите инфракрасной активной системы тревожной сигнализации от электромагнитных помех высокой энергии.

Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано для генерации электромагнитного излучения в диапазонах радиосвязи. Технический результат состоит в увеличении широкополосности излучателей.

Изобретение относится к технике связи. Согласно способу компенсации нелинейных и дисперсионных искажений оптических сигналов в волоконно-оптических линиях связи на приеме принимаемый сигнал пропускают через последовательную цепочку из N нелинейных фазовых фильтров.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для компенсации искажений в волоконно-оптических линиях передачи сетей связи. Технический результат состоит в расширении области применения.

Изобретение относится к системам передачи цифровой информации по слабонаправленному оптическому лазерному каналу связи с ЛА на пункт сбора данных, построенного с использованием технологии квантового приема оптической информации.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах оптической связи. Технический результат состоит в повышении качества связи за счет обеспечения удаленного сброса терминалом оптической линии (OLT) нефункционирующего оптического сетевого блока (ONU).

Изобретение относится к технике связи, в частности к способам передачи информации по линиям связи, а именно к низкоскоростной передаче данных по оптическим волокнам кабельных линий.

Изобретение относится к средствам для определения намерения, связанного с произнесенным пользователем высказыванием. Технический результат заключается в учете акустических характеристик произнесенного пользователем высказывания для определения намерения, связанного с данным высказыванием.

Группа изобретений относится к цифровым помощникам. Технический результат – обеспечение возможности совершения задачи в цифровом помощнике без монитора.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в обеспечении возможности развертывать новые голосовые действия для ранее установленных программных приложений.

Группа изобретений относится к средствам обновления моделей классификаторов понимания языка. Технический результат – повышение точности распознавания команд пользователя.

Изобретение относится к вычислительной технике для распознавания речи. Технический результат заключается в повышении точности распознавания речи пользователя.

Изобретение относится к области вычислительной техники для обработки и передачи данных с корректировкой орфографических ошибок. Технический результат заключается в расширении коммуникативной функции языка общения людей с дефектами слуха и речи с говорящим и слышащим человеком за счет увеличения объема передаваемой информации.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах передачи речевой информации. Технический результат - повышение точности определения момента появления речевого сигнала при наличии внешних акустических помех.

Изобретение относится к вычислительным устройствам. Технический результат направлен на расширение арсенала средств того же назначения.

Изобретение относится к средствам для получения транскрипции речевого фрагмента. Технический результат заключается в повышении точности транскрипции речевого фрагмента.

Изобретение относится к средствам для распознавания смешанной речи. Технический результат заключается в повышении точности распознавания смешанной речи.

Изобретение относится к аппаратно-программным комплексам и может быть использовано для измерения параметров электромагнитного поля. Мобильный аппаратно-программный комплекс для автоматизированного контроля и оценки состояния электромагнитной обстановки дополнительно содержит измеритель напряженности электростатического поля, измеритель постоянного магнитного поля, измеритель электромагнитных полей промышленной частоты, измеритель электромагнитных полей радиочастотного диапазона, радиочастотный анализатор спектра электромагнитных излучений, соединенный с портативным персональным компьютером, при этом каждое из вышеуказанных устройств оснащено датчиком, действующим в режиме реального времени, для измерения задаваемых составляющих электромагнитного поля в расширенном диапазоне частот и передачи информации на персональный компьютер в период проведения измерений.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оценки акустической обстановки объектов. Технический результат заключается в повышении точности и достоверности вычисления уровня разборчивости речи и оценки акустической обстановки обследуемого объекта. В устройство оценки акустической обстановки обследуемого объекта, содержащее пассивное приспособление для подключения к оптическому волокну, блок обработки оптического сигнала, включающий в себя волоконно-оптический интерферометр рассеянного излучения, фотоприемники с усилителями и аналого-цифровые преобразователи, а также содержащее блок анализа электрических сигналов и электронную вычислительную машину, дополнительно введены когерентный полупроводниковый лазер, оптический усилитель, два блока полосовых фильтров, блок анализа речевых сигналов, блок управления режимами работы полупроводникового лазера, обследуемый объект, включающий в себя оптическое волокно и m источников акустических сигналов, размещенных в обследуемом объекте, при этом для сокращения массогабаритных показателей устройства и обеспечения возможности его переноски когерентный полупроводниковый лазер, оптический усилитель, блок обработки оптического сигнала, блок анализа электрических сигналов объединены в селективный измерительный блок. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх