Устройство измерения частоты форманты речевого сигнала

 

>1 (О тт Н С А H И Е (1) 585519

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 10.05.76(21) 2355910/18-10 (51) М. Кл.

6. 10 1- l/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

Соаота Министра СССР по долам изооротоний и отнрмтий (43) Опубликовано 25.12.775юллетень № 47 (53) УДК 621.391..1:) (088.8) (45) Дата опубликования описания 23.12.77 (72) Автор изобретении

В. В. Лыжиков

Московское отделение, Центрального научно-исследовательского института связи (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВ ИЗМЕР ЕНИЯ ЧАСТОТЬ1

ФОРМАНТ61 РЕЧЕВОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к акустике и может быть использовано для автоматического расцознавания и компрессии речи.

- .Извеетны .устройства измерения частоты форманты речевого сигнала путем вы- 5 деления сигналов полосы частот, соответст вующей отдельной форманте, и интервалы времени между соседними сформированными сигналами преобразуют в сигналы, ампхытуда которых пропорциональна этим временным to интервалам (1).

Однако зависимость формы спектра сигнала на выходе устройства от частоты основного тона вызывает значительную погрешность измерений. }5

Известны также устройства измерения частоты форманты речевого сигнала, содержащие последовательно соединенные между собой источник речевого сигнала, усилитель, формантный фильтр, ограничитель амплитуд 20 ды, формирователь импульсов, дискриминатор, ключ и схему длительности сформированных импульсов (2).

Недостатками этих устройств является зависимость надежности измерения частоты форманты от надежности выделения из åseeoro сигнала сигналов возбуждения голосового тракта.

Йля повышения надежности измерения частоты форманты речевого сигнала в предлагаемое устройство, содержащее усилитель и формантный фильтр, введены сумматор и два канала оценки частоты форманты, каждый из которых состоит из управляемого делителя, напряжения, двухполупериодного выпрямителя, дифференцирующего устройства, первого пикового детектора соединенных последовательно, однополупериодного выпрямителя и второго пикового детектора, причем выход первого пикового детектора делителя напряжения и однополупериодного выпрямителя подключены к выходу формантного фильтра параллельно, а выход однополупернодного выпрямителя через второй пиковый детектор подключен к управляющему входу управляемого делителя напряжения.

Н 1чертежедана структурная схема предлагаемого устройства измерения частоты форманты речевого сигнала.

585519

Оно содержит последовательно соединенные источник 1 речевого сигнала, усилитель 2 и формантный фильтр 3. К выходу формантного фильтра 3 подключены два канала 4 оценки частоты форманты, каждый иэ которых содержит управляемый делитель 5 напряжения и однополупериодный выпрямитель 6, выход которого связан через детектор 7 с управлякпцим входом делителя.5, К выходу делителя 5 подключены пос- 10 ледоввтельно соединенные двухполупериодный выпрямитель 8, дифференцирующее ye> ройство 9 и пиковый детектор 10. Входы

"однополупериодных выпрямителей 6 и управляемых делителей 5 обоих каналов 4 подключены к выходу формантного фильтра 3, а выходы пиковых детекторов 10 обоих каналов связаны с соответствующими входами сумматора 11.

При работе речевой сигнал от источника 2®

1 речевого сигнала поступает на усилитель

2 и далее на вход формантного фильтра 3.

С выхода фильтра 3 выделенные отфильтрованные формантные колебания одновременно поступают на вход двух каналов 4 оценки частоты форманты, а именно на входы однополупериодных выпрямителей 6 и управляемых делителей 5 обоих каналов 4. Сигналы, соответствующие однополупериодному выпрямлению, поступают на вход пикового детектора 7. С выхода пикового детектора 7 сит цалы, пропорциональные амплитуде детектируемых полупериодов формантного колебания на периоде основного тона, поступают на управляющий вход делителя. 5. Управляемый делитель 5 напряжения нормирует выделенные отфильтрованные формантные колебания по наибольшему по абсолютной величине.» максимуму или минимуму детектируемых

46 полупериодов формантного колебания. Эта операция позволяет устранить зависимость измеренных значений частоты форманты от их амплитуды.

Нормированные формантные колебания

4$ поступают на вход двухполупериодного детектора 8. Цвухполупериодное выпрямление нормированного формантного колебания позво=лает упростить нахождение значения производной в момент перехода сигнала через нуль. Так как эти точки являются точками излома, в них производная претерпевает ко нечный разрыв и принимает амплитудное значение для данного полупериода. Кроме 4 того, двухполупериодное выпрямление позво55 лает устранить влияние фазы» сигнала, подаваемого на вход формантного фильтра 3, заключающееся в изменении знака производной.

Сиг ал, соответствуюший двухполупериодбО кому выпрямлению, дифференцируетса устройством 9. Так как нормирование производится по амплитудному значению соответствующих полупериодов на периоде основного тона, производные от переднего и заднего фронтов полупериода, по которому производилось нормирование, являются наибольшими и имеют противоположные знаки, что онечительно упрощает их разделение. Пиковый детектор 10 из каналов выделяет по знаку нужную нам производную от заднего фронта наибольшего максимума. Во втором канале пиковый детектор 10 выделяет ту же производную, но сигнал нормируется по амплитудному значению минимума, соседнего с максимумом, по которому производится нормирование в первом, канале.

Таким образом, на выходе пиковых детекторов 10 обоих каналов присутствуют сигналы, величины которых определяются соотношениями:

В где Фщ- временная функция формантного колебания;

40 — круговая частота формантного колебания;

ЬЮ вЂ” ширина полосы форманты на уровне 3 дб; (+)s(-}- положительаае и отрицательные полупериоды формайтного колебания.

Данное выражение устанавливают связь указанных выше производнъа :. с частотой.

Далее сигналы с выходов пиковых детекторов 10 обоих каналов 4 поступают на сумматор 11, на выходе которого присутст.— ву е т сигнал, пропорциональный частоте форманты.

Формула изобретения

Устройство измерения частоты форманты речевого сигнала, содержащее последовательно соединенные источник речевого сигнала, усилитель и формантный фильтр, о т л и— ч аю де ес ятем, что, с целью повышения надежности измерения, в него введены сумматор и два канала оценки частоты форманчът, каждый из которых состоит из управляемого делителя напряжения, двухполупериодного выпрямителя, дифференцируюmего устройства, первого пикового детектора, соединенных последовательно, однополу585519

Составитель В. Тельник

Редактор Т. Шагова Техрен Е. Давыдович корректор

М.

Заказ 5052/40 Тираж 5ОА Подписное

0НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35; Раушскаи наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, уп. Проектная, 4 периодного выпрямителя, и второго пикового детектора, причем выход первого пико вого детектора соединен с одним входом сумматора, входы управляемого делителя напряжения и однополупериодного выпрямителя подключены к выходу формантного фильтра параллельно, а выход однополупериодного выпрямителя через второй пиковый детек)

t

l

1

1

1

l тор подключен к управляюшему входу управ ляемого делителя напряжения.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

% 453731, кл. & 10 1/02, 1974.

2. Патент США hb 3335225, кл. 179-1, 1964.