Формантный фильтр для анализа речи
(„, 6462О?
Союз Советских
Социалистических
Республик (6l) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 16.12.76(21) 2429432/18-10 г (51) М. Кл, G 10 L 1/02 с присоединением заявки № (23) П ио итет
Гювударвтвенный комитет
СССР но делам изобретений и аткрытнй
P P
Опубликовано 05,02.79,Бюллетень 5 (53} УДК 5 34.781 (088,8) Дата опубликования описания 08.02.79 (.72} Автор изобретения
В. В. Рыжиков! (71) Заявитель
Минское отделение центрального научно-исследовательского института связи (54) ФОРМАНТНЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ АНАЛИЗА РЕЧИ
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в устройствах автоматического распознавания и компрессии речи.
Известен формантный фильтр для ана, лиза речи, состоящий из полосового резонансного фильтра с управляемой резонансной частотой и схемы управления резонансной частотой полосового фильтра, из последовательно соединен-. ных широкополосного фильтра, рометра и управляющей цепи (11.
Наиболее близким по своей технической сущности является формантный . фильтр для анализа речи, содержащий фильтр Hm Недостатком известных формантных фильтров является низкая точность выделения формант. Целью изобретения является повышение точности выделения фэрмант. Поставленная цель достигается за счет снабжения фильтра соединенными, последовательно амплитудным нормализатором уровней, фильтром нижних частот с фиксированной граничной частотой, пиковым детектором, интегратором и формирователем сигналов управления, причем один вход фильтра нижних частот с управляемой граничной частотой подключен к выходу дифференциатора, а другой — к выходу формирователя сигналов управления. На фиг, 1 изображена структурная схема формантного фильтра для анализа речи; на фиг. 2 - амплитудно-частотная характеристика формантного фильтра для анализа речи. Формантный фильтр для анализа речи содержит последовательно соединенные амплитудный нормализатор 1 уровней и дйфференциатор 2. К выходу дифференци тора 2 параллельно подключены вход фильтра нижних частот 3 с управляемой граничной частотой и последова64 тельно соединенные фильтр 4 нижних частот с фиксированной граничной частотой, пиковый детектор 5, интегратор 6 и формирователь 7 сигналов управления, выход которого соединен с управляющим входом фильтра 3. Формантный фильтр работает следу ишим образом. Речевой сигнал поступает на вход амплитудного нормализатора уровней 1. Амплптудная нормализация речевого сигнала необходима дпя того, чтобы получить оценку частоты форманты, независимую от амплитуды речевого сигнала. С выхода нормалнзатора 1 речевой сигнал поступает на вход дифференциатора 2 и далее на входы фильтров 3 и 4. Последовательное соедпнонне . дифференцнатора 2 и фильтра 4 с фиксированной граничной частотой. эквивалентно фильтру, амплитудно-частотнаа характеристика которого представлена на фиг, 2а. Последовательное >ко соединение дифференциатора 2 ц фильтра нижних частот с управляемой граничйой частотой эквивалентного фильтру, 1 амплитудно-частотные характеристики которого в зависимости от управляющего напряжения представлены на ,фиг. 2б. Граничная частота фильтра 4 уста " навливается равной верхней границе частотного диапазона первой форманты. Tar. как на вход дифференцнатора 2 подается речевой сигнал постоянного уровня, то на выходе фильтра 4 амцли - Фа"сиГнала оказывается пропорциональной частоте первой форманты. С выхода фильтра 4 сигнал поступает на пиковый детектор 5 и далее на ийтегратор 6. С выхода интегратора 6 постоанйое напряжение, пропорциональное частоте первой форманты, поступает на вход формирователя 7, управляющего граничной частотой фильтра 3. По сигналам управления формирователя 7 устанавливается равное оценке частоты первой форманты значение граничной частоты фильтра 3, и после этого происходйт точное выделение форманты. Параметрами фильтра, состоящего йз последовательного соединения дифференциатора 2 и фильтра с управляемой граничной частотой 3, являются: крутизна амплитудно-частотной характеристики . 6207 \ в сторону нижних частот не более 8 д /окт; крутизна склона амплитудно-частот ной характеристики в сторону верх них. частот не менее 25 дб/окт, 5 относительная ширина полосы пропускания или добротность фильтра постоянна и равна не более 2,5. Формантный фильтр для анализа ре16 чи обладает рядом преимуществ, позволяющих повысить точность выделения формант, так как при перестройке добро тность фильтра остается постоянной, что приводит к постоянному уровню 3$ свободной составляющей, которую можно оценить и учесть прн анализе; уровень свободной составляющей фильтра низкий из-за низкой добротности фильтра; отсутствие влияния основного тона изЮ за крутизны склона амплитудно-частотной характеристики В сторону нижних частот, равной 8 дб/окт; крутой склон амплитудно-частотной характеристики в сторону верхних частот позволяет 2 достаточно хорошо разделять,близколе-, жащие фзрманты без увеличения влияния собственной составляющей фильтра на результаты выделения формант. Кроме того, в предлагаемом фильтре грубая оцеяса частоты первой форманты производится по интегральной интенсивности. Формантный фильтр может быть использован для выделения высших формант, если предварительно привести речевой сйгнал к виду, при котором его интегральная интенсивность определяется выделяемой в этот момент форманто й. Формула изобретения Формантный фильтр для анализа ðåчи, содержащий фильтр нижних частот с управляемой граничной частотой и имеющий два входа, о т л и ч а ющ н и с а тем, что, с целью повышеш1я точности выделения формант, он снабжен соединенными последовательно амплитудным нормализатором уровней, дифференциатором, фильтром нижних, частот, пиковым детектором, интегратором и формирователем сигналов уп равления, причем один вход фильтра нижних частот с управляемой гранич64 ной частотой подключен к выходу диффе-, ренциатора, а другой -, к выходу форми= рователя сигналов управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе б207 l.Chang S.Í."3wo schemes o f аренас оепргеВйоп ЗАЪА,чой 28, ¹4,(956,565-572, Т Коiисх и ЬЯ. Speech Anabasis S nЮВМь Scheme "Using Continuous Paraaeter",JASA,vol. 28, Й6,49s6,1à94-(098646207 n,z 0,3 g4 uS nS07uan Составитель В. Мусаэлян Редактор О. Филиппова Текред И. Асталош Корректор Л. Веселовская 3аказ 681/б2 Тираж 451 Подписное 0НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Фйлиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
