Устройство автоматического управления формой спектра речевого сигнала в системах громкоговорящей связи

Полезная модель относиться к устройствам обработки речевых сигналов и может быть использовано при построении устройств автоматического управления формой спектра речевого сигнала в системах громкоговорящей связи. Достигаемый технический результат заключается в упрощении устройства и повышении разборчивости речи, передаваемой в системах громкоговорящей связи. Указанный результат обеспечивается за счет того, что полученный с микрофона речевой сигнал системой фильтров разбивается на 12 частотных полос в диапазоне от 200 Гц до 4100 Гц, сигнал в каждой полосе сравнивается с эталонным и по результатам сравнения вырабатывается управляющее воздействие, поступающее в устройство управления. Тем самым снижаются требования к разрядности входного аналого-цифрового преобразователя изменяется и изменяется форма спектра сигнала в соответствии с психоакустическими особенностями слуха человека, повышая разборчивость речи, передаваемой в системах громкоговорящей связи. 1 ил.

Полезная модель относиться к устройствам обработки речевых сигналов и может быть использовано при построении устройств автоматического управления формой спектра речевого сигнала в системах громкоговорящей связи.

Известен способ и устройство для коррекции частотных искажений [1], позволяющее корректировать частотные искажения, вносимые реальным звуковоспроизводящим трактом без применения специального тестового сигнала. В процессе работы устройство определяет нормированный спектр исходного сигнала, определяет нормированный спектр сигнала, полученный в точке прослушивания, сравнивает полученные спектры, сформированные в процессе сравнения сигналы используют для выравнивания амплитудно-частотной характеристики звуковоспроизводящего тракта. Недостатком устройства следует считать необходимость использования тестового микрофона для измерения сигнала в точке прослушивания, что делает невозможным применение рассматриваемого устройства в системах громкоговорящей связи.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству автоматического управления формой спектра речевого сигнала в системах громкоговорящей связи способ автоматической адаптивной частотной коррекции. Согласно способу-прототипу формируют эталонный спектр, определяют спектр сигнала после коррекции, сравнивают эталонный спектр и спектр после коррекции, формируют сигналы сравнения, зависящие от результатов сравнения, и далее, используя сигналы сравнения, воздействуют на исходный сигнал для изменения соотношений между его спектральными составляющими [2]. В процессе функционирования способ-прототип сравнивает спектры исходного и эталонного сигналов и автоматически вырабатывает управляющие воздействия, приближая форму выходного спектра к эталонному, обеспечивая автоматическую частотную коррекцию по всей ширине спектра в соответствии с произвольно заданными требованиями. При этом частным недостатком прототипа следует считать сложность и реализации в виду его работы во всей полосе частот, избыточность при применении в обработке речевых сигналов, занимающих узкую частотную полосу и его не приспособленность для работы в системах громкоговорящей связи.

Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого устройства заключается в упрощении устройства и повышении разборчивости речи, передаваемой в системах громкоговорящей связи.

Технический результат достигается тем, что в устройстве автоматического управления формой спектра речевого сигнала в системах громкоговорящей связи происходит фильтрация входного сигнала в полосе частот от 200 Гц до 4100 Гц с помощью 12 полосовых фильтров, сигнал после фильтрации подается на устройство сравнения, вырабатывается по заданным эталонным данным управляющий сигнал, подается на устройство управления, которое изменяет форму сигнала в заданной полосе, результаты со всех 12 устройств управления поступают на сумматор, и далее в канал связи.

На фиг.1 показана функциональная схема заявляемого устройства автоматического управления формой спектра речевого сигнала в системах громкоговорящей связи.

Функциональная схема по фиг.1 содержит устройство автоматического управления формой спектра речевого сигнала, включающее в себя полосовые фильтры 1-12 (200-360, 360-520, 520-680, 680-840, 840-1020, 1020-1245, 1245-1515, 1515-1845, 1845-2250, 2250-2735, 2735-3280, 3280-4100, соответственно), устройства сравнения 13, устройства управления 14, сумматор 15.

Описываемое устройство автоматического управления формой спектра речевого сигнала работает следующим образом. Входной сигнал поступает на 12 цифровых полосовых фильтров. Сигнал каждой полосы поступает на соответствующее управляющее устройство и устройство сравнения. Устройство сравнения формирует управляющее воздействие в зависимости от результата сравнения поступившего на вход сигнала и эталонного значения, хранящегося в его памяти. Управляющий сигнал поступает на устройство управления и ослабляет или усиливает сигнал в соответствующей полосе частот. Тем самым обеспечивая автоматическую коррекцию амплитудно-частотной характеристики речевого сигнала в соответствии с заданными требованиями.

Рабочая полоса частот устройства находится в диапазоне от 200 Гц до 4100 Гц, что позволяет использовать аналого-цифровые преобразователи меньшей разрядности, что в свою очередь, приводит к удешевлению общей стоимости устройства. Так же ограничение полосы частот приводит к отбрасыванию внеполосных сигналов, что приводит к повышению отношения сигнал-шум [3]. Улучшение данного показателя положительно сказывается на надежности передаваемого речевого сигнала. Эталонные коэффициенты для каждой полосы частот подобраны в соответствии с психоакустическими особенностями строения слуха человека [4]. Обеспечиваемая таким образом коррекция амплитудно-частотной характеристики речевого сигнала приводит к усилению тех частот, на которых чувствительность слухового аппарата

ниже, что приводит к улучшению разборчивости передаваемой в системах громкоговорящей связи речи.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент РФ №2265951 С2, МПК Н03G 5/16, опубликован 10.12.2005 Бюл. №34.

2. Патент РФ №2284648 С2, МПК Н03G 5/16, опубликован 27.09.2006 Бюл. №27.

3. Кропотов Ю.А. Исследование вопросов повышения эффективности передачи информации речевым сигналом // Методы и устройства формирования и обработки сигналов в связи и локации. №2, 2006.

4. Коротаев Г.А., Михайлов В.Г. Современное состояние техники параметрического компандирования речи // Зарубежная радиоэлектроника. №3, 1966.

Устройство автоматического управления формой спектра речевого сигнала в системах громкоговорящей связи, обеспечивающее повышение разборчивости речи путем коррекции формы спектра сигнала, отличающееся тем, что содержит 12 полосовых фильтров, причем вход устройства является входами всех полосовых фильтров, первые выходы которых являются первыми входами соответствующих устройств управления, вторые выходы фильтров являются входами устройств сравнения, выходы которых являются вторыми входами устройств управления, выходы которых подаются на сумматор, выход которого является выходом устройства.