Устройство для распознавания речевых сигналов

Своз Советеких

Социалистимеских

Республик

Ql ИСА еЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИДЬО ВУ (i 619953 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 28.05.76 (21) 2365187/1810 с присоединением заявки № (23) Приоритет(43) Опубликовано15.08.78.Бюллетень № З0 (45) Дата опубликования описания 03.07.78

2 (51) М. Кл.

С 10 1 1/02 йщдврвтвеикый ивмвтвт

6вввта Икикатрвв СИР пв делам кэовретенкй и открытий (53) УДК 621.391..1 9(088.8) (72) Автор изобретения

П. С. Золотарев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ РЕЧЕВЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области акустики и может быть использовано для ввода информации в электронные вычислитель- ные машины и автоматизированные системы управления. 3

Известны .устройства, в которых выде-;ление признаков сигнала пцоисходит на оонове анализа его спектра (1), В етых устройствах, как правило, используются блоки частотного анализа, пред щ ставляющие собой систему полосовых или резонансных фильтров. Однако аналоговым фильтрам присущи значительные переходные процессы, нестабильность частотнйх характеристик и сложность настройки, Известны также устройства, использующие для выделения частотных свойств речевого сигнала цифровую фильтрацию, обеспечивающую стабильность характеристик и

GpocToT ff реализации фильтров на дискрет 2а ных логических элементах 2 .

Устройства содержат микрофон, блок обработки отфильтрованных сигналов, блок памяти, блок принятия решении, блок управления устройством. Для осуществления цифровой фильтрации речевой сигнал пред варительно дискретизируется при помощи аналого-цифрового преобразователя, а затем подается на блок дискретной фильтрепнио

Недостатками данных устройств являются наличие такого сложного блока, как . аналого-цифровой преобразователь, а так« же то, что выделяемые на выходе блока дискретной фильтрации параметры речево го сигнала существенно зависят от громкости речи диктора. Это затрудняет процесс сравнения текущих параметров сиГналов с эталонным и, следовательно, понижает надежность распознавания, Белью изобретения является упрощение устройства путем использования клиппиро ванной речи.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство содержит блок клиппирования, вход которого подключен к выходу микро фона, а выход к блоку дискретной фильтрации и блоку управления.

Кроме того, блок дискретной фильтра.ции состоит из пт, параллельно подклю619953 ченных к блоку клиппировании блоков оп ределэния коэффициентов разложения по числу признаков речевого сигнала, генератор функций Уолша, выход которого соединен со вторыми входами блоков определения коэффициентов разложения, и блока уараапе ния, один выход которога:соединен с третьи- ми входами блоков определения коэффициентов разложения, другой-с входом генератора функций Уолша, а его вход подключен к блоку управления устройством, и генера- ® тора функций Уолша, выход которого сое - динен со вторыми входами блоков определения коэффициентов разложения а третьи входы последних подключены .к выходу блока управления, к которому подключен и вход генератора Уолша.

Схема описываемого устройства изображена на фиг. 1. Она содержит микрофон

1, блок 2 клиппирования, блок 3 дискрет

;йой фильтрации, генератор функций Уолша,,4, блок 5 управления, бл ки 6 определения коэффициентов разложения, блок 7 Обработки отфильтрованных сигналов, блок 8 намяти, блок 9 принятия решении и блок 10 управления Выход блОка 1 соединен с вход ( дом блока 2, выход блока 2 соединен с блоком 10 и блоками 6, выход блока 10 соединен с блоками 5, 7, 8, 9, первый выход блока 5 соединен с входом блока 4, соответствующие выходы блока 4 сое-,. Зо

: динены с входом соответствующего блока

6. Второй выход блока 5 соединен с.управлякнцими входамн блоков 6, выходы бль ков ф соединены с входом блока 7, выход блока 7 соединен с первым входом блока

8, выход блока 8 соединен с входом бло ка 9, а выход блока 9 - co вторым входом дом блока 8.

Устройство распознавания речевых сиь налов работает следующим образом. Рече» щ вой сигнал с мйкрофона 1 поступает на блок клиппирования речи, который Осущес вляет клиппирование сигнала. Как извес но, речь после клиппировании сохраняет свою разборчивостьф а вся инфэрмация ПО р5 лучается сосредоточенной в переходах car нала через нуль, Выделяемые признаки не зависят от интенсивности входного сигнала.

Сигнал после клиппирования подается на блок 3 дискретной фильтрации, осущест;- щэ вляющий быстрое. преобразование УолшаФурье на интервале Т5-(временная база).

На йнтервале Т (фиг. 2) исходный car нал может быть представлен последовательностью средних значений функции на у подинтервалах, причем в соответствии с теоремой Котельникова

А т (W макс

4 о где Р ® q для речевых сигналов может быть выбрано равной 4 ко.

Следовательно, для разложения речево го сигнала по ортогональным функциям

Уолша необходимо, чтобы в используемой системе функций, упорядоченной но .часто там, функция Уолше с максимальной час0

I тостью имела длительность между двумя переходами через нуль (tc) не более с ° (2)

Число применяемых для разложения функций всегда кратко двум и равно

rf 2. U (3) .где p - номер функцйи Уолша.Яд .(р д) соответствующей условию (2), Следоватэль. но, величина интервала Т " должна выбираться из условия выполнения соотношения.

"1 5

2/И ю (4) . 1:с

Пусть, например, Тв 2 мсек, а 7 кй, тогда ° . «с 125 мксек .

Из соотношения (2) выберем ф.с

125 мксек, и подставив в выражение (4), получим,Д 6 .к=

С

Следовательно, при временной базе

Т 2 мсек и ограничении по спектру seлйчиной Р „К 4 кЖ длЯ Разложении сигнала должна использоваться система фуниций Уолша с частостями от Са) (0,9) до Sa4 (8,e), где e - нормированное время.

При появлении на выходе блока клиппировании сигнала блок 10 управления yew:. ройством выдает управляющий сигнал на блок 5 управления. Последний запускает генератор функций Уолша 4, который в течении интервала Т формирует систему функций Уолша.|Ha каждый блок определения коэффициентов разложения 6 подается соответствующая функция Уошла. По окончании интервала Тв полученный. набор коэффициентов подается в блок 7 обработки отфильтрованных сигналов, осуществляю» щий сокращение описания речевого сигнала в пространстве коэффициентов Уолша.

Получившийся в итоге набор коэффициентов записывается в блок 8 памяти и используется блоком 9 принятия решений ли» бо как эталонный (режим обучения), либо для сравнения с эталонным набором (режим распознавания) .

Таким образом, предложенное устройство позволяет повысить надежность рас познавания за счет выделения более ста19953 б рации состоит из t1f параллельно подключенных к блоку клиппирования блоков опре»деления коэффициентов разложения по чиолу признаков речевого сигнала, генератора функций Уолша, выход которого соединен со вторыми входами блоков определе» ния коэффициентов разложения, и блока уп» равления, один выход которого соединен с третьими входами блоков определения кэффициентов разложения, другой - c входом генератора функций Уолша, а его вход подключен к блоку управления устройством, н генератора функций Уолша, выход которого соединен со вторыми входами блоков определения коэффициентов разлс жения, а третьи входы последних подключены к выходу блока управления, к которому подключен и вход;генератора Уолша.

l.. Устройство для распознавания речевых сигналов, содержащее микрофон, блок управления устройством и последовательно соединенные блок дискретной фильтрации, блок обработки дискретной информация, блок памятя- и блок принятй решения, па1 раллельно подключенные к выходу блока управления .устройством, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью унрошения устройства путем использования клиппированной речи, устройство содержит блок клиппировании, вход которого подключен к выходу микрофона, а выход - к блоку дис20 кретной фильтрации и блоку управления.

2. Устройство по п.l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок дискретной фильт, F

БНЙИПИ Заказ 4514/46 Тираж 51 3. Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

6 бильных параметров речевого сигнала, не эависяшнх от громкости речи диктора, а также упростить устройство распознавания за счет исключения блока аналогоцифрового преобразования формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 304615, кл. g 10 Ь 1/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 441585, клС 10 L 1/02, 1974.