Устройство синтезирования речи

Устройство синтезирования речи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ CQBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСХИХ

РЕСПУБЛИХ (1% (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТХРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3563599/18-09 (22) 11.03.83 (46) 30.06.84. Бюл. В 24

{72) А.Т.Лебедев, А.Л.МаримонФ, Н.Н.Новиков и Ю.В.Селянкин (53) 621.396 ° 218(088.8) (56) 1. Vakatsui И., Stevenson D.Ñ

Mermelstein P. Subjective Evaluation

of а 4,8 kbit/s RELP Coder. -"IEEE ,Trans Commun", 1981, vol.,corn-29, У 9, Sept. рр, 1389-1393.

2. Авторское свидетельство СССР

9 311418. кл. Н 04 M 1/00. 1971, (54)(57) УСТРОЙСТВО СИНТЕЗИРОВАНИЯ

РЕЧИ, содержащее последовательно соединенные расширитель спектра и спектральный выравниватель, а также синтезатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения разборчивости и натуральности синтезирования речи, введен адаптирующий корректор, вход которого соединен с выходом спектрального выравнивателя, а выход под-ключен к входу синтезатора.

2. Устройство по п. 1, о т л.ич а ю щ е е с я тем, что спектраль-.

У15Р Н 04 В 12/00, Н 04 M 1/00 ный выравниватель содержит последовательно соединенные линию задержки умножитепь и сумматор, причем вход линии задержки объединен с вторым входом сумматора и является входом спектрального выравнивателя, а выход сумматора является выходом спектрального выравнивателя.

3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что адаптирующий корректор содержит линию задержки с отводами, которые через перемно- жители подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого подключен к первому входу компарато- Я ра, выход которого является выходом адаптирующего корректора, причем входы линии задержки с отводами, компаратора и вычислителя коэффициентов линейного предсказания объединены ц и являются входом адаптирующего корректора, а выходы вычислителя коэффициентов линейного предсказания под» ключены к вторым входам перемножителей.

1100740

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для образования цифровых телефонных каналов.

Известны устройства синтезирования речи, содержащие полосовые фильтры, нелинейные устройства, сумма- тор, блок коррекции сигнала и синтезатор f1) .

Однако эти устройства не позволяют получить высокое качество синтезируемого сигнала и не обеспечивают требуемой натуральности синтезированной речи.

Наиболее близким техническим реше- 15 нием к изобретению является устройство синтезирования речи, содержащее последовательно соединенные расширитель спектра и спектральный выравниватель, а также синтезатор )2J . 2р

Однако это устройство не обеспечивает требуемой натуральности синтезированной речи.

Цель изобретения — повышение разборчивости и натуральности синтезиро- 25 ванной речи.

Цель достигается тем, что в устройство синтезирования речи, содержащее последовательно соединенные расширитель спектра и спектральный Зр выравниватель, -а также синтезатор, введен адаптирующий корректор, вход которого соединен с выходом спектрального выравнивателя, а выход подключен к входу синтезатора.

Спектральный выравниватель содержит последовательно соединенные линию задержки, умножитель и сумматор, причем вход линии задержки объединен с вторым входом сумматора и являет- 4р ся входом спектрального выравнивателя, а выход сумматора является выхо дом спектрального выравнивателя.

Адаптирующий корректор содержит линию задержки с отводами, которые через перемножители подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого подключен к первому входу компаратора, выход которого является выходом адаптирующего корректора, причем входы линии задержки с отводами, компаратора и вычислителя коэффициентов линейного предсказания объединены и являются входом . адаптирующего корректора, а выходы 55 вычислителя коэффициентов линейного предсказания подключены к вторым вХодам перемножителей.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства. синтезирования речи; на фиг. 2 — 4 графики, поясняющие работу устройства.

Устройство синтезирования речи содержит расширитель спектра 1, спектральный выравниватель 2, состоящий из сумматора З,-линии задержки 4, умножитель 5, адаптирующий корректор

6, состоящий из линии задержки с от-, волами 7> компаратора 8> перемножителей 9 вычислителя коэффициентов линейного предсказания 10 сумматора

11, и синтезатор 12.

Устройство синтезирования речи работает следующим образом.

На вход расширителя спектра 1 поступает неискаженная низкочастотная (НЧ) часть функции возбуждения (ФВ), а на его выходе в результате нелинейного преобразователя формируется спектр восстановленной высокочастот- ной (ВЧ) части ФВ,как и в устройстве-прототипе. Полученный спектр имеет заниженные уровни гармонических составляющих в среднем и верхнем участках рабочего диапазона.

Для успешного выравнивания спектра ВЧ части ФВ после нелинейного преобразования применяется однократное дифференцирование, позволяющее поднять уровни средних и верхних частот (см. фиг. 2; где.обозначено: 1 спектральная плотность мощности ВЧ части ФВ на выходе спектрального выравнивателя 2; 2 — спектральная плотность мощности ВЧ части исходной ФВ).

Для дальнейшего выравнивания спектра сигнала ФВ применен адаптирующийся корРектор 6, который при определенном порядке обеспечивает практически равномерный спектр сигнала (см. фиг. 3, где обозначено: 1 — спектральная плотность мощности ВЧ части ФВ на выходе адаптирующего корректора 6; 2 - спектральная плотность мощности ВЧ части исходной ФВ). Машинное моделирование при решении оптимизационной задачи показало, что в спектральном выравнивателе постоянный вес умножителя должен быть равен — 1, а при реализации адаптирующегося корректора достаточно ограничиться порядком Й = 10 ., (дальнейшее увеличение порядка к улучшению равномерности спектра не ведет).

Как известно, основной принцип линейного предсказания (ЛП) состоит то иная квадратическая погрешность а. может быть представлена в эквивалентной форме:

II u

a=Z r Î(êÑ„.ÎÑ;. к"-о «=0

Минимизация достигается путем определения частных произвольных относительно коэффициентов (k = 1, 2, ... Й ), приравниванием их к нулю

3 1100740 4 в том, что текущи и 9 (Ь)-й отчет Рече н РЕшением полученной системы ураввого сигнала можно аппроксимировать нений. Следовательно, имеем линейной комбинацией предшествующих аа а м с

83„;=о к отв етов№ И k (> 4l

5 к= или поскольку где aL — коэффициенты ЛГ (весовые

Я к коэФфициенты) п е еля- о >ЕМ;Ск;= Сок °

Погрешность предсказания определяя ется как и = Отсюда Й неизвестных коэффициентов предсказателя(получаются путем и называется,ФВ.

РасшиРения системы линейных уравнеПолная квадРатическая погрешность . определяется следующим образом: тель 10 коэффициентов ЛП.

Сумматор 11 осуществляет сложение а-Е Е (n) =Z (ЫЯн Ь)) = -

k= н Е. Е K.et, 5(н k)5(>- )g; компаратора 8 формируется ошибка к = k=O <=O. 2б о . 1 н и - пределы суммирования. йредсказания е(и =5(о -б(п)

Если о означить „ в В авненн и спектр ВЧ части ФВ 25

: подается на вход синтезатора 12, сигнал на выходе имеет значительное сходство со спектром исходной ФВ (см. фиг. 4, где обозначено: 1спектральная плотность мощности ВЧ

30 части ФВ на выходе синтезатора 12, 2 — спектральная плотность мощности

ВЧ части исходной ФВ).

Таким образом, в данном устройст-. ве повышается разборчивость и натуральность синтезированной речи.

1100740,p q qI qg РР РР Д u sP рр и «i «S «S « «I SI ZS u Ss st И

Щг. Х утинpg+

Тираж 635 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушскан наб., д. 4/5

Заказ 4597/43

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

Составитель Т.Ерохина

Редактор О.Колесникова Техред Т. Иаточка Корректор И. Иуска