Способ обнаружения границ слов и устройство для его осуществления

Способ обнаружения границ слов и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике анализа и распознавания речевых сигналов и может быть использовано в управляющих, информационно-расчетных и справочных системах в условиях меняющейся окружающей шумовой обстановки, Цель изобретения - повышение помехоустойчивости при определении границ слов путем осуществления автоматической корректировки значений используемых временных параметров в зависимости от характера изменения уровня окружающих нестационарных шумов. Для этого в течение постоянных интервалов времени анализа окружающей шумовой обстановки производится измерение их уровня. Для реализации способа используются блок 3 преобразования входного сигнала, блок 2 памяти значений временных параметров, регистратор 1 границ и блок 4 управления. 2 с.п. ф-лы, 7 ил.

COIG3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s G 10 1 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Яхонт

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1040512 (21) 4658809/10 (22) 06.03.89 (46) 28.02.91. Бюл. М 8 (72) А,Е.Амбросов, А.В.Курий, А.Н.Першин и В.М,Приходько (53) 681,327.11 (088.8) (56) Патент Франции

N 2304135, кл. G 10 1 1/00, опублик. 1976, Авторское свидетельство СССР

М 1040512, кл, G 10 1 5/00, 1983. (54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ГРАНИЦ

СЛОВ И УСТРОЙСТВОДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике анализа и распознавания речевых сигналов и может быть использовано в управляющих, Я2,„1631580 А2 информационно-расчетных и справочных .системах в условиях меняющейся окружающей шумовой обстановки, Цель изобретения — повышение помехоустойчивости при определении границ слов путем осуществления автоматической корректировки значений используемых временных параметров в зависимости от характера изменения уровня окружающих нестационарных шумов. Для этого в течение постоянных интервалов времени анализа окружающей шумовой обстановки производится измерение их уровня; Для реализации способа используются блок 3 преобразования входного сигнала, блок 2 памяти значений временных параметров, регистратор 1 границ и блок 4 управления. 2 с.п, ф-лы, 7 ил.

1631580

Изобретение относится к технике анализа и распознавания речевых сигналов и может быть использовано в управляющих., . информационно-расчетных и справочных системах в условиях меняющейся окружающей шумовой обстановки, Целью изобретения является повышение помехоустойчивости при определении границ слов путем автоматической коррекции. значений временных характеристик в зависимости от изменения уровня окружающих шумов.

На фиг, 1 показан принцип реализации предлагаемого способа на примере коррекции временной характеристики Т1 в зависимости от изменения урОвня окружающих шумов; на фиг. 2 — структурная схема устройства для обнаружения границ слов; на фиг, 3 — структурная схема регистратора границ слова; на фиг, 4 — функциональная схема блока управления; на фиг. 5 — структурная схема блока хранения слов, на фиг, 6 — функциональная схема преобразователя входных сигналов; на фиг. 7 — функциональная схема формирователя импульсов временных соотношений.

Устройство для обнаружения границ слов содержит регистратор 1 границ слова. блок 2 памяти характеристик, преобразова тель 3 входного сигнала и блок 4 управления, Первые входы регистратора 1 границ слова и преобразователя 3 входного сигнала подключены к входной шине аналогового сигнала устройства, Второй вход преобразователя подключен к первому входу блока . 4 управления и первому дополнительному выходу регистратора 1, второй дополнительный выход которого подключен к соответствующему второму входу блока 4, выход которого соединен с третьим входом преобразователя 3 и первым дополнительным входом регистратора 1, Выход преобразователя 3 соединен с входом блока 2 памяти характеристик, первая — третья группы выходов которого соединены соответственно с первой — третьей дополнительными группами входов регистратора 1, второй вход которого подключен к второму входу устройства, а выход соединен с выходом устройства, Регистратор 1 границ слова предназначен для регистрации границ слова в условиях нестационарного характера окружающего шумового фона (фиг, 3), Регистратор 1 состоит из формирователя 5 характеристик сигналов, формирователя б импульсов временных соотношений и блока 7 хранения

cr,0âà, Первый вход регистратора 1 соединен с входом формирователя 5, первый и второй выходы которого подключены к первому и второму входам формирователя 6.

Первый дополнительный вход регистратора

1 соединен с третьим входом формирователя 6.

Первая — третья дополнительные группы входов регистратора 1 соединены соответственно с первой — третьей группами входов формирователя 6, четвертый — шестой входы которого подключены соответс1венно к первому — третьему выходам блока

7, Первый выход формирователя 6 соединен с первым входом блока 7 и первым дополнительным выходом регистратора 1, второй выход формирователя 6 подключен к второму дополнительному выходу регистратора 1, третий — шестой выходы формирователя 6 соединены соответственно с вторым — пятым входами блока 7. Второй вход регистратора 1 соединен с информационным входом блока 7, информационный выход которого соединен с выходом регистратора 1. На фиг, 3 показан вход начальной установки регистратора 1, который подключен к шестому и седьмому входам блока 7 хранения слова и формирователя 6 импульсов временных соотношений соответственно.

Формирователь 5 характеристических сигналов предназначен для формирования

30 из входного звукового сигнала двух характеристических сигналов 1д и fs, . Функциональная схема формирователя 5 полностью соответствует прототипу, 35 Формирователь б импульсов временных соотношений (фиг. 7) предназначен для формирования необходимых сигналов, используемых при принятом в прототипе алгоритме обнаружения границ слов, а также

40 формирования сигналов, управляющих моментом подстройки (адаптации) к окружающим условиям. С этой целью формирователь

6 имеет один дополнительный выход, который подключен к второму дополнительному

45 выходу регистратора 1, т.е, к второму входу блока 4 управления. В том случае, если обнаружена вероятная начальная граница слова и проводится проверка ее истинности формирователем б, благодаря наличию это50 го выхода формирователь б запрещает блоку 4 формировать сигнал разрешения коррекции временных характеристик. Если обнаруженная начальная граница слова оказалась ложной, то благодаря дополни.55 тельным входам формирователя 6 осуществляется коррекция значений временных характеристик, в противном случае указанная коррекция будет проведена после считывания обнаруженного слова из блока 7 хранения слова, 1631580

Формирователь 6 импульсов временных соотношений состоит из первого— третьего регистров 8-10, первого и второго детекторов 11 и 12 фронта импульсов, первого — третьего детекторов 13-15 спада им- 5 пульсов, первого — пятого счетчиков 16-20 интервалов временных характеристик, первого — восьмого триггеров 21-28, первого— пятого элементов ИЛИ НЕ 29-33, первого и второго инверторов 34 и 35, первого — три- 10 надцатого элементов И 36-48, первого— одиннадцатого элементов ИЛИ 49-59, первого и второго элементов 60 и 61 задержки.

Регистры 8-10 предназначены для приема и хранения значений временных харак- 15 теристик Т1-Тз соответственно, Счетчики 16-18 предназначены для сравнения параметров входного звукового сигнала со значениями временных характеристик, хранящихся в регистрах 8-10, при 20 поиске начальной границы слова, Триггер 28 служит для формирования запрещающих коррекцию временных характеристик сигналов в тех интервалах времени, когда ведется проверка истинности 25 обнаруженной начальной границы слова или осуществляется поиск конечной границы слова.

Элементы И 36-39, детекторы 13 и 14, элементы ИЛИ-НЕ 29-31 и элемент ИЛИ 49 30 предназначены для перезаписи содержимого регистров 8-10 в счетчики 16-18 в том случае, если обнаруженная начальная граница слова оказалась ложной и возникла необходимость подготовить формирова- 35 тель к анализу новой вероятной начальной границы слова.

Элемент ИЛИ 51 и элементы 60 и 61 задержки предназначены для подачи сигнала, который разрешает запись информации 40 в регистры 8-10 и счетчики 16-20, Элементы И 43 и 44, инвертор 34, элемент ИЛИ 52 и триггер 23 предназначены для формирования второго характеристиче- 45 ского сигнала.

Счетчики 19 и 20, элементы И 45-47, элементы ИЛИ-НЕ 32 и 33, инвертор 35, элементы ИЛИ 53 и 56, триггеры 24 и 25 и детектор 12 фронта импульсов реализуют 50 принятый в прототипе алгоритм поиска конечной границы слова.

Элементы И 40-42, элементы ИЛИ 5455, 57-58 и триггеры 22, 26 и 27 предназна- 55 чены для выдачи в блок 7 хранения команд управления "Прием начальной границы", "Начальная блокировка", "Прием конечной границы", "Конечная блокировка", "Включение".

Первый вход формирователя 6 подключен к третьему и первому входам элементов

И 43 и 44 соответственно, второй вход — к второму входу элемента И 37, входам детектора 11 фронта импульса и инвертора 34, второму входу элемента И 43 и третьим входам элементов И 45 и 47, а третий вход — к первому и третьему входам элементов ИЛИ

51 и 52 соответственно.

Первая — третья дополнительные группы входов формирователя 6 подключены к информационным входам регистров 8-10 соответственно, Четвертый вход формирователя 6 подключен к третьему, второму и первому входам элементов И 37-39 соответственно, а также к первому и четвертому входам элементов И 46 и 47 соответственно.

Пятый вход формирователя 6 подключен к входу установки в единицу триггера 27.

Шестой вход формирователя 6 подключен к третьим входам элементов ИЛИ 50 и

59, первому входу элемента ИЛИ 55, а также к вторым входам элементов ИЛИ 57 и 58, Седьмой вход начальной установки формирователя 6 подключен v, входам R счетчиков 16-20, вторым входам элементов

ИЛИ 51. 52, 55 и 59, первым входам элементов ИЛИ 53, 56-58 первому входу элемента

И 43 и четвертому входу элемента ИЛИ 50, Выходы регистров 8 и 9 подключены соответственно к информационным входам счетчиков 16, 20 и 17, 19, а выходы регистра

10 — к информационным входам счетчика 18, Выход детектора 11 подключен к вторым входам элементов И 40 и 41, Выход инвертора 34 соединен с третьими входами элементов И 38 и 46, входом детектора t5, а также с вторыми входами элемента И 44 и элемента ИЛИ 53. Выход элемента ИЛИ 51 подключен к входу первого элемента 60 задержки, выход которого соединен с входами

С регистров 8 и 9, а также с входом второго элемента 61 задержки. Выход элемента 61 задержки соединен с первыми входами элементов ИЛИ-НЕ 29-31, а также с вторыми входами элементов ИЛИ-НЕ 32 и 33. Выход элемента И 43 соединен с входом установки в единицу триггера 23, вход установки в нуль которого подключен к выходу элемента

ИЛИ 52, Выход элемента И 44 соединен с четвертым входом элемента ИЛИ 52. Единичный и нулевой входы триггера 24 подключены соответственно к выходам элемента И 45 и элемента ИЛИ 53, Инверсный выход триггера 24 соединен с вторым входом элемента И 45 и входом детектора

12, выход которого подключен к третьему входу элемента ИЛИ-НЕ 33, выход которого

1631580 соединен с входом \/ счетчика 20. Выход триггера 23 подключен к инверсным четвертому и первому входам элементов И 37 и 38, второму входу элемента И 39, а также к входу детектора 14, выход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ 49 и первыми входами элементов ИЛИ 50 и 59, Выход детектора 15 подключен к первым входам элементов И 42 и 48, а также к второму входу элемента И 36, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ

49. Выход элемента ИЛИ 49 соединен с вторыми входами элементов ИЛИ-НЕ 29-31, выходы которых подключены к входам V счетчиков 16-18 соответственно, Выход элемента И 37 подключен к входу -1 счетчика

16, выход которого соединен с инверсным входом Sтриггера 21,,Выход элемента И 38 соединен с входом -1 счетчика 17, выход которого подключен к инверсным вторым входам элементов ИЛИ 50 и 59, выходы которых соединены соответственно с входами

R триггеров 21 и 28. прямой выход триггера

21 подключен к первому входу элемента И

40, четвертому входу элемента И 38 и входу детектора 13, Выход детектора 13 соединен с первым входом элемента ИЛИ 49. Инверсный выход триггера 21 подключен к первым входам элементов И 36, 37 и 41 и второму входу элемента И 48, Выход элемента И 39 соединен с входом -1 счетчика

18, выход которого подключен к второму инверсному входу элемента ИЛИ 54, первый вход которого соединен с выходом элемента И 40. Единичный и нулевой входы триггера 22 подключены соответственно к выходам элементов ИЛИ 54 и 55, Инверсный выход триггера 22 подключен к третьему входу элемента И 41, выход которого подключен к третьему выходу формирователя 6 импульсов, а также к входу установки триггера 28 в единичное состояние. Выход триггера 28 подключен к второму выходу формирователя 6. Выход элемента И 48 соединен с четвертым входом элемента ИЛИ

59, Прямой выход триггера 22 соединен с первым выходом формирователя 6 импульсов, вторыми входами элементов И 42, 46 и

47, третьими входами элементов ИЛИ-КЕ

29-31, первым входом элемента ИЛИ 52 и третьим инверсным входом элемента И 43.

Выход элемента И 42 соединен с четвертым выходом формирователя 6 импульсов. Выход элемента И 46 соединен с входом -1 счетчика 19 и входом S триггера 25, Выход элемента ИЛИ-КЕ 32 соединен с входом V счетчика 19, выход которого подключен к инверсному третьему входу элемента ИЛИ

56 и инверсному единичному входу триггера

26. Выход элемента И 47 подключен к входу

10 версному входу элемента И 46 и первым входам элементов ИЛИ 32 и ЗЗ. Выход эле15 мента ИЛИ 58 подключен к входу R триггера

35

-1 счетчика 20 и первому входу элемента И

45. Выход счетчика 20 подключен к входу инвертора 35, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ 56 и третьему входу элемента ИЛИ-КЕ 32, выход которого соединен с V входом счетчика 79. Выход элемента ИЛИ 56 подключен к входу R триггера 25, выход которого подключен к первому входу элемента И 47. Выход элемента

ИЛИ 57 подключен к входу R триггера 26, выход которого подключен к пятому выходу формирователя 6 импульсов, четвертому ин27, выход которого соединен с шестым выходом формирователя 6 импульсов, Блок 7 хранения слова (фиг. 5) предназначен для организации записи входного звукового сигнала в блок памяти с последующим считыванием из блока памяти обнаруженного слова в его истинных границах.

Элементы и связи блока 7 полностью идентичны устройству-прототипу эа исключением того, что формирователь 5 характеристических сигналов и формирователь 6 импульсов временных соотношений выполнены отдельно(фиг. 3), к тому же формирователь импульсов временных соотношений выполнен с рядом дополнительных входов и выходов.

Блок 7 хранения слова содержит первый — четвертый коммутаторы 62, 63, 69 и 68, счетчик 64 адресов, первый и второй регистры 67 и 70 адреса, первый и второй блоки 66 и 71 сравнения, блок 65 памяти, причем на входы первого и второго коммутаторов 62 и

63 поданы два вида синхросигналов, а их выходы соединены с входами счетчика 64 адресов. Выход коммутатора 62 соединен, крометого, сдополнительным выходом блока 7 хранения, Выход счетчика 64 подключен к первоь у управляющему входу блока 65 памяти, информационный вход которого соединен с информационным входом блока 7, а второй управляющий вход подсоединен к выходу первого блока 66 сравнения, а также к третьему выходу, блока 7. Два входа блока

66 сравнения подсоединены соответственно к выходу и входу регистра 67 адреса, соединенного с выходом счетчика 64 адресов. Первый, второй и третий, четвертый входы блока 7 попарно подключены соответственно к входам третьего 68 и четвертого 69 коммутаторов, выходы которых соединены с входами соответствующих регистров 67 и 70. Выход второго регистра 70 подключен к первому входу второго блока

71, второй вход которого подсоединен к вы1631580

55 ходу счетчика 64 и входу второго регистра

70, а третий вход — к управляющим входам первого 62, второго 63 и четвертого 69 коммутаторов, третьему входу блока памяти и четвертому входу блока 7 хранения. Выход второго блока 71 подсоединен к второму выходу блока 7 и четвертому входу блока 65, второй вход которого подключен к третьему выходу блока 7 хранения, Пятый вход блока хранения соединен с третьим входом первого блока 66. Информационный выход блока

65 подключен к информационному выходу блока 7.

Блок 2 памяти характеристик предназначен для хранения различных значений используемых временных характеристик. По команде из преобразователя 3 входного сигнала от осуществляет подключение к регистратору 1 границ слова таких значений используемых временных характеристик, которые наилучшим образом отвечают уровню имеющегося в данный момент времени окружающего шумового фона. Вход блока 2 памяти подключен к выходу преобразователя 3 входного сигнала, а три выхода блока 2 памяти подключены к соответствующим второму — четвертому дополнительным входам регистратора 1.

Преобразователь 3 входного сигнала предназначен для постоянного измерения уровня окружающего шумового фона в течение интервалов времени анализа TA и по истечении каждого такого интервала анализа шумовой окружающей обстановки формирования адреса, по которому из блока 2 памяти считываются соответствующие данной оценке уровня шума временные характеристики. В случае, если обнаружена истинная начальная граница слова, устройство прекращает производить оценку уровня входного звукового сигнала и возобновляет измерение уровня шума после обнаружения истинной конечной границы слова, В этом случае, если обнаружена вероятная начальная граница слова, оценка уровня входного звукового сигнала не прекращается, и, если эта начальная граница слова оказывается ложной, то происходит коррекция значений временных характеристик, а если подтверждается истинность обнаруженной начальной границы, то результаты измерения уровня входного звукового сигнала анулируются и процесс измерения уровня входного звукового сигнала возобновляется после обнаружения истинной вероятной конечной границы слова.

Преобразователь 3 входного сигнала (фиг. 6) состоит из генератора 72 синхроим5

50 пульсов, счетчика 73 временного интервала

ТА, триггера 74, входного усилителя 75, детектора 76, интегратора 77, аналого-цифрового преобразователя 78, регистра 79, первого — третьею элементов И 80-82, первого — шестого элементов ИЛИ 83-88, первого— второго элементов 89-90 задержки и блока

91 элементов И. Первый вход преобразователя 3 подключен к входу усилителя 75, выход которого подключен к входу детектора

76, выход которого соединен с входом интегратора 77, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя

78, выход которого подключен к информационному входу регистра 79, выход которого подключен к вторым входам блока элементов И 91, вы од которого ..в;яе-ся выходом преобразователя 3. Второй вход преобразователя 3 подклю ен к первому входу элемента ИЛИ 87, вы<од: второго соединен с входами уста нов к1! B 1ол-.. Счетчика 73 и регистра 79, а также с вторыми входами элементов Vi, И 83 «88, третий вход преобразователя 3 по;,ключен к второму входу элемента И 80, первому входу элемента И 82 и второму входу э.-емен-а И 81. Вход "Начальная уст новка"преобразователя 3 подключен к второму входу элемента ИЛИ 87, а также к входу генератора 72, выход которого подключен к счетному входу счет <ика 73, выход которого подклю ен к первым входам элементов И 80 и 81. Выход элемента И 80 подключен к входу элеме чта задержки 89, первому входу элемента ИЛИ 86 и второму входу элемента ИЛИ 85, Вь,ход элемента И

81 соединен с входом S триггера 74, первым входом элемента ИЛИ 85 и вторым входом элемента ИЛИ 86. Выход элемента ИЛИ 83 подключен к входу R трриггера 74, выход которого подключен к второму входу элемента И 82 и третьему инвер ному входу элемента И 80. Выход элемента И 82 под-. ключен к первому входу элемента ИЛИ 83, а также к второму входу элемента ИЛИ 84, первый вход которого соединен с выходом элемента задержки 89. Выход элемента

ИЛИ 84 соединен с первыми входами блока элементов И 91. Выход элемента ИЛИ 85 подключен к входу элемента задержки 90, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ 88, выход которого соединен с входом С интегратора 77. Выход элемента

86 подключен к входу С регистра 79, Блок 4 управления предназначен для управления моментами адаптации устройства к изменившимся шумовым условиям, Блок 4 управления состоит (фиг, 4) из счетчика 92 интервалов времени Т, триггера 93, генератора 94 импульсов, детектора 95 спа1631580

20

30

55 да импульсов, первого-третьего элементов

ИЛИ 96-98, первого — третьего элементов И

99-101. Первый вход блока 4 подключен к первому входу элемента ИЛИ 97, вторым входам элемента ИЛИ 96 и элемента И 101, а также к третьему входу элемента И 100, Второй вход блока 4 подключен к второму и первому входам элементов И 99, 100 и 102 соответственно, а также к входу детектора

95, выход которого подключен к третьему входу элемента И 101. Вход "Начальная установка" блока 4 подключен к первым входам генератора 94 и элемента ИЛИ 96, Выход генератора 94 подключен к счетному входу счетчика 92, вход установки в ноль которого соединен с выходом элемента

ИЛИ 96, а выход — с первым и вторым входами элементов И 99 и 100 соответственно.

Единичный и нулевой входы триггера 93 соединены с выходами элементов И 100 и

ИЛИ 97 соответственно. Выход триггера 93 подключен к первому входу элемента И 101, выход которого соединен с вторыми входами элементов ИЛИ 97, 98 и 100. Выход элемента И 99 подключен к первому входу элемента ИЛИ 98, выход которого соединен с выходом блока 4 управления.

Требование к стационарности окружающих шумов в прототипе позволяет считать стабильными во времени математическое ожидание и дисперсию указанных случайных величин, .Пользуясь постоянством во времени среднего значения длительности импульсов и пауз характеристических сигналов, по заданному алгоритму производят сравнение этих характеристик с постоянны ми значениями временных характеристик звукового сигнала Т, Тг и Тз, где T> — максимальная длительность неречеподобной звуковой помехи на входе; Tz — максимальная длительность участка глухой смычки речевого сигнала, уровень которой не превышает уровня стационарных звуковых шумов; Тз — минимальная длительность присущего речи временного интервала от момента появления звука до появления глухой смычки, На фиг, 1, а, б изображены плотности вероятности длительности выбросов шумового сигнала с математическим ожиданием

rn (Tim) и длительности выбросов с математическим ожиданием гл{Т Р). Выбором величины характеристики Т с определенной достоверностью производится классификация выбросов входного сигнала на шумовые и речевые. Область двойной штриховки на фиг. 1, а соответствует случаям ложной классификации шумового выброса как речевого для прототипа, Аналогичным образом выбираются значения Тр и Тз для анализа входного сигнала. Все временные характеристики Т вЂ” Тз остаются постоянными в течение всего периода работы, Однако реальные акустические шумы не являются стацинарными, Случайные характеристики таких шумов меняются во времени. Сравнение этих характеристик с постоянными значениями величин Т вЂ” T3 приводит к ухудшению показателей работы устройства. Так, увеличение уровня шума приводит к смещению вправо математического ожидания длительно=ти выбросов шумового сигнала (фиг. 1, а), что в силу постоянства Т) влечет за собой возрастание ложных классификаций шумовых выбросов как речевых (см. горизонтально заштрихованную область на фиг, 1, а). Указанное обстоятельство приводит к росту числа ложных срабатываний устройства.

В том случае, когда уровень шума уменьшается, происходит смещение влево математического ожидания длительности выброса шума относительно пороговых уровней. Создаются благоприятные условия для снижения числа пропусков устройством истинных границ слова. Однако в прототипе этого не происходит, поскольку речевой сигнал сравнивается с фиксированным значением величины Т -(см. область вертикальной штриховки на фиг. 1, б). Таким образом, жесткая фиксация временных характеристик

Т - — Тз-,которые предназначены для разделения речевого сигнала от шума, лишает прототип гибкости и способности самоадаптироваться к изменению окружающей шумовой обстановки. Вследствие этого прототип имеет низкие значения достоверности определения границ слов при работе в условиях реальных нестационарных окружающих шумов, Б предлагаемом способе дополнительно измеряют уровень окружающего шума в течение фиксированного интервала времени анализа окружающей шумовой обстановки и по результатам этого анализа кор; актируют значения используемых временных характеристик Tr — Т з-. Так, если наблюдается возрастание уровня шума, что приводит к смещению вправо графика плотности вероятности длительности выбросов шума над пороговым уровнем, то, если пропорционально этому смещеникГ осуществить увеличение значения временной характеристики Tr, произойдет снижение вероятности. определения ложных границ слова (фиг. 1, а), Если же в течение времени анализа уровня шумового фона наблюдается снижение его величины, что приводит к смещению влево графика плотности вероятности длительности выбросов шума над пороговым уровнем, то, если пропорционально этому смещению осуществить

1631580

Ь+Ь1

А=1. (— ах+ Ь+ b1) dx, (1) где выражение у =- (-ах + Ь + bi), à, b, b» 0— уравнение прямой аппроксимирующей правую часть графика плотности распределения вероятности длительности выбросов (фиг. 1, в);

b> — величина смещения вправо графика плотности распределения вероятности длительности выбросов шумового сигнала.

Пределы интегрирования выражения (1) получаются из совместного решения уравнений, описывающих правую и левую стороны графика распределения вероятности длительностей выбросов шума и речи соответственно, а также при построении аппроксимирующей функции плотности распределения вероятности шума (2) а+ар где а, Ь и ар Ьр — положительные коэффициенты в уравнениях прямых, которые аппроксимируют. графики плотности вероятности длительности выбросов шума и речи сооТветственно.

b +b> ! а

=(К Ь1+ с) (3) ь+ь

a+an — 2а уменьшение значения временной характеристики T1-, произойдет снижение вероятности пропуска границ слова (фиг, 1, б).

При осуществлении коррекции значений временных характеристик Tz- и Тэ- принимаются во внимание аналогичные рассуждения.

Например, при возрастании уровня шума наблюдается возрастание средней длительности выбросов случайного шумового сигнала. Это равносильно смещению вправо графика распределения плотности вероятности длительности выбросов, который саппроксимирован прямыми линиями у =

== ах+ Ь и представляет собой равносторонний треугольник (фиг. 1, в). Горизонтально заштрихованная область на фиг. 1, в соответствует случаям неверной классификации прототипом длительности выброса относительно постоянного значения временной характеристики Ti-.

Количественную оценку Лчисла неправильных классификаций входного сигнала прототипа и по параметру Т1 определяют следующим образом;

2 а+а

4а арЬ вЂ” à Ьр

4а (4) постоянные коэффициенты.

Таким образом, ошибка классификации параметра Т1 зависит по квадратичному закону от величины сдвига средней длительности выбросов шумового сигнала b1;

Следовательно, такое смещение необходимо компенсировать пропорциональным смещением величины используемого временного параметра Ti, Тогда соответствующее число Ar — число ложных классификаций входного сигнала прототипом по параметру Т будет выглядеть как

h+h)

Л= г (-ах b+Ь1)dx= t1

b+bt

25 (-ах+Ь+Ь1) ьь-ь +ь1 а + an (5) Ai ==(К bi+ с), (6) 30 где К1 = —; ар

4а ар b — а Ьр с = — — — — постоянные коэффици4а

35 енты.

Как следует из сопоставления констант, K и К1, количество ложных срабатываний

А1 во втором случае меньше, чем Л в пер40 вом случае.

Аналогично можно показать возможность достижения положительного эффекта при снижении уровня шума и смещении влево вследствие этого графика средней дли45 тельности выбросов шумового сигнала.

Устройство обнаружения границ слова в условиях нестационарных звуковых шумов работает следующим образом.

После начальной установки устройства

50 (на фиг. 2 не показано) все блоки устанавливаются в исходное состояние(все операции, происходящие в каждом блоке по сигналу

"Начальная установка", будут описаны ниже по мере описания работы данного блока). В

55 результате выполнения указанной начальной установки с выхода блока 2 памяти характеристик будут считаны в регистратор 1 границ слова начальные значения временных характеристик 71--Тз». Входной звуковой сигнал или его параметры в цифровой

1631580

55 форме начинает поступать в регистратор 1, где происходит его запись в блок памяти.

Одновременно этот же звуковой входной сигнал в аналоговом виде поступает на вход преобразователя 3 входного сигнала и на вход регистратора 1 границ, где он используется для формирования первого и второго характеристических сигналов, В преобразователе 3 входного звукового сигнала происходит измерение уровня окружающих шумов в течение фиксированных интервалов времени анализа уровня окружающего шума Тд. Эти равные друг другу интервалы времени формируются блоком 4 управления, Каждому "разумному" значению уровня окружающих акустических шумов априорно поставлено взаимно однозначное соответствие значения временных параметров Т1"- Тз" в блоке 2 памяти характеристик. По истечении времени анализа Тд на выходе преобразователя 3 появляется преобразованное в цифровую форму значение уровня входного звукового сигнала за время

ТА, Данный цифровой код является адресом, по которому из блока 2 памяти характеристик считываются для дальнейшей обработки в регистраторе 1 новые откорректированные значения используемых временных параметров T;- — Тз, Таким образом, по сигналу из блока 4 происходит подстройка или самоадаптация устройства к изменившимся внешним условиям. В том случае, если в регистраторе i обнаружена вероятная начальная граница слова и осуществляется проверка ее истинности, до окончания этой проверки блоком 4 запрещается всякая подстройка устройства. Однако измерение уровня входного сигнала в течение интервала Тд в преобразователе 3 входного сигнала продолжается, По окончании данного интервала анализа Тд величина уровня входного сигнала запоминается в выходном регистре преобразователя 3, вслед за чем производится измерение уровня входного сигнала на следующем интервале анализа Тд. Если проверка истинности обнаруженной начальной границы слова заканчивается в. регистраторе 1 отрицательным результатом, то по его сигналу блок 4 управления производит немедленную корректировку значений временных параметров Т1 - Тз-, не дожидаясь окончания текущего интервала времени анализа, Для этого используются данные об уровне шума, хранящиеся в выходном регистре преобразователя 3. Если же окажется, что обнару>кенная начальная граница слова является таковой, то по сигналу "Начальная блокировка", который из регистратора 1 подается в блок 4 управления и преобразователь 3

45 входного сигнала, запрещаются формирование интервалов времени анализа Тд и измерение уровня входного сигнала и сбрасываются в ноль содержимые выходного регистра и измерителя уровня преобразователя 3. Как только регистратор 1 обнаружит истинную конечную границу слова, он разрешит блоку 4 и преобразователю 3. возобновить формирование временных интервалов анализа окружающих шумов и измерение величины их уровня в течение этих интервалов. Однако,до окончания первого после обнаружения конца слова интервала анализа Тд регистратор 1 будет использовать те значения временных параметров Т1 -Тз", которые были записаны в него непосредственно перед обнаружением начала слова, B дальнейшем цикле работы устройства повторяется.

Регистратор 1 (фиг. 3) работает следующим образом, Входной звуковой сигнал поступает на вход формирователя 5 характеристических сигналов, сигналы тд u fA с выхода которого

I подаются на вход формирователя 6 импульсов временных соотношений.

Формирователь 6 импульсов временных соотношений (фиг. 7) работает следующим образом, Сигнал "Начальная установка" поступает через элементы ИЛИ 50, 55, 52, 53, 56, 57, 58 и.59 соответственно на нулевые входы триггеров 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 и 28 и устанавливает их в ноль, кроме того, воздействуя на R-входы счетчиков 16-20, сбрасывает в ноль их содержимое. а также, пройдя через элемент ИЛИ 51 и элемент 60 задержки, осуществляет запись в регистры 8-10 значений начальных временных параметров Т1-- Тз-, Величина задержки выбирается такой, чтобы на выходе блока 2 памяти характеристик (фиг, 2) или, что то же самое, чтобы на информационных входах регистров 8-10 (фи . 7) закончились переходные процессы, связанные с работой блока,2 памяти характеристик. Кроме того. сигнал "Начальная установка", пройдя через элемент

61 задержки, величина которой компенсирует задержку срабатывания регистров 810, и элементы ИЛИ-НЕ 29-33 и на входы V соответствующих счетчиков 16-20, осуществляет запись в них содержимого регистров

8-10, выходы которых подключены к информационным входам счетчиков. Счетчики 1620 представляют собой вычитающие двоичные счетчики, обладающие способностью осуществлять запись информации B параллельном коде, Таким образом, в счетчики 16 и 20 осуществляется запись значения временной характеристики Ti- . в

1631580

5

15

25

55 счетчики 17 и 19 — значения временной характеристики Tz", э в счетчик 18 — значение

Тз", причем счетчики 16-18 участвуют в поиске начальной границы слова, а счетчики

19-20 — в конечной, После приведения формирователя 6 в исходное(начал ьное)состояние он находится в ожидании поступления импульсов первого характеристического сигнала fA. По приходу импульса первого характеристического сигнала происходит следующее; через элемент И 37 на вычитающий вход счетчика 16 начинают поступать импульсы СИ1, уменьшая его содержимое с

Т1 до нуля; детектор 11 фронта импульсов через элемент И 41 формирует сигнал "Прием начальной границы", дальнейшая обработка которого в блоке 7 хранения слова идентична прототипу. Этот же сигнал "Прием начальной границы", поступая на S-вход триггера 28, устанавливает его в единичное состояние, запрещая тем самым блоку 4 управления производить адаптацию устройства к внешним условиям, до окончания проверки истинности обнаруженной начальной границы. Если длительность импульса первого характеристического сигнала окажется меньше длительности Т » т,е, счетчик

16 не успеет досчитать до нуля, как импульс первого характеристического сигнала закончится, его спад, пройдя через инвертор 34, детектор 15, открытый вентиль Зб, элемент ИЛИ 49 и элементы ИЛИ-НЕ 29-31, осуществит перезапись информации в счетчики 16-18. Кроме того, сигнал с выхода детектора 15 проходит через открытый вентиль 48 на нулевой вход триггера 28, опрокидывает его в нулевое состояние, что соответствует снятию ранее установленного блоку управления запрета на проведение коррекции используемых временных харак теристик Т1" Тз-. Таким образом, вероятная начальная граница сгова не прошла проверку на истинность по временной характеристике T>-. Если длительность имп льса первого характеристического сигнала окажется больше интервала времени Тт., то на выходе счетчика 16 образуется сигнал низкого уровня, который, поступая на единичный вход триггера 21, устанавливает его в единичное состояние, Сигнал с инверсного выхода триггера 21 запрещает прохождение синхроимпульсов через элемент И 37 на вход счетчика 16, а также прохождения сигналов через элементы И 36, 41 и 48. Единичный потенциал с прямого выхода триггера

21 разрешает прохождение сигнала через элемент И 40, а также поступление синхроимпульсов через элемент И 38 на счетный вход счетчика 17. По окончании импульса первого характеристического сигнала указанные импульсы начнут поступать через полностью,разблокированный элемент И 38 на вычитающий вход счетчика 17. Если пауза характеристического сигнала будет превышать длительность Т2, то на выходе счетчика 18 появится сигнал переполнения, который через элементы ИЛИ 50 и 59 установит триггеры 21 и 28 в исходные нулевые состояния, В момент