Устройство для формирования речевых сообщений

Устройство для формирования речевых сообщений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски к

Соцмапиетичеекик Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()942118 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 05.03.19 (2l) 2753578/18-24 с присоединением заявки № (23) П рноритет

Ф

Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 07.07 .82 (51)М. Кл.

G 08 G 5/00

3Ьеудеретеенеый кемнтет

СССР ло делам нзобретеннй н открытий (53) УДК681.848 (088. 8) (72) Авторы изобретения

И.Ю.Юсупов, P.Х.Хакимов, С.А.Бородин, Ю.А.Тяпченко, Ф.М.Зонабенд и Н.А.Бурнашев ( (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЧЕВЫХ

СООБЩЕНИЙ

Изобретение относится к области предупредительных систем звукового оповещения и может быть использовано в системах контроля транспортных средств.

Известно устройство, которое по сигналам от датчиков выдает оператору речевые сообщения о ситуациях, сложившихся на объекте управления, это устройство содержит блоки памяти на которые предварительно записываются речевые сообщения в аналоговой форме, воспроизводимые при возникновении на объекте аварийных ситуаций(1).

Недостатком устройства является

его низкая надежность.

Наиболее близкой к предлагаемой является система, содержащая наземное и бортовое устройства. Наземное устройство для составления набора 20 речевых сообщений состоит из блока преобразования речевого сигнала в цифровой и блока контроля качества записи. Бортовое устройство содержит

2 блок инициирования речевых сообщений, датчики, блок управления выводом речевой информации, блоки постоянной памяти и блок преобразования цифрового сигнала в речевой (2).

Недостатком системы является большой объем постоянной памяти бортового устройства.

Цель изобретения — упрощение устройства путем сокращения числа блоков памяти бортовой части устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство,для формирования речевых сообщений, содержащее блок преобразования речевого сигнала в цифровой, выход и вход которого соединены с входом и первым выходом блока подготовки библиотеки элементов речи, выход которого соединен с входом блока сопряжения, первый выход которого соединен с входом блока контроля качества записи, второй выход блока сопряжения соединен с первым входом первого блока памяти, 3 9421 выход которого соединен с входом блока преобразования цифрового сигнала в речевой, блок инициирования речевых сообщений, первый выход которого соединен с первым входом блока управления, первый выход которого соединен с вторым входом первого блока памяти, в него введены второй блок памяти и коммутатор, первый вход которого соединен с вторым выходом бло- to ка инициирования речевых сообщений, второй выход блока управления соединен со вторым входом коммутатора, выход и третий вход которого соединены с первыми входом и выходом второго блока памяти, вторые вход и выход которого соединены с третьим выходом и вторым входом блока управления, третий выход блока сопряжения соединен с третьим входом второго блока памяти, третий выход которого соединен с третьим входом первого блока памяти.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для формирования речевых сообщений; на фиг. 2 - функциональная схема наземной части устройства, на фиг. 3 - функциональная схема бортовой части устройства; на фиг. 4 — функциональная схема дель30 та-модулятора блока преобразования речевого сигнала в цифровой; на фиг. 5 — эпюры напряжений, иллюстрирующие процесс аналого-цифрового преобразователя в дельта-модуляторе, на фиг. 6 - схема шифратора блока иници- З ирования речевых сообщений," на фиг.7алгоритм работы бортовой части устройства, на фиг. 8 — структура таблицы характеристик сообщений второго блока памяти.

Устройство для формирования речевых сообщений содержит наземную часть устройства 1, блок 2 сопряжения, бортовую часть устройства 3, блок 4 преобразования речевого сигнала в цифровой, блок 5 подготовки библиотеки элементов речи, блок 6 контроля качества записи, блск 7 инициирования речевых сообщений, блок 8 коммутации постоянной памяти, второй блок 9 памяти, коммутатор 10, первый блок 11 памяти, блок 12 управления, блок 13 преобразования цифрового сигнала в речевой, микрофор 14, первый усилитель 15, ограничитель 16, ss первый фильтр 17 низких частот, дельта -модулятор 18, первый дельта-демодулятор 19, второй фильтр 20 низ18 4 ких частот> второй усилитель 21, первый громкоговоритель 22, датчики 23 сигналов аварийных ситуаций, шифратор 24, матрицу 25 второго блока памяти, регистр 26 адреса второго блока памяти, регистр 27 длины элемента речи, регистр 28 адреса связи, первый блок 29 совпадения, второй блок 30 совпадения, матрицу 31 первого блока памяти, регистр 32 адреса первого блока памяти, элемент ИЛИ 33, регистр

34 сдвига, блок 35 пуска и останова, генератор 36 импульсов, распределитель 37 импульсов, счетчик 38 сдвигов, второй дельта-демодулятор 39, третий фильтр 40 низких частот, третий усилитель 41, второй громкоговоритель 42, компаратор 43, интегратор 44, триггер 45, элемент И-ИЛИ 46, формирователь 47 импульсов, инвертор

48, элемент И 49, суммирующий счетчик 50 и дешифратор 51.

На фиг. 5 показаны следующие эпюры напряжений: сигнал с выхода первого фильтра 17 низких частот - А, аппроксимирующее напряжение с интегратора 44 — В, сигнал на выходе компаратора 43-С, напряжение на выходе триггера 45-E и тактовые импульсы на выходе генератора импульсов 36-F.

Устройство работает следующим образом.

Речевой сигнал через микрофон 14 блока 4 преобразователя речевого сигнала в цифровой поступает на первый усилитель 15, ограничивается по амплитуде ограничителя 16 и подается на первый фильтр 17 низких частот, в котором осуществляется ограничение частот речевого сигнала до ширины полосы телефотонного канала. Аналогичный сигнал с выхода первого фильтра 17 низких частот поступает на вход дельта-модулятора 18 для преобразования его в цифровую форму.

Дельта-модулятор 18 работает следующим образом.

Сигнал с выхода первого фильтра

17 низких частот подается на первый вход компаратора 43. Отрезок такого сигнала показан в виде кривой А на фиг. 5. На второй вход компаратора

43 подается аппроксимирующее напряжение с интегратора 44, представленное отрезком ломаной линии В. Напряжение А и В сравниваются компаратором 43 и в зависимости от их соотношения на выходе компаратора 43 устанавливается высокий (единичный ) "Начало сообщения", который посту-! о пает на вход блока 12 управления, и сигнал код сообщения, который поступает на коммутатор 10. При одновременном появлении нескольких аварийных сигналов воспринимается сигнал, обладающий высшим приоритетом (с наименьшим номером) и воспроизводится только одно сообщение, соответствующее наиболее опасной ситуации.

Шифратор 24 работает следующим образом.

В исходном состоянии содержимое суммирующего счетчика 50 равно нулю. Поэтому на выходах дешифратора

51 и на вторых входах элемента ИИЛИ 46 устанавливается нулевой потенциал. При отсутствии на первых входах элемента И-ИЛИ 46 сигналов с датчиков 23 на выходе элемента ИИЛИ 46 также устанавливается нулевой потенциал . Разрешаоций потенциал на выходе инвертора 48 пропускает тактовые импульсы с генеоатора

36 импульсов блока 12 управления через элемент И 49 на суммирующий счет35 чик 50, что обеспечивает появление сигнала на первом и последующих выходах дешифратора 51. Если на одном из датчиков 23 появляется сигнал, то на выходе элемента И-ИЛИ 46 ц

1! 11 возникает сигнал "Начало сообщения

Этот сигнал через формирователь 47 импульсов поступает на блок 35 пуска и останова. Одновременно этот же сигнал поступает через инвертор

48 на элемент И 49 и прекращает поступление импульсов от генератора 36 импульсов на суммирующий счетчик

50, информация с выходов счетчика

50 в виде кода сообщений поступает на коммутатор 10 и в бортовой части устройства 3 начинается воспроизведение речевого сообщения. После окон" чания воспроизведения происходит . гашение счетчика 50 сигналом с рас55

5 94 или низкий уровень сигнала. Сигнал на выходе компаратора 43 показан в виде ломаной линии С. Двоичная информация с выхода компаратора 43 в моменты времени, определяемые тактовыми импульсами из блока 5 подготовки библиотеки элементов речи, поступает на триггер 45, который служит схемой фиксации двоичного кода. Напряжение на прямом выходе триггера

45 показано в виде ломаной линии

Е, а тактовые импульсы показаны на эпюре F. Таким образом, сравнение сигналов А и В производится в каждый тактовый момент времени.

Если в данный момент речевой сигнал A не меньше, чем аппроксимирующий сигнал В, то на время одного периода сигнал E принимает единичное состояние. Интегрирование этого напряжения интегратором 44 приводит к увеличению аппроксимирующего напряжения 8. Так продолжается до тех пор, пока в некоторый следующий тактовый момент сигнал В не превысит речевой сигнал. Тогда сигнал Е на выходе триггера 45 принимает нулевое значение и в течение этого перио да аппроксимирующее напряжение 13 уменьшается. Таким образом, аппроксимирующий сигнал 8 на интеграторе

44 отслеживает входной речевой сигнал А, исходя из критерия минимизации ошибки.

Для контроля качества закодированного речевого сигнала в блоке 6 контроля качества записи осуществляется обратное преобразование цифрового сигнала в речевой. Для этого цифровой сигнал из блока 5 подготовки библиотеки элементов речи выводится на первый дельта-демодулятор

19, где он преобразуется в аналоговый сигнал. Затем аналоговый сигнал ограничивается вторым фильтром 20 низких частот до ширины полосы телефонного канала, усиливается вторым усилителем 21 и преобразуется в речевой сигнал первым громкоговорителем 22.

Закодированные элементы речи записываются в ЗВМ блока 5 подготовки библиотеки элементов речи, преобразуются по программе в набор элементов речи для первого блока 11 памяти и таблицу характеристик сообщений для второго блока 9 памяти и переписываются в блок 8 коммутации постоянной памяти.

2118 6

Работа бортовой части устройства

3 начинается с поступления информации с датчиков 23 сигналов аварийных ситуаций на входы шифратора 24 блока 7 инициирования речевых сообщений, шифратор 24 обеспечивает приоритетное обслуживание сигналов с датчиков 23 и вырабатывает сигнал пределителя 37 импульсов.

So втором блоке 11 памяти содержится таблица характеристик сообщений. Таблица состоит из строк, каж,, 7 9421 дая из которых характеризует как один элемент речи, так и сообщение в целом. Пример составления таблицы характеристик сообщения приведен на Фиг. 8.

Блок 12 управления по алгоритму фиг. 7 обеспечивает равномерную скорость поступления речевой информации в цифровой форме на вход блока 13 преобразования цифрового сигнала в речевой. о

Второй дельта-демодулятор 39 преобразует цифровую информацию в аналоговый сигнал. Этот сигнал фильтруется Фильтром 40 низких частот, усиливается третьим усилителем 4 1 )5 и воспроизводится вторым громкоговорителем 42 в виде речевого сообщения об аварийной ситуации, возникшей на объекте.

Использование предлагаемого иэоб- го ретения позволяет уменьшить объем постоянной памяти и уменьшить вес бортовой части устройства для формирования речевых сообщений.

2S

Формула изобретения

Устройство для Формирования речевых сообщений, содержащее блок пре- gg образования речевого сигнала у цифровой, выход и вход которого соединены с входом и первым выходом блока подготовки библиотеки элементов речи, выход которого соединен с входом блока сопряжения, первый выход которого

18 8 соединен с входом блока контроля качества записи, второй выход блока сопряжения соединен с первым входом первого блока памяти, выход которого соединен с входом блока преобразования цифрового сигнала в речевой, блок инициирования речевых сообщений, первый выход которого соединен с первым входом блока управления, первый выход которого соединен с вторым входом первого блока памяти, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены второй блок памяти и коммутатор, первый вход которого соединен с вторым выходом блока инициирования речевых сообщений, второй выход блока управления соединен с вторым входом коммутатора, выход и третий вход ко.торого соединены с первыми входом и выходом второго блока памяти, вторые вход и выход которого соединены с третьим выходом и вторым входом блока управления, третий выход блока сопряжения соединен с третьим входом второго блока памяти, третий выход которого соединен с третьим входом первого блока памяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Логическая компоновка систем на базе процессора М-6000 АСВТ-М, Северодонецк, 1972, с. 102-115.

2. Патент ClilA N 3808591, кл. G 08 G 5/00, опублик. 1974 (прототип).

942118

g+4 % ь гъ е С, Ъ

М

Ь

Ф

Ъ

%, Ф

Ю »

Ю Ъ

Ю Ь о

Ю Ъ

Ю о

Ю Ъ

Ф

Ъ

«:Ъ о

С) о ъ Ъ

ЧЬ ь ь

О ь ь

ЧЪ

<Ъ

ВНИИПИ - Заказ 4848/44

Тираж

Филиал

ППП "Патент", г. Ужгород, с с . ь

b KW ь с «

4, ьь ь ь ь ь . ъь

Ъ. 1 о

1 с

Ъ Q 4gQ 1 с ь ь ьь ь 11 4 ь4ьь 4 (" Е " ь фЪ о „ ь

Ъ ™ Ъ 1.с ю о ь ъ

Ь,„ь ьЕ с

:т ь о.:.( о о, э ь

Ъ) о

Ъ «Ъ

Ъ чь

Ъ

Ъ

Ь

"Ъ

642 Подписное ул. Проектная, 4