Для обеспечения частотной селекции в вокодерах можно ис­пользовать механические фильтры камертонного типа [1 ]. Однако в прошлом этот метод считался очень дорогим и к тому же давал более крутую частотную характеристику, чем требовалось. В на­стоящее время для ограничения стоимости и обеспечения простого общего решения проблемы применяются волоконно-оптические световоды. Звуковой сигнал подается на пьезоэлектрический вибратор, который вызывает колебания волокон оптических свето­водов. Через колеблющиеся оптические волокна свет от источника передается на оптическую маску так, чтобы наибольшее количе­ство света поступало при наличии определенных звуков или слов на входе вибратора. Для предотвращения воздействия шумов и помех на выходной сигнал вводится ограничитель.

15.6. МЕТОД РАСПОЗНАВАНИЯ ЧИСЕЛ

Учитывая человеческий опыт, выраженный, например, в дости­жениях активного полета, следует задаться вопросом, может ли слуховая система животных с ее слабочувствительньш гармониче­ским анализом оказаться на практике лучшим образцом для ис­пользования в роботах. К сожалению, при отрицательном ответе на этот вопрос диапазон возможных для применения методов будет очень широким. Как и в других областях, наилучший ответ на вопрос о том, что использовать в данный момент, по-видимому, можно найти в результате относительно свободного исследования имеющихся возможностей; при этом следует помнить о главной цели и избегать сдерживающего влияния предвзятых представ­лений.

Многочисленными опытами доказаны преимущества исполь­зования клиппированного речевого сигнала, о чем упоминалось выше. Клиппирование явилось основой предварительного ва­рианта системы распознавания произносимых голосом цифр [47 ], разработанной Д. Дж. О. Брауном в Астокской кибернетической лаборатории. Система оказалась в некоторой степени инвариант­ной по отношению к дикторам и даже к различию между мужскими и женскими голосами. Следует подчеркнуть, что при ее разработке не было предпринято попытки ввести обучение. Однако в работе системы все же присутствовал некоторый элемент обучения. При наличии мгновенной обратной связи к диктору, который 266

Ограничитель-

dV dt

ch

_г

О

		Ifmdt і
	% Г.

Низкочастотный фильтр

Усредняющий фильтр

ЫноЪивритор

Выходные усилители

>

Дискриминатор

Распознающая логика

Ламті

Рис. 15.5. Структурная схема устройства рас­познавания речи

что обратная связь явля­ется очень важным факто­ром в подобных системах распознавания речи. Структурная схема раз­работанной Брауном си­стемы представлена на рис. 15.5. Речевой сигнал с микрофона поступает на дифференцирующее ус­тройство, характеристика чувствительности которого возрастает от 10 Гц до 10 кГц со скоростью 6 дБ/окт. Сигнал с часто­той свыше 10 кГц в дан­ном случае несуществен, и характеристика начи­нает спадать с той же ско­ростью. После дифферен­цирования сигнал посту­пает на усилитель с боль­шим коэффициентом усиления (свыше 70 дБ). Отметим, что использование в этом устройстве двухканальных усилителей на интегральных схемах вызвало ряд трудностей, в частности связанных со съемом сиг­нала, и пришлось разработать специальный усилитель. После усиления сигнал подается на ограничитель, который; сравнивает мгновенное значение амплитуды сигнала с некоторым фиксированным уровнем. Ограничитель работает как клиппиру — ющее устройство и как пороговое устройство для устранения низко­уровневых шумов. Сигнал на выходе ограничителя имеет вид последователь­ности импульсов постоянной амплитуды, изменяющихся по длительности и частоте. Они поступают на усилитель и далее на мультивибратор с одним устойчивым состоянием, который выдает импульсы постоянной длительности и амплитуды в момент прохождения через нуль в положительном направлении дифферен­цированных клиппированных импульсов. Эти импульсы с постоян­ными характерами подаются на вход усредняющего фильтра, ко-

может следить, распознала машина произнесенное им слово или нет, он слегка изменяет свой голос так, чтобы быть «более понятным» машине. Изменения принимают форму некоторого акцентирования диктором взрывных и шипящих согласных в произносимых словах. По существу такие же изменения вносит в речь говорящий с глуховатым человеком, с тем, кто не знает достаточно хорошо язык, или говорящий по телефону в условиях плохой слышимости. Ясно, Д J if.’ U / с д/ и П 4 u fj у nj щ. и Усилитель

Дифшерднцирующче устройство

•торый выдает среднее значение за короткий фиксированный интервал. В фильтре используется сложное устройство обратной связи на интегральных схемах, которое здесь рассматриваться не будет. Высокочастотная составляющая выходного сигнала усредняющего фильтра устраняется активным низкочастотным фильтром, имеющим частоту среза 150 Гц.

Выходной сигнал этого фильтра представляет собой сигнал медленно изменяющейся формы, который является характери­стикой самой произнесенной цифры, а не произношения диктора. Для включения тех или иных лампочек в зависимости от слова, произнесенного в микрофон, в оконечном распознающем логиче­ском устройстве используются цифровые схемы. Опытный образец системы был предназначен для распознавания слов «один» (one), «два» (two), «шесть», (six), «семь» (seven) и «восемь» (eight) со вклю­чением соответствующей лампочки.

Хотя над устройствами, подобными этому, предстоит еще немало потрудиться, успех в разработке системы, распознающей речь независимо от индивидуальных особенностей диктора, показы­вает, что необходимо отказаться от многих предубеждений в этой ■области. Нет сомнения в том, что система может быть упрощена и область ее применения расширена, если дальнейшие поиски .в этом направлении будут финансироваться.