Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 4. Микрокомпьютеры (1987) (1092084), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Запуск производится посредством сброса в нуль или рестарта с нулевым адресом. задач мы занимаемся не только компьютерными играми как таковыми, но и реальным анализом таких проектов автоматизации, как организация управления игрушечной железной дорогой с помощью ЭВМ, автоматизация центрального отопления и т, д. Апрес ошибки читать в 014 156 157 014 154 Начальный 155 нового фей~а 014 040 311 (КЕТ) 7/О-переключатель в по г 014 040 311 ()сЕТ) Х/О-переключатель в по ложении 0 014 043 311 (ЙЕТ) 2/О-переключатель в положении Л 014 043 311 (КЕТ) 2/О-переключатель в положении 0 Глава 3 В этих ситуациях с помощью простого отладочного комплекса с ПРУ можно получить совершенно неожиданные результаты.
На рис. 5.26 приведена сводная таблица начальных (исходных) данных, которые требуется ввести в ЗУПВ до начала выполнения программ, рассмотренных в данной главе. 5.14. Синтез и распознавание речи Как следует из предыдущих глав, в нашем распоряжении имеются самые разнообразные средства для осуществления связи с системой обработки данных. Однако среди них отсутствуют средства для обмена информацией с системой обработки данных посредством устной речи (голоса). В течение последних лет были предприняты энергичные усилия по созданию специальных схем для осуществления связи этого вида.
Эти схемы реализуют синтез (восстановление) речи и ее распознавание. При вводе и выводе данных с помощью голоса мы имеем в виду речевой ввод-вывод. При таком способе связи наибольшие трудности возникают при решении проблемы распознавания речи. Существует несколько методов синтеза речи. Здесь можно упомянуть о записи на магнитную ленту, когда на ленту через микрофон записываются определенные слова или тексты.
ЭВМ может обращаться к магнитофону и запрашивать у него разрешение на воспроизведение специального текста, передаваемого через динамик и усилитель. Аппаратура, необходимая в этом случае, состоит из довольно большого числа компонентов, поэтому является дорогой. Другим вариантом носителя информации, применяемым вместо магнитной ленты, является ПЗУ. Тексты преобразуются в дискретные звуковые сигналы, после чего они запоминаются в ПЗУ. Эти тексты можно снова извлечь, выбирая последовательно соответствующие адреса ПЗУ и считывая наборы битов с помощью цифро-аналогового преобразователя.
Такой метод синтеза речи, обычно называемый кодированием по форме волны, также не очень привлекателен из-за чрезвычайно большого числа ячеек ЗУ, которые требуются для качественного воспроизведения звука. Третьим методом, который можно использовать для синтеза речи, является фонемное кодирование. Фонемы представляют собой гласные и согласные звуки, из которых состоит любое слово. Генерируя фонемы по отдельности и затем комбинируя их, можно формировать слова. Если закодировать отдельные фонемы, то их комбинации можно хранить в ЗУ. Речь, восстановленная по этому методу, имеет довольно низкое качество, поскольку такие ее существенные характеристики, как динамика, интонация и т.
д., игнорируются. Привлекательной особеяно- Схемы ввода и вывода ЗОВ Рис. 5.27. цС-фильтр с тью фонемного кодирования и является то, что речь можно восстанавливать даже при низких скоростях передачи данных порядка 70 бод. "вх С "вмх. По-видимому, наилучшим является метод синтеза речи, известный под названием «модели- | рование речевого тракта», который используется многими фирмами — изготовителями соответствующего оборудования, в частности фирмой РЬВ1рз (система МЕА 8000). Эта система гарантирует высокое качество восстановления речи, обеспечивая довольно объемный словарь при умеренной стоимости. Моделирование речевого тракта представляет собой линейный прогнозирующий метод кодирования, для которого в специальной литературе используется термин 1РС-метод (1(пеаг Рге81с((че Соб!пд Ме(пой — метод линейного предсказания).
При синтезе речи по 1.РС-методу требуемые волновые формы восстанавливаемых звуковых сигналов получаются с помощью сигнала, волновая форма которого содержит высшие гармоники. Эти гармоники выделяются системой фильтрующих устройств. Резонансная частота и ширина полосы частот этих фильтров управляются с помощью цифровых схем. Такие фильтры называются выборочными или дискретными нестационарными фильтрами.
Проиллюстрируем этот метод на простом примере. Если нужно восстановить волновую форму с экспоненциальными контурами, то это можно сделать, подавая импульсное напряжение на вход КС-цепочки так, как показано на рис. 5.27. Требуемая волновая форма появляется в этой схеме на емкости. Подобный сигнал можно также получить и по методу дискретизации (дискретной выборки) (рис. 5.28). В дискретные моменты времени Т„ определяются мгновенные значения (амплитуды) напряжений, которые затем запоминаются в ЗУ.
Мгновенные амплитуды напряжения, согласно математической модели, находятся в форме полинома. Каждый член полииома вносит вклад в волновую форму, пропорциональный коэффициенту при нем. Для восстановления импульсов напряжения с экспоненциальными формами применяется фильтр, показанный на рис. 5.29. Если с помощью такого фильтра произвести дискретную выборку в последовательные моменты времени от Тв до Тв включительно, то в различных узловых точках схемы появятся напряжения, указанные в таблице на рис.
5.30. Аналогичным образом восстанавливается требуемая волновая форма и при синтезе речи. Однако коэффициенты полинома Глава б 0»оеаеи» е То лйо,а 0,0 0,4 В,З 0 Т, Т, Т2 Тл Тч Т5 Тв Тт Тв Тр (о) †» Вреыеиаой иитервал 8.28. Генерация волновой формы по методу дискретной выборки. а — заачевая У „„в моменты еремеев Т»-Т»'. б — форма волны. Рис )2 ааых)та т) »т»2 У/2 Рнс. б .29. фильтр, ра ботаюши й по методу дискретной выборки ( рекурсивный фильтр). зоу Скемьс ввода и вывода (ряда Тейлора) не являются здесь постоянными, как в случае экспоненты, а изменяются в зависимости от вида восстанавли- ваемой волновой формы. 77279„,„(т„-с)7 й,„ст„с 77270, (Т„)С а„,„(т„-с) йюехсге) Тр т, т, Те Тс сб Тс т, о 772 ссг ьг ссг 772 772 ссг Ы2 ьг о 0,5 0,75 0,975 0,9375 О,ЮВ75 0,994375 О,9ЮСВ75 С,вваи075 0,99Ю46975 о о 0,5 0,75 О,В75 О,Ю75 0,9Ю75 0,994375 0,9927676 О,Ю5ЩО75 о о о,гв 0,375 0,4375 О.
46675 0,4СМ375 0,492СВ75 6',49609375 0, 4999466 75 Рис. 5.30. Амплитуда напряжений в различных узлах рекурсивного фильтра (см. рис. 5.229), соответствующих моментам времени Ть — Ть. Таким образом, метод выборочной дискретизации обеспечивает сигналы, соответствующие требуемым волновым формам. Коэффициенты полинома, которые необходимо фиксировать прн каждой последующей подгонке волновой формы, требуется запоминать и записывать в группу ячеек ЗУ с последовательными адресами. Считывание, суммирование и умножение коэффициентов также реализуются полностью на дискретной основе. Если в систему поступает аналоговый сигнал, то сначала он с помощью аналого-цифрового преобразователя преобразуется в дискретную форму, Если требуется получить на выходе аналоговую форму, то цифровая информация снова преобразуется в аналоговый сигнал с помощью цифро-аналогового преобразователя.
Для воспроизведения речевого сигнала с шириной полосы частот 4 кГц достаточно использовать от 8 до 10 ЕРС-коэффициентов. Для обеспечения более высокого качества воспроизведения речи ширину полосы частот следует увеличить до б кГц, т. е.
использовать 12 1РС-коэффициентов. На рис. 5.31 проиллюстрирован принцип действия схемы, моделирующей человеческий голос. Комбинация из периодического сигнала, который отображает высоту тона голоса, и апериодического сигнала, отображающего шум, подается на вход серии фильтров, управляемых с помощью цифровых схем. Каждый фильтр выделяет определенный пнк в частотном спектре, который соответствует частоте форманты в исходном речевом сигнале. Фильтры управляются по двум параметрам, а именно частоте (Р1...Р4) и ширине полосы частот (В1...В4).
Характеристики выходного сигнала определяются высотой тона, Глава з амплитудой и качеством настройки четырех фильтров. Суммируя периодически все параметры (в моменты времени выборочной дискретизации), можно получить хорошую копию речевого сигнала. Июееессеносюь Инюенсиеность Рис. 5.31.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
