CZ20023958A3

CZ20023958A3 - Způsob a zařízení ke zlepšení kvality řeči na transparentních telekomunikačních přenosových cestách

Info

Publication number: CZ20023958A3
Application number: CZ20023958A
Authority: CZ
Inventors: Gerhard Kruse
Original assignee: T-Mobile Deutschland Gmbh
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2002-03-06
Publication date: 2003-06-18
Also published as: CZ300715B6; EP1366617A1; US20040037427A1; WO2002071731A1; EP1366617B1; PL206300B1; ATE301368T1; US7450693B2; PL356960A1

Description

ZPŮSOB A ZAŘÍZENÍ KE ZLEPŠENÍ KVALITY ŘEČI NA TRANSPARENTNÍCH TELEKOMUNIKAČNÍCH PŘENOSOVÝCH CESTÁCH

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu a zařízení ke zlepšení kvality řeči na transparentních telekomunikačních přenosových cestách podle úvodní části nezávislých patentových nároků.

Dosavadní stav techniky

Na transparentních hovorových přenosových cestách, jako např. v mobilní radiotelefonii podle GSM- nebo UMTSstandardu se přenáší digitalizovaný signál řeči bez dodatečného Rádio Link Protocol (RLP). Pod Rádio Link Protocol se rozumí protokol radiové přenosové cesty, který se přenáší vedle vlastního užitečného signálu a který se používá při přenosu dat a stará se o vysokou bezchybnost přenášených dat.

Kvalita řeči se při transparentním přenosu na straně hovořícího ovlivňuje:

Poruchami, které se vyskytují vně akustického spektra hovořícího, ale uvnitř NF-přenosové šířky pásma telekomunikačního přístroje, např. hluky z okolí.

Způsobem řeči hovořícího, např. nezřetelná a/nebo příliš tichá řeč, jakož i použitá řeč hovořícího.

senza

1« ····

Příliš hlasitá řeč se projevuje na srozumitelnosti v hranicích jenom málo, pro posluchače na druhé straně je ale nepříjemná.

Ze stavu techniky jsou již známé způsoby ke zlepšení kvality řeči na telekomunikačních přenosových cestách.

Podle DE 198 52 091 Cl se do zvukové stopy, přednostně mezi BSC a MSC, zapojuje korektor, který kompenzuje ovlivňování audiokvality zúčastněnými koncovými přístroji.

DE 198 52 805 Al popisuje způsob, u kterého se zpracovávají signály z alespoň dvou mikrofonů pomocí algoritmu zpracování řeči, přičemž se rušivé hluky pozadí kompenzují fázovým posunutím o 180°.

Oba způsoby mají za následek značné technické náklady v koncovém přístroji popř. v zařízeních komunikační sítě.

Úkol předloženého vynálezu spočívá v tom, navrhnout způsob a zařízení, aby se potlačily hluky okolí spektra řeči a aby se individuálně zlepšila kvalita řeči s ohledem na audio-spektrum a hlasitost hovořícího.

Podstata vynálezu

Úkol se řeší způsobem podle nároku 1 popř. zařízením podle nároku 8, přičemž se audio-přenosový kanál v předem daných časových odstupech přizpůsobuje příslušnému audiospektru hovořícího. K tomu jsou navržené prostředky k analýze signálu řeči s ohledem na jeho užitečnou šířku pásma a amplitudu, jakož i prostředky k ovlivňování šířky ůf

85058f85058a 1 • · ··· ♦·· ·« ···· pásma a amplitudy v audio-přenosového kanálu v závislosti na zjištěné užitečné šířce pásma a amplitudě. Tyto prostředky mohou být instalovány jak v komunikačních koncových přístrojích tak i ve vlastní komunikační síti.

Audio-spektrum signálů řeči se v podstatě určuje:

Řečí: zřetelné rozdíly vyplývají mezi vokálově bohatými, např. románskými řečmi se zdůrazněnými formanty, a vokálově chudými řečmi se zpravidla vyšší šířkou pásma a s větší dynamikou v hlasitosti, jako např. arabština.

Polohou hlasu, např. soprán nebo tenor, a barva zvuku, tzn. výraz a spektrum formantů.

Výslovností, v podstatě charakter!zovatelnou jakc jasnou nebo nezřetelnou. Nezřetelnou výslovností („huhňání) se tlumí formanty.

Podle přednostního provedení vynálezu se signál řeči nejprve analyzuje v analyzátoru na užitečnou šířku Af pásma, střední frekvenci f₀ a amplitudu v. Ze zjištěných parametru frekvenční/amplitudové analýzy se přednostně v mikroprocesoru vytvářejí řídicí signály, které obsahují informace signálu řeči o šířce pásma Af, střední frekvenci fc a amplitudě v.

Podle přednostního provedení se řídicí signály c zjištěné střední frekvenci f,, a šířce pásma Af signálu řeči používají k řízení pásmové propusti, jejíž přenosová charakteristika se nastavuje v závislosti na zjištěných parametrech. Řídicí signál se dále přivádí přes zjištěnou amplitudu řiditelnému zesilovači, jehož zesílení se nastavuje v závislosti na zjištěné amplitudě signálu řeči. Aby se dosáhlo optimální srozumitelnosti řeči, má zesilovač přednostně logaritmickou přenosovou charakteristiku.

rf nenen ?αγλγλ.

♦ »

0· ·«·· • · • 0« ····

Tím, že řídicí signály se v předem daných časových kvazikontinuální přizpůsobení spektrum řeči hovořícího.

mikroprocesorem nově generují odstupech τ, dostáváme audio-přenosového kanálu na

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na obr. 1.

Příklady provedení vynálezu

Z obr. 1 a jeho popisu vyplývají další znaky, přednosti a možnosti použití vynálezu.

Zařízení se přednostně instaluje v telekomunikačním koncovém přístroji mezi výstupem mikrofonu, popř. předzesilovače a následujícím stupněm (u digitálního mobilního telefonu kodérem řeči). V zásadě by mohlo být ale také instalováno i v komunikační síti, např. v uzlu sítě.

Signál 7 řeči (vstupní signál), přicházející od mikrofonu, se v prvním lineárním zesilovači 1_ zesiluje na určitou úroveň takovým způsobem, že signál se může v příštím stupni, analyzátoru 2, analyzovat podle frekvence a amplitudy. V podrobnostech se v analyzátoru 2 zjišťuje šířka ůf pásma signálu, střední frekvence f a amplituda v signálu 7 řeči.

Ze zjištěných parametrů frekvenční/amplitudové analýzy

• * ·· ··♦» «« ·*·· ft * · «4 ·· se v řídicí jednotce, např. mikroprocesoru 3, vytvářejí tři řídicí signály _l_0, které obsahují informace signálu řeči o šířce ůf pásma, střední frekvenci f, a amplitudě v.

Tyto tři řídicí signály 8-10 se nově generují mikroprocesorem 3 v předem daných časových odstupech ínapř. τ = 5 s) . Taktovacím generátorem 4 s periodou τ se právě uskutečňuje reset mikroprocesoru 3, který potom nově zjišťuje řídicí signály. Doba τ taktu se nechá přednostně nastavovat a může se optimalizovat na příslušného řečníka.

Řídicí signály 3, _9 c zjištěné střední frekvenci f a šířce pásma signálu řeči se používají k řízení pásmově propusti 5, jejíž přenosová charakteristika se nastavuje v závislostí na zjištěných parametrech.

Budiž například použitelná přenosová šířka pásma NFkanálu komunikačního koncového přístroje 300 až 3400 Hz. Analyzátor zjišťuje pro určitého hovořícího ale skutečnou šířku pásma signálu řeči od např. 350 do 2550 Hz při střední frekvenci f., o velikosti 1450 Hz. Pásmová propusť 5 se nastavuje na tyto zjištěné hodnoty, přičemž rušivé signály, které se nacházejí vně nastavených okrajových frekvencí užitného propustného pásma 350 Hz popř. 2550 Hz, se účinně potlačuj í.

S pomocí zařízení podle vynálezu, zejména s adaptivní pásmovou propustí 5, jejíž střední frekvence a okrajové frekvence užitného propustného pásma se nechají přednoszně řídit digitálními signály, se NF-přenosová charakteristika v intervalech τ kvazikontinuáině přizpůsobuje audiospektru signálu řeči, tzn. řeči, polohy řeči a výsicvnosoi příslušného hovořícího.

• · ··* ····

V řiditelném zesilovači 6 s přednostně logaritmicko!; charakteristickou křivkou se signál řeči s pomocí informace 10 reguluje přes amplitudu signálu řeči na úroveň (obecně zvednutou) , optimální pro srozumitelnost charakteristická křivka tohoto zesilovače formanty hovořícího, čímž se, zejména při nezřetelném způsobu řeči a vokálově zdůrazněných jazycích, dále zlepšuje srozumitelnost řeči na straně posluchače.

Logaritmická 6 zdůrazňuje

Zastupuje:

Dr. Miloš Všetečka v.r.

85058 (85058a)

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY ’ JUDr. Miloš Všetečka advokát

120 00 Praha 2, Hálkova 2

1. Způsob ke zlepšeni kvality řeči na transparentních telekomunikačních přenosových cestách, vyznačující se tím, že audio-přenosový kanál se v předem daných časových odstupech přizpůsobuje příslušnému spektru řeči hovořícího.
2. Způsob podle nároku i, vyznačující se tím, že signál řeči se v analyzátoru (2) analyzuje na jeho užitečnou šířku (ůf) pásma, střední frekvenci íf ·.) a amplitudu (v).
3. Způsob podle kteréhokoli předcházejícího nároku, vyznačující se tím, že ze zjištěných parametru frekvenční/amplitudové analýzy se v mikroprocesoru (3 vytvářejí řídicí signály (8-10), které obsahují informace signálu řeči o šířce (ůf) pásma, střední frekvenci (f.) a amplitudě (v) .
4. Způsob podle kteréhokoli předcházejícího nároku, vyznačující se tím, že řídicí signály (8, 9) c zjištěné střední frekvenci íf ) a šířce pásma signálu řeči se používají k řízení pásmové propusti (5) , jejíž přenosová charakteristika se nastavuje v závislosti na zjištěných parametrech.
5. Způsob podle kteréhokoli předcházejícího nároku, vyznačující se tím, že řídicí signál (10) o zjištěné amplitudě se přivádí řiditelnému zesilovači (6), jehož zesílení se nastavuje v závislosti na zjištěné amplitudě signálu řeči.

1 r íflcncQui
6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že zesilovač (6) má logaritmickou přenosovou charakteristiku.
7. Způsob podle kteréhokoli předcházejícího nároku, vyznačující se tím, že řídicí signály (8-10) se nově generují mikroprocesorem (3) v předem daných časových odstupech (τ) .
8. Zařízení k provádění způsobu podle kteréhokoli předcházejícího nároku, vyznačující se;

prostředky (2) k analýze signálu (7) řeči s ohledem na jeho užitečnou šířku (áf) pásma a amplitudu (v);

prostředky (5; 6) k ovlivňování šířky (Af) pásma a amplitudy (v) audio-přenosového kanálu v závislosti zjištěné užitečné šířky pásma a amplitudy.
9. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se; analyzátorem (2) který analyzuje signál (7) řeči na jeho šířku (Af) pásma, střední frekvenci (f,i) a amplitudu (v) ;

mikroprocesorem (3), který z analyzovaných parametru generuje řídicí signály (8-10);

pásmovou propustí (5), která se nastavuje v závislosti na zjištěné šířce (Af) pásma a středové frekvenci (f ) signálu řeči;

zesilovačem (6), jehož zesílení se nastavuje v závislosti na zjištěné amplitudě signálu řeči.
10. Zařízení podle nároku 8 nebo 9, vyznačující se tím, že je instalováno v telekomunikačním koncovém přístrojí mezi výstupem mikrofonu popř. předzesiiovače a ···· » · ··♦* následujícím stupněm.
11. Zařízení podle vyznačující se v telekomunikační síti.

některého z nároků tím, že je

8 nebo 9, instalováno

Zastupuje: