DE1940082A1 - Method for recognizing speech features and recording them using an electrically controlled typewriter - Google Patents

Method for recognizing speech features and recording them using an electrically controlled typewriter

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DE1940082A1
DE1940082A1 DE19691940082 DE1940082A DE1940082A1 DE 1940082 A1 DE1940082 A1 DE 1940082A1 DE 19691940082 DE19691940082 DE 19691940082 DE 1940082 A DE1940082 A DE 1940082A DE 1940082 A1 DE1940082 A1 DE 1940082A1
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Newell Alean Francis
Halliwell Brian James
Green John Uvedale
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STC PLC
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Standard Telephone and Cables PLC
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M7/00Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
    • H03M7/30Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction
    • H03M7/40Conversion to or from variable length codes, e.g. Shannon-Fano code, Huffman code, Morse code
    • H03M7/4025Conversion to or from variable length codes, e.g. Shannon-Fano code, Huffman code, Morse code constant length to or from Morse code conversion

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

PatentanwaltPatent attorney

Stuttgart-FeuerbachStuttgart-Feuerbach

Kurze Straße öShort street ö

Tl TT η Tl TT η

OJi A, F1NaWoIi - OJi A, F 1 NaWoIi

STANDARD TELEPHONES AND CABLES LIMITED, 190 Strand, London W.G. 2 /EnglandSTANDARD TELEPHONES AND CABLES LIMITED, 190 Strand, London W.G. 2 / England

Verfahren zum Erkennen von Sprachmerkmalen und deren Aufzeichnung mittels einer elektrisch gesteuerten SchreibmaschineMethod for recognizing speech features and their recording by means of an electrically controlled typewriter

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erkennen von Sprachmerkmalen und deren Aufzeichnung mittels einer elektrisch gesteuerten Schreibmaschine,The invention relates to a method of recognition of speech features and their recording by means of a electrically controlled typewriter,

Bei der Spracherkennung fallen die einzelnen Merkmale in der zeitlichen Reihenfolge ihres Auftretens an und ergeben so einen Serieneode variabler Länge. Sollen nun diese Merkmale z.B. mittels einer elektrischen Sehreibmaschine aufgezeichnet werden, so muß dieser die Information als Parallelcode aus einer festen Anzahl von Elementen angeboten werden. Der bei der Erkennung anfallende Seriencode ist deshalb in einem geeigneten, von einer elektrisch gesteuerten Sohreibmasohine . verarbeitbaren Parallelcode umzüwandelnj, wobei die Umwandlung zweckmäßig jeweils nach einem Wortende erfolgt«,In the case of speech recognition, the individual features fall into the chronological order of their occurrence and thus result in a series node of variable length. Should now these characteristics e.g. recorded by means of an electric typewriter, this must output the information as a parallel code a fixed number of elements are offered. The at The serial code required for recognition is therefore in one suitable, from an electrically controlled Sohreibmasohine . convert processable parallel code, where the conversion appropriately after the end of a word «,

Die Erfindung stellt sich deshalb zur Aufgabe, ein Verfahren zum Erkennen von Sprachmerkmalen und deren Aufzeichnung mittels einer elektrisch gesteuerten Schreibmaschine anzugeben, das dieses ermöglicht.The object of the invention is therefore to provide a method to recognize speech features and to record them using an electrically controlled typewriter, that makes this possible.

Erflndungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß aus den von einem Mikrophon aufgenommenen und in analoge SO elektrische Wellenzüge umgewandelten SprachschwingungenAccording to the invention, the object set is achieved in that the speech vibrations recorded by a microphone and converted into analog SO electrical wave trains

Dr.Le/ßrDr Le / ßr

6. August 1969 009808/12S6August 6, 1969 009808 / 12S6

J.U.Green - B.J.Halliwell - A.F.Newell 2-1-1J.U. Green - B.J. Halliwell - A.F. Newell 2-1-1

durch einen Diskriminator die Merkmale kurze oder lange . Laute, sowie kurzes und langes Pausenintervall bzw. Laut dunkler oder heller Klangfarbe, sowie kurzes und langes. Pausenintervall gewonnen und bei ihrem Auftreten in einer b Speichereinrichtung als Elemente einer als Seriencode aufgebauten Codegruppe eingespeichert werden, daß durch das ein Wortende kennzeichnende lange Pausenintervall die Speichereinrichtung abgefragt und der ausgelesene Seriencode durch eine Codewandlermatrix in einen von einer elektrisch ge,- W 10 steuerten Schreibmaschine verwertbaren Parallelcode umgewandelt wird, durch den die Schreibmaschine gesteuertwird, daß darauf der Speicherinhalt der Speichereinrichtung gelöscht wird, so daß die Speichereinrichtung für die Einspeicherung der Merkmale des folgenden Wortes zur Verfügung steht.the characteristics short or long by a discriminator. Loud, as well as short and long pause intervals or loud dark or lighter timbre, as well as short and long. Pause interval obtained and stored in a memory device as elements of a code group constructed as a serial code when they occur, that the memory device is queried by the long pause interval characterizing the end of a word and the serial code read out through a code converter matrix into a typewriter controlled by an electrically ge, - W 10 usable parallel code is converted, by means of which the typewriter is controlled, that thereupon the memory contents of the memory device is erased, so that the memory device is available for storing the features of the following word.

Die Erfindung soll nun an Hand der Figuren eingehend be-, schrieben werden. ' 'The invention will now be described in detail with reference to the figures, be written. ''

Es zeigen dabei:It shows:

Figur 1 eine Erkennungs- und Umwandlungseinrichtung,Figure 1 a detection and conversion device,

'20 bestehend aus einem Diskriminator, einer Speicher'20 consisting of a discriminator, a memory

einrichtung und einem Codewandler;device and a code converter;

Figur 2 eine Alternativlösung für den Diskriminator;FIG. 2 shows an alternative solution for the discriminator;

Figur J eine weitere Diskriminatorlösung für andere Sprachmerkmale. Figure J shows another discriminator solution for other speech features.

BAD GRiGiNALBAD GRiGiNAL

,.. ;. ;. *'**'■% 1140082, .. ; . ;. * '**' ■% 1140082

J.U.Green - B,J, H&lliwell - A1F1NeWeIl 2^1-1JUGreen - B, J, H & lliwell - A 1 F 1 NeWeIl 2 ^ 1-1

Es wurde bereits geneigt, daß eine iangenvariable eodegruppe aus einer Folge von dödeelementen unterschiedlicher Art zusammengesetzt und von einem das Ende der Godegruppe anzeigenden Element abgeschlossen seih muß. Da Sprachlaute durch solche Codegruppen wieäergegfben werden und ein < Sprecher unvermeidlicih zwischen zwei Sprachlauten eine Pause macht, ist als das Ende einer CodegrUppe anzeigendes Element ein eine gewisse Mindestelauer übersohreitendgs Intervall üblich, in dem die Amplitude einen gewissen Sehweliwert nicht überschreitet. Für die Umwandlung in einen solchen Code können einem Morsecode ähnliche Elemente verwendet werden, wobei außer dem Endzeichen noch zwei weitere davon unterschiedliche Zeichen benötigt werden. Diesis stellen dann einen kurzen von einer Pause gefolgten Laut uhd einen langen von einer Pause gefolgten t«aut dar. Der Sprecher erzeugt diese beiden durch die Zeichen wiedergegebener Läute, z.B. dadurch, daß einem Gaumensegelstopp /d/ ein kurzer oder langer Vokal folgt wie /üi/ in dick oder /da/ in dabei* 'It has already been suggested that a length-variable eode group must be composed of a sequence of idle elements of different types and must be terminated by an element indicating the end of the god group. Since speech sounds are identified by such code groups and a speaker inevitably pauses between two speech sounds, the usual element indicating the end of a code group is an interval that extends over a certain minimum duration, in which the amplitude does not exceed a certain visual value. For the conversion into such a code, elements similar to a Morse code can be used, whereby in addition to the end character two other different characters are required. Diesis then represent a short sound followed by a pause and a long t «aut followed by a pause. The speaker generates these two sounds by means of the signs of sounds, e.g. by following a soft palate stop / d / a short or long vowel like / üi / in thick or / da / in there * '

Die in Fig. 1 dargestellte Ümwandlungseinheit besteht aus einem Diskriminator, strichumrandet und mit ί bezei-ohneti dessen 4 Ausgange A* 1* Q und D mit einem Godew&nälep, eben-?The conversion unit shown in Fig. 1 consists of a discriminator, outlined with a line and with ί bezei-ohneti its 4 exits A * 1 * Q and D with a Godew & Nälep, also-?

falls strichumrandet und mit 2 bezeichnet, verbünden ist.if bordered by a dashed line and labeled 2, is allied.

Der Codewandler besteht äiüs einem Schieberegister·, striüh-• umrandet mit 3 bezeichnet, das aus k bistabilen Schaltkreisen besteht, und einem Binärzähler, strichumrandet mit 4 be« zeichnet, der aus 2 bistabilen Schaltkreisen aufgebaut ist.The code converter consists of a shift register, denoted by 3 in a row, which consists of k bistable circuits, and a binary counter, denoted by 4 in a dashed line, which is made up of 2 bistable circuits.

Die Ausgänge aller 6 bistabiler Sehaltkreise führen zu einer Decodierungsmatrix für einen Parallelcöde, die striehumrandet mit 5 bezeichnet ist. Der Eingang des Diskriminators 1 ist mit E bezeichnet und erhält seine Eingangssignale von einem Mikrophon.The outputs of all 6 bistable Sehaltkreise lead to a decoding matrix for a parallel code, which is bordered by a line is denoted by 5. The entrance of the discriminator 1 is labeled E and receives its input signals from a microphone.

Der Diskriminator 1 soll kurze Und lange Laute sowie kurze und lange Pausenintervalle voneinander unterscheiden können. Die Grenze zwischen kurzen und langen Lauten liegt angenähertThe discriminator 1 should be short and long sounds as well as short ones and be able to differentiate between long pause intervals. The boundary between short and long sounds is approximate

■ 1540082■ 1540082

J.U.Green - B.J.Halliwell - A.F.Newell 2-1-1J.U. Green - B.J. Halliwell - A.F. Newell 2-1-1

bei 150 ms. Pur die Unterscheidung kurzer und langer Pausenintervalle kommt es auf die Spreohgesohwindigkeit des Sprechers an. Bei langsamen Sprechern liegt die Schwelle bei etwa 500 ms und verringert sich bei schnellerem Sprechen bis in die Nähe von 200 ms. Die Zeitunterscheidung wird von logischen Schaltkreisen vorgenommen, die "integrierende monostabile Schältkreise" genannt werden sollen und folgende Punktionen erfüllen:at 150 ms. Purely the distinction between short and long pause intervals depends on the Spreohgeso speed of the Speaker. For slow speakers, the threshold is around 500 ms and decreases when speaking faster down to the vicinity of 200 ms. The time distinction is made by logic circuits, the "integrating monostable circuitry "should be called and meet the following punctures:

1. Der Ausgang ist O, wenn der Eingang 0 ist.1. The output is 0 when the input is 0.

2. Wenn der Eingang auf 1 wechselt, verbleibt der Ausgang zunächst auf 0, erst wenn das Eingangssignal 1 eine gewisse Zeit t überdauert, wechselt der Ausgang auf 1 für die Zeit des Uberdauerns.2. If the input changes to 1, the remains The output initially changes to 0, only when the input signal 1 lasts a certain time t the output on 1 for the duration of the persistence.

Eine Realisation eines solchen integrierenden monostabilen Schaltkreises besteht aus einem Kondensator, der aus einer Konstantstromquelle aufgeladen wird. Parallel zum Kondensator liegt eine Schwellwertschaltung, die z.B. aus einem Schmitt Trigger besteht.A realization of such an integrating monostable Circuit consists of a capacitor, which consists of a Constant current source is charged. A threshold value circuit, e.g. from a Schmitt Trigger exists.

jDie einfachste Form des Diskriminator 1 ist in der Figur 1 dargestellt. Er besteht aus einem Hüllkurvendetektor 11, dem eine Schwellwertschaltung 12 nachgeschaltet ist, deren Ausgangssignal dem Schalldruck der Sprache entspricht. Dieses Ausgangssignal wird einmal an den Eingang eines ersten integrierenden monostabilen Schaltkreises 15 und ferner an den Eingang einer ersten Umkehrstufe 14, deren einer Sprachpause entsprechendes Ausgangssignal einmal direkt an der Ausgangsklemme C und ferner am Eingang eines weiteren integrierenden monostabilen Schaltkreises 15 anliegt, dessen Ausgang mit der Ausgangsklemme D verbunden ist. Das Ausgangssignal des ersten integrierenden monostabilen Schaltkreises liegt einmal direkt an der Ausgangsklemme B und nach Durch- · laufen einer weiteren Umkehrstufe 16 an der Ausgangsklemme\A. Dem Hüllkurvendetektor 11 kann ein Bandpaß I7 und eine 009808/1256 The simplest form of the discriminator 1 is shown in FIG. It consists of an envelope detector 11, which is followed by a threshold value circuit 12, the output signal of which corresponds to the sound pressure of speech. This output signal is once to the input of a first integrating monostable circuit 15 and also to the input of a first inverter 14, whose output signal corresponding to a pause in speech is applied directly to the output terminal C and also to the input of a further integrating monostable circuit 15, the output of which is connected to the Output terminal D is connected. The output signal of the first integrating monostable circuit is applied directly to output terminal B and, after passing through a further inverting stage 16, to output terminal \ A. The envelope detector 11 can have a bandpass filter I7 and a 009808/1256

ί· 940082ί 940082

J.U.Qreen - B.J.Halliwell - A.P.Newell 2-1-1J.U.Qreen - B.J. Halliwell - A.P. Newell 2-1-1

Einrichtung zur automatischen Lautstärkeregelung 18 vorgeschaltet sein.Device for automatic volume control 18 connected upstream be.

Ein Signal an der Ausgangsklemme D zeigt also eine lange Pause an und dient als das Ende einer Codegruppe anzeigendes 5" Codeelement. Das Auftreten dieses Signals bewirkt, daß von den Ausgängen der Decodierungsmatrix ein Signal abgegeben wird, das dem Stand der bistabilen Schaltkreise des Schieberegisters 3 und des Binärzählers 4 entspricht. Ein Ausgangssignal am Ausgang B zeigt an* daß ein langer Laut empfangen wurde, ein Ausgangssignal am Ausgang A einen kurzen Laut. Diese Ausgangssignale liegen an je einem der beiden Eingänge des ersten bistabilen Schaltkreises des Schieberegisters 3· Das Auftreten eines Signales bewirkt also einen Übergang von 0 zu 1 bzw. 1 zu 0. Beim Auftreten eines Signales am Ausgang G des Diskriminators, der mit der Umspeicherleitung 31 verbunden 1st und an dem nach jedem Codeelement ein Impuls auftritt, wenn nicht ein das Ende einer Codegruppe anzeigendes Codeelement an D ansteht, wird der Inhalt der bistabilen Schaltkreise des Schieberegisters 3 in den nächstfolgenden Schaltkreis umgespeichert. Dieser Umspeicherimpuls tritt am Beginn jeder Sprachpause auf, es sei jedoch daran erinnert, daß der gleiche Beginn auch den Umschlag des integrierenden monostabilen Schaltkreises 13 auf das Ausgangssignal 0 bewirkt, wenn dieses nioht bereits schon ansteht, Es wird deshalb die Rückstellzeit des integrierenden monostabilen Schaltkreises so gewählt, daß diese größer ist als die Zeit, die für das Einspeichern in das Schieberegister benötigt wird, so daß in das Register noch das am Ausgang B anstehende Signal bei Beginn einer Pause eingespeichert wird und nicht das nach Rückstellung am Ausgang A auftretende» Der gleiche Umspeicherirapuls wird für den Binärzähler 4 als Zählimpuls verwendet» Schieberegister 3 und Binärzähler 4 werden zurückgestellt durch einen 0 zu 1 Übergang auf der Rüekstelleitung 32· Aus dem Speicherinhalt der 6 bistabilen Schaltkreise, aus denen äas Schieberegister und der Binärzähler aufgebaut ist, wirdA signal at output terminal D therefore shows a long one Pause on and serves as an indicator of the end of a code group 5 "Code element. The appearance of this signal causes from output a signal to the outputs of the decoding matrix which corresponds to the state of the bistable circuits of the shift register 3 and the binary counter 4. An output signal at output B indicates * that a long sound has been received an output signal at output A makes a short sound. These output signals are each at one of the two inputs of the first bistable circuit of the shift register 3 · The occurrence of a signal thus causes a transition from 0 to 1 or 1 to 0. When a signal occurs at output G of the discriminator, which is connected to the storage line 31 1st and on which a pulse occurs after each code element, if a code element indicating the end of a code group is not present at D, the content of the bistable circuits becomes of the shift register 3 relocated to the next following circuit. This storage impulse occurs at the beginning every pause in speech, but it should be remembered that the same beginning also causes the integrating monostable circuit 13 to change to the output signal 0, if this is not already pending, it will therefore be the Reset time of the integrating monostable circuit chosen so that this is greater than the time required for storing in the shift register, so that in the register still has the signal present at output B. The beginning of a break is saved and not that after Resetting at output A occurring »The same transfer pulse is used as a counting pulse for binary counter 4 » Shift register 3 and binary counter 4 are reset by a 0 to 1 transition on the return line 32 · Off the memory contents of the 6 bistable circuits that make up The shift register and the binary counter are set up

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die Information für einen 6 Bit-Parallelcode abgenommen, der durch den Matrixdecoder 5 decodiert wird. Der Matrixdecoder weist eine Anzahl von Zeilengruppen, von denen in der Figur zwei dargestellt und mit 53 bezeichnet sind, auf. Jede Zeile der Gruppen ist verbunden mit einer Leitung eines der 6 Spaltenpaare. Jede Zeilengruppe ist dabei abgeschlossen mit einer UND-Schaltung 50, deren Ausgang einen Ausgang des Matrixdecoders bildet. Jeweils ein Spaltenpaar ist dabei einem der sechs bistabilen Schaltkreise zugeordnet, wobei jeweils eine Spalte an einem Ausgange des Schaltkreises liegt. Jede UND-Schaltung 50 hat sieben Eingänge, einer von diesen ist die Aufrufleitung 51 und die übrigen sind mit je einer Leitung einer Zeilengruppe und damit einer Leitung der sechs Spaltenpaarejr'So wird von den UND-Schaltungen 50 nur ein Ausgangssignal abgegeben, wenn ein Leseimpuls an die Aufrufleitung 51 angelegt wird. Codewandler und Decodiennatrix sind zusammen so ausgelegt, daß ein Ausgangssignal nur nach einem Codegruppenendsignal am Ausgang D ausgegeben wird. Hierzu ist der Ausgang D mit dem Eingang eines monostabilen Schaltkreises 7 verbunden, dessen Ausgang einen Impuls vorbestimmter Dauer beim Auftreten jedes Codegruppenendsignales abgibt. Die ansteigende Planke dieses Impulses dient als-. Aufrufimpuls für die Deeodiermatrix. Durch die abfallende Planke wird Schieberegister und Binärzähler rückgestellt, indem zwischen Ausgang des monostabilen Schaltkreises und Rückstelleitung 32 eine Umkehrstufe 8 zwischengeschaltet wird. In den Fällen, in denen der Codewandler und die Deeodiermatrix nicht zusammen eingesetzt werden, verbleibt der monostabile Schaltkreis 7 und die Umkehrstufe 8 als Bestandteil des Codewandlers, so daß die ansteigende Flanke eines vorn Codegruppenendsignal am Ausgang D angeregten ■ Impulses zum Auslesen des Speicherinhaltes der sechs bistabilen Schaltstuf en verwendet wird und die abfallende Planke zu deren Rückstellung.the information for a 6 bit parallel code is taken, which is decoded by the matrix decoder 5. The matrix decoder has a number of row groups, of which in of Figure two are shown and denoted by 53 on. Each row of the groups is connected to a line from one of the 6 pairs of columns. Each group of lines is closed with an AND circuit 50, the output of which is an output of the Matrix decoder forms. One pair of columns is included in each case assigned to one of the six bistable circuits, with one column in each case at one output of the circuit. Each AND gate 50 has seven inputs, one of them is the call line 51 and the others are each with one Line of a row group and thus a line of the six pairs of columns jr'So only one of the AND circuits 50 Output when a read pulse is applied to the polling line 51. Code converter and decoding matrix are designed together in such a way that an output signal is only output at output D after a code group end signal. For this purpose, the output D is connected to the input of a monostable Circuit 7 connected, the output of which is a pulse of predetermined duration when each code group end signal occurs gives away. The rising plank of this impulse serves as-. Call pulse for the de-coding matrix. By the sloping Planke is reset shift register and binary counter, by placing between the output of the monostable circuit and Reset line 32, a reversing stage 8 interposed will. In those cases where the code converter and the Decoding matrix are not used together, remains the monostable circuit 7 and the inverter 8 as Part of the code converter, so that the rising edge a front code group end signal at output D excited ■ Impulse for reading out the memory contents of the six bistable switching stages is used and the sloping plank to reset them.

00900871256 ,/.00900871256, /.

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Nun mag das Ausgangssignal des monostabilen Schaltkreises direkt an die zugeordneten Eingänge aller UND-Schaltungen 50 angelegt werden. In diesem Falle können von der Anlage vom Mikrophon aufgenommene Hintergrundgeräusche als eine der kurzen Codeelemente ausgewertet werden. Um diese Schwierigkeit zu beheben, kann die Decodlerungseinrichtung so ausgebildet werden, daß die Anlage mit Hilfe zweier Codeelemente vom Einspeicherzustand in den Aüsepeicherzustand geschaltet werden kann. Hierzu besteht nur eine direkte Verbindung vom Ausgang des monostabilen Schaltkreises J zur Aufrufleitung 51 der Zeilengruppe 56/ während alle übrigen Aufrufleitungen 51 über eine Zweieingangs-UND-Schaltung 57 angeschlossen sind. Das Signal für den zweiten Eingang der UND-Schaltung 57 wird von einem bistabilen Schaltkreis 58 geliefert. Hierbei erhält ,* der bistabile Schaltkreis 58 seine Steuerspannungen vom Ausgang der Zeilengruppe 56* welcher die Anlage in den Ausspeicherzustand schaltet, und vom Ausgang der Zeilengruppe 59, welcher sie in den Einspeicherzustand schaltet. Im Einspeicherzustand ist ein Impuls des monostabilen Schaltkreises 7 abgesperrt gegen alle Aufrufleitungen 51 der Decodiermatrix mit Ausnahme der Aufrufleitung für die Zexlengruppe 56. Das der Zeilengruppe 56entsprechende Codeelement schaltet die Anlage in den Ausspeicherzustand, in· dem alle Codeelemente der anderen Zeilengruppen einschließlich 59 ausgespeichert werden, wobei das Codeelement 59 die Anlage wieder in den Einspeicherzustand schaltet. Das an der Zeilengruppe 56 auftretende Codeelement ist dabei, wie bereits beschrieben, so lang gewählt, daß es sonst im Wechsel normaler Sprache nicht mehr vorkommt.The output signal of the monostable circuit may now be applied directly to the associated inputs of all AND circuits 50. In this case, background noises picked up by the microphone can be evaluated as one of the short code elements. In order to overcome this problem, the decoder can be designed so that the system can be switched from the storage state to the stored state with the aid of two code elements. For this purpose, there is only a direct connection from the output of the monostable circuit J to the call line 51 of the row group 56 / while all the other call lines 51 are connected via a two-input AND circuit 57. The signal for the second input of the AND circuit 57 is supplied by a bistable circuit 58. In this case, * the bistable circuit 58 receives its control voltages from the output of the row group 56 * which switches the system into the storage state, and from the output of the row group 59 which switches it into the storage state. In the storage state, a pulse of the monostable circuit 7 is blocked from all call lines 51 of the decoding matrix with the exception of the call line for the digit group 56. The code element corresponding to the line group 56 switches the system to the unload state, in which all code elements of the other line groups including 59 are stored. wherein the code element 59 switches the system back into the storage state. The code element appearing at line group 56 is, as already described, selected to be so long that it no longer occurs in normal language alternation.

Die Wähl der Stufeneahl für das Schieberegister und den Binärzähler muß mit Rücksicht auf das eingesetzte Endgerät erfolgen. Die bisher beschriebene Anordnung war für die Steuerung einer elektrischen Schreibmaschine gedacht, die Üblicherweise etwa 50 unterschiedliche Steuersignale für alleThe selection of the stages for the shift register and the Binary counter must take into account the terminal used take place. The arrangement described so far was intended for controlling an electric typewriter that Usually around 50 different control signals for all

009808/1256009808/1256

J.U.Green - B.J.Halliwell - A.F.Newell 2-1-1J.U. Green - B.J. Halliwell - A.F. Newell 2-1-1

Zeichen und Umschaltungen benötigt. Bei Wahl eines vierstufigen Schieberegisters in Zusammenwirken mit einem zweistufigen Binärzähler ergibt sich ein 6 Bit-Parallieloode mit 64 unterschiedlichen Codezeiohen. Die überzähligen Codezeiohen können dann für andere Zwecke wie zur elektrischen Steuerung der Schreibmaschine verwendet werden.Characters and switchings required. When selecting a four-stage shift register in conjunction with a two-stage Binary counter results in a 6-bit parallel code with 64 different code lines. The surplus Code lines can then be used for other purposes such as electrical control of the typewriter.

Das Schieberegister kann aus vier einem Codegruppensohlußzeiohen unmittelbar vorangehenden Codeelementen 30 mögliohe unterschiedliche Codezeiohen bilden« die alle kennzeichnend sind. Bei längeren Codegruppen, dargestellt durch die restlichen 34 Codezeichen, bleiben nur die letzten vier Codeelemente vor dem Schlußzeichen im Schieberegister gespeichert, da die vorangehenden dieses bereits durchlaufen und die Stellung des Binärzählers beeinflußt haben.The shift register can consist of four groups of codes immediately preceding code elements 30 form possible different code lines, all of which are characteristic are. With longer code groups, represented by the remaining 34 code characters, only the last four code elements remain stored in the shift register before the final character, since the previous ones already go through this and the Have influenced the position of the binary counter.

Der Hüllkurvendetektor 11 des Diskriminators 1 kann nun aus einem Oleichrichter mit naohgeschaltetem Siebkreis bestehen. Bei dieser Ausbildung muß Jedoch ein Kompromiß getroffen werden zwischen einer hinreichenden Zeltkonstante für die Siebung und einer hinreichend kleinen Zeitkonstante, damit eine nachfolgende kurze Pause noch bemerkbar ist. Dieses setzt eine Grenze für 'den Mindestwert einer Pause, die von der Anordnung noch erkannt werden kann und dadurch auch für die Folgegeschwindigkeit der erkennbaren einzelnen Codeelement·The envelope curve detector 11 of the discriminator 1 can now be switched off an oil rectifier with a connected filter circuit. In this training, however, a compromise must be made between a sufficient tent constant for the Sieving and a sufficiently small time constant so that a subsequent short pause is still noticeable. This sets a limit for the minimum value of a break that can be taken from the arrangement can still be recognized and therefore also for the following speed of the recognizable individual code elements

Die in Figur 2 dargestellte Anordnung umgeht diese Sohwierigkeiten und ersetzt den in Figur 1 dargestellten Diskriminator L Bei dieser Anordnung liegt am Mikrophoneingang E ein Bandpaßfilter 20. Der Ausgang dieses Filters, dessen Durchlftßbereich sich über etwa eine Oktave erstreckt, ist einmal direkt mit dem einen Eingang eines Differenzverstärkers 21 verbunden« dessen anderer Eingang über einen Gleichrichter- und ' Siebkreis 22 am Filterausgang liegt. Dem DifferenzverstärkerThe arrangement shown in FIG. 2 bypasses these difficulties and replaces the discriminator L shown in FIG. 1. In this arrangement, a bandpass filter 20 is connected to the microphone input E a differential amplifier 21 'connected to the other input is connected through a rectifier and' filter circuit 22 at the filter output. The differential amplifier

009 8 0 8/1256 ·Α009 8 0 8/1256 Α

J.U. Qreen - B.J.Halllwell - A.F.Newell 2-1-1J.U. Qreen - B.J. Halllwell - A.F. Newell 2-1-1

folgt eine Schwellwertschaltung 25* hierauf eine Umkehrstufe 25 und ein integrierender monostabiler Schaltkreis 25. Die Zeitkonstante dieses Schaltkreises ist dabei so gewählt, daß sie etwas größer als die Periode der niedrigsten Frequenz des Durchlaßbereiches des Filters 20 ist. Wie später gezeigt wird, 1st das Ausgangssignal dieser Anordnung groß bei Pausen und niedrig bei Sprachlauten. Wenn das Ausgangssignal den umgekehrten Verlauf aufweist wie das der Schwellwertschaltung 12 der Figur !,sind die der integrierenden monostabilen Schaltstufe 25 nachfolgenden Baugruppen die gleichen wie die der Schwellwertschaltung 12 nachgeschalteten mit Ausnahme der anderen Lage der Umkehrstufe 14. Hierzu ist der Differenzverstärker 21 vorgespannt, wobei diese Vorspannungsquelle mit 26 angedeutet wurde.a threshold value circuit 25 * is followed by an inverter 25 and an integrating monostable circuit 25. The time constant of this circuit is chosen so that it is slightly larger than the period of the lowest Frequency of the pass band of the filter 20 is. As will be shown later, the output of this arrangement is large for pauses and low for speech sounds. When the output signal is the reverse of that the threshold value circuit 12 of the figure! are those of the integrating monostable switching stage 25 following subassemblies are the same as those of the threshold value circuit 12 downstream with the exception of the other position of the inverter 14. For this purpose, the differential amplifier 21 is biased, this bias source being indicated at 26.

Wenn man zunächst den Differenzverstärker 21 und den Oleichrichter und Siebkreis 22 außer Betracht läßt, also sich den Ausgang des Filters 20 direkt mit dem Eingang der Schwellwertschaltung 25 verbunden denkt, würde die Schwellwertschaltung an ihrem Ausgange jedesmal einen Impuls abgeben, wenn der Momentanwert des durch das Filter durchgelassenen Signales den Schwellwert überschreitet, Bei einem Signal hinreichender Dauer und Amplitude liegt die Folgefrequenz dieser Impulse bei Werten, die innerhalb des Durchlaßfrequenzbereiches des Filters 20 liegen. Nach Durchlaufen der Umkehrstuf© 2h ergeben sich also an deren Ausgang Impulse, die unbedingt kurz gegenüber der Ansprechzeitkonstante der integrierenden monostabilen Schaltstufe 25 sind, so daß von dieser kein Ausgangs signal abgegeben wird. Wenn aber der Spitzenwert einer oder mehrerer Schwingungen des vom Filter durchgelassenen Signales den Schwellwert nicht erreicht, gibt die Unikehr stufe 24 einen Impuls ab, der lang genug ist, um die integrierende monostabile Schaltstufe 25 durchzusteuern· Dieses tritt also auf, wenn in der von der Schwellwertschaltung abgegebenen Pulsfolge ein Impuls ausfällt. Von der integrierenden monostabilen Schaltstufe 25 wird also beiIf one initially disregards the differential amplifier 21 and the rectifier and filter circuit 22, i.e. if the output of the filter 20 is thought to be directly connected to the input of the threshold value circuit 25, the threshold value circuit would emit a pulse at its output every time the instantaneous value of the The signal passed through the filter exceeds the threshold value. In the case of a signal of sufficient duration and amplitude, the repetition frequency of these pulses is at values which are within the pass frequency range of the filter 20. After passing through the reversing stage © 2h , pulses are produced at the output which are necessarily short compared to the response time constant of the integrating monostable switching stage 25, so that no output signal is emitted from it. If, however, the peak value of one or more oscillations of the signal passed by the filter does not reach the threshold value, the Unikehr stage 24 emits a pulse that is long enough to control the integrating monostable switching stage 25 Threshold switching emitted pulse train a pulse fails. The integrating monostable switching stage 25 is therefore at

Pausen ein Signal abgegeben« wtSiyend sie sonst gesperrt bleibt. 009808/1258 Pauses a signal is given «wtSiyend it otherwise remains blocked. 009808/1258

J.U. Green - B.J.Halliwell - A.F.Newell 2-1-1J.U. Green - B.J. Halliwell - A.F. Newell 2-1-1

Hieraus geht hervor, daß die Anordnung aus Filter, Schwellwertschaltung, Umkehrstufe und integrierender monostabiler Schaltstufe eine Einrichtung darstellt, die anzeigt, wenn in einem Signal ein gewisser Schwellwert unterschritten wird, und sei es nur bei einer einzigen Schwingung. Die Einbeziehung des Differenzverstärkers und des Gleichrichterund Siebkreises wirkt sich im Sinne einer automatischen Pegelregulierung aus, ohne daß dabei die Arbeitsweise der Schwellwertschaltung beeinflußt wird, wobei die von der Vorspannungsquelle 26 gelieferte Vorspannung diese Pegölregelung unterhalb eines einstellbaren Wertes unwirksam macht.This shows that the arrangement of filter, threshold value circuit, Inverse stage and integrating monostable switching stage represents a device that indicates when a certain threshold value is undershot in a signal, even if it is only in the case of a single oscillation. Integration the differential amplifier and the rectifier and filter circuit acts in the sense of an automatic Level regulation without affecting the operation of the threshold value circuit, with the Bias voltage source 26 supplied bias voltage this level oil control makes it ineffective below an adjustable value.

Außer dem bisher beschriebenen Code nach Art des Morsecodes kann noch eine Reihe von anderen Seriencodes variabler Länge eingesetzt werden. Eine solche Alternative, die nur eine Änderung des in der Figur 1 beschriebenen Diskriminators bedingt, ist ein ternärer Seriencode, der das gleiche Codegruppenschlußzelchen wie bisher hat, dessen beide anderen Codeelemente sich aber nicht durch die Zeit unterscheiden. Bei einem Code mit mehr als 2 Codeelementen muß sowohl der Diskriminator als auch das Schieberegister abgeändert werden. Bei Einsatz eines quinären Seriencodes werden für jede Stufe des Schieberegisters zwei Speicherglieder benötigt, damit #üa? jedes der vier Codeeleraente außer dem Codegruppenschlußzeichen in eine Stufe eingespeichert werden kann. Unter gewissen Umständen können bei einem quaternären Seriencode hinreichende, ihm eigentümliche Einschränkungen erfolgen, so daß es möglich ist, die einzelnen Stufen des Schieberegisters mit nur einem Speicherglied auszubilden. Dieses ist möglich, wenn das Codegruppenendsignal von den übrigen Codeelementen nur durch das Überschreiten einer Zeitschwelle unterschieden wird. Ein Diskriminator für einen solchen quaternären Seriencode ist in den Figuren Ja und Jb dargestellt!In addition to the Morse code type code described so far, a number of other serial codes of variable length can be used can be used. Such an alternative, which only changes the discriminator described in FIG conditional, is a ternary serial code that has the same code group key as before, the other two code elements of which do not differ over time. For a code with more than 2 code elements, both the Discriminator as well as the shift register can be modified. If a quinary serial code is used, for each level of the shift register requires two storage elements so that # üa? each of the four code elements except for the code group terminator can be stored in a stage. Under certain circumstances, a quaternary serial code there are sufficient restrictions peculiar to it, so that it is possible to change the individual stages of the shift register to be formed with only one storage element. This is possible if the code group end signal from the others Code elements can only be distinguished by crossing a time threshold. A discriminator for one quaternary serial code is shown in Figures Ja and Jb!

Der in diesen Figuren dargestellte Diskriminator ist für die Ableitung eines Seriencodes variabler Länge ausgelegt, der-The discriminator shown in these figures is for Deriving a serial code of variable length, which-

■0098.08/1256-■ 0098.08 / 1256-

J.U.Green - B.J.Halliwell - A.F.Newell 2.-1-1J.U. Green - B.J. Halliwell - A.F. Newell 2.-1-1

als Codeelemente Laute heller Klangfarbe, Laute dunkler Klangfarbe, Pausen und als viertes Element ein Codegruppenschlußzeichen enthält, das dadurch gegeben ist, daß eine Pause einen vorgegebenen Mindestwert überschreitet. Die ersten drei Codeelemente beinhalten ausschließlich Eigenschaften des Eingangssignales zu einem bestimmten Zeitpunkt. Wenn die Amplitude der Einhüllenden des Eingangssignales einen gewissen Sohwellwert nicht überschreitet, wird dieses als Pause ausgewertet. Wenn sie diesen Schwellwert überschreitet, wird sie als eines der beiden anderen Codeelemente "Laut heller oder dunkler Klangfarbe"ausgewertet. Hierdurch enthält der Code als systembedingte Einschränkungsmöglichkeit, daß aufeinanderfolgende Codeelemente nicht der gleichen Art sein können. Es gibt also nur jeweils zwei mögliche übergänge von einem Codeelement zum anderen. So kann einem Laut heller Klangfarbe nur eine Pause oder ein Laut heller Klangfarbe folgen. Einem Laut dunkler Klangfarbe folgt nur eine Pause oder ein Laut heller Klangfarbe bzw. einer Pause ein Laut dunkler oder heller Klangfarbe. Wenn der Ausgangs zustand bekannt ist, beschreibt je eine binäre Aussage für jeweils darauffolgende übergänge den Vorgang eindeutig. Durch die gleiche binäre Aussage wird ein einzelner Übergang wie auch der gleiche Übergang zwischen zwei Codeelementen in einer Folge von übergängen dargestellt, Da jede Codegruppe nach einer Pause beginnt und mit einer Pause endet, ist sie durch Angabe der übergänge eindeutig bestimmt.as code elements, sounds with a light tone color, sounds with a dark tone color, pauses and, as a fourth element, a code group terminator contains, which is given by the fact that a pause exceeds a predetermined minimum value. the The first three code elements only contain properties of the input signal at a specific point in time. If the amplitude of the envelope of the input signal does not exceed a certain threshold value, this is evaluated as a pause. If it exceeds this threshold, it is evaluated as one of the other two code elements "loud lighter or darker tone color". As a result, the code contains a system-related restriction option that successive code elements do not can be of the same kind. So there are only two possible transitions from one code element to the other. So A sound with a lighter tone can only be followed by a pause or a tone with a lighter tone. A sound of dark timbre Only a pause or a sound with a lighter tone follows, or a break with a sound with a dark or lighter tone. if the initial state is known, describes a binary one Statement for each subsequent transition the process clearly. The same binary statement makes a single transition as well as the same transition between two code elements represented in a sequence of transitions, since each code group begins after a pause and with a Break ends, it is clearly defined by specifying the transitions.

Dieser aus vier Klangelementen aufgebaute Code, und zwar aus den Elementen Laut mit heller oder dunkler Klangfarbe, Pause und lange Pause als Codegruppenschlußzeichen, enthält nicht die Klangelemente selbst, sondern setzt sich aus binären Aussagen über die Übergänge von einem Klangelement zum andern zusammen. Dieser Code besteht also aus siebenThis code made up of four sound elements, namely from the elements sound with a light or dark tone color, Pause and long pause as code group terminator, does not contain the sound elements themselves, but is suspended binary statements about the transitions from one sound element to another. So this code consists of seven

00 98 08/125600 98 08/1256

J.U.Green - B.J.Halllwell - A.P.Newell 2-1-1J.U. Green - B.J. Halllwell - A.P. Newell 2-1-1

verschiedenen Zeichen, sechs für die möglichen Übergänge und eines für das durch eine lange Pause gegebene Codeschlußzeichen. different characters, six for the possible transitions and one for the code terminator given by a long pause.

Die ih Figur 1 dargestellte Umwandlungseinheit wird für diesen Code dadurch abgewandelt« daß der Diskriminator 1 der Figur durch einen Diskriminator ersetzt wird, wie er in den Figuren Ja und b dargestellt ist. Dieser Diskriminator ist zeichnerisch in zwei aufeinanderfolgenden Teilen dargestellt und wird auch so beschrieben. Der erste Teil, der in Figur Ja. |l IO dargestellt ist, erkennt aus dem Eingangssignal, ob ein Laut heller Klangfarbe (F), ein Laut dunkler Klangfarbe (V) oder eine Pause (S) vorliegt, wobei bei Nichtvorliegen eines Elementes die Negierung als (F), (V*) und (S) angezeigt wird.The conversion unit shown in FIG. 1 is modified for this code in that the discriminator 1 of the figure is replaced by a discriminator as shown in FIGS. 1 a and b. This discriminator is shown graphically in two successive parts and is also described in this way. The first part that is in figure Yes. | l IO is shown, recognizes from the input signal whether a sound with a light tone color (F), a sound with a dark tone color (V) or a pause (S) is present, whereby if an element is not present, the negation as (F), (V * ) and (S) is displayed.

Im zweiten, in der Figur 3b dargestellten Teil werden dann die übergänge ermittelt und an den Ausgängen A, B, C und D in einer vom nachfolgenden Codewandler auswertbaren Form zur Verfügung gestellt.In the second part shown in FIG. 3b, the transitions are determined and at outputs A, B, C and D. in a form that can be evaluated by the subsequent code converter made available.

In Figur 3a wird das von einem Mikrophon gelieferte, am Eingang E anliegende Signal zunächst einer Einrichtung zur automatischen Lautstärkeregelung 301 zugeführt, der ein ^ Hüllkurvendetektor 302; und danach eine Schwellwertschaltung 303 nachgeschaltet ist. Das Auegangssignal der Schwellwertschaltung 303 liegt direkt an dem Ausgang B* und über einer Umkehrstufe 304 an dem Ausgang S an. Ferner ist dem Ausgang der Einrichtung zur automatischen Lautstärkeregelung 301 ein Hochpaßfilter 305 mit einer Grenzfrequenz von etwa JLOOO Hz und ein weiterer Hüllkurvendetektor 306 naohgesohaltet. In einem Differenzverstärker 307 werden nun die AusgangMignale der Hüllkurvendetektoren 302 und 306 miteinander verglichen, und sein Ausgangssignal wird einer weiteren Schwellwertschaltung 308 zugeleitet. Der Differenzverstärker 307 ver*· gleicht also das ganze Sprachsignal mit den·» Über 1090 Hi liegenden Komponenten. Laute heller Klangfarbe unterscheiden ·' sich von denen dunkler Klangfarbe dadurch, daß in ihrem 009808/1256 In FIG. 3a, the signal supplied by a microphone and present at input E is first fed to a device for automatic volume control 301, which has an envelope detector 302; and then a threshold value circuit 303 is connected downstream. The output signal of the threshold value circuit 303 is applied directly to the output B * and to the output S via an inverter 304. Furthermore, a high-pass filter 305 with a cut-off frequency of approximately 1,000 Hz and a further envelope curve detector 306 are connected to the output of the device for automatic volume control 301. The output signals of the envelope curve detectors 302 and 306 are now compared with one another in a differential amplifier 307, and its output signal is fed to a further threshold value circuit 308. The differential amplifier 307 thus compares the entire speech signal with the components lying above 1090 Hi. Loud, light timbres differ from those with dark timbres in that in their 009808/1256

.U.Green - B.J.Halllwell - A.P.Newell 2-1-1.U. Green - B.J. Halllwell - A.P. Newell 2-1-1

Spektrum keine tiefen Frequenzen enthalten sind, wogegen hohe Frequenzen durchaus auch im Spektrum von Lauten dunkler Klangfarbe enthalten sein können. Bin Ausgangssignal von der Schwellwertschaltung 308 zeigt an, daß "kein Laut heller Klangfarbe" vorliegt und ein Ausgangssignal der der Schwellwertschaltung 308 nachgeschalteten Umkehrstufe 309 zeigt an, daß "kein Laut dunkler Klangfarbe" vorliegt, vorausgesetzt, daß ein Eingangssignal hinreichenden Pegels ansteht, das als "keine Pause" ausgewertet wurde. Diese Ausgangssignale liegen deshalb an dem einen Eingang einer UND-Schaltung bzw, 311 an, an derem anderen Eingang das Signal "keine Pause" anliegt. Das Ausgangssignal der UND-Schaltung 310 bzw* liegt direkt an dem Ausgang V bzw. F und nach Umkehrung in einer Umkehrstufe 312 bzw. 313 tm Ausgang V bzw. F.Spectrum does not contain low frequencies, whereas high frequencies can also be included in the spectrum of sounds with dark timbres. An output signal from the threshold circuit 308 indicates that "no sound of a light tone color" is present and an output signal of the inverter 309 connected downstream of the threshold value circuit 308 indicates that "no sound of a dark tone color" is present, provided that an input signal of sufficient level is present, which as "no break" was evaluated. These output signals are therefore applied to one input of an AND circuit or 311, to the other input of which the "no pause" signal is applied. The output signal of the AND circuit 310 or * is directly at the output V or F and after reversal in an inverter 312 or 313 tm output V or F.

In der Anordnung nach Figur 3b liegt ^e ein monostabiler Schaltkreis 314 bzw, 315 bzw. 3l£ am Eingang F bzw. T? bzw. S. Ihre Ausgänge sind mit UND-Schaltungen 31? ... verbunden, mit deren zweiten Eingängen die Eingangsklemmen F, V und S verbunden sind. Die monostabilen Schaltkreise 314* 515 und 33.6 werden angestoßen durch die ansteigende Flaak® eines negierenden Ausganges, also am Ende eines zu erkennenden Merkmales· So 1st z.B. der monostabile Schaltkreis 314 mit äöm Eingang ¥ verbunden, er gibt damit am Ende eines Lautes mit helle? Klangfarbe' einen Impuls ab. Wenn nun dem Laut mit he Her Klangfarbe ein solcher mit dunkler Klangfarbe folgt* awm süfcaXfcet öS, β UND-Schaltung 317 für di« item*-4«© Xragulses durch. So bedeutet ein Ausgangssignal de^';)yilD*Söiia(i««isg 34f ein^n ÖBsrgasig von F nach V. EntapvmlmmS,"ktmasiettiÄ Ausgangsslgnale der UND-Schaltungen 33ι3·■■■·.·.'3siir;;ift»apgasee vo® **->s* ▼ -:; f, »■--- s, s fIn the arrangement according to FIG. 3b, there is a monostable circuit 314 or 315 or 31 at the input F or T? or S. Your outputs are with AND circuits 31? ... connected to the second inputs of which the input terminals F, V and S are connected. The monostable circuits 314 * 515 and 33.6 are triggered by the rising Flaak® of a negating output, i.e. at the end of a feature to be recognized. Timbre 'from an impulse. If the sound with he Her timbre is followed by a sound with a dark timbre * awm süfcaXfcet öS, β AND circuit 317 for the "item * -4" © Xragulses. So an output signal de ^ '; .) * yilD Söiia (i «« isg 34f a ^ n ÖBsrgasig from F to V. Ent apvmlmmS, "ktmasiettiÄ Ausgangsslgnale the AND circuits 33ι3 · ■■■ · .'3siir; ift» apgasee vo® ** - > s * ▼ -:; f »■ --- s, sf

mm i ■- -. V» pirn Äus^«n®ssignale dieser UND-Schaltungen li^öii m -mm%. "ODIE-Schiiitung««- 323 und 324 an, wobei jedesmal \ftlw Ubevgs^ von- %%Tmm auf einen anderen der beiden ai1i8aa# #ln$ ODER-Schaltung durehsohaltet. Der ÖÜE*Setial|ijng'323 barn. 324 führt su den" Ausgangs- £.-!»&#». f* Ferner 1st der Ausgang Jeder der UND- mm i ■ - -. V " pirn Äus ^" n® signals from these AND circuits li ^ öii m -mm%. "ODIE-Schiiitung""- 323 and 324, whereby each time \ ftlw Ubevgs ^ from- %% Tmm to another of the two ai1i8aa # # ln $ OR-circuit lasts. The ÖÜE * Setial | ijng'323 barn. 324 leads see the "Exit- £ .-!» &# ». f * Furthermore, the output is each of the AND

J.Ü.Green - B.J.Halllwell - A.P.Newell 2-1-1J.Ü. Green - B.J. Halllwell - A.P. Newell 2-1-1

Schaltungen mit einem Eingang einer weiteren ODER-Schaltung J525 verbunden, so daß bei jedem Übergang an derem Ausgang ein Signal an die Ausgangsklemme C angelegt wird. Die Verbindung der Eingangsklemme S zu der Ausgangsklemme D erfolgt über einen integrierenden monostabilen Schaltkreis 326, so daß an D ein Äusgangsimpuls anliegt, wenn eine Pause eine vorgeschriebene Mindestzelt überschreitet, also ein CodegruppenschluBzeichen vorliegt.Circuits connected to one input of a further OR circuit J525, so that at each transition at their output a signal is applied to output terminal C. The input terminal S is connected to the output terminal D. via an integrating monostable circuit 326, see above that at D there is an output pulse when a break is a exceeds the prescribed minimum, i.e. a code group key is present.

8 Patentansprüche8 claims

3 Bl.Zeichnungen, 3 Fig.3 sheets of drawings, 3 figs.

009808/1256009808/1256

Claims (7)

J.U.Green - B.J.Halliwell - A.F.Hewell 2-i~lJ.U. Green - B.J. Halliwell - A.F. Hewell 2-i ~ l PatentansprücheClaims \Ιλ Verfahren zum Erkennen von Spraohmerkmalen und deren Aufzeichnung mittels einer elektrisch gesteuerten Schreibmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß aus den von einem Mikrophon aufgenommenen und in analoge elektrische Wellenzüge (E) umgewandelten Sprachschwingungen durch einen Diskriminator (1) die Merkmale kurze und lange Laute, sowie kurzes und langes Pausenintervall bzw. Laut dunkler oder heller Klangfarbe, sowie kurzes und langes Pausenintervall gewonnen und bei ihrem Auftreten in einer Speichereinrichtung (2) als Elemente einer als Seriencode aufgebauten Codegruppe eingespeichert werden, daß durch das ein Wortende kennzeichnende lange Pauseninteryall die Speichereinrichtung (2) abgefragt und der ausgelesene Seriencode durch eine Codewandlermatrix (5) in einen von einer elektrisch gesteuerten Schreibmaschine verwertbaren Parallelcode umgewandelt wird, durch den die Schreibmaschine gesteuert wird, daß darauf der Speicherinhalt der Speichereinrichtung (2) gelöscht wird, so daß die Speichereinrichtung (2) für die Einspeieherung der Merkmale des folgenden Wortes zur Verfügung steht.\ Ιλ Method for recognizing speech features and their recording by means of an electrically controlled typewriter, characterized in that the features short and long sounds, as well as short and long pause interval or sound of dark or light tone color, as well as short and long pause interval and when they occur are stored in a memory device (2) as elements of a code group structured as a serial code so that the memory device (2 ) queried and the serial code read out is converted by a code converter matrix (5) into a parallel code that can be used by an electrically controlled typewriter, by which the typewriter is controlled so that the memory content of the memory device (2) is erased so that di e memory device (2) is available for feeding in the features of the following word. 2. Verfahren zum Erkennen von Sprachmerkmalen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erkennen der Sprachmerkmale "kurzer oder langer Laut" sowie "kurzes oder langes Pausenintervall" die von dem Mikrophon abgegebenen, den Sprachschwingungen analogen elektrischen Wellenzüge (E) nach einer Dynamikeinengung durch einen Verstärker mit automatischer Lautstärkeregelung (18) und Begrenzung auf den kennzeichnenden-Frequenzinhalt durch einen Bandpaß (17) einem Hüllkurvendetektor (11) zugeleitet werden, daß das der Hüllkurve des Sprachsignales entsprechende Ausgangssignal einer Schwellwertschaltung (12) zugeführt wird, die nur Signalteile durchläßt,2. A method for recognizing speech features according to claim 1, characterized in that for recognizing the speech features "short or long sound" and "short or long pause interval" the electric wave trains (E) emitted by the microphone, analogous to the speech vibrations, after a dynamic narrowing an amplifier with automatic volume control (18) and limitation to the characteristic frequency content by a bandpass filter (17) are fed to an envelope detector (11) so that the output signal corresponding to the envelope of the speech signal is fed to a threshold value circuit (12) which only lets signal parts through, Dr.Le/Gr 00 9 8 08/1256
6. August 1969
Dr Le / Gr 00 9 8 08/1256
6th August 1969
. - 16 -. - 16 - J.U.Green - B.J.Halliwell - .A. F.Newell 2-1-1 ic - ,JUGreen - BJHalliwell - .AFNewell 2-1-1 ic -, - I- I. deren Amplitude einen vorgegebenen, nicht mehr einem Pausenintervall als Geräusch zugehörigen Wert !überschreitet, daß das Ausgangssignal dieser Schwellwertschaltung einmal direkt einen ersten integrierenden monostabilen Schaltkreis (1>) steuert, der bei anliegendem Eingangssignal nur ein Auegangssignal abgibt, wenn das Eingangssignal eine vorgegebene Zeitdauer überschreitet, daß das Ausgangssignal dieses integrierenden monostabilen Schaltkreises (13) einmal direkt als Merkmal für einen langen Laut bzw. nach Invertierung in einer ersten Umkehrstufe (16) als Merkmal für einen kurzen Laut dem Ausgang B bzw. A zugeführt wird, daß ferner das Ausgangssignal der Schwellwertschaltung (12)"invertiert in einer zweiten Umkehrstufe (14) einmal direkt als Merkmal für ein Pausenintervall dem Ausgang C und nach Feststellen des Überschreitens einer vorgegebenen Mindestdauer durch einen weiteren integrierenden monostabilen Schaltkreis (15) als Merkmal langes Pausenintervall und Codegruppenschlußzeichen dem Ausgang D zugeführt wird. whose amplitude exceeds a predetermined value, no longer associated with a pause interval as a noise, so that the output signal of this threshold value circuit directly controls a first integrating monostable circuit (1>) which, when the input signal is present, only emits an output signal when the input signal exceeds a predetermined period of time that the output signal of this integrating monostable circuit (13) is fed directly as a feature for a long sound or after inversion in a first inverter (16) as a feature for a short sound to the output B or A Threshold circuit (12) "inverted in a second reversing stage (14) once directly as a feature for a pause interval output C and after a predetermined minimum duration has been determined by a further integrating monostable circuit (15) as a feature of a long pause interval and code group terminator n is fed to output D.
3. Verfahren zum Erkennen von Sprachmerkmalen naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erkennen der Sprachmerkmale "kurzer oder langer Laut" sowie "kurzes oder langes Pausen-Intervall11 die von dem Mikrophon abgegebenen, den Sprachsohwingungen analogen elektrischen Wellenzüge (E) über einen Bandpaß (20) direkt an den einen Eingang eines Differenzverstärkers (21) angelegt werden, an dessen anderen Eingang die in einer Gleichrichter- und Siebschaltung (22) gewonnene Hüllkurve und eine einstellbare feste Vorspannung (26) anliegt, daß das Ausgangesignal dee Differenzverstärker (21) Über eine Schwellwertschaltung fej) und eine erste Umkehrstufe (24) an den Eingang eines ersten integrierenden aonostabllen Sohaltkreises (25) gelaugt, dessen Auegangssignal einmal direkt als Merkmal "Pausenintervall" dem Ausgang 0« naoh Feststellung einer vorgegebenen Mindestdauer duroh einen zweiten integrierenden monostabilen Schaltkreis (15) 3. A method for detecting speech features NaOH to claim 1, characterized in that interval breaks the cast for recognizing the speech features "short or long volume" and "short or long 11 of the microphone, the Sprachsohwingungen analogue electrical waveforms (E) via a Bandpass filter (20) can be applied directly to one input of a differential amplifier (21), at the other input of which the envelope curve obtained in a rectifier and filter circuit (22) and an adjustable fixed bias voltage (26) are applied so that the output signal of the differential amplifier (21 ) Leached via a threshold value circuit fej) and a first reversing stage (24) to the input of a first integrating aonostable Sohaltkreises (25), whose output signal once directly as a feature "pause interval" to the output 0 after determination of a predetermined minimum duration through a second integrating monostable circuit (15) 009808/1256 ,009808/1256, J.U.Green - B.J.Halliwell - A.P.Newell 2-1-1J.U. Green - B.J. Halliwell - A.P. Newell 2-1-1 dem Ausgang D als Merkmal "langes Pausenintervall" und Godegruppensohlußzeiohen und nach Invertierung in einer zweiten Umkehrstufe (14) dem Eingang einer dritten integrierenden monostabilen Sqhaltstufe (13) zugeführt wird, deren Ausgangssignal einmal direkt dem Ausgang B als Merkmal "langer Laut" und nach Invertierung in einer weiteren Umkehrstufe (16) dem Ausgang A. als Merkmal "kurzer Laut" zugeführt wird.the output D as the characteristic "long pause interval" and Godegruppensußzeiohen and after inversion in one second reversing stage (14) is fed to the input of a third integrating monostable Sqhaltstufe (13), their output signal directly to output B as a feature "long sound" and, after inversion in a further reversing stage (16), fed to output A. as a "short sound" feature will. 4. Verfahren zum Erkennen von Spraohmerkmalen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erkennen der Sprachmerkmale "Laut heller oder dunkler Klangfarbe" sowie "kurzes oder langes Sprachintervall" aus den von dem Mikrophon abgegebenen, den Sprachschwingungen analogen elektrischen Wellenzügen (E) nach einer Dynamikeinengung durch einen Verstärker mit automatischer Lautstärkeregelung (301) zunächst Kriterien4. A method for recognizing speech features according to claim 1, characterized in that for recognizing the speech features "loud lighter or darker timbre" and "short or long speech interval" from the output of the microphone, the speech vibrations analog electrical wave trains (E) after a Dynamic reduction through an amplifier with automatic volume control (301) initially criteria für das Vorliegen und das Nichtvorliegen jedes der Sprachmerkmale abgeleitet werden, daß aus diesen Kriterien dann mittels logischer Schaltungen Kennzeichen für den Übergang von einem Merkmal zu einem anderen gebildet werden, die in der Speichereinrichtung (2) als Seriencode gespeichert und in der Deoodierungsmatrix (5) in einen Parallelcode umgewandelt werden«for the presence and the non-presence of each of the language features can then be derived from these criteria by means of logic circuits, indicators for the transition from one feature to another are formed, which in stored in the memory device (2) as a serial code and converted into a parallel code in the deodification matrix (5) « 5. Verfahren zum Erkennen von Sprachmerkmalen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet» d&S zum Ableiten der Kriterien5. The method for recognizing speech features according to claim 4, characterized in that »d & S for deriving the criteria für aas jeweilige Vorliegen und Nichtvorliegen eines der Sprachmerkmale dfts Ausgangssignal des Verstärkers mit automatischer lautstärkeregelung (301) einmal direkt einem ersten Hüllkurvendetektor (302), das andere Mal einem awisiten Hüllkurvenöetektor (306) über einen nur Frequenzen oberhalb etwft 1000 Hz durohlassenden Itochpaß (305) zugeführt wirä, daß das Ausg&ngssignal des ersten Hüllkurvendetektors :. -y_ t|nm&' täefkft an-»int ,erste Schwellwertschaltung - (392)* das λ s .«**,«- ****'--ijtotop. eine» Differens^alijylrei* 0Ql)* an dessenfor the respective presence and absence of one of the speech features dfts output signal of the amplifier with automatic volume control (301), once directly to a first envelope detector (302), the other time to an external envelope detector (306) via an Itoch pass (305) that only allows frequencies above about 1000 Hz. is supplied that the output signal of the first envelope detector :. -y_ t | nm &'taefkft an- »int, first threshold value circuit - (392) * das λ s.« **, «- **** ' --ijtotop. a "differens ^ alijylrei * 0Ql) * in this BAD ORiGfNALBAD ORiGfNAL - 18 J.U.Green - B.J.Halliwell - A.P.Newell 2-1-1 ?λ ;- 18 J.U. Green - B.J. Halliwell - A.P. Newell 2-1-1? Λ; zweiten Eingang das Ausgangssignal des zweiten Hüllkurvendetektors (306) anliegt, an eine/ zweite/f Schwellwertschaltung (30b) angelegt wird, daß aus dem Ausgangssignal der ersten Schwellwertschaltung (303) direkt das Kriterium "kein Pausenintervall" (S) und nach Invertierung in einer ersten Umkehrstufe (304) das Kriterium "Pausenintervall" (S) und durch Vergleich mit dem in einer zweiten Umkehrstufe (309) invertierten Ausgangssignal der zweiten Schwellwertschaltung (30ö) in einer ersten UND-Schaltung (311) direkt das Kriterium "Laut heller Klangfarbe" (P) und nach Invertierung in einer dritten Umkehrstufe (304) das Kriterium "kein Laut heller Klangfarbe" (P) und durch vergleich mit dem nicht invertierten Ausgangssignal der zweiten Schwellwertschaltung (30ö) in einer zweiten UND-Schaltung (310) das Kriterium "Laut dunkler Klangfarbe" (V) und nach Invertierung in einer vierten Umkehrstufe (312) das Kriterium "kein Laut dunkler Klangfarbe" (?) abgeleitet wird.second input, the output signal of the second envelope curve detector (306) is applied to a / second / f threshold value circuit (30b) is applied that from the output signal the first threshold value circuit (303) directly the criterion "no pause interval" (S) and after inversion in a first reversing stage (304) the criterion "pause interval" (S) and by comparison with the output signal of the second threshold value circuit which is inverted in a second inverting stage (309) (30ö) in a first AND circuit (311) directly the criterion "Loud, bright timbre" (P) and after inversion in one third inversion stage (304) the criterion "no sound, lighter tone color" (P) and by comparison with the non-inverted one Output signal of the second threshold value circuit (30ö) in a second AND circuit (310) the criterion "loud dark tone" (V) and after inversion in a fourth inversion stage (312) the criterion "no sound of dark timbre" (?) Is derived. 6. Verfahren zum Erkennen von Sprachmerkmalen nach Anspruch 4 oder 5* dadurch gekennzeichnet, dag aus den Kriterien für das Vorliegen und das Nichtvorliegen Jedes der Sprachmerkmale Kennzeichen für den übergang von einem Merkmal zum anderen dadurch gewonnen werden, daß die Kriterien für das Vorliegen eines Merkmales direkt ersten Eingängen von UND-Schaltungen (317 ... 322) und die Kriterien für das Nichtvorliegen zweiten Eingängen dieser UND-Schaltungen derart zugeführt werden, daß an ihren Ausgängen Signale für den übergang von einem Merkmal zum anderen auftreten, daß aus diesen Signalen, darauf beruhend, daß Anfangs- und Endzustand jeder Codegruppe als "langes Pausenintervall1* bekannt sind und für eine Änderung eines Sprachmerkmales nur jeweils zwei Möglichkeiten existieren» Kennzeichen A,B und C mittels dreier ODER-Schaltungen (323, 324, 325) abgeleitet und in der Speichereinrichtung (2) gespeichert werden, während aus den Kriterium "Pausenintervall" (S) mittels eine* integrierenden monostabilen Schaltkreises (326) das Codegruppenschlußzeichen abgeleitet w6. The method for recognizing speech features according to claim 4 or 5 *, characterized in that each of the speech features indicators for the transition from one feature to the other are obtained from the criteria for the presence and absence of a feature in that the criteria for the presence of a feature directly to the first inputs of AND circuits (317 ... 322) and the criteria for the non-existence of second inputs of these AND circuits are fed in such a way that signals for the transition from one feature to the other occur at their outputs, that from these signals, based on the fact that the initial and final states of each code group are known as the "long pause interval 1 *" and that there are only two options for changing a speech feature »Identifiers A, B and C derived and are stored in the memory device (2), while integrating from the criterion "pause interval" (S) by means of an * The code group terminator is derived from the monostable circuit (326) J.U.Green - B.J.Halliwell - A.F.Newell 2-1-1J.U. Green - B.J. Halliwell - A.F. Newell 2-1-1 7. Verfahren zum Erkennen von Sprachmerkmalen nach Anspruch 1 und einem der nachgeordneten Ansprüche 2 ... 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (2) aus einem vierstufigen Schieberegister (3) mit nachgeschaltetem zweistufigem Binärzähler (4) besteht« daß die .Ausgangssignale A und B des Diskriminators (1) jeweils In die erste Stufe des Schieberegisters (3) eingespeichert werden, daß dieses Schieberegister jeweils durch ein C-Signal weiterspeichert, daß der Binärzähler die Anzahl der Weiterspeicherungen zählt, daß durch ein D-Signal der Speicher gelesen und durch ein Invertiertes D-Signal darauf gelöscht wird.7. A method for recognizing speech features according to claim 1 and one of the subordinate claims 2 ... 6, characterized in that the memory device (2) consists of a four-stage shift register (3) with a two-stage binary counter (4) connected «that the .output signals A and B of the discriminator (1) are stored in the first stage of the shift register (3) so that this shift register continues to store by a C signal, that the binary counter counts the number of further stores, that the memory is read by a D signal and is cleared by an inverted D signal thereon. b. Verfahren zum Erkennen von Sprachmerkmalen nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß den Ausgängen des vierstufigen Schieberegisters (3) und .des zweistufigen Binärzählers (4) eine Deoodlerungsmatrixvnachgeschaltet ist, daß je einer der Ausgänge mit einer Leitung von b Zeilengruppen (53) verbunden sind, die jeweils mit einer 7-Eingangs-UND-Schaltung (50) abgeschlossen sind, daß diese UND-Schaltungen (50) ein Ausgangssignal abgeben, wenn an ihrem 7. Eingang (51) ein Aufrufsignal angelegt wird, wobei das Aufrufsignal mittels einer UND-Schaltung (57) und eines bistabilen Schaltkreises (5») durch das Codegruppenschlußzeichen (D) ausgelöst wird.b. Method for recognizing speech features according to Claim 7 » characterized in that the outputs of the four-stage shift register (3) and the two-stage binary counter (4) are followed by a deodulation matrix that each of the outputs is connected to a line of b groups of lines (53), which are each completed with a 7-input AND circuit (50) that these AND circuits (50) emit an output signal when a call signal is applied to their 7th input (51), the call signal by means of an AND Circuit (57) and a bistable circuit (5 ») is triggered by the code group final character (D). 009808/1256009808/1256 iook LeerseiteBlank page
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