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Verfahren und Vorrichtung zur Kodierung von änderungen der Grundfrequenz
von Sprachsignalen Priorität: 29. Okt. 1968; Prankreich; Die Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine dabei zu verwendende Apparatur zur Kodierung von Änderungen
der Grundfrequenz von Sprachsignalen in der Weise, daß die Kodierung bei verschiedenen
Vierten der zu gegebenen Zeiten gemessenen Grundfrequenz vorgenommen wird. Die Erfindung
kann bei der Sprachanalyse oder Sprachsynthese Anwendung finden, bei der die Grundfrequenz
während der Analyse in bezug auf vorbestimmte Konfigurationen kodiert ist und bei
der nicht die aufeinanderfolgenden Werte von Sprachsignalen zur Wiederherstellung,
sondern die während der Kodierung gegebenen Variationen der Grundfrequenz verwendet
werden.
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Es sind Verfahren bekannt, welche die Darstellung von Sprechlauten
durch Signale, für deren Übertragung nicht mehr als ein Prequenzband nötig ist,
das sehr viel schmaler ist als
die Frequenzbreite der Laute bei
gleichbleibender guter Sprachdeutlichkeit, ermöglichen. Diese Verfahren basieren
auf der Tatsache, daß sich die Sprechlaute auf stimmhaften Lauten, die von aufeinanderfolgend
periodisch stark gedämpften Schwingungsketten gebildet werden, und stimmlosen Lauten,
die keinen periodischen Charakter aufweisen, zusammensetzen. Das Frequenzspektrum
der ersteren setzt sich aus einer Reihe diskreter requenswerte, Vielfachen der Grundfrequenz,
zusammen. Das Spektrum der stimmlosen Laute bildet ein kontinuierliches Spektrum,
in dem die höheren Frequenzen vorherrschen. Die üblichsten Verfahren bestehen darin,
daß das Spektrum in eine Anzahl von Frequenzbändern unterteilt wird und daß die
Laute durch zwei in der Ampl tude quantisierte Funktionen dargestellt und zu verschiedenen
Momenten bestimmt werden. Die erste, als Anregungsfunktion bezeichnete Funktion
legt die Grundfrequenz fest, die zweite, als Spektralfunktion bezeichnete Funktion
definiert die in jedem Frequenzband enthaltene Energie, die aus der Aufteilung des
Spektrums resultiert.
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In einigen Systemen, bei denen diese Methoden angewandt werden, können
die Vorrichtungen zwischen stimmhaften und stimmlosen Lauten unterscheiden. Die
als Anregungs- und als Spektralfunktion definierten Funktionen werden niit Hilfe
von Schaltungselementen, die speziell eine Qilelle für periodische Impulse enthalten,
zusammengesetzt. Die nur als Spektralfunktion definierten Frequenzen werden mit
anderen Schaltungsmitteln zusammengesetzt, die speziell eine Quelle für sog. "weißes
Rauschen" enthalten. Der Nachteil derartiger Systeme ist die Komplexität der notwendigen
Schaltungen, speziell die Vielzahl der aktiven 13estandteile.
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In einem einfacheren bekannten System werden sowohl die stimmhaften
wie auch die stimmlosen Laute mit Hilfe derselben Schalteinheiten analysiert und
wieder zusammengesetzt.
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In allen Fällen wird eine Anregungsfunktion definiert durch die Länge
der Zeitintervalle, die zwei Momente teilen, in denen die von dem Durchgang eines
Signals durch ein Filter herrührende Schwingung in einer gegebenen Richtung durch
null geht, wobei die Bandbreite des Filters im unteren Teil des Spektrums liegt.
Für stimmhafte Laute stellt die Grundperiode die Anregungsfunktion dar Für nichtstimmhafte
Laute stellt sie eine Pseudoperiode dar, welche dazu verwendet werden kann, in der
zur Zusammensetzung der Stimme vorgesehenen Schaltung Impulse zu erzeugen, die über
dieselben SchaLtungen gesendet werden Wie die periodischen Impulse, die der Zusammensetzung
von stimmhaften Lauten dienen. Die Spektralfunktion wird durch Filter wiedergewonnen,
durch die der Eingang mit in jedem entsprechenden Frequenzband gemessener Energie
in gleichen, durch die Anregungsfunktion bestimmten Zeitintervallen ausgeglichen
wird.
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Dieses System stellt gegeniiber früheren Systemen bereits einen großen
Fortschritt dar. Es weist Jedoch bei stimmhaften Lauten folgenden Nachteil auf:
Die 3eobachtung des Ergebnisses der Analyse eines stimmhaften Lautes mit dem bekannten
System bewirkt in den für die Anregungsfunktion erhaltenen Werten eine wesentliche
Diskontinuität wegen eines auftretenden Mangels im Meßsystem für die Grundfrequenz
der Stimmte. Diese Diskontinuität hat einen verheerenden Einfluß auf die Qualität
der durch die Synthese der stimmhaften Laute zusammengesetzten Stimme. Es konnte
tatsächlich gezeigt werden, daß, um eine gute Reproduktion von stimmhaften Lauten
zu erzeugen, der Verlauf der Anregungsfunktion (im vorliegenden Fall die Grundfrequenz)
kontinuierlich
sein muß und nicht Werte darstellen soll, die Diskontinuitäten
hervo.rrufenO Es wurde auch herausgefunden, daß es besser ist, den Verlauf der Grundfrequenz
kontinuierlich angenähert zu kennen, als mit Hilfe eines Frequenzdetektors einzelne
Werte in bestimmten Zeitabständen zu bestimmen (speziell am Beginn und am Ende von
stimmhaften ltauten, wenn das vom Vokal herrührende Signal noch sehr schwach ist
und daher das Verhältnis zwischen Signal und Rauschen klein ist).
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Es ist Zweck der Erfindung, die obigen Nachteile zu vermeiden und
eine Reproduktion eines stimmhaften Signals guter Qualität zu ermöglichen, ohne
daß die Vorteile und die Winfachheit der bekannten Ausführungen verlorengingen.
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Ein anderer Zweck der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Kodierung
der Grundfrequenz von stimmhaften Signalen zu liefern, das es möglich macht, daß
man für die Reproduktion eine kontinuierliche Variation der Grundfrequenz in der
Weise erhält, daß die Grundfrequenz keine diskontinuierlichen-Pehlerwerte aufweist.
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Gemäß der Erfindung kennzeichnet sich das Verfahren dadurch, daß eine
wirkliche Konfiguration, die aus einer Anzahl von gemessenen,aufeinanderfolgenden
Werten besteht, durch eine vorbestimmte, als der wirklichen unter einem Satz von
vorbestimmten Konfigurationen, die alle aus der gleichen Anzahl von aufeinanderfolgenden
Werten gebildet sind wie die wirkliche Konfiguration, am nächsten kommende Konfiguration
ersetzt wird.
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Die bei einem derartigen Verfahren gemäß der Erfindung anzuwendende
Vorrichtung kennzeichnet sieh dadurch, daß sie Mittel zum Messen der Grundfrequenz
in gegebenen Zeitabständen
aufweist, wobei Jede Gruppe von n aufeinanderfolgenden.
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Werten der Grundfrequenz eine wirkliche Darstellung des Kurvenverlaufs
der Grundfrequenz bildet, daß erste Speichermittel zur Speicherung von p vorbestimmten
Konfigurationen von Kurvenverläufen der Werte der Grundfrequens vorgesehen sind,
wobei sich jede Konfiguration aus n auf einanderfolgenden vorbestimmten Werten der
Grundfrequenz zusammensetzt, daß Mittel zum Vergleich von jeweils n wirklichen aufeinanderfolgenden
Werten der Grundfrequenz, die die wirkliche Konfiguration bilden, mit n aufeinanderfolgenden
Werten derselben Ordnung in Jeder der p vorherbestimmten Konfigurationen und zweite
Speichermittel zur Speicherung der Ergebnisse des Vergleichs der wirklichen Konfiguration
mit den p vorbestimmten Konfigurationen in p verschiedenen Speicherstellen vorgesehen
sind, wobei jede Speicherstelle die Ergebnisse vom Vergleich der wirklichen Konfiguration
mit einer vorbestimmten speichert, daß sie Mittel zur Auswahl der einen unter den
p Speicherstellen der zweiten Speichermittel, deren Inhalt am meisten mit der vorbestimmten
Konfiguration des Kurvenverlaufs der Grundfrequenz Ubereinstimmt, und Mittel zur
Aufzeichnung der gewählten Identifikation aufweist.
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Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus
den Figuren und der 13eschreibung eines Ausführungsbeispiels. Von den Figuren zeigen:
Figur 1 ein 3lockschaltbild einer Vorrichtung zur Messung der Grundfrequenz in bekannter
Ausführung; figur 2 die Werte der Anregungsfunktion und der Spektralfunktlon, wie
sie mit einem System herkömmlicher Art für das französiscne Wort "riche" erhalten
wurden;
Figur 3 ein System zur Kodierung geniäß der Erfindung; Figur
4 vorbestimmte Konfigurationen, wie sie in dem in Fig. 3 gezeigten System verwendet
werden; Figur 5 die Übereinstimmung zwischen den Werten der vorbestimmten und der
wirklichen Xonfigurationen; Pigur 6 das Zeitdiagramm entsprechend der Fig. 3; Figur
7 die Aufeinanderfolge der vorbestimmten Konfigurationen, die nach der Kodierung
der Anregungsfunktion durch das Wort "riche" bei Anwendung des in Fig. 3 gezeigten
Systems erhalten wurde; Figur 8 die Aufeinanderfolge der vorbestimmten Konfigurationen,
wie sie bei Verwendung von neun vorbestimmten Konfigurationen für das Wort "riche"
erhalten wurde; Figur 9 die neun vorbestimmten Konfigurationen, die für die Kodierung
verwendet wurden, die den Verlauf von Fig. 8 liefert; Figur 10 eine Anzeigevorrichtung
für die Anzahl der vorbestimmten Konfigurationen; Figur 11 ein Verfahren zur Speicherung
der von dem in Fig. 10 gezeigten System gelieferten Resultate; Figur 12 eine verbesserte
Anzeigevorrichtung, die in allen Fällen für die Zahlen der vorbestimmten Konfigurationen
arbeitet; Figur 13 eine Vorrichtung zur Synthese der Stimme gemäß bekannter Art;
Figur 14 eine Vorrichtung, die es ermöglicht, eine Folge von Werten der Grundfrequenz
von den vorbestimmten Konfigurationen zu bekommen, die während der Analyse ausgewählt
wurden.
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In Fig. 1 ist eine bekannte Vorrichtung dargestellt, die eine Anregungsfunktion
erzeugt, welche die Grundfrequenz in einem analytischen System festlegt. Diese Vorrichtung
weist das Mikrofon 1, das Filter 2, den Detektor 3 zur Anzeige der Nulldurchgänge,
eine Quelle 4 zur Erzeugung von Zeitimpulsen, einen Impulszähler 5, ein Tor 6 und
eine Kollektorvorrichtung 7 auf. Wenn ein Sprechlaut von dem Mikrofon 1 aufgefangen
und von dort zu dem Filter 2 geführt wird, dann weist das Filter ein Ausgangs signal
mit einer beträchtlichten Amplitude auf, und der Detektor 3 erzeugt jeweils zu den
Zeiten Rechteckimpulse, in denen das Signal durch den Wert null geht, während es
in einer gegebenen Richtung variiert, beispielsweise in anwachsender Richtung. Jeder
Impuls öffnet das Tor 6, wodurch es möglich wird, daß der Inhalt des Zählers 5 auf
die Kollektorvorrichtung 7 übertragen wird.
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Der Impuls löscht außerdem den Zähler 5 auf den Wert null.
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Die über das Tor 6 zu der Kollektorvorrichtung 7 übertragenen Signale
stellen so die Zahl der impulse dar, die von der Quelle 4 zwischen zwei Durchgängen
durch null in einer gegebenen Richtung geliefert wurden. Diese Zahl ist ein Maß
für die Länge der Intervalle, die diese Durchgänge voneinander trennen. Auf diese
Weise erhält man eine Verhältnisanzeige der Werte der Grundfrequenz und sieht, daß
der Abstand zwischen den Impulsen gleich der Periode der Grundfrequenz ist.
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Die bei dem Meßvorgang erhaltene Information wird dazu benutzt, den
Sprechlaut zu reproduzieren, wie es in dem französischen Patent 1 415 552 der Anmelderin,
angemeldet am 26. Mai 1964 unter dem Titel "Perfectionnements aux systems d'analyse
et de reconstitution de la voix", beschrieben ist. s sind bereits Programme beschrieben
worden,
die den einfachen Druck von Informationen im Zusammenhang
mit Sprechsignalen in einer durch die Analysenvorrichtung bestimmten Porm, wie sie
in der obengenannten Patentschrift und in der Beschreibung zur Fig. 1 beschrieben
ist,gestatten. Fig. 2 enthält die Daten, die bei einer solchen Analyse des Wortes
"riche" erhalten wurden. Von links nach rechts wird dort aufgeführt: die in den
verschiedenen Kanälen des Analysators angezeigte Energie (15 Kanäle wurden verwendet);
die Art des Lautes (S für stimmlose Laute, kein 5 für stimmhafte Laute); die Dauer
der stimmlosen Laute oder die Dauer der Periode der Grundfrequenz, wenn es sich
um einen stimmhaften Laut handelt (als Zeiteinheit wurden 200 1usek gewählt).
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Dieses Programm weist nach-und eliminiert die zweite harmonische Oberschwingung,
die manchmal anstelle der Grundfrequenz selbst gemessen wird.
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Die Kodiervorrichtung der Variationen in der Grundfrequenz der Signale,
wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, soll Setzt beschrieben werden. Später soll ein Arbeitebeispiel
beschrieben werden, in dem die Daten des Wortes "riche" verwendet werden, wie sie
in Fig, 2 dargestellt sind.
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Der Ausgang des UND-Tores 6 (Fig0 1 und 2) ist mit einer Subtrahiervorrichtung
verbunden, die auch mit den Ausgängen der UND-Tore 9, 10, 11, 12 und 13 verbunden
ist. Der Ausgang der Subtrahiervorrichtung 8 ist mit den UND-Toren 14, 15, 16, 17
und 18 verbunden. Die Tore 9 und 18, 10 und 17, 11 und 16, 12 und 15, 13 und 14
werden entsprechend über die zeitungen j=1, =2? J=3 j=4 und =5 gesteuert. Die Bedeutung
von J soll später beschrieben werden. Die Ausgänge der Tore l4,
15,
16, 17 und 18 sind auch mit den entsprechenden UNI-' Toren 19, 20 und 21, 20 und
23 und 24, 25 und 26, 27 verbunden. Vier ODER-Schaltungen 28, 29, 30 und 31 sind
mit den entsprechenden Misgangssignalen der UND-Tore 19, 20 und 23, 21 und 22, 22
und 25, 23 und 28 und 27 verbunden. Die Ausgänge der vier ODER-Schaltungen 28, 29,
30 und 31 liegen an den entsprechenden vier Akkumulatoren Al, A2, A4 und A5.
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Der Eingang des Akkumulators A3 ist direkt mit dem UND-Tor 24 verbunden.
Die fünf Akkumulatoren Al bis A5 können beispielsweise Sieben-Stellen-Speicher sein,
wie sie später beschrieben werden. Ihr Ausgang ist mit den entsprechenden UND-Toren
32, 33, 34, 35 und 36 verbunden.
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Die Akkumulatoren Al bis A5 werden über die ODER-Schaltung 37 und
die UND-Tore 38 und 39 durch die über die Leitungen 40, 41, 42 und 43 zugeführten
Signale gesteuert. Die Signale werden später genauer bestimmt. In ähnlicher Weise
liegen an den UND-Toren 32 bis 36 die Zuführung 55 der ODER-Schaltung und die UND-Tore
45 und 46, die von den ebenfalls später noch zu erklärenden Signalen gesteuert werden,
die über die Leitungen 47, 48, 49 und 50 zugeführt werden.
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Die UND-Tore 19 bis 27 werden durch Steuersignale geöffnet, die über
die Leitungen 51, 52, 53, 54, 55 und 56 zugeführt werden. Die Tore werden unter
folgender Bedingung geöffnet: Ein auf Leitung 51 übertragenes Signal öflnet Tor
23; ein auf Leitung 52 übertragenes Signal öffnet Tor 22; ein auf Leitung 53 übertragenes
Signal öffnet Tor 24; ein auf Leitung 54 übertragenes Signal öffnet die Tore 26
und 20; ein auf Leitung 55 Ubertragenes Signal öffnet die Tore 25 und 21; ein auf
Leitung 56 übertragenes Signal öffnet die Tore 27 und 19.
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Die auf den Leitungen 51 bis 56 übertragenen Befehlssignale kommen
von den sechs Leitungen 57 bis 62 und führen zu den Leitungen 51 bis 56 über die
ODER-Schaltungen 63, 64, 65, 66, 67 und 68.
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Wie gezeigt wurde, werden die UND-Tore 32 bis 36 von den von der ODER-Schaltung
44 kommenden Signalen gesteuert. Die Ausgänge dieser UND-Tore sind mit der Schaltung
69 verbunden, die als Konfigurationsanzeigeschaltung bezeichnet wird.
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Diese Schaltung 69 wird selbst auch direkt von den von der ODER-Schaltung
44 kommenden Signalen gesteuert. Die Ausgange signale des Detektors 69 werden einerseits
der Subtrahierschaltung 70 und andererseits über die Leitung 71 entweder einem Kalkulator
zugeführt, im Speicher einer Analysatorvorrichtung gespeichert, in einem Fremdspeicher
(Karten, magnetische Bänder usw.) gespeichert, direkt über eine Kommunikationsleitung
einer entfernten Station zugeführt, die eine Signalreproduktionsvorrichtung hat,
oder zu einem anderen Zweck weitergeführt, Der Ausgang der SubtrahiervorrichtuRg
70 liegt an einem der Eingänge der folgenden UND-Schaltung, an deren anderen beiden
Eingängen die Leitungen 72 und 73 Steuersignaae zuführen, die später erklärt werden
sollen Der Ausgang dieser UND-Schaltung bildet einen der beiden Eingänge der darauffolgenden
ODER-Schaltung 74, deren zweiter Eingang mit dem Ausgang der UND-Schaltung 75 verbunden
ist, deren drei Eingänge über die Leitungen 76, 77 und 78 Steuersignale erhalten.
Es ist Zweck der Subtrahiervorrichtung, die Differenz zwischen dem in der Leitung
79 vorhandenen Signal, das der Subtrahiervorrichtung zugeführt wird, und dem Signal,
welches aus der Konfigurationsnachweisvorrichtung 69 kommt zu bilden.
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Der Ausgang der ODER-haltung 74 ist mit dem Speicher 80 verbunden,
dessen Ausgang wiederum erstens mit einer UND-Schaltung 81 und zweitens mit einem
Speicher 82 verbunden ist. Der Ausgang des Speichers 82 ist mit fünf Speicher zellen
83, 84, 8S, 86 und 87 verbunden, deren Ausgänge mit den entsprechenden ODER-Toren
9 bis 13 verbunden sind. Die UND-Schaltung 81 ist außerdem mit dem Ausgangssignal
von der UND;Schaltung 88 verbunden, die eingangsseitig mit den drei Leitungen 89,
90 und 91 verbunden ist. Die UND-Schaltung 81 ist über die Leistung 92 mit denselben
Vorrichtungen verbund den wie die Konfigurationsnachweisvorrichtung über die Leitung
71.
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Die in Fig. 3 dargestellte Kodiervorrichtung von Variationen der Grundfrequenz
eines Signals entspricht einer Ausführung der Erfindung für den Fall, daß fünf voebestimmts
onfigurationen für den Verlauf der Grundfrequenz ausgewählt worden sind. Diese fünf
vorbestimmten Konfigurationen sind in Fig. 4 dargestellt. Die vorbestimmten Konfigurationen
sind so gewählt, daß sie sich aus sechs aufeinanderfolgenden Werten der Grundfrequenz
zusammensetzen. Es @ selbstverständsich, daß der Fachmann eine andere Zahl von Konfigurationen
und eine andere Zahl von Werten wählen kann, ohne daß er deshalb den bereich der
Erfindung verläßt. Mit Hilfe von Fig. 4 ist es leicht zu sehen, daß der erste Wert
der in dicken Linien dargestellten Konfigurationen mit zwei vorhergehenden Werten
durch gestrichelte Linien verbunden ist.
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Der durch einen punkt dargestellte Wert soll in' der allgemeinen Erklärung
der Erfindung der letzte Wert der vorhergehenden Konfiguration sein. Es spielt Jedoch
keine Rolle, welche vorbestimmte Konfiguration gewählt wird, denn es beginnt automatisch
mit einem Wert der Grundfrequenz, die identisch ist mit dem letzten Wert der vorhergehenden
Konfiguration. Es soll auch daran erinnert werden, daß die
Werte
der Grundfrequenz in Zeiteinheiten ausgedrückt werden durch die Zahl, die die Länge
der Intervalle zwischen zwei aufeinanderfolgenden Nulldurchgängen des gefilterten
Signals darstellt, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Mit Hilfe der fünf Konfigurationen
der Fig 4 kann man Variationen der Grundfrequenz von +2 Zeiteinheiten der Grundfrequenz
kodieren, wobei diese Einheit gleich 200 µsek beträgt, wie es in Fig. 2 gezeigt
ist.
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Zur weiteren Erklärung des allgemeinen Prinzips der Erfindung soll
angenommen werden, daß entweder der letzte Wert der vorhergehenden Konfiguration
oder der erste Wert einer Periode der Grundfrequenz bekannt sei, also der Beginn
eines Sprechsignals, beispielsweise PO. Fig. 5 zeigt den Verlauf der Werte der Grundfrequenz
als Funktion der Zeit (die Kurve mit den als runde Punkte abgetragenen Werten) und
die vorbestimmte Konfiguration, die ausgewählt worden ist (die Kurve mit den als
Kreuzchen aufgetragenen Werten).
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Die Punkte P1, P2, P3f P4, P5 und P6 seien die auf einanderfolgenden
Werte, die die wirkliche Kurve festlegen. Sie werden durch andere Werte ersetzt,
die die vorbestimmte Konfiguration festlegen. In unserem Palle werden die Werte
P1 bsi P6 durch die Werte ersetzt: P1¹, P2¹ ..... P6¹, wenn die vorbestimmte Konfiguration
"eins" ausgewählt wurde; P1², P2² ..... P6², wenn die vorbestimmte Konfiguration
"zwei" auagewählt wurde; P15, P25 ..... P65, wenn die vorbestimmte Konfiguration
"fünf" ausgewählt wurde.
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Jeder vorbestimmten Konfiguration ist ein Fehler in folgender Weise
zugeordnet:
wobei ; eine Funktion der.vorbestimsten Konfiguration ist und Werte zwischen 1 und
5 annehmen kann und i eine Funktion der Position der Werte in der wirklichen Konfiguration
(Pi) oder in der vorbestimmten Konfiguration (Pi) ist und zwischen 1 und 6 variieren
kann. Der minimale Wert von ej unter den Werten el, e2 ... e5 erlaubt die Auswahl
der vorbestimmten Konfiguration. Beispielsweise habe e2 den minimalen Wert, dann
wird die Ziffer 2 in die Speicherzelle eingegeben und im Falle der Reproduktion
zur Erzeugung der vorbestimmten Konfiguration "zwei" verwendet.
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Verwendet man das oben beschriebene System, bei dem verabredungsgemäß
der letzte Wert der Grundfrequenz der vorhergehenden vorbestimmten Konfiguration
als der erste Wert der Grundfrequenz der vorbestimmten Konfiguration genommen wird
(runde Punkte in ig. 4), dann sieht man, daß manchmal mehr als sechs aufeinanderfolgende
identische Werte auftreten können, beispielsweise wenn zwei Konfigurationen "drei"
aufeinanderfolgen oder die Kombination der Konfiguration "drei" von irgendeiner
anderen Konfiguration gefolgt wird. Sind mehr als sechs aufeinanderfolgende Werte
der Grundfrequenz gleich, dann ist die reproduzierte Sprache monoton und für das
Ohr unangenehm. Um diesen Nachteil zu umgehen, hat man sich entschieden, den letzten
Wert der vorhergehenden Konfiguration systematisch jeweils um eine Einheit zu erhöhen,
um den ersten Wert der folgenden Konfiguration zu erhalten.
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Aus diesem Grund stellt also das Kreuzchen in Fig. 4 den letzten Wert
der vorhergehenden Konfiguration dar.
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Das in Fig. 3 gezeigte System arbeitet nun so, daß die fünf Akkumulatoren
Al bis A5 die entsprechenden Fehler el bis e5 speichern, also die entsprechenden
Werte:
Das System startet in dem Moment, in dem ein Sprechlaut empfangen wird. Der erste
Wert der Grundperiode PO wird eingeführt und über das UND-Tor 75 und die UND-Schaltung
74 dem Speicher 80 zugeleitet. Zu diesem Zweck wird, wie es in den Fig. 1 und 3
gezeigt ist, der Wert PO über die Leitung 76 an dem Ausgang der Wn)-Schaltung 6
getestet. Dieser Wert PO wird dann in die Speicherzelle 82 eingegeben, wo er als
Grundwert (PB = PO im vorliegenden Fall) zur Erzeugung entsprechender Werts PB-2,
PB-1, PB, PB+1, PB+2 in den Speichersellen 83 bis 87 dient. Es werden dann sechs
Werte der Grundfrequenz aufeinanderfolgend an den Ausgängen des Tores 6 erzeugt.
Der erste der sechs Werte wird mit dem ersten Wert jeder vorbestimmten Konfiguration
verglichen, der zweite der sechs Werte mit dem zweiten Wert Jeder vorbestimmten
Konfiguration usw. las Ergebnis des Vergleichs der sechs wirklichen Wert mit den
entsprechenden Werten in der vorbestimmten Konfiguration "eins" wird in dem Akkumulator
Al durch Addition der bei Jedem Vergleich erhaltenen Werte erhalten, das Ergebnis
des Vergleichs der sechs wirklichen Werte mit den entsprechenden Werten in der vorbestimmten
Konfiguration "zwei" wird im Akkumulator A2 gespeichert usw.
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Auf diese Weise erreicht man, daß der erste Wert P1 der sechs wirklichen
Werte Pi(1#i#6) in die Subtrahiervorrichtung 8
eingeführt wird.
Dieser Wert P1 wird mit jedem der ersten Werte der vorbestimmten Konfigurationen
verglichen. Diese ersten Werte sind alle gleich den Grundwerten PB (in diesem Falle
ist PB = PO, da eins als die erste wirkliche Konfiguration betrachtet wird). Für
j=3 wird PB in die Subtrahiervorrichtung 8 eingeführt und (P1 - PB) in die Gruppe
der UND-Tore 14, 15, 16, 17, 18 geleitet, von denen nur das Tor 16 offen ist und
einen. Durchgang des Ergebnisses zu den Toren 22, 27 und 24 erlaubt Im vorliegenden
Fall ist Pi = P1, mit i = 1. Die Leitung 57 ist dann in Betrieb und steuert die
ODER-Schaltungen 63, 64 und 68 und regt auf diese Weise über die Leitungen 51, 52
und 53 die Öffnung der UND-Tore 22, 23 und 24 an.
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Auf diese Weise wird das Ergebnis der Subtraktion (P1 - PB) direkt
in den Akkumulator A3 und über die ODER-Schaltungen 28, 29, 30 und 31 den entsprechenden
Akkumulatoren Al, A2, A4 und AS zugeführt. Für J = 1, 2, 4 und 5 werden die Differenzen
von P1 und von PB#1, PB#2 ###### ebenfalls gebildet, können aber nicht in die Akkumulatoren
übertragen werden, da i = 1 ist und die entsprechenden UND-Tore 19 bis 27 daher
geschlossen sind.
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Anschließend wird der zweite Wert P2 der sechs wirklichen Werte (i=2)
in die Subtrahiervorrichtung 8 eingeführt. Dann wird dieser Wert P2 mit jedem der
zweiten Werte der vorbestimmten Konfigurationen verglichen, die alle gleich dem
Grundwert P3 sind Der Vorgang verläuft genau wie im vorher beschriebenen Fall, lediglich
ist in diesem Fall die Leitung 58 in Betrieb. Die Differenzen (P2 - PB) werden den
Akkumulatoren Al bis A5 zugeführt und zu den Werten (P1 - PB) addiert, die dort
gespeichert sind.
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Danach wird der Wert P3 in die Subtrahiervorrichtung 8 eingeführt
und mit den dritten Werten der vorbestimmten Konfigurationen verglichen. Betrachtet
man die in Fig. 4 dargestellten Konfigurationen, dann sieht man, daß der dritte
Wert für die Konfiguration "eins" gleich (PB+1) ist, wie es für j=4 erhalten wird.
Das Tor 12 in Fig. 3 ist dann offen, und der Inhalt des Registers 86 wird der Subtrahiervorrichtung
8 zugeführt. Der Wert 1P3 - (PB+1)| wird dann über das UND-Tor 14 zu den UND-Toren
20 und 21 geführt, wobei nur das UND-Tor 20 offen ist, da i=3 ist und nur die Leitungen
52, 55 und 54 in Betrieb sind. Als Ergebnis wird SP3 - (PB+1)| in den Akkumulator
Al eingegeben.
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Für die Konfigurationen "zwei", drei oder "vier" ist der dritte Wert
gleich PB. Der Wert (P3 - PB) wird in die Akkumulatoren A2, A3 und A4 für j=3 eingegeben,
wenn die UND-Tore 16, 22 und 24 entsprechend offen sind. Für die Konfiguration "fünf"
ist der dritte Wert gleich (PB - 1), und der Wert 1P3 - (PB +1)| wird dem Akkumulator
A5 für j=2 zugeführt. Für j=1 und j=5 wird keines der UND-Tore, die das aus der
Subtrahiervorrichtung 8 kommende Signal erhalten, aktiviert, es sei denn i=3.
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Der vierte reale Wert P4 wird dann der Subtrahiervorrichtung 8 zugeführt.
Den Akkumulatoren werden dann die unten aufgeführten Daten eingegeben, wobei die
Leitung 60 in Betrieb ist: Al wird für j=4 |P4 - (PB+1)|, A2 wird für å=4 |P4 -
(PB + A3 wird für j=3 P4 - PB, A4 wird für j=2 |P4 - (PB -A5 wird für j=2 (P4 -
(PB - 1)1 zugeführt.
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Der fünfte wirkliche Wert P5 wird dann in die Subtrahiervorrichtung
8 eingegeben, und die Akkumulatoren nehmen die unten aufgeführten Werte auf, wobei
die Leitung 61 in Betrieb ist: Al wird für ;=5 j PS - (PB f 2)1, A2 wird für j=4
IPS - (PB+1)|, A3 wird für j=3 P5 - PB, A4 wird für j=2 |P5 - (PB -A5 wird für j=l
| IPS - (PB - 2)1 zugeführt.
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Der aechste wirkliche Wert P6 wird anschließend ebenfalls der Subtrahiervorrichtung
8 eingegeben, und die Akkumulatoren werden mit den unten aufgezeigten Werten gespeist,
wobei die Leitung 62 jetzt in Betrieb ist: Al empfängt für j=5 IP6 - (PB+2)|, A2
empfängt für j=4 IP6 - (PB+1).I, A3 empfängt für j=3 P6 - PB, A4 empfängt für j=2
|P6 - (PB - 1)|, AS empfängt für j=l iP6 - (PB - 2)l.
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Nimmt man an, daß man zwischen Jeden Wert der Grundfrequenz eine auf
den Momenten j=l, 2, 3 ... 7 basierende Synchronisation hat, dann sieht man, daß
der Moment 7 frei ist, um bei spiel sweise die Akkumulatoren über die Leitung 43
auf den Wert null, die Entscheidung der Zahl der vorbestimmten Konfiguration und
den Inhalt des Speichers 80 zu löschen. Als Ergebnis enthalten die Akkumulatoren
Al bis AS nach sechs Perioden für j-l bis j=6 jeder die Summe der Beträge der Differenzen
zwischen den Werten der wirklichen Konfigurationen und den Werten von einer der
vorbestimmten Konfigurationen.
Der Akkumulator Al beispielsweise
enthält die Summe der Differenzen
mit C6.
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Am Ende der sechsten Periode, also zum Zeitpunkt å=6, ist die Leitung
47 in Betrieb und Leitung 48 in ähnlicher Weise, da sie mit einem Zähler der Grundperioden
verbunden ist, welcher bei sechs steht, da er durch die Werte P1, P2 ... P6 sechsmal
angeregt wurde. Als Folge davon sind die Tore 32 bis 36 offen, und der Inhalt der
Akkumulatoren wird auf die Konfigurationsanzeigevorrichtung 69 übertragen, die an
ihrem Ausgang die Zahl der vorbestimmten Konfiguration angibt, die der wirklichen
Konfiguration am nächsten kommt. Zum Zeitpunkt j=l der folgenden Periode sind die
Akkumulatoren Al bis A5 durch die Steuerung des Löschsignals, das über die Leitung
41 zugeführt wird, gelöscht und enthalten also den Wert null, wobei das Löschsignal
zeigt, daß der Zähler der Grundperioden den Wert null anzeigt.
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Die Anzeigeschaltung 69 führt zu dem Akkumulator, der den kleinsten
Inhalt hat, was bedeutet, daß die vorbestimmte Konfiguration der wirklichen Konfiguration
am nächsten kommt.
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Ist k die Zahl der Konfiguration, die auch im Akkumulator ist, dann
wird k über die Leitung 71 der Subtrahiervorrichtung 70 zugeführt. Der andere Eingang
der Schaltung 70 empfängt den Wert (PB 4), der von dem Speicher 82 kommt.
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Der Ausgang der Subtrahiervorrichtung 70 |(PB+4) - k| wird zum Zeitpunkt
j=6 über die Leitung 72 dem Speicher 80 und dem Zähler der Grundperioden bei sechs
über die Leitung 73 zugeführt. Der neue Wert |(PB+4) - k| wird in den Speicher 82
eingegeben. Er dient als Grundwert PB für die folgende wirkliche Konfiguration.
Zu Jedem Zeitpunkt å=l (Leitung 91), wenn ein Sprechlaut ertönt (Leitung 90) und
der Zähler der
Grundperioden den Wert null anzeigt (Leitung 89),
wird der Inhalt des Speichers 80 über die Leitung 92 übertragen.
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Weitere Einzelheiten der allgemeinen Funktion des in Fig. 3 dargestellten
Systems werden im weiteren im Zusammenhang mit eine praktischen Fall beschrieben.
Es werden die Werte der Anregungsfunktion des Wortes "riche" aus Fig0 2 verwendet,
Der Wert von PO, der im Speicher 80 eingegeben ist, ist gleich 042. Dieser wird
dem Speicher 82 zugeführt, wenn PO = P3 = 042 ist. Die entsprechenden Werte 040,
041, 042, 043 und 044 werden in den Speichern 83 bis 87 erzeugt. Dieser Wert PO
wird dann über die Leitung 92 übertragen. Die erste wirkliche Konfiguration ist
dann die folgende:
| P1 P2 P3 P4 P5 P6 |
| 041 040 039 038 038 037 |
Die vorbestnmiten Konfigurationen der Fig. 4 haben vier aufeinanderfolgende Werte
bei Berücksichtigung, daß PB = 042 ist, wie es in der folgenden Tabelle gezeigt
wird:
| Vorbestimmte erster zweiter dritter vierter fünfter sechster |
| Konfiguration Wert Wert Wert Wert Wert Wert |
| "eins" 042 042 043 043 044 044 |
| "zwei" 042 042 042 043 043 043 |
| "drei" 042 042 042 042 042 042 |
| "vier" 042 042 042 041 041 041 |
| "fünf" 042 042 041 041 040 040 |
Die Akkumulatoren Al bis A5 erhalten dann als Endwerte (Operationen als absolute
Werte):
| Akkumulatoren A1 A2 A3 A4 A5 |
| erste Wert- 1 1 1 1 1 |
| differenz |
| zweite Wert- 2 2 2 2 2 |
| differenz |
| dritte Wert- 4 3 3 3 2 |
| differenz |
| vierte Wert- 5 5 4 3 3 |
| differenz |
| fünfte Wert- 6 5 5 3 2 |
| differenz |
| sechste Wert- 7 6 5 4 3 |
| differenz |
| 25 22 20 16 13 |
Der Akkumulator A5 enthält den kleinsten Wert. Deshalb wählt die Vorrichtung zur
An%eige der Zahl der vorbestimmten Konfiguration 69 (ein Beispiel wird später gegeben)
die Konfiguration vom Typ "fünf". Der Wert 5 wird über di-e Leitung 71 der Subtrahiervorrichtung
70 zugeführt. Die Subtrahiervorrichtung
70 empfängt über die Leitung
79 den Wert PB+4 oder im gerade behandelten Beispiel 042 +4 = 046. Als Ergebnis
wird dem Speicher 80 als nächster Grundwert (046 - 5), also 041, eingegeben.
-
Jetzt ist man in der Lage, die folgende wirkliche Konfiguration zu
dekodieren. Der Wert der Konfiguration "fünf", für diesen Moment gewählt, ist in
Reproduktion:
| PO Konfiguration "fünf" |
| 042 042 042 041 041 040 040 |
Es wird dann dieselbe Folge von Operationen wie oben beschrieben für die folgende
wirkliche Konfiguration begonnen:
| P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 |
| 038 038 039 040 041 040 |
Am Ausgang der Schaltung 69 erhält man als vorbestimmte Konfiguration die vorbestimmte
Konfiguration "vier" mit den folgenden Werten:
| PB Konfiguration "vier" |
| 041 041 041 041 040 040 040 |
Das Ausgangssignal von der Subtrahiervorrichtung 70 liefert (PB+4)
- 4, d. h. 041+ 4 - 4 oder 041, was als neuer Referenzwert in dem Speicher 82 verwendet
wird.
-
Man beginnt da wieder für die dritte wirkliche Konfiguration (Fig.
2), die durch das Folgende dargestellt wird:
| Pl P2 P3 P4 PS P6 |
| 040 | 040 | 040 | 040 | 040 | 040 |
Es wird die vorbestimmte Konfiguration "vier" mit den folgenden Werten erhalten:
| PB Kontiguration "vier" |
| 041 041 041 041 040 040 040 |
| O$I. Q$I |
Setzt man die Operation für die vierte und fünfte wirkliche Konfiguration fort,
sieht man, daß man zweimal die Konfiguratlon "eins" mit den folgenden Werten erhält:
Der
vierten wirklichen Konfiguration entsprechend:
| PB Konfiguration "eins" |
| 041 041 041 042 042 043 043 |
Der fünften wirklichen Konfiguration entsprechend:
| PB Konfiguration "eins" |
| 044 044 044 045 045 046 046 |
Das Tor 6 liefert dann das, was die sechste wirkliche Kon-- figuration sein sollte
und was nur aus zwei Werten besteht:
| P1 P2 P3 P4 P5 P6 |
| 058 059 keine: Fig. 2 zeigt, daß der |
| Laut stimmlos ist. |
-
Man ist jetzt am Ende der stimmhaften Periode angelangt.
-
Erfahrung zeigt, daß man eine wirkliche Konfiguration mit einer der
vorbestimmten Konfigurationen verbinden kann, wenn die wirkliche Konfiguration mindestens
vier Werte einer Grundperiode enthält. Das ist hier nicht der Fall. Die zwei
Werte
der Grundperiode können durch einfaches Nicht öffnen der äquivalenten UND-Tore 19
bis 27 über die Leitungen 60 bis 62 eliminiert werden (beispielsweise durch das
Senden des Signals auf den Leitungen 57 bis 62 über ein UND-Tor, das auch die Merkmale
empfängt, die dem Zustand eines Sprechlautes entsprechen).
-
Aus Fig. 2 ist dann eine stimmlose Polge abzulesen und dann vier Werte
einer Grundperiode:
| Pl P2 P3 P4 P5 P6 |
| 061 062 062 062 keine Anzeige |
Für solch eine wirkliche Konfiguration wird die Kodiervorrichtung die Konfiguration,
"zwei" wählen, und alles wird so verlaufen, als hätte man eine wirkliche Konfiguration
mit sechs Werten. Man muß Jedoch den Inhalt der Akkumulatoren Al bis AS lesen, ehe
fehlerhafte Werte, die einem stimmlosen Teil des Sprechsignals entsprechen, anstelle
der Werte PS und P6 ankommen. Deshalb verwendet man das UND-Tor 46, dem erstens
das stimmlose Sprechsignal über die Leitung 49 und zweitens das Zeitsignal 3=4 oder
5 über die Leitung 50 zugeführt wird; diese Signale erlauben es, daß der Inhalt
der Akkumulatoren unmittelbar nach der Periode, die dem letzten Wert der empfangenen
Grundperi-ode entspricht, gelesen werden kann. Ein Zeitdiagramm des in Pig. 9 dargestellten
Systems ist in Fig. 6 gezeigt.
-
Die gewählte Konfiguration ist:
| PE Konfiguration Isweil1 |
| 061 061 061 061 062 062 062 |
Fig0 7 zeigt die neue Kodierung der Anregungsfunktion durch das Wort "riche". Bei
Verwendung einer gröBeren Zahl von verschiedenen Konfigurationstypen und bei Vorgabe
des ersten Wertes als il als des letzten Wertes der vorhergehenden Konfiguration
(in dem gegebenen Beispiel wurde +1 gewählt)kann man eine feinere Kodierung der
Anregungsfunktion erhalten. Zur Erzeugung der in Fig. 6 dargestellten Kodierung
für das Wort "riche" wurden die in Fig0 9 gezeigten Konfigurationen verwendet.
-
Das oben beschriebene System erlaubt die Kodierung des Verlaufs der
Anregungsfunktion einer Sprachanalgsevorrichtung in einer speziell interessanten
Weise, erstens in bezug auf die Qualität der wieder zusammengesetzten Sprache und
zweitens in bezug auf die Übertragung, da man den exakten Wert nur von dem ersten
Wert der Grundperiode zu Beginn eines Sprechlautes überträgt (Leitung 92 in Fig0
3) und dann nur die Zahlen "k" der vorbestimmten Konfigurationen übertragen werden
(Fig0 3, Leitung 71).
-
Es soll jetzt eine Ausführungsform der Vorrichtung 69 zum Nachweis
von vorbestimmten Konfigurationen beschrieben werden. Die Ausführungsform soll natürlich
nur als Beispiel dienen, und es ist klar, daß ein Fachmann verschiedene Ausführungsformen
verwenden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Die Vorrichtung ist
in Fig. 10 gezeigt.
-
Man findet wieder die in Fig. 3 dargestellten Akkumulatoren
Al
bis A5 und die UND-Tore~32 bis 36. Fünf Flip-Flop-Schaltungen 11 bis L5 empfangen
die entsprechenden Signale, die von den Toren 32 bis 36 kommen, und steuern die
Weiterführung des -Inhalts der Akkumulatoren über die UND-Schaltungen 93 bis 97
.und die Auswahl des Akkumulators, der den kleinsten Inhalt hat, über die UND-Schaltungen
98 bis 102, deren Ausgänge X1 bis X5 mit der ODER-Schaltung 193 verbunden sind.
Zur Vereinfachung der Erklärung wird die Arbeitsweise der Vorrichtung in Fig. 10
ohne Einbeziehung in die Synchronisation des gesamten in Figo 3 dargestellten Systems
beschrieben. Die Synchronisation der in Fig. 10 dargestellten Vorrichtung mit dem
in Fig0 3 dargestellten System kann in bekannter Weise durcifgeführt werden.
-
Die Beschreibung des Ablaufs beginnt in dem Moment, in dem die Akkumulatoren
mit folgenden Werten geladen sind:
wobei die Bits höherer Ordnung rechts in den Akkumulatoren gespeichert werden.-Die
Zolge der für die Auswahl der nötigen "k"-Werte notwendigen Operationen wird durch
den in Fig. 10 dargestellten Zeitgeber bestimmt. Die einzelnen Operationen werden
aufeinanderfolgend jeweils durch die Zeiten des Zeitgebers bestimmt. Anfänglich
befinden sich die Flip-Flop-Schaltungen L1 bis L5 in der Ausgangsstellung, d. h.
sie sind alle ausgeschaltet; Während des nächsten Schrittes wird dberprüft-, ob
irgendeiner der Akkumulatoren etwas anderes als null aufweist. Wenn einer von ihnen,
beispielsweise A1, nichts als null enthält, dann wird der für
"k"
gewählte Wert am Ausgang fl der UND-Schaltung 98 erzeugt, an der der Eingang "R1
alles null" liegt und gesteuert wird und von dem das am Eingang liegende von der
Flip-Flop-Schaltung Bl-kommende Signal ebenfalls richtig angeregt ist, wobei Ll
aus ist. Enthalten alle Akkumulatoren nur null, wird während der nächsten Operation
geprüft, ob einer der Akkumulatoren das weiter rechts stehende Bit "l" enthält.
Für jeden Akkumulator, in dem das rechts stehende Bit gleich 1 ist, werden die Flip-Flop-Schaltungen
angeschaltet und damit die UND-Tore 98 bis 102 dann geschlossen, wenn die Flip-Flop-Schaltungen
leiten. Dann wird der Inhalt der Akkumulatoren, deren Xlip-Plop-Schaltungen aus
bleiben, um-eine Stelle verschoben. Dieses Verschieben in den Akkumulatoren wird
durch ein über die Leitungen "weiterschalten Ai" geleitetes Signal, das von den
UND-Schaltungen 93 bis 97 kommt, bewirkt. Ist dieser Punkt erreicht, dann wird wieder
von vorne mit dem Abfragen der Akkumulatoren begonnen. Weist ein Akkumulator nicht
als null auf, dann ist der gesuchte Werk "k" an dem entsprechenden Ausgang Xi vorhanden.
Solange einer der Akkumulatoren noch nicht alles null aufweist, wird der Inhalt
jedes Akkumulators bei jedem Zeitgeberimpuls nach rechts verschoben, bis entweder
das Bit auf der extrem rechten Seite des Speichers eine Null anzeigt oder alle Akkumulatoren
eine "1" in ihrer am weitesten rechts liegenden Stelle aufweisen.
-
Mit einer derartigen Vorrichtung erhält man auf der Leitung 71 für
jede Konfiguration die Zahl der gewählten Konfigiamtion. Man kann den Wert "k" auch
im Speicher 104 in drei Stellen speichern, wie es in Fig0 11 gezeigt ist. Die Ausgänge
X1 bis X5 sind die von den Toren 98 bis 102 in Fig.
-
10 kommenden Leitungen. Die dn drei Speicherzellen entsprechen der
Gewichtung 1, 2 und 4.
-
Die oben beschriebene und in Fig. 10 dargestellte Torrichtung arbeitet
in dem Fall, in dem man annimmt, daß die Summierung von den sechs Differenzen für
zwei verschiedene vorbestimmte Konfigurationen
nicht dasselbe Resultat ergeben kann. Das heißt, versohiedene Akkumulatoren können
nicht denselben Wert haben. Aber man sieht für den Fall, daß zwei Akkumulatoren
denselben Inhalt haben, daß zwei von den Flip-Flop-Schaltungen L1 bis L5 ausgeschaltet
bleiben und daher zwei von den "k"-Werten zu der ODER-Schaltung 103 in Fig. 10 geführt
werden. Zur Beseitigung der Mehrdeutigkeit wird dann eine der beiden eingeschaltet.
Eine diese Operation ausführende Vorrichtung ist in Fig. 12 dargestellt. Die Auswahl
wird so getroffen, daß die Konfiguration der niedrigsten Ordnung gewählt wird (im
Palle der Gleichheit der Fehler für die Konfiguration j=ål und å=å2 wird die jl
entsprechende Konfiguration gewählt1 wenn jl c cå2 ist). Um Fig. 10 nicht unnötig
zu komplizieren, zeigt Fig. 12 die Elemente, die die Auswahl der Flip-Flop-Schaltung
ermöglichen, deren Zustand verändert werden soll. Gemeint ist, daß das System, das
die Vorgänge in all den Fällen der Auswahl des Wertes "k" einschließlich des Falles,
in dem die Akkumulatoren alle den gleichen Wert aufweisen, ermöglicht, eine Kombination
der in Fig. 10 dargestellten mit der in Fig. 12 dargestellten Schaltung ist.
-
Die beiden Figuren gemeinsamen Schaltelemente tragen die gleichen
Bezugszeichen. Die an den Ausgängen der ODER-Schaltungen 105 bis 108 erhaltenen
Ausgangssignale dienen zum Anschalten der entsprechenden Plip-Flop-Schaltungen L2
bis L5.
-
Tritt also an den Ausgängen t2 und X3 ein Signal von dem Wert "k"
auf (Fig. 10), dann heißt das, dab der Inhalt der Akkumulatoren A2 und A3 gleich
ist. In Fig. 12 liegen an den Ausgängen X1 und X2 Signale, die zur Folge haben,
daß die UND-Schaltung 109 leitet, ebenso die ODER-Schaltung 110, und daß das übertragene
Signal den Zustand der Flip-Flop Schaltungen L3, L4 und L5 über die ODER-Schaltungen
106, 107 und 108 in den leitenden Zustand schaltet. Die Plip-Flop-Schaltungen L4
und L5 sind so ausgeführt, daß L4 und L5 den Akkumulatoren A4 und A5 entsprechen,
deren Inhalt größer ist als der der Akkumulatoren A2 und A3. Das Einschalten der
Fiip-Flop-Schaltung L3 bewirkt die Schließung der UND-Schaltung 100 (Fig. 10). Dann
bleibt nur die UND-Schaltung 99 in Fig. 10 leitend, und der Wert k=2 wird am Ausgang
der ODER-Schaltung 103 in Fig. 10 erhalten.
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Mit dem vorgeschlagenen Kodiersystem für die Anregungsfunktion hat
man in dem Speicher für die Reproduktion der Sprechlaute für Jeden stimmhaften Bereich
den Wert des ersten Beispiels PO von der Grundperiode und die Folge der Zahlen der
vorbestimmten Konfigurationen, die verwendet werden.
-
Zur Reproduktion der Sprechlaute wird eine Vorrichtung zur Zusammensetzung
verwendet, wie sie beispielsweise in dem bereits genannten französischen Patent
1 415 552 beschrieben ist. binde derartige Vorrichtung ist in Fig. 13 dargestellt.
-
Der Anregungsfupktionskanal weist einen Speieher 111, einen Zähler
112 und einen Zeitgeberimpulsgenerator 113 auf. Der Spektralfunktionskanal weist
einen Speicher 114, einen Digital-Analog-Konverter 115 und eine Reihe von Toren
116 und Filtern 117 sowie eine Summationsschaltung 118 auf. Die Schaltung 119 steuert
die Kanäle und wird selbst durch die ODER-Schaltung 120, die bistabile Schaltung
121 und den
Streuimpulsgenerator 132 sowie durch die UND-Schaltung
123 gesteuert.
-
Die die Anregungsfunktion darstellenden Signale stammen beispielsweise
von einem Rechner und sind in dem Speicher 111 gespeichert. Die gespeicherte Zahl
repräsentiert das Intervall, das zwei Nulldurchgänge in einer gegebenen Richtung
des analysierten Sprechsignals voneinander trennt. Das Intervall wird in Zeiteinheiten
angegeben, die durch die Vorrichtung zur Analyse festgelegt werden. Diese Zeiteinheiten
sind die Intervalle, die zwei Zeitgeberimpulse der in Fig. 1 dargestellten Impulsquelle
voneinander trennen.
-
Der Generator 113 liefert durch gleiche Zeitintervalle trennte Impulse.
Die Impulse werden dem Zähler 112 æugeführt, der rückwärts zählt. Erreicht der Zähler
den Wert null, dann sendet er keinen Impuls zu der ODER-Schaltung 120 und zu der
Slip-Flop-Schaltung 121 und nimmt uemittelbar gleichzeitig die in dem Speichert
111 gespeicherten Elemente auf. Dann wird ein neuer Zählvorgang durchgeführt.
-
Mit dem neuen Kodierungssystem gemäß der Erfindung arbeitet das System
in derselben Weise. Abgeändert ist das Verfahren der Zuführung der Werte der Anregungsfunktion
in den Speicher 111. Fig. 14 zeigt den Verlauf eines Verfahrens, das es ermöglicht,
den Inhalt des Speichers 111 durch Anwachsen oder Vermindern desselben um 1 zu verändern.
Der erste Wert PO wird dem Speicher 111 über die Leitung 124 und die UND-Schaltung
125 am Anfang zugeführt, wenn der Zabler der Grundperiode 126 null anzeigt. Der
Wert von "k" erlaubt die Auswahl von einer von den vorbestimmten Konfigurationen
aus der Matrix 128. In dieser Darstellung der Matrix entspricht jede Leitung einer
vorbestimmten Konfiguration. In Jedem Quadrat ist der Wert in dem rechten unteren
Ende der zu dem
anfänglichen Wert zu addierende Wert, wodurch der
Wert der diesem Quadrat entsprechenden Konfiguration erhalten wird.
-
Die großen Ziffern in jedem Quadrat stellen die Menge dar, die dem
Inhalt des Speichers 111 hinzugezählt werden muß, um den Wert der Konfiguration
zu erhalten, die diesem Quadrat entspricht. Ist k=l, dann wird die erste Leitung
gewählt. Wenn der Zähler 126 die Werte 1, 2, ... 6 durchläuft, dann wachsen die
Werte des Inhalts des Speichers 111 um die Werte 1, 3 und 5 des Zählers 126 an.
Die Schaltung, die die Grundperiodenänderung wiedererzeugt, erzeugt auch den Kurvenverlauf
der Grundperiode. Wie es auch bei Systemen der herkömmlichen Art ist, arbeitet das
in Fig. 13 gezeigte System, da die Reihe von Werten nacheinander durch die Grundperiode
der Stimme in dem Speicher 111 neu gebildet worden ist. Gegenüber jedem Anfangswert
der Konfiguration ist der Wert im Speicher 111 um 1 angewachsen, was daher rührt,
daß immer als Basis der Wert PB genommen wurde und daher der Anfangswert der neuen
Konfiguration der um 1 erhöhte letzte Wert der vorhergehenden Konfiguration war,
Zweckmäßigerweise kann-die Anzahl der vorbestimmten Konfigurationen zwölf und die
Anzahl der ernte pro Konfiguration sechs sein.
-
Patentansrüche: