DE3115801A1

DE3115801A1 - "METHOD AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR DIFFERENTIATING THE TALK SIGNALS FROM OTHER SOUND SIGNALS

Info

Publication number: DE3115801A1
Application number: DE19813115801
Authority: DE
Inventors: Akira Tokyo Komatsu
Original assignee: Bodysonic KK
Current assignee: Bodysonic KK
Priority date: 1980-04-21
Filing date: 1981-04-18
Publication date: 1982-01-14
Also published as: GB8403418D0; CA1184506A; IT8148303A0; IT1142404B; GB2077078B; GB2143105A; FR2480978A1; DE3115801C2; GB2143105B; GB2077078A; FR2480978B1

Description

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description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Unterscheiden der Sprechsignale von anderen Tonsignalen.The present invention relates to a method and a circuit arrangement for distinguishing the speech signals from other sound signals.

Im Lebensraum des Menschen existieren verschiedene Töne bzw. Geräusche. Beim Aufzeichnen und Wiedergeben dieser Töne bzw. Geräusche ist es erforderlich, sie unter hoher Empfindlichkeit und hoher Güte aufzuzeichnen und wiederzugeben. Im allgemeinen werden diese Anforderungen in ausreichendem Maße erfüllt.Different tones or noises exist in the human habitat. When recording and playing back of these tones, it is necessary to record them with high sensitivity and high quality and reproduce. In general, these requirements are sufficiently met.

In diesen allgemeinen Fällen müssen die Töne bzw. Geräusche, die beispielsweise in ein Mikrofon gelangen, nur gleichmäßig verstärkt und wiedergegeben werden. In einigen Sonderfällen jedoch wird es notwendig, die Eingangssignale in Abhängigkeit von ihren Eigenschaften oder Typen zu klassifizieren und einen bestimmten Typ von Signalen Verarbeitungen zu unterwerfen, die von denen anderer Signaltypen verschieden sind.In these general cases, the tones or noises that enter a microphone, for example, must can only be amplified and reproduced evenly. In some special cases, however, it becomes necessary to classify the input signals depending on their properties or types and one subject certain types of signals to processing different from those of other types of signals are.

Dies gilt beispielsweise beim Ableiten der menschlichen Stimme bzw. Sprache aus anderen Geräuschen oder dann, wenn man nur die Stimme eines Ansagers getrennt von anderen Tönen, wie beispielsweise von Musik, beim Aufzeichnen einer Rundfunk- oder Fernsehsendung herausnehmen will. Außerdem soll diese genannte Technik auch bei Generatoren o.dgl. angewendet werden, die eine vom Körper fühlbare Schwingung erzeugen, wie sie vor kurzem vorgeschlagen und in die Praxis umgesetzt wurden.This applies, for example, when deriving the human voice or language from other noises or then, if only one announcer's voice is separated from other sounds, such as music, when Want to take out recording of a radio or television broadcast. In addition, this technique should also for generators or the like. that generate a vibration that can be felt by the body, as they did before recently proposed and put into practice.

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Ein vom Körper wahrnehmbare Schwingungen erzeugender Generator ist eine Vorrichtung, in der, um für die . Umgebung eine tonreproduzierende Einrichtung hervorzubringen, die Doppel- bzw. Kontrabass-Tonkomponenten-Signale von beispielsweise unter 150 Hz aus den Verstärkerausgangssignalen am Lautsprecher oder Kopfhörer in mechanischen Schwingungen übertragen werden, um diese so unmittelbar an den menschlichen Körper als vom Körper wahrnehmbare Schwingungen zu bringen; gleichzeitig werden die Töne und die vom Körper wahrnehmbare Schwingungen des Kontrabasstonbereichs einer Wahrnehmungs-Vorrichtung zugeführt, während ein starkes Empfinden der Kontrabasstöne das Doppelbass-Tonfeeling zu intensiviert wird. Diese Vorrichtung hat ihre Auswirkungen hauptsächlich bei der Wahrnehmung von Musik.A generator that generates vibrations that can be perceived by the body is a device in which, in order for the. Environment to produce a sound reproducing device, the double or double bass sound component signals of, for example, below 150 Hz from the amplifier output signals on the loudspeaker or headphones are transmitted in mechanical vibrations in order to transfer them directly to the human body as to bring vibrations perceptible by the body; at the same time the tones and the body perceivable Vibrations of the double bass range supplied to a perception device, while a strong Feel the double bass tone feeling of the double bass tones too intensified. This device has its effects mainly in the perception of Music.

Es wurde experimentell bestätigt, daß dann, wenn die Vorrichtung mit von Musik verschiedenen Tönen kombiniert wird, beispielsweise mit dokumentarischen und sog. Effektönen, wie bei einem Erdbeben oder beim Wahrnehmen eines Stoßes, wie beispielsweise beim Donnern einer Kanone, oder beim Fahrgeräusch eines Autos oder einer Dampflokomotive, oder beim Geräusch, wenn ein großer Baum umgelegt wird, bei einer Explosion und den Fahr- und Motorgerauschen eines Automobils, eines Traktors usw., die Umgebungs-'und Dramatikwirkungen, die man mit herkömmlichen tonreproduzierenden Vorrichtungen nicht erhalten kann, hervorgebracht werden können.It has been experimentally confirmed that when the device combines with sounds other than music is, for example, with documentary and so-called effect tones, such as during an earthquake or when perceiving a blow, such as the thundering of a cannon, or the noise of a car or a car Steam locomotive, or at the sound of a large tree being knocked down, an explosion and the and engine noise of an automobile, a tractor etc., the ambient and drama effects obtained with conventional sound reproducing devices cannot be preserved, can be brought forth.

Wird eine solche Vorrichtung im Kino, beim Fernsehen od.dgl. verwendet, so erreicht man das wirkliche Dabeisein und eine Vielzahl von dramatischen Effekten. So betrachtet, besteht ein Schauspiel im Film oder imIf such a device in the cinema, television or the like. used, you get the real thing Being there and a multitude of dramatic effects. Seen in this way, a drama exists in a film or in a

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Fernsehen od.dgl. im allgemeinen aus einer Kombination von menschlicher Sprache (Unterhaltung), Musik und Effektgeräuschen.Television or the like. generally a combination of human speech (entertainment), music and effect noises.

Wenn demgemäß solche Tonsignale der genannten Wahrnehmungsvorrichtung in Form von vom Körper wahrnehmbaren Schwingungen zugeführt werden, ohne daß irgendeine zusätzliche Verarbeitung durchgeführt wird, so kann man große Auswirkungen bzw. Effekte im Hinblick auf die Geräusche erwarten, wie sie im Zusammenhang mit einem Erdbeben und dem Empfinden von Stoßen auftreten, während die vom Körper wahrnehmbaren Schwingungen auch als menschliche Stimmen (Unterhaltung) erzeugt werden. Es hat sich experimentell gezeigt, daß dies ein sehr unnatürliches Empfinden bewirkt.If accordingly such sound signals of said perception device in the form of vibrations perceptible by the body, without any additional processing is performed so one can have great impact or effects in terms of expect the sounds associated with an earthquake and the sensation of bumps, while the vibrations perceived by the body are also generated as human voices (entertainment) will. It has been shown experimentally that this causes a very unnatural sensation.

Um gute Effekte bei einem Film-, Fernsehschauspiels od.dgl. zu erzeugen, ist deshalb eine Vorrichtung erforderlich, die auf Musik und Effektgeräusche anspricht, jedoch nicht auf menschliche Stimmen.To have good effects in a film, television drama or the like. is therefore a device required that responds to music and effect noises, but not human voices.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Unterscheiden der Sprechsignale von anderen Tonsignalen zu schaffen, die bei verschiedenen Anwendungen, wie beispielsweise dem Wahrnehmen eines Filmdramas, eines Fernsehspieles od.dgl., günstige Ergebnisse bietet.The object of the present invention is to provide a method and a circuit arrangement for differentiating to create the speech signals from other sound signals used in various applications, such as the perception of a film drama, a television game or the like. Offers favorable results.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der genannten Art durch die im Kennzeichnen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale und bei einer Schaltungsanordnung der genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 2 bzw. 3 angegebenen Merkmale gelöst.In a method of the type mentioned, this object is achieved by those specified in the characterizing part of claim 1 Features and in a circuit arrangement of the type mentioned by the characterizing part of the claim 2 or 3 specified features solved.

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Im folgenden seien das Erzeugen und die Merkmale der menschlichen Stimme betrachtet. Wenn die Stimmbänder beim Öffnen und Schließen der Luftröhre mit deren natürlichen Frequenz schwingen, werden periodische pulsierende Druckwellen an den Stimmbändern erzeugt. Es ist bekannt, daß die Druckwellen Impulswellen sind, die nahe an Sägezahnwellen herankommen und deren Grundwellenkomponente etwa 110 Hz ist und die sich in einem sehr breiten Bereich ändern, wenn man die Stimme eines erwachsenen Menschen während einer gewöhnlichen Unterhaltung zugrunde legt. Im folgenden wird die "Impulswelle" als "Sägezahnwelle" bezeichnet. Den Sägezahnwellen der Stimmbänder-Tonquelle werden komplizierte Formanten, wie beispielsweise Resonanzen und Antiresonanzen gegeben, während sie sich durch das Ansatzrohr (den lautbildenden Hohlraum) ausbreiten, der aus dem Rachenraum, dem Mundraum, dem Nasenraum u.dgl. besteht, und sie werden von den Lippen als Sprache abgegeben. Im allgemeinen sind die Resonanzfrequenzen bei Frequenzen verteilt, die beträchtlich höher als die Grundwellenfrequenz der Sägeζahnwellen der Stimmbänder-Tonquelle liegen.In the following the generation and the characteristics of the human voice are considered. When the vocal cords vibrate at its natural frequency when the windpipe opens and closes periodic pulsating pressure waves generated on the vocal cords. It is known that the pressure waves Pulse waves are that come close to sawtooth waves and their fundamental wave component is around 110 Hz and which change in a very wide range if you hear the voice of an adult human is the basis of an ordinary conversation. In the following the "impulse wave" is called "sawtooth wave" designated. The sawtooth waves of the vocal cord sound source become complicated formants such as Resonances and anti-resonances given as they move through the extension pipe (the sound-forming cavity) which consists of the pharynx, the oral cavity, the nasal cavity and the like., and they are of delivered to the lips as language. In general, the resonance frequencies are distributed at frequencies that are considerably higher than the fundamental frequency of the saw tooth waves of the vocal cord sound source.

Diese sind schematisch in den Fig. 2 (a) bis 2 (c) dargestellt. Fig. 2 (a) zeigt eine Sägezahnwelle der Stimmbänder-Tonquelle, während die Fig. 2 (b) die Sprachwellenform zeigt, die den Formanten im Ansatzrohr gegeben wird. Die Sägezahnwellen, die an den Stimmbändern erzeugt werden, enthalten reichlich höhere Harmonische und sie werden deshalb zu denen der Fig. 2 (d), wenn sie den Formanten im Resonanzteil des Ansatzrohres gegeben werden.These are shown schematically in Figures 2 (a) to 2 (c). Fig. 2 (a) shows a sawtooth wave of the Vocal cord sound source, while Fig. 2 (b) shows the speech waveform representing the formants in the neck tube is given. The sawtooth waves generated on the vocal cords contain abundant higher harmonics and they therefore become those of Fig. 2 (d) when they are the formants in the resonance part of the extension pipe are given.

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Wie aus dieser Figur ersichtlich ist, nimmt die Grundwellenkomponente ab und die Formant-Frequenzkomponenten nehmen beträchtlich zu.As can be seen from this figure, the fundamental wave component decreases and the formant frequency components decrease increase considerably.

Andererseits erhält man, wenn die Sägezahnwellen durch Trägerwellen amplitudenmoduliert werden, eine Wellenform, wie sie in Fig. 2 (c) gezeigt ist. Vergleicht man die Fig. 2 (b) und 2 (c), so sieht man, daß, obwohl die Vorgänge der Bildung der Wellenformen ganz unterschiedlich sind, diese beiden Wellenformen makroskopisch sehr ähnlich sind.On the other hand, if the sawtooth waves are amplitude-modulated by carrier waves, a waveform as shown in Fig. 2 (c). Comparing Figures 2 (b) and 2 (c), one sees one that, although the processes of forming the waveforms are quite different, these two Waveforms are very similar macroscopically.

Betrachtet man deshalb die Sprechwellenform in Fig. 2 (b) als eine Art amplitudenmodulierte Welle, so erlaubt die Abtastung ein einfaches und hervorhebendes Ableiten der Grundwellenkomponente der Stimmbänder-Tonquelle. Dies ist das Gründprinzip vorliegender Erfindung.Therefore, considering the speech waveform in Fig. 2 (b) as a kind of amplitude modulated wave, so the scanning allows a simple and emphasizing derivation of the fundamental wave component of the Vocal cord sound source. This is the basic principle of the present invention.

Die Schaltungsanordnung gemäß vorliegender Erfindung besteht also darin, daß der den Kontrabass-Tonbereich ableitende Schaltkreis, der die Komponente des Kontrabasses, dessen Frequenzen niedriger sind als die der Grundwellenkomponenten der menschlichen Sprache, von Signalen ableitet, die an die Eingangsklemmen angelegt werden, mit einer Eingangsklemme des Steuerkreises verbunden ist, die beispielsweise ein spannungsgesteuerter variabler Verstärker ist, dessen Verstärkungsfaktor sich entsprechend einer an die Steuerklamme angelegten Spannung ändert, und der mit einem Ausgang des den Kontrabassbereich ableitenden Schaltkreises gesteuert wird, wodurch ein Ton, der von einem Stoßempfinden, beispielsweise einem Erdbeben, begleitet wird, der Komponenten von und unterhalb etwaThe circuit arrangement according to the present invention consists in that the double bass tone range dissipative circuit that is the component of the double bass whose frequencies are lower as those of the fundamental wave components of human speech, derived from signals applied to the input terminals, with an input terminal of the control circuit, which is for example a voltage controlled variable amplifier, whose gain changes according to a voltage applied to the control clamp, and the is controlled with an output of the double bass section deriving circuit, producing a tone that from a sensation of shock, for example an earthquake, is accompanied by the components of and below approximately

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60 Hz reichlich enthält, und die menschliche Sprache, die k'aum diese Komponenten enthält, voneinander unterschieden werden.60 Hz contains abundantly, and human language, which hardly contains these components, of each other can be distinguished.

Bei einer Ausfuhrungsform vorliegender Erfindung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 3 kann die Tatsache, ob das Eingangssignal die menschliche Stimme oder irgendein anderer Ton ist, dadurch unterschieden werden, daß der gesamte Pegel des Eingangssignales und die Grundwellenkomponente der Stimmbänder-Tonquelle, die im Eingangssignal abgeleitet wird, miteinander verglichen werden.In one embodiment of the present invention according to the features of claim 3, the fact whether the input signal is the human voice or any other tone can be distinguished by the total level of the input signal and the fundamental wave component of the vocal cord sound source derived in the input signal with each other be compared.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigen:Further details and embodiments of the invention can be found in the following description in which the invention is described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawing and is explained. Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild gemäß einem Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,1 shows a block diagram according to an exemplary embodiment of the present invention Invention,

Fig. 2 (a) in schematischer Darstellung Wellen-¹ formen der menschlichen Sprache, derFig. 2 (a) shows a schematic representation of human language shaft ¹ forms,

Töne von Musik u.dgl.,Sounds of music and the like,

Fig. 3 ein Blockschaltbild gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,3 shows a block diagram according to another exemplary embodiment of the present invention Invention,

Fig. 4 das Blockschaltbild eines Detektorschaltkreises, der die Basis für den die Grundsprechwelle hervorhebenden und ableitenden Schaltkreises der Fig. 3 bildet,Fig. 4 is a block diagram of a detector circuit which forms the basis for the forms the fundamental wave emphasizing and deriving circuit of Fig. 3,

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Fig. 5 und 6 Blockschaltbilder von in der Praxis verwendeten Detektorschaltkreisen undFigures 5 and 6 are block diagrams of detector circuits used in practice and

Fig. 7 ein Blockschaltbild gemäß einemFig. 7 is a block diagram according to a

weiteren Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung.further embodiment of the present invention.

Im folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit einem vom Körper wahrnehmbare Schwingungen erzeugenden Generator beschrieben, was jedoch nur eine Möglichkeit ihrer Anwendung ist. Betrachtet man die Frequenz komponenten der (menschlichen) Sprache, von Musik, von sog. Effektgeräuschen ud.dgl., so erstreckt sich der tiefe Bereich der Sprache (hauptsächlich bei der männlichen Stimme) bis auf unter 80 Hz und der hohe Bereich auf über 10 kHz sowohl bei der männlichen als auch bei der weiblichen Stimme, wobei diese von den Umständen der Aufnahme und den individuellen Unterschieden abhängig sind.In the following, the invention is described in connection with a generator which generates vibrations that can be perceived by the body described, which is only one possibility of their application. Looking at the frequency components of (human) language, of music, of so-called effect noises and the like, so extends the low range of speech (mainly in the male voice) down to below 80 Hz and the high range Range to above 10 kHz for both male and female voices, these being from depend on the circumstances of admission and individual differences.

Die sog. Effektgeräusche bestehen aus einer großen Anzahl von Arten und haben verschiedene Frequenzspektren. Ein Erdbeben oder solche Geräusche, die das Gefühl eines Stoßes hervorrufen, sind dadurch gekennzeichnet, daß sie eine breite Frequenzverteilung und reichlich Doppel- bzw. Kontrabasstonkomponenten enthalten. Musiktöne besitzen oft eine Frequenzverteilung, die verglichen mit anderen Tönen bzw. Geräuschen gleichmäßig und breit ist.The so-called effect noises consist of a large number of types and have different frequency spectra. An earthquake or such noises that create the feeling of a shock are through it characterized by having a wide frequency distribution and abundant double and double bass components contain. Musical tones often have a frequency distribution that is compared to others Tones or noises is even and wide.

Aufgrund dieser Tatsachen könnte eine Maßnahme zur Unterscheidung der menschlichen Stimmen von anderen Tönen darin bestehen, daß man sie durch ein geeignetesBased on these facts, one measure could be used to distinguish human voices from others Tones consist in the fact that they can be found through a suitable

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Filter führt. Ein Tiefbassfilter jedoch, das die Doppel- bzw. Kontrabass-Tongrundwellenkomponente der Sprache, die sich, wie vorher erwähnt, bis unterhalb 80 Hz erstreckt, abschneiden kann, muß eine Grenzfrequenz von 60 Hz oder niedriger besitzen, was jedoch Probleme mit sich bringt. Unter den Frequenzkomponenten unterhalb von etwa 150 Hz, die als vom Körper wahrnehmbare Schwingungen wirksam sind, ist die Frequenzkomponentendichte im Spektrum nahe 100 Hz am höchsten und die Verteilungsdichte nimmt bei und unterhalb von 50 bis 60 Hz ab. Deshalb sind bei den Signalen, die das vorgenannte Tiefpaßfilter durchlaufen haben, diejenigen Komponenten, die für die vom Körper wahrnehmbaren Schwingungen wirksam sind, am meisten abgeschnitten, so daß die Wirkung des die vom Körper wahrnehmbaren Schwingungen erzeugenden Generators drastisch reduziert ist.Filter leads. A deep bass filter, however, that contains the double or double bass fundamental wave component of speech, which, as mentioned before, can cut off below 80 Hz have a cut-off frequency of 60 Hz or lower, which, however, poses problems. Under the Frequency components below about 150 Hz, which are effective as vibrations that can be perceived by the body, the frequency component density is highest in the spectrum near 100 Hz and the distribution density increases at and below 50 to 60 Hz. Therefore, the signals that have the aforementioned low-pass filter have passed through those components that are effective for the vibrations perceptible by the body are cut off most, so that the action of the vibrations that the body can perceive produce Generator is drastically reduced.

Da das Geräusch, wie es mit einem Erdbeben verbunden ist, auch Kontrabass-Tonkomponenten von und unterhalb von 60 Hz in ausreichendem Maße enthält, können sie vom Körper wahrnehmbare Schwingungen hervorrufen. Ohne die Komponenten nahe 100 Hz jedoch ist die wirkliche Empfindung stark verringert und es werden flache Schwingungen mit einem unlebendigen Empfinden bewirkt. Diese Situation ist mit dem Ton aus einem Lautsprecher zu vergleichen, von dem der Behandlungsschaltkreis abgekoppelt ist, so daß er keine hohen Töne mehr abgeben kann.As the noise, as associated with an earthquake, also includes double bass sound components from and below of 60 Hz contains sufficient quantities, they can cause vibrations that the body can perceive. However, without the components near 100 Hz, the real sensation is greatly reduced and it becomes flat Causes vibrations with an inanimate sensation. This situation is with the sound from a speaker to compare from which the treatment circuit is decoupled so that it no longer has high tones can deliver.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer Schaltungsanordnung, die diese Probleme nicht mehr in sich birgt. In Fig. ist mit 1 eine Eingangsklemme bezeichnet, die von einem Verstärker ein Tonsignal erhält. Ein erster Tiefpaß-1 shows an example of a circuit arrangement which no longer entails these problems. In Fig. 1 denotes an input terminal which receives an audio signal from an amplifier. A first low-pass

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filter (LPF) 3 mit einer Grenzfrequenz von etwa 150 Hz und ein spannungsgesteuerter variabler Verstärker (VCA) 4 sind zwischen der Eingangsklemme und einer Ausgangsklemme 2 angeordnet.filter (LPF) 3 with a cutoff frequency of about 150 Hz and a voltage controlled variable amplifier (VCA) 4 are arranged between the input terminal and an output terminal 2.

Das Tiefpaßfilter 3 dient zum Ableiten der Doppelbzw. Kontrabass-Tonkomponente unterhalb von etwa 150 Hz, die für die vom Körper wahrnehmbare Schwingung geeignet ist, aus dem Eingangssignal, und zum Zuführen der abgeleiteten Komponente an den die vom Körper wahrnehmbare Schwingung erzeugenden Generator. Der spannungsgesteuerte variable Verstärker 4 ist ein Verstärker, dessen Verstärkungsfaktor bei Anlegen einer Spannung an seinen Steuereingang 4a zu- oder abnimmt. Beim vorliegenden Beispiel wird ein Verstärker verwendet, dessen Verstärkungsfaktor beim Anlegen einer positiven Spannung zunimmt.The low-pass filter 3 is used to derive the Doppelbzw. Double bass tone component below about 150 Hz, which is suitable for the vibration perceptible by the body, from the input signal, and for feeding the derived component to the generator that generates the vibration that can be perceived by the body. Of the voltage controlled variable amplifier 4 is an amplifier whose gain factor when applied a voltage at its control input 4a increases or decreases. In the present example, an amplifier is used, the gain factor of which increases when a positive voltage is applied.

Des weiteren ist mit der Eingangsklemme 1 die Eingangsseite eines zweiten Tiefpaßfilters (LPF) 5 verbunden, der eine Grenzfrequenz von etwa 60 Hz besitzt. Die Ausgangsseite des zweiten Tiefpaßfilters 5 ist über einen Gleichrichter (DET) 6 und einen Integrator (INT) mit dem Steuereingang 4a des spannungsgesteuerten variablen Verstärkers 4 verbunden.Furthermore, the input side of a second low-pass filter (LPF) 5 is connected to input terminal 1, which has a cutoff frequency of about 60 Hz. The output side of the second low-pass filter 5 is over a rectifier (DET) 6 and an integrator (INT) with the control input 4a of the voltage-controlled variable amplifier 4 connected.

Wenn bei dieser Schaltungsanordnung solch ein Effektgeräusch, wie es im Zusammenhang mit einem Erdbeben auftritt und Kontrabass-Tonkomponenten von und unterhalb 60 Hz in reichlichem Maße enthält, in die Eingangsklemme 1 als Eingangstonsignal gelangt, lassen beide Tiefpaßfilter 3,5 die Kontrabass-Tonkomponenten des Signals durch. Das Ausgangssignal des zweiten Tiefpaßfilters 5 wird vom Gleichrichter 6 gleichge-If with this circuit arrangement such an effect noise as it is in connection with an earthquake occurs and double bass sound components from and below 60 Hz in abundance, get into input terminal 1 as an input audio signal both low-pass filters 3.5 pass the double bass sound components of the signal. The output of the second Low-pass filter 5 is rectified by the rectifier 6

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richtet und danach vom Integrator 7 integriert. Die Ausgangsspannung des Integrators 7 wird an die Steuerklemme 4a des spannungsgesteuerten variablen Verstärkers 4 gelegt und erhöht den Verstärkungsfaktor des Verstärkers. Somit wird das Kontrabass-Tonkomponentensignal, das das erste Tiefpaßfilter 3 durchlaufen hat, verstärkt, so daß es groß und an die Ausgangsklemme 2 abgegeben wird. Ist der die vom Körper wahrnehmbare Schwingung erzeugende Generator mit der Ausgangsklemme 2 verbunden, so kann ein Wahrnehmungsschaltkreis die vom Körper wahrnehmbare Schwingung erhalten. Da das Ausgangssignal Frequenzkomponenten nahe 100 Hz enthält, kann eine wirkliche (mechanische) Schwingung geboten werden.and then integrated by the integrator 7. The output voltage of the integrator 7 is applied to the Control terminal 4a of the voltage controlled variable amplifier 4 is applied and increases the gain factor of the amplifier. Thus, the double bass sound component signal that the first low-pass filter 3 has passed through, so that it is large and delivered to the output terminal 2. Is that from Body-perceptible vibration-generating generator connected to output terminal 2, so a perception circuit receive the vibration perceptible by the body. As the output signal frequency components near 100 Hz, a real (mechanical) vibration can be offered.

Es sei nun ein Fall beschrieben, bei dem ein menschliches Sprechsignal als Eingangssignal eintritt. Da das Sprechsignal kaum Kontrabass-Tonkomponenten von und unterhalb 60 Hz enthält, gelangt keine Kontrabass-Tonkomponente durch das zweite Doppelpaßfilter 5, so daß sich die Ausgangsspannung des Integrators 7 sich verringert. Somit verringert sich der Verstärkungsfaktor des spannungsgesteuerten variablen Verstärkers 4, ferner wird das Signal, das das Tiefpaßfilter 3 durchlaufen hat, kaum verstärkt und das Ausgangssignal an der Ausgangsklemme 2 wird null oder sehr klein. Demgemäß ruft die menschliche Stimme die vom Körper wahrnehmbaren Schwingungen kaum hervor.A case will now be described in which a human speech signal enters as an input signal. There the speech signal hardly contains any double bass tone components of and below 60 Hz, no double bass tone component arrives through the second double-pass filter 5, so that the output voltage of the integrator 7 is reduced. Thus, the gain factor is reduced the voltage controlled variable amplifier 4, furthermore, the signal which has passed through the low-pass filter 3 is hardly amplified and the output signal at output terminal 2 becomes zero or very small. Accordingly, the human voice calls out that of the body perceptible vibrations hardly emerge.

Selbst mit dieser Schaltungsanordnung wird der beabsichtigte Zweck versuchsweise erreicht. Unter den musikalischen Tönen und Effektgeräuschen, die zum Erzeugen der vom Körper wahrnehmbaren Schwingungen dienen sollen, ist jedoch eine erhebliche Anzahl, die die Komponenten von und unterhalb 60 Hz nicht oder nurEven with this circuit arrangement, the intended purpose is achieved on an experimental basis. Under the musical tones and effect noises that generate the vibrations perceptible by the body are intended to serve, however, is a significant number that the components of and below 60 Hz do not or only

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in geringem Umfang enthalten. Deshalb ist die Einrichtung bzw. Schaltungsanordnung der Fig. lnicht immer ausreichend, da sie die vom Körper wahrnehmbare Schwingung nicht erzeugen kann, wenn keine Komponenten von oder unterhalb 60 Hz vorhanden sind.included to a small extent. Therefore, the device or circuit arrangement of FIG. 1 is not always sufficient, since it cannot generate the vibration perceptible by the body if there are no components at or below 60 Hz.

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild einer Einrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung, mit der das oben genannte Problem gelöst ist. Diese Einrichtung dient zum Hervorheben und Ableiten einer Grundwellenkomponente, die von der Tonquelle der Stimmbänder erzeugt wird und die diese dann mit dem gesamten Eingangssignalspegel vergleicht, wodurch die menschliche Stimme bzw. Sprache von anderen Tönen unterschieden wird.Fig. 3 is a block diagram of a device according to another embodiment of the present invention, with which the above problem is solved. This facility is used to highlight and derive a Fundamental wave component that is generated by the sound source of the vocal cords and that these then communicate with the whole Compares input signal levels, which distinguishes human voice or speech from other sounds will.

Die Einrichtung besteht aus einem den Eingangspegel ableitenden Schaltkreis (LD) 8, einem die Grundwelle der menschlichen Stimme bzw. Sprache hervorhebenden und ableitenden Schaltkreis (HV) 9, einem arithmetischen Schaltkreis 10 und dem Tiefpaßfilter (LPF) 3 und dem spannungsgesteuerten variablen Verstärker (VCA) 4 gemäß dem vorhergehenden Beispiel.The device consists of a circuit (LD) 8 which derives the input level, a fundamental wave the human voice or speech emphasizing and deriving circuit (HV) 9, an arithmetic Circuit 10 and the low pass filter (LPF) 3 and the voltage controlled variable amplifier (VCA) 4 in accordance with the previous example.

Zunächst sei der die Grundwelle der menschlichen Stimme hervorhebende und ableitende Schaltkreis 9 im einzelnen beschrieben. Im Grunde genommen ist dieser Schaltkreis 9 eine Detektorschaltung. Er sei in Verbindung mit einer einfachen Schaltung gemäß Fig. 4 erläutert. Die Schaltung der Fig. 4 besteht aus einem Detektor (DET) 11 und einem Bandpaßfilter 12 zur Auswahl der Frequenzen von 80 bis 300 Hz. Mit dieser Schaltung kann die Grundwellenkomponente der Stimmbänder-Tonquelle abgeleitet werden.First, let us consider the circuit 9 which emphasizes and derives the fundamental wave of the human voice described. Basically, this circuit 9 is a detector circuit. He was in contact with a simple circuit according to FIG. 4 is explained. The circuit of FIG. 4 consists of a detector (DET) 11 and a band pass filter 12 for selecting frequencies from 80 to 300 Hz. With this circuit, the fundamental wave component the vocal cords sound source can be derived.

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Die Wellenform eines Tones von der menschlichen Stimme verschiedenen Tones, beispielsweise die Wellenform eines musikalischen Tones, ist in Fig. 2 (d) dargestellt. Das Signal dieser Art hat ein breites FrequenzSpektrum von einem unteren bis zu einem hohen Bereich, wie dies in dieser Figur gezeigt ist. Ist dieses Signal abgetastet und hat es das Bandpaßfilter mittels der Schaltung nach Fig. 4 durchlaufen, ist das Ausgangssignal an dessen Ausgangsklemme nicht sehr groß. Dies trägt zu der Tatsache bei, daß, da die ursprüngliche Wellenform ein breites Frequenzband besitzt, der Prozentsatz der Signalkomponente, der das Bandpaßfilter 12 durchläuft, relativ zum Eingangssignal klein ist, wenn das ursprüngliche Signal abgetastet ist und das Bandpaßfilter 12 durchlaufen hat, und daß die Wellenform keine definierte Form besitzt, die als amplitudenmodulierte Welle, wie dies in Fig. 2 (b) gezeigt ist, betrachtet werden kann.The waveform of a tone other than the human voice, such as the Waveform of a musical tone is shown in Fig. 2 (d). The signal of this type has a wide frequency spectrum from a low to a high range as shown in this figure is. If this signal is sampled and has the bandpass filter by means of the circuit according to FIG. 4 run through, the output signal is at its output terminal not very large. This adds to the fact that the original waveform is a has a wide frequency band, the percentage of the signal component that passes through the bandpass filter 12, is small relative to the input signal when the original signal is sampled and the bandpass filter 12 has traversed, and that the waveform does not have a defined shape that is known as an amplitude-modulated wave, such as this shown in Fig. 2 (b) can be viewed.

Wenn also das Eingangssignal und das Ausgangssignal der Schaltung nach Fig. 4 gleichgerichtet, in geeigneter Weise gewichtet, verglichen und errechnet sind, ist es möglich, die menschliche Stimme von anderen Tönen bzw. Geräuschen zu unterscheiden. Das heißt, daß in dem Fall, in dem ein Eingangssignal mit festem Pegel an die Schaltung der Fig. 4 angelegt wird, dasjenige Signal, dessen Ausgangspegel relativ hoch abgegeben wird als menschliche Stimme, und dasjenige Signal, dessen Ausgangspegel relativ niedrig abgegeben wird, als der andere Ton bzw. Geräusch betrachtet wird.So if the input signal and the output signal the circuit according to FIG. 4 are rectified, weighted in a suitable manner, compared and calculated, it is possible to distinguish the human voice from other tones or noises. This means, that in the case where a fixed level input signal is applied to the circuit of Fig. 4, that is Signal whose output level is relatively high as a human voice, and that Signal with a relatively low output level is considered to be the other tone or noise will.

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Da die Wellenform, die den Formanten gegeben ist, nicht eine einfache sinusförmige Welle wie bei der Trägerwelle der Fig. 2 (c) ist, wird die Sprechwellenform der Fig. 2 (b) keine vertikal symmetrische Form wie bei der amplitudenmodulierten Welle der Fig. 2 (c) werden, sondern sie wird in vielen Fällen eine vertikal asymmetrische Form wie in Fig. 2 (b) erhalten. Aus diesem Grunde wird, im Falle der Abtastung des Eingangssignals mit der Schaltung der Fig. 4, die Lösung der Berechnung sehr unterschiedlich, was davon abhängt, ob eine Einhüllende auf der positiven Seite oder eine solche auf der negativen Seite genommen wird.Since the waveform given to the formants is not a simple sinusoidal wave as in the Is the carrier wave of Fig. 2 (c), the speech waveform of Fig. 2 (b) does not become a vertically symmetric one Shape will be like the amplitude modulated wave of Fig. 2 (c), but it will in many cases obtained a vertically asymmetrical shape as in Fig. 2 (b). For this reason, in the case of scanning of the input signal with the circuit of Fig. 4, the solution of the calculation very different, which depends on whether an envelope is taken on the positive side or one on the negative side will.

Im Falle der Wellenform gemäß Fig. 2(b) ist es offensichtlich, daß die Unterscheidbarkeit mit der Einhüllenden auf der positiven Seite verbessert ist, weil der Ausgangspegel an der Ausgangsklemme in Fig. 4 hiermit größer wird. Wenn auch die in Fig. 2 (b) dargestellte Wellenform hohe Spitzen auf der positiven Seite besitzt, gibt es tatsächlich doch den umgekehrten Fall, bei dem auf der negativen Seite große Spitzen vorhanden sind. Deshalb muß der Detektor 11 der Fig. 4 die Einhüllende des höheren Pegels auf der positiven oder der negativen Seite oder diejenigen sowohl auf der positiven als auch auf der negativen Seite ableiten.In the case of the waveform of Fig. 2 (b) it is obvious that the distinguishability with the envelope is improved on the positive side because the output level at the output terminal in FIG. 4 thereby increases. Even if that shown in Fig. 2 (b) Waveform has high peaks on the positive side, there is actually the reverse Case where there are large peaks on the negative side. Therefore the detector 11 of FIG the envelope of the higher level on the positive or the negative side or those on both the positive as well as the negative side.

Um diese Bedingung zu erfüllen, kann der Detektorschaltkreis als Zweiweg-Gleichrichterkreis gemacht werden. Da jedoch der Zweiweg-Gleichrichterkreis eine Art Frequenzvervielfacherkreis ist, wenn man dies vom Standpunkt der Frequenz aus betrachtet, wird die Eingangsfrequenz verdoppelt. Es sei nun angenommen, daßIn order to meet this condition, the detector circuit can be made as a full-wave rectifier circuit will. However, since the full-wave rectifier circuit is a kind of frequency multiplier circuit, if you look at this from the From a frequency standpoint, the input frequency is doubled. It is now assumed that

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« ♦ * 1«♦ * 1

♦ · m * ♦ · m *

der Detektor 11 ein Zweiweggleichrichter in der Schaltung der Fig. 4 ist und daß eine sinusförmige Welle von 50 Hz an seinem Eingang anliegt. Dann erscheint eine pulsierende Wellenform mit einer Grundwellenkomponente von 100 Hz (verdoppelte Frequenz) am Detektorausgang, mit dem Ergebnis, daß durch das Bandpaßfilter 12 ein Ausgangssignal mit einer Bandpaßbreite von 80 bis 300 Hz herauskommt. Wenn deshalb der Kontrabasston, wie er mit der Musik oder dem Erdbeben zur Verfügung steht, eingelangt ist, dann wird die Frequenz vervielfacht, so daß ein abgeleiteter Ausgang erscheint, was jedoch den Nachteil hat, daß die Unterscheidbarkeit verringert ist.the detector 11 is a full wave rectifier in the circuit of Fig. 4 and that a sinusoidal Wave of 50 Hz is present at its input. Then a pulsating waveform with a fundamental wave component appears of 100 Hz (doubled frequency) at the detector output, with the result that the Bandpass filter 12 provides an output signal with a bandpass width from 80 to 300 Hz comes out. If therefore the double bass tone, as it does with the music or the Earthquake is available, has arrived, then the frequency is multiplied so that a derived Exit appears, but this has the disadvantage that the distinguishability is reduced.

Um diesen Nachteil auszuschalten, verwendet die in Fig. 5 dargestellte Schaltungsanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung einen Hochpaßfilter (die unteren Frequenzen abschneidenden Filter) (APF) 13, der den Kontrabasstonbereich abschneidet, der zur Unterscheidung der menschlichen Stimme nicht besonders wichtig ist. Auch wenn der nachfolgende Detektor (DET) 14 als Zweiweg-Gleichrichter die Frequenzvervielfachung durchführt, verringert sich die Komponente, die durch das Bandpaßfilter 12 hindurchgeht. Als Ergebnis eines Versuches hat sich herausgestellt, daß es vorteilhaft ist, die Grenzfrequenz des Hochpaßfilters 13 bei etwa 13Ό Hz anzusetzen.In order to eliminate this disadvantage, the circuit arrangement shown in FIG. 5 uses according to one Another embodiment of the present invention includes a high-pass filter (which cuts the lower frequencies Filter) (APF) 13, the double bass range which is not particularly important for distinguishing the human voice. Even if the The following detector (DET) 14, as a two-way rectifier, performs the frequency multiplication, is reduced the component that passes through the band pass filter 12. As a result of an experiment it has been found that it is advantageous to set the cutoff frequency of the high-pass filter 13 at about 13Ό Hz.

Bei Ausgang des Bandpaßfilters 12 wird durch den nachfolgenden Gleichrichterschaltkreis (AC/DC-Konverter) (ADC) 15 gleichgerichtet. Der Ausgang des Gleichrichterschaltkreises 15 besitzt eine höhere Frequenzkomponente, die vom nachfolgenden Tiefpaßfilter (LPF) 16 abgeschnitten wird, und wird zu einem Gleichspannungsausgang, derWhen the bandpass filter 12 is output, the following rectifier circuit (AC / DC converter) (ADC) 15 rectified. The output of the rectifier circuit 15 has a higher frequency component, which is cut off by the following low-pass filter (LPF) 16 becomes, and becomes a DC voltage output, the

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proportional zum Ausgang des Bandpaßfilters 12 ist.is proportional to the output of the bandpass filter 12.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer weiteren Schaltungsanordnung, die dieselbe Operation durchführt. Dieser Schaltkreis ist derart, daß der mittlere Teil der Schaltung der Fig. 5 modifiziert worden ist. In dieser Schaltung sind die Detektoren 17 und 18 nicht vom Zweiweggleichrichtertyp mit der Frequenzvervielfacherwirkung, sondern sie sind vom Einweggleichrichtertyp, um so die Einhüllende der positiven Seite mit Hilfe des Detektors (DET 1) 17 abzuleiten und die der negativen Seite mit Hilfe des Detektors (DET 2) Die Polarität des abgetasteten Ausgangs auf der negativen Seite wird durch einen Inversionsschaltkreis (INV) 19 umgekehrt.Fig. 6 shows an example of another circuit arrangement that performs the same operation. This Circuit is such that the central portion of the circuit of Figure 5 has been modified. In In this circuit the detectors 17 and 18 are not of the full-wave rectifier type with the frequency multiplier effect, but they are of the half-wave rectifier type, so as to have the envelope of the positive side With the help of the detector (DET 1) 17 and the negative side with the help of the detector (DET 2) The polarity of the sampled output on the negative side is determined by an inversion circuit (INV) 19 reversed.

Die betreffenden abgetasteten Ausgänge werden an die Bandpaßfilter (BPF 1) 20 und (BPF 2) 21 gelegt und durch Gleichrichter (ADC 1) 22 und (ADC 2) 23 gleichgerichtet. Danach werden die gleichgerichteten Ausgänge kombiniert und an das Tiefpaßfilter (LPF) 16 angelegt. Das Hochpaßfilter 13 am Eingangsteil ist im Prinzip nicht notwendig, es ist jedoch zur Verbesserung der Unterscheidbarkeit vorteilhaft. Die Detektoren und Gleichrichter in den Fig. 4 bis 6 sollten möglichst Absolutwertkreise oder Linearabtastkreise sein, um Operationsfehler aufgrund von Nichtlinearitäten zu verringern.The sampled outputs in question are applied to the bandpass filters (BPF 1) 20 and (BPF 2) 21 and rectified by rectifiers (ADC 1) 22 and (ADC 2) 23. After that the rectified outputs combined and applied to the low-pass filter (LPF) 16. The high-pass filter 13 is at the input part not necessary in principle, but it is advantageous to improve distinctness. the Detectors and rectifiers in FIGS. 4 to 6 should preferably be absolute value circles or linear scanning circles to reduce operational errors due to nonlinearities.

Als nächstes sei der den Eingangspegel ableitende Schaltkreis 8 in Fig. 3 beschrieben. Dieser Schaltkreis integriert oder glättet das gleichgerichtete Eingangssignal und sorgt für eine dem Eingangspegel proportionale Gleichspannung.Next, the input level deriving circuit 8 in FIG. 3 will be described. This circuit integrates or smooths the rectified input signal and takes care of the input level proportional DC voltage.

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Die Eingangsseiten des den Eingangspegel ableitenden Schaltkreises 8 und des die Sprechgrundwelle hervorhebenden und ableitenden Schaltkreises 9 sind mit der Eingangsklemme 1 zusammen mit der Eingangsseite des Tiefpaßfilters 3 verbunden. Die Ausgangsseiten des den Eingangspegel ableitenden Schaltkreises 8 und des die Sprechgrundwelle hervorhebenden und ableitenden Schaltkreises 9 sind jeweils mit den Eingangsklemmen 10a und 10b des arithmetischen Schaltkreises 10 verbunden.The input sides of the deriving the input level Circuit 8 and the speech fundamental wave emphasizing and deriving circuit 9 are with the input terminal 1 is connected together with the input side of the low-pass filter 3. The starting pages of the input level deriving circuit 8 and of the speech fundamental emphasizing and deriving Circuit 9 are connected to input terminals 10a and 10b of the arithmetic circuit, respectively 10 connected.

Das Ausgangssignal des den Eingangspegel ableitenden Schaltkreises 8 und das Ausgangssignal des die Sprechgrundwelle hervorhebenden und ableitenden Schaltkreises 9 werden auf geeignete Pegel gewichtet bzw. bewertet. Zusätzlich wird eine geeignete Gewichtung bzw. Bewertung, wie beispielsweise eine Auswahl der Zeitkonstanten des IntegrationsSchaltkreises oder der Grenzfrequenz des glättenden Tiefpaßfilters im Zeitachsenbereich durchgeführt.The output of the input level deriving circuit 8 and the output of the speech fundamental wave emphasizing and deriving circuitry 9 are weighted to appropriate levels or rated. In addition, a suitable weighting or evaluation, such as a selection of the Time constants of the integration circuit or the cutoff frequency of the smoothing low-pass filter im Timeline area performed.

Unter Verwendung der geeignet bewerteten Signale führt der arithmetische Schaltkreis 10 eine Vergleichsoperation des Ausganges des die Sprechgrundwelle hervorhebenden und ableitenden Schaltkreises 9 und des Ausganges des den Eingangspegel ableitenden Schaltkreises 8 aus. Im folgenden sei der arithmetische Schaltkreis 10, der den ersteren vom letzteren abzieht, erläutert. Ist das Eingangssignal eine menschliche Stimme, dann wird der Ausgang des die Sprechgrundwelle hervorhebenden und ableitenden Schaltkreises 9 größer als der des den Eingangspegel ableitenden Schaltkreises 8, und zwar dank der geeigneten Bewertung, und deshalb istUsing the appropriately weighted signals, the arithmetic circuit 10 performs a comparison operation of the output of the speech fundamental emphasizing and deriving circuit 9 and the output of the input level deriving circuit 8 off. In the following the arithmetic circuit 10, which subtracts the former from the latter, explained. If the input signal is a human voice, then the output becomes the one that emphasizes the speech fundamental and deriving circuit 9 larger than that of the input level deriving circuit 8, and thanks to the appropriate evaluation, and therefore is

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α«α «

eine Lösung in negativer Richtung als Ausgang des arithmetischen Schaltkreises 10 vorgesehen. Dagegen wird in dem Falle, in dem das Eingangssignal Musik oder irgendein anderes Geräusch bzw. Ton ist, der Ausgang des die Sprechgrundwelle hervorhebenden und ableitenden -Schaltkreises 9 kleiner als der des den Eingangspegel ableitenden Schaltkreises 8, und deshalb wird die Lösung des arithmetischen Kreises 10 positiv.a solution in the negative direction is provided as the output of the arithmetic circuit 10. Against it in the case where the input signal is music or some other noise or sound, the output of the speech fundamental emphasizing and deriving circuit 9 is smaller than that of the the input level deriving circuit 8, and therefore becomes the solution of the arithmetic circle 10 positive.

Andererseits gelangt das Eingangssignal durch das Tiefpaßfilter 3 (mit seiner Grenzfrequenz von etwa 150 Hz) zum Ableiten derjenigen Komponenten, die für die vom Körper wahrnehmbaren Schwingungen wirksam sind, und wird an den spannungsgesteuerten variablen Verstärker angelegt. Ist das Eingangssignal eine menschliche Stimme, dann wird deshalb der Ausgang des spannungsgesteuerten variablen Verstärkers 4 unterdrückt oder geschwächt, während dann, wenn das Eingangssignal irgendein anderes Tonsignal ist, der Verstärkungsfaktor des spannungsgesteuerten variablen Verstärkers 4 erhöht wird, so daß der Ausgang groß gemacht wird.On the other hand, the input signal passes through the low-pass filter 3 (with its cut-off frequency of about 150 Hz) to derive those components that are effective for the vibrations perceptible by the body, and is applied to the voltage controlled variable amplifier. If the input signal is a human voice, then therefore the output of the voltage controlled variable amplifier 4 is suppressed or weakened, while if the input signal is any other audio signal, the gain of the voltage controlled one variable amplifier 4 is increased so that the output is made large.

Der spannungsgesteuerte variable Verstärker 4 kann durch ein spannungsgesteuertes variables Frequenzfilter (VCF) ersetzt werden. Es kann auch durch ein Gatter ersetzt werden, das auf einem analogen Schalter od.dgl. basiert. Da jedoch das binäre "Ein"- "Aus"-Schalten in diesem Falle ein unnatürliches Empfinden hervorruft, wird die sanfte und kontinuierliche "Ein"- "Aus"-Steuerung, die auf einem analogen Anwachsen und Abnehmen durch den spannungsgesteuerten variablen Verstärker 4, usw. basiert, vor allem bevorzugt.The voltage-controlled variable amplifier 4 can be through a voltage-controlled variable frequency filter (VCF) be replaced. It can also be replaced by a gate that is on an analog switch or the like. based. However, since the binary "on" - "off" switching causes an unnatural feeling in this case, the gentle and continuous "on" - "off" control based on an analog increase and decrease through the voltage controlled variable amplifier 4, etc. based, especially preferred.

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Bei der obigen Beschreibung wurde bei der menschlichen Sprache nur auf die Fälle der stimmhaften Laute Bezug genommen. Da stimmlose Laute (Konsonanten, die ohne Schwingungen der Stimmbänder erzeugt werden) ein Spektrum in einem höheren Frequenzbereich besitzen, werden sie durch das Tiefpaßfilter zum Ableiten der vom Körper fühlbaren Schwingungssignale abgeschnitten (wobei die Grenzfrequenz bei etwa 150 Hz liegt) und verursachen keinerlei Probleme (Tiefpaßfilter 3 in Fig. 1 oder Fig. 3).In the above description, only the cases of voiced speech have been considered in the case of human speech Lute referred to. Since voiceless sounds (consonants that are generated without vibrations of the vocal cords) have a spectrum in a higher frequency range, they will be derived by the low-pass filter the vibration signals felt by the body cut off (the cut-off frequency is around 150 Hz) and do not cause any problems (low-pass filter 3 in Fig. 1 or Fig. 3).

Selbst im Falle von stimmhaften Lauten, Stimmen von hohen Grundwellenfrequenzen, wie beispielsweise bei Kinderstimmen, weiblichen Stimmen und anderen hochtonigen Stimmen, wie beispielsweise beim Singen von Liedern, ergeben aus demselben Grunde keinerlei Probleme. Es wurde experimentell bestätigt, daß ein Unterschied in der Unterscheidbarkeit hinsichtlich verschiedener Sprachen kaum bemerkenswert war, was ebenfalls aus demselben Grunde der Fall ist.Even in the case of voiced sounds, voices of high fundamental frequencies, such as at Children's voices, female voices and other high-pitched voices, such as when singing Songs do not pose any problems for the same reason. It was experimentally confirmed that there was a difference was hardly noticeable in the distinguishability with regard to different languages, which is also from the same reason is the case.

In Fig. 7 ist ein Blockdiagramm einer praktischen Schaltungsanordnung zur Durchführung vorliegender Erfindung dargestellt, in welcher die Elemente sowohl der Schaltung der Fig. 1 als auch der Schaltung der Fig. 3 kombiniert sind. In diesem Falle sind zwei Eingangsklemmen 1 angeordnet, um die Signale über zwei Kanäle zu empfangen und sie mit Hilfe eines Mischers (MIX) 24 zu mischen. An die Ausgangsseite des Mischers 24 ist ein subsonisches Filter (HPF) zum Entfernen nicht notwendiger Unterschallwellen von und unterhalb 20 Hz angeschlossen.Referring to Fig. 7, there is a block diagram of practical circuitry for practicing the present Invention shown in which the elements of both the circuit of Fig. 1 and the circuit of Fig. 3 are combined. In this case, two input terminals 1 are arranged to transfer the signals receive two channels and mix them using a mixer (MIX) 24. To the exit side of mixer 24 is a subsonic filter (HPF) for removing unnecessary subsonic waves connected from and below 20 Hz.

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Die Ausgangsseite des Unterschallfilters 25 ist in einen Zweig zum spannungsgesteuerten variablen Verstärker 4 hin über das Tiefpaßfilter 3 zum Ableiten des vom Körper fühlbaren Schwingungssignals (mit einer Grenzfrequenz von 150 Hz) und in einen Zweig zu einem Entzerrer (EQ) 26 hin aufgeteilt. Der Entzerrer 26 gibt im voraus dem Doppelbassbereich und dem hoch-tonigen Bereich geeignete Entzerrerkurven, um die Unterscheidbarkeit der menschlichen Stimme zu verbessern.The output side of the subsonic filter 25 is in a branch to the voltage-controlled variable amplifier 4 through the low-pass filter 3 to derive the vibration signal that can be felt by the body (with a cutoff frequency of 150 Hz) and divided into a branch to an equalizer (EQ) 26. The equalizer 26 gives the double bass range and the high-pitched range suitable equalization curves in advance, to improve the distinctiveness of the human voice.

Als die dem Entzerrer 26 nachfolgende Stufe ist ein Pegel-kompressor (COMP) 27 angekoppelt, mit dessen Ausgangsseite die Eingangsenden eines den Kontrabassbereich ableitenden Schaltkreises 28, des den Eingangspegel ableitenden Schaltkreises (LD) 8 und des die Sprechgrundwelle hervorhebenden und ableitenden Schaltkreises (HV) 9 verbunden sind. Die Ausgangsseiten dieser Schaltkreise 28 , 8 und 9 sind mit den Eingangsenden 10c, 10a bzw. 10b des arithmetischen Schaltkreises 10 verbunden.As the stage following the equalizer 26, a level compressor (COMP) 27 is coupled to its Output side, the input ends of a double bass range deriving circuit 28, the input level deriving circuit (LD) 8 and the Speech fundamental wave emphasizing and dissipating circuit (HV) 9 are connected. The starting pages these circuits 28, 8 and 9 are connected to input ends 10c, 10a and 10b, respectively, of the arithmetic circuit 10 connected.

Der Pegelkompressor 27 funktioniert derart, daß er den Dynamikbereich des Eingangssignals zusammendrückt, um so Fehler bei der Entwicklung der Unterscheidung und der Operation zu verhindern (wenn der Pegel zu niedrig ist, wird die Unterscheidung schwierig, und wenn er zu hoch ist, ist der Operationsverstärker gesättigt) . Der den Kontrabasstonbereich ableitende Schaltkreis 28 ist ein Schaltkreis, der einen Ton abtastet, der Kontrabasstonkomponenten in ausreichendem Maße besitzt, wie sie bei einem Erdbeben der Fall sind, und der einem Teil entspricht, wie er in Fig. 1 durch eine strichpunktierte Linie umrahmt ist. Der den Ein-The level compressor 27 works in such a way that it compresses the dynamic range of the input signal, so as to prevent errors in the development of the distinction and the operation (when the level is too is low it becomes difficult to distinguish, and if it is too high the op amp is saturated) . The double bass tone range deriving circuit 28 is a circuit that samples a tone, of the double bass components in sufficient Has dimensions, as they are the case with an earthquake, and which corresponds to a part as shown in FIG a dash-dotted line is framed. The one

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gangspegel ableitende Schaltkreis 8 und der die Sprechgrundwelle hervorhebende und ableitende Schaltkreis 9 entsprechen den Schaltkreisen mit denselben Bezugsziffern der Fig. 3output level deriving circuit 8 and the speech fundamental wave emphasizing and deriving Circuit 9 correspond to the circuits with the same reference numerals in FIG. 3

Bei dieser Anordnung funktioniert der arithmetische Schaltkreis 10 derart, daß er den Ausgang des die Sprechgrundwelle hervorhebenden und ableitenden Schaltkreises 9 von der Summe aus dem Ausgang des den Kontrabasstonbereich ableitenden Schaltkreises und dem des den Eingangspegel ableitenden Schaltkreises 8 subtrahiert. Dies ist dasselbe wie im Falle der Fig. 3, nämlich daß die Lösung der sich daraus ergebenden Differenz dazu verwendet wird, den spannungsgesteuerten variablen Verstärker 4 zu steuern. Ist die Bewertung des den sehr niedrigtonigen Bereich ableitenden Schaltkreises 28 verhältnismäßig hoch und daneben eine tote Zone gesetzt ist, um zu verhindern, daß der Schaltkreis auf Pegel unterhalb des Schwellenwertes reagiert, dann erzielt man gute Resultate.With this arrangement, the arithmetic circuit 10 functions to take the output of the Speech fundamental wave emphasizing and dissipating circuit 9 from the sum of the output of the the double bass range deriving circuit and that of the input level deriving circuit 8 subtracted. This is the same as in the case of FIG. 3, namely that the solution of the The difference resulting therefrom is used to drive the voltage-controlled variable amplifier 4 to control. The rating of the very low-pitched section deriving circuit 28 is proportionate high and a dead zone is set next to it to prevent the circuit from going below of the threshold value responds, then you get good results.

- Ende der Beschreibung -- End of description -

1 30062/0 7681 30062/0 768

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Claims

DREISS1 HOSENTHIENfA; * ·· »· HI Ί» «« ΙΟ «HANS LANGOSCH PATENTANWÄLTE D-7000 STUTTGART Dipl.-Ing. (1963-1981) SCHICKSTRASSE UWE DREISS Authorized representative at the European Patent Office ictirft 045734 Dr. jur., Dipl.-Ing., M. Sc. European Patent Attorneys _ udpa d ^ - '31 15801 D-7000 STUTTGART HERDWEG 62 -j TF (0711) 29 65 23 DREISS. HOSENTHIEN & FUHLENDORF. D-7000 STUTTGART 1 T <3 LAPAT TX 7-22077 lapat d Please reply to the crossed address Bodysonic Kabushiki Kaisha Please repllto tne address marked with a cross 1-19-3, Kamlochiai Shinjuku-ku Tokyo / Japan Amtl. Act. Z. Your reference Our reference Date Off. Ser. No. Your Ref. Our Ref. Date BS-2107 4/14/81 F / W Priority:

1) April 21, 1980 - 54290/1980 - (utility model) Japan

2) April 21, 1980 - 52682/1980 - Japan

Title: Method and circuit arrangement for distinguishing speech signals from other sound signals

Claims

Method for distinguishing speech signals from other sound signals, characterized in that a voiced sound part of the human voice, which is regarded as an amplitude-modulated wave, which is obtained as a sound source by modulating the vocal cords, its carrier wave being a waveform part made up of formant frequencies from the neck tube , is sampled, so that a fundamental wave component of the vocal cord sound source is emphasized and derived, thereby distinguishing the human voice from other tones or noises.

mm O _H

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Dresdner Bank Stuttgart 1919 854 (BLZ 60080000), Postscheckkonto Stuttgart 507 71-705 (BLZ 600100 70) Deutsche Bank Stuttgart 11/03 928 (BLZ 600 700 70), Postscheckkonto Stuttgart 24646-704 (BLZ 600100 70)Dresdner Bank Stuttgart 1919 854 (bank code 60080000), postal check account Stuttgart 507 71-705 (bank code 600 100 70) Deutsche Bank Stuttgart 11/03 928 (bank code 600 700 70), postal check account Stuttgart 24646-704 (bank code 600 100 70)

2. Circuit arrangement for distinguishing the speech signals from other tone signals, characterized by a control circuit (4) with an input terminal, an output terminal and a control terminal (4a) for controlling a signal running from the input to the output terminal by a signal fed to the control terminal, and by a circuit (e.g. 5-7) for deriving the double bass tone range, the frequency of which is lower than that of the fundamental wave component of the human voice, from that signal which is fed to the input terminal of the control circuit (4), an input terminal of the circuit (e.g. 5-7) is connected to the input terminal of the control circuit (4) and an output terminal of the circuit (e.g. 5-7) is the control terminal (4a) of the control circuit (4).

3. Circuit arrangement for distinguishing the speech signals from other audio signals, characterized in that a circuit (8) which derives an input level and which rectifies an input signal and integrates the rectified signal and thus supplies a direct current proportional to an input signal level, and a circuit (9), which emphasizes and derives a fundamental wave component of the vocal cord sound source from the input signal, are connected to an input terminal of a control circuit (4) which, in addition to the input terminal, has an output terminal and a control terminal (4a) and which controls a signal that controls it from the input terminal Output terminal, depending on a signal applied to the control terminal, that an output terminal of the

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• ■· * · m ψ • ■ · * · m ψ λ *■ · λ * ■ ·

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conductive circuit (8) and an output terminal of the speech fundamental emphasizing and derivative circuit (9) are connected to an arithmetic circuit (10), which carries out a comparison operation of the outputs of these two circuits (8,9), and that an output terminal of the arithmetic circuit (10) is connected to the control terminal (4a) of the control circuit (4) is connected.

4. Circuit arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the control circuit (4) is a voltage-controlled variable amplifier, the gain factor of which changes as a function of a voltage supplied to the control terminal.

5. Circuit arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the control circuit (4) is a voltage-controlled variable frequency filter which controls a frequency of the signal running from its input terminal to its output terminal as a function of the voltage applied to the control terminal.

6. Circuit arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the control circuit (4) is a gate which is made up of an analog switch which has a path between the input and the output terminal in a binary manner depending on the at the control terminal applied voltage can switch "on" and "off".

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7. Circuit arrangement according to one of the claims

2 or 4 to 6, characterized in that a. The low-pass filter (3) is arranged between the input terminal of the control circuit (4) and an input terminal of a further low-pass filter (5) and an input signal from the low-pass filter input terminal is applied thereto.

8. Circuit arrangement according to one of claims 3 to 6 _r, characterized in that a low-pass filter (3) between the input terminal of the control circuit (4) and the circuit which derives the input level

(8) as well as the circuit (9) emphasizing and dissipating the basic speaking wave and the input signal from the input terminals of the two circuits (8, 9) is applied thereto.

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