KR920008107Y1 - 디지탈 음성인식 데이타 획득 전처리장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

디지탈 음성인식 데이타 획득 전처리장치
제1도는 본 고안의 전체 블럭도.
제2도는 본 고안의 상세 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101 : 마이크 110 : 마이크 증폭회로
111 : 고역여파기 112 : 저역여파기
113, 114 : 연산증폭기 120 : 이득조절회로
125 : 이득조절기 130 : 레벨조절회로
135 : 압축기 140 : 저역여파회로
145 : 저역여파기 146 : 오실레이터
150 : 샘플 및 홀더회로 155 : 샘플 및 홀더
160 : 아날로그-디지탈 변환기 165 : 인버터
R1-R13 : 저항 C1-C14 : 콘덴서
D1, D2 : 다이오드
본 고안은 음성인식 시스템의 음성처리장치에 관한 것으로 특히 아날로그 음성신호를 디지탈음성신호로 변환하여 주기 위한 전처리(Pre-Processor) 장치의 디지탈 음성인식 데이타 획득천처리에 관한 것이다.
종래의 음성인식 시스템에서 음성신호 처리를 위한 전처리 장치는 마이크로 프로세서에 의한 음성신호의 레벨 및 이득조절을 하였지만 이는 기능이 미비하여 마이크로 입력되는 미약한 음성신호에 첨가된 잡음신호의 효과적인 제거가 이루어지지 않는 문제점이 있었으며 또한 수동소자에 의한 여파기 구성으로 불안정한 저역여파가 대부분이고 아날로그 음성신호가 모두 디지탈 음성신호로 변환되지 않아서 효과적인 음성인식율을 기대하기 어려운 문제점이 있었다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것인바, 음성인식시스템의 음성처리에 있어서 필수적이며 중요한 부분인 아날로그-디지탈 변환기 전단의 미세한 변화에 민감한 아날로그 음성신호를 안정화시켜 아날로그-디지탈 변환기의 입력으로 전달하여 안정된 디지탈 음성신호를 얻기위한 회로로 이하 첨부된 도면에 의하여 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는 본 고안의 전체블럭이고, 제2도는 본 고안의 상세 회로도로서 마이크(101)에 연결된 마이크 증폭회로(110)는 연산증폭기(113)에 콘덴서(C1)와 저항(R1)으로 구성된 고역여파기(111)과 콘덴서(C2)와 저항(R2)으로 구성된 고역여파기(112)가 공통으로 접속됨과 아울러 이득조절용 저항(R3)과 가변저항(R5) 및 고주파신호를 제거하는 콘덴서(C3)(C4)와 저항(R4)으로 각각 연결 구성하여 상기 마이크(101)에서 입력된 수십밀리볼트(mV)의 음성신호를 수볼트(V)의 음성신호로 증폭하며, 상기 마이크 증폭회로(11O)에 접속된 이득조절회로(120)는 AD7524와 같은 이득조절기(125)에 마이크로프로세서(180)로 부터의 제어신호와 8비트 데이타 및 위상반전 보정용 연산증폭기(114)를 연결구성 하여 수볼트의 음성신호이득을 조절하게 되며 이때 상기 8비트데이타는 상기 마이크 증폭회로(110)의 음성출력신호를 256분주시켜 최고이득이 1배에서 최저로 이득을 조절하는데 이용되고 상기 마이크로프로세서(180)로 부터의 제어신호는 사용자(USER) 프로그램에서 행하게 된다.
상기 이득조절회로(120)에 접속된 레벨조절회로(130)는 NE571과 같은 압축기(135)에 레벨유지용 다이오드, (D1)(D2)와 콘덴서(C5-C9) 및 저항(R6-R9)을 연결 구성하여 상기 이득조절된 음성신호안에 들어있는 잡음을 상대적으로 작게 하기 위하여 음성신호를 압축시켜 신호 대 잡음비를 증가시키게 된다.
상기 레벨조절회로(130)에 접속된 저역여파회로(140)는 원칩저역여파기(145)에 오실레이터(l46)를 연결 구성하여 상기 잡음제거된 음성신호를 수 KHz 이내의 음성데이타 값만을 대역폭에 맞도록 제한한다.
상기 저역여파회로(140)에 접속된 샘플 및 홀더회로(150)는 샘플 및 홀더(155)에 음성신호의 옵셋조정용 저항(R10-R13)과 고주파성분 제거용 콘덴서(C11)(C12)를 연결 구성하여 아날로그-디지탈 변환기(160)로 입력되기전 시간에 따라 변화 하는 아날로그 신호를 일정기간내로 홀드(HOLD)시켜 상기 아날로그-디지탈 변환기(160)가 동작되는 것을 안정화 시키도록 한다.
상기 아날로그-디지탈 변환기(160)에서 디지탈 신호로 출력된 음성데이타는 12비트 데이타로서 데이타 인터페이스회로(170)와 마이크로 프로세서(180)를 통하여 메모리 장치(190)에 저장되거나 모니터(195)에 디스플레이 된다.
이하 이들의 동작 및 작용 효과를 설명한다.
제2도에서 음성신호는 마이크(101)를 통해서 마이크 증폭회로(110)의 고역여파기(111)와 저역여파기(112)를 차례로 통과하면서 고주파의 음성신호와 저주파의 음성신호를 각각 여파하게 되며 이 여파된 음성신호는 연산증폭기(113)의 비 반전단자(+)에 인가되고 이 인가된 신호는 반전단자(-)에 접속된 저항(R3)(R5)에 값에 의해증폭비가 결정된다.
상기 연산증폭기(113)에서 출력된 증폭전압의 이득(G)은으로 주어지며 이때 상기 반전단자(-)의 콘덴서(C3)(C4)와 저항(R4)은 고주파신호를 제거함으로써 상기 연산증폭기(113)의 출력 음성신호를 더욱 안정되게 하고 상기 이득(G)값은 상기 가변저항(R5)을 변화시킴으로써 원하는 값을 얻게 된다.
상기 연산증폭기(113)에서 출력된 증폭신호는 이득조절회로(120)의 이득조절기(125)에 입력되며 상기 이득조절기(125)는 마이크로 프로세서(180)로 부터 칩셀렉터 신호와 읽고 쓰기신호()의 제어를 받고 8비트 음성데이타를 받아 음성신호의 이득을 조절하게 되는데 상기 8비트 데이타는 256까지의 값을 갖게되고 256의 분주값으로 상기 음성 신호의 이득을 조절하게 된다.
이때 상기 8비트 모두가 하이신호이면 이득은 1이되며 한 비트만 하이신호이면로 이득이 줄어들게 되며 이 줄어든 출력은 위상이 반전되는데 이를 보상하기 위하여 연산증폭기(114)를 사용하였으나 이와같이 상기 이득조절회로(120)에서 이득이 조절된 음성신호는 레벨조절회로(130)에 입력되며 이 입력신호는 압축기(135)에 의해 일정값으로 압축되고 콘덴서(C5-C9)와 저항(R6-R9)값에 의해 음성신호의 잡음이 작아지게 되는데 이잡음이 작아진 음성신호는 수 KHz 이내에 모든 정보가 거의 포함되기 때문에 입력된 음성신호를 대역제한함으로써 데이타양을 줄일수 있다.
따라서 상기 레벨조절회로(130)의 출력신호를 저역여파회로(140)에 입력시켜 6차 버터워쓰 여파기(Butterworth Filter)로 구성된 저역여파기(145)를 이용하여 상기 입력된 음성신호를 대역제한하게 된다.
이때 상기 저역여파기(14)의 컷오프(Cutoff)주파수는 크리스탈 오실레이터(146)의 펄스 주기에 의해서 결정되며 클럭 주파수는 상기 컷오프주파수의 100배로 되면 된다.
상기 저역필터회로(145)를 통한 음성신호는 샘플 및 홀더회로(150)의 저항(R10)(R11)에 의해 샘플 및 홀더의 레벨로 맞추어지며 이 레벨에 맞는 샘플 및 홀더의 값은 샘플 및 홀더(155)의 입력범위가 일정한 볼트일때 이 일정한 볼트에 맞도록 정하면 된다.
상기 샘플 및 홀더(155)는 아날로그--디지탈 변환기(160)의 전단계로써 시간에 따라 변화하는 아날로그신호를 일정기간내로 홀드시켜 상기 아날로그-디지탈 변환기(160)로 하여금 해당기간내에 디지탈신호를 변환시키도록한다.
상기 샘플 및 홀더(155)의 출력도 음성신호의 옵셋(Offset)을 조정하기 위해 저항(R12)(R13)과 톤덴서(C11)(C12)를 이용하였다.
상기 샘플 및 홀더회로(150)의 출력신호는 아날로그디지탈 변환기(160)에 인가되고 상기 아날로그디지탈 변환기(160)의 스테이트 비트(State Bit)가 상기 샘플 및 홀더(155)로 궤환되어 상기 샘플 및 홀더(155)를 제어하게되는데 이는 아나로그-디지탈 변환시기를 서로 일치시키기 위한 것으로 상기 아날로그-디지탈변환기(160)의 비지신호()가 상기 상기 샘플 및 홀더(155)의 홀드단자()와 연결되어서 된 것이다.
또한 상기 아날로그 디지탈 변환기(160)는 샘플링 음성 데이타를 12비트의 디지탈 데이타로 변환시켜 준다.
이상에서 설명한 바와같이 본 고안은 음성인식 시스템의 전처리장치에서 레벨 및 이드고절회로를 첨가하여 사용자가 안정되게 음성신호의 이득을 조절하고 자동적으로 음성 신호에 섞인 잡음을 제거함으로써 음성신호의 정보신호를 손실됨이 없이 아날로그-디지탈 변환기까지 전송되는 효과가 있으며 또한 수동소자로 저역여파기를 구성하지 않고 원칩(ONE-CHIP) 여파기를 사용하여 안정된 음성대역폭 제한을 이루도록 하여 디지탈로 변환된 음성신호 정보가 마이크로프로세서에서 처리시 음성의 인식율을 향상시키는 결정적인 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

  1. 마이크신호를 증폭하는 마이크증폭부(110)와, 수 KHZ이내이 음성데이타 값만을 대역폭에 맞도록 제한하는 대역제한부(140)와, 대역제한된 음성신호를 안정화시키는 샘플 및 홀더(150)와 아날로그-디지탈 변환기(160) 및 마이크로 프로세서(180)로 이루어진 음성인식 전처리장치에 있어서, 상기 마이크증폭부(110)와 대역제한부(140) 사이에 연결되고 상기 마이크증폭부(110)에 의해 수볼트의 음성신호로 증폭된 음성신호이득을 조절하는 이득조절수단(120)과 상기이득조절수단(120)으로 부터 제공되는 음성신호 안에 들어있는 잡음을 상대적으로 작게 하는 레벨조절수단(130)을 구비하여 마이크로프로세서의 음성데이타 처리시 음성의 인식율을 높이는 것을 특징으로 하는 디지탈 음성인식 데이타 획득 전처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이득조절수단(120)은 상기 마이크로프로세서(180)에 의해 제어되는 이득조절기(125)와, 상기 이득조절기(125)에 연결된 위상반전 보정용 연산증폭기(114)로 구성되고; 상기 레벨조절수단(130)은 상기 이득조절수단(120)으로 제공되는 음성신호를 소정의 신호값으로 압축하는 압축기(135)와, 레베유지용 다이오드(D1, D2)와, 상기 음성신호의 잡을 제거하기 위한 콘덴서(C5∼C9)와 저항(R6∼R9)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지탈음성인식 데이타 획득 전처리장치.
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