NL8202318A - Systeem voor de overdracht van spraak over een gestoorde transmissieweg. - Google Patents

Description

*► *4- - EHN 10.367 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Systeem voor de overdracht van spraak over een gestoorde transmissieweg.

A, Achtergrond van de uitvinding.

A(1) Gebied van de uitvinding.

De uitvinding heeft betrekking op een systeem voor de overdracht van spraak over een transmissieweg welke aan storingen onderhevig 5 is, bevattende een zender en een ontvanger welke net de transmissieweg gekoppeld zijn, waarbij de zender is. voorzien van middelen voor het cm-zetten van de spraak in een analoog electrisch signaal en de ontvanger is voorzien van middelen voor het cmzetten van een afgeleid analoog electrisch signaal in afgeleide spraak.

10 A(2) Beschrijving van de stand van de techniek.

Mobiele spraakcarmunicatienetten worden onder omstandigheden geconfronteerd met (opzettelijk veroorzaakte) sterke storingen van een -eventueel steeds wisselend - deel van het gebruikte radiamedium, die de verbindingen sterk belemmeren of zelfs geheel onbruikbaar maken.

15 Békend zijn werkwijzen cm zulke storingen te ontlopen, waarbij volgens een overeengekomen schema de frequentie van het gebruikte radiokanaal wordt veranderd, zodanig, dat alle ter beschikking staande frequenties qp synchrone wijze, bijvoorbeeld volgens een (lange) speudo willekeurige redes, cyclisch worden doorlopen (het zogenaamde frequentie-20 springen).

Een nadeel is, dat hierbij in bet algemeen ook de gestoorde frequenties deel van het "spring-schema" uitmaken, wat tóch storing van het ontvangen spraaksignaal veroorzaakt en de verstaanbaarheid in sterke mate kan belermeren, temeer door bijvoorbeeld een - tijdelijke - ontrege-

AC

ling van het spring-synchronisme of het "volgen" door een stoorsignaal van het spring-schema.

Een andere methode cm te trachten de verbindingen in stand te houden bestaat uit het bijvoorbeeld met een geschikte antenne configuratie en bijbehorend signaalbewerkingssysteem, aan de ontvangzijde onder-30 drukken van het stoorsignaal ("null-steering"). Het hierbij toe te passen iteratieve proces kost echter telkens tijd en het gewenste resultaat blijft veelal uit door een ongunstige signaal/stoornivo verhouding of door een storing uit meerdere richtingen.

8202318 PHN 10.367 2 t B. Samenvatting van de uitvinding.

De -uitvinding beoogt een systeem aan te geven, die hst mogelijk maakt spraaksignalen via een sterk gestoord medium over te dragen zorüer dat daarbij de hiervoor genoemde nadelen optreden, g Een oplossing voor het probleem van de sterk gestoorde spraak- overdracht wordt gezien in de transformatie van spraak naar data aan de zendzijde en van data naar spraak aan de ontvangzijde, waarbij wordt uitgegaan van de (aangenomen) beperktheid van het in het geding zijnde vocabulaire. Methoden cm storingseffecten te verminderen kunnen hierbij zeer 10 effectief worden toegepast.

Aangenomen wordt voorts dat de verstaanbaarheid de primaire eis is en getrouwheid (voice fidelity) geen eis is.

Het systeem volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de zender een spraakherkenningsinrichting bevat voor het in reactie op het 15 analoge electrische signaal herkennen van woorden of woordgroepen in de spraak die deel uitmaken van een overeengekomen, beperkt vocabulaire en het amzetten van de herkende woorden of woordgroepen in digitale data-woorden volgens een bepaalde code en middelen voor het toevoegen van redundante informatie aan deze datawoorden, waarbij de datawoorden met de 20 redundante informatie naar de ontvanger worden verzonden, en de ontvanger is voorzien van middelen voor het terugwinnen van de oorspronkelijke datawoorden en van een spraakgenereer inrichting voor het omzetten van deze datawoorden in een afgeleid analoog electrisch signaal.

Het doel van de uitvinding wordt in principe bereikt door toe-25 passing van een foutcorrigerend procédé op de aldus verkregen digitale dataoverdracht waarbij het foutcorrigerend vermogen in overeenstemming is met de mate waarin het medium gestoord kan zijn.

Overwegend, dat foutcorrectie als regel een digitaal signaal vereist en het voor correcte overdracht benodigde foutcorrigerend vermogen 30 groot moet zijn, vindt de realisatie van het uitvindingsprincipe plaats door de gesproken woorden of woordgroepen door een spraakherkenningscir-cuit in overeengekomen datawoorden bijvoorbeeld een (binair gecodeerd) getal uit een reeks getallen te laten ontzetten, die elk met zoveel redun-dantiebits worden aangevuld (bijvoorbeeld door middel van woordherhaling) 35 als in verband met de verhouding tussen de gebruikte standaard bitfrequentie (bijvoorbeeld 16 kbit/s) en de voor een woord (woordgroep)-codering uit een vocabulaire van zeg 500 woorden of woordgroepen benodigde bitfrequentie (bijvoorbeeld 16 bit/s) mogelijk is. Deze verhouding is in het geval van 8202318 t

Jv O

PHN 10.367 3 de als voorbeeld gegeven getallen dus een factor 1000 of wel 30 dB.

Aan de ontvangzijde schept dit, na derrcdulatie, de mogelijkheid de oorspronkelijke, uit de omzetting aan de zendzijde verkregen, datawoorden, ondaks zeer sterke storing, met een grote mate van zeker-5 heid correct te restitueren (bijvoorbeeld door een eenvoudige meerder-heidsbeslissing) en ze vervolgens met behulp van het in overeensteirming met het overeengekomen data/spraak translatie protocol geprogrammeerde spraaksynthese circuit, als geregenerereerde spraak weer te geven.

Met de verkergen winst in signaal/stoornivo verhouding kan ook 10 op andere wijze worden gemanipuleerd, bijvoorbeeld door verkleining van de benodigde bandbreedte. Ook is nog toevoeging van AEQ-procedures denkbaar.

Het systeem zal met inachtneming van eerder genoemde beperkingen bestand zijn tegen enige grootte-orden hoger stoomivo dan bij de over-15 dracht van de bijvoorbeeld digitaal gecodeerde spraak zelf.

De ontvangen datawoorden lenen zich vóór de conversie naar spraak ook goed voor weergave op een scherm eventueel als "lopende tekst".

Ben qua redundantievermindering bescheidener conversie, zoals bijvoorbeeld toegepast in stembestuurde schrijfmachines, produceert direkt 20 gecodeerde tekst. In dit geval moet met een bitsnelheid van 100-200 bit/s worden gerékend. Tegenover een dan bescheidener winst in signaal/ stoomivo verhouding staat dan het gemak waarmee deze tekst dan in de ontvanger voor conversie naar spraak op een scherm als lopende tekst is weer te geven.

25 Opgemerkt wordt, dat uit de Europese octrooiaanvrage 0002435 een systeem voor verrebesturing met spraakccmmando's bekend is, bevattende systeemelementen voor de verwerking van spraak-carmando1 s zoals microfoon, spraakanalysator, coder, zender, ontvanger en instelorganen.

De uitvinding heeft daarentegen betrekking qp spraakoverdracht 30 over een gestoord transmissie medium waarbij aan de zendzijde weliswaar overeenkomstige elementen gebruikt worden als bovengenoemd, aan de ont-vangzijde echter spraak wordt opgewekt, zodat de menstelijke gebruiker van het systeem door de op digitale infonriatie-overdracht geprojecteerde grote redundantie, over een vergaand storingsongevoelige spraakver-35 binding beschikt.

C« Korte beschrijving van de figuur.

De figuur toont het blokscbema van een uitvoeringsvoorbeeld van een systeem volgens de uitvinding.

8202318 ί ΡΗΝ 10.367 4 (r D. Beschrijving van het uitvoeringsvoorbeeld.

Het overdrachtssysteem volgens de uitvinding bestaat uit een zendeenbeid 100 en een ontvangeenbeid 200, gescheiden door het radio-medium 10, dat onderhevig is aan staring 20. In combinatie met respectie-5 velijk ontvangeenheid 101 en zendeenbeid 202 ontstaat het doorgaans gebruikte interactief caminnicatiestelsel met twee zend/ontvangers.

De in microfoon 1 van zendeenheid 100 gesproken woorden of woordgroepen leveren via anschakelaar 2 aan spraakherkenningsinrichting 3 een analoog basisbandsignaal, waarvan de breedte tot ca. 3 kHz.beperkt 10 mag zijn. De qp zich bekende spraakherkenningsinrichting 3 zet dit analoge signaal om in achtereenvolgende datawoorden, die volgens een af gesproken protocol aan het spraakvocabulaire, bestaande uit woorden en/of woordgroepen, zijn toegevoerd.

In signaalprocessor 4 vindt een logische bewerking van de ontvangen 15 datawoorden plaats, gericht qp bescherming tegen fouten op de transmissie-weg ten gevolge van de veronderstelde radiostoringen, bijvoorbeeld redun-dantievergroting door een met de gebruikte bitfrequentie overeenstemmende herhaling. Tevens kan de processor een eventueel nodig geachte versleuteling van de informatie tot standbrengen, bijvoorbeeld met gebruikmaking 20 van een aantal speudo willekeurige reeksen, die telkens voor een bepaald tijdvak zijn overeengekomen. Het aldus bewerkte datasignaal bereikt via anschakelaar 5 radiozender 6 en wordt daarin hoogfrequent gemoduleerd, bijvoorbeeld door IM. Het hoogfrequent signaal wordt via de anschakelaar 7 aan de antenne 8 toegeveerd, die het signaal in het, onder omstandigheden 25 op de gebruikte frequenties door storing 20 zeer sterk gestoorde, radio-medium 10 uitstraalt.

Het bij de antenne 11 van de ontvangeenheid 200 binnenkanende gestoorde hoogfrequent signaal bereikt via anschakelaar 12 de radio-ontvanger 13, die het door hem gedemoduleerde datasignaal via anschakelaar 30 14 toevoert aan signaalprocessor 15, waarin terugwinning van de oorspronkelijke, door de spraakherkenningsinrichting 3 in zendeenbeid 100 geproduceerde datawoorden tot stand kant, bijvoorbeeld door een meerder-beidsbeslissing uit de systematisch herhaald voorkomende informatie. Qp grond van de aldus verkregen datawoorden genereert de qp zich bekende 35 spraakgenereerinrichting 16, waarin het gebruikte vocabulaire is opgeslagen, telkens conform het anzettingsprotocol, de bijbehorende woorden of woordgroepen als analoog electrisch spraaksignaal, dat vervolgens door de via anschakelaar 17 verbonden telefooncapsule of luidspreker 18 hoorbaar 8202318 tr EHN 10,367 5 wordt gemaakt.

Teneinde onder transmissie-anstandigbeden die zulks, bijvoorbeeld door een tijdelijk minder gestoord radicmedium, toelaten, een niet door een vocabulaire beperkte en eventueel herkenbare spraakoverdracht 5 mogelijk te maten, worden de anschakelaars 2 en 5 in de zendeenheid 100 en 14 en 17 in de ontvangeenbeld 200 geactiveerd, bijvoorbeeld door een daartoe geëigend (spraak)caimando, waardoor spraak/data onzetters 3, 4 en 15, 16 respectievelijk worden vervangen door spraakencoder 9 en spraakdecoder 19, tezamen bijvoorbeeld een deltamodulatiestelsel vormend. 10 Cmschakelaars 7 en 12 worden, bijvoorbeeld manuaal, geactiveerd bij wisseling van zend- in ontvangstand en vice versa bij respectievelijk zend/cntvangcombinaties 100, 101 en 200, 201.

15 20 25 30 8202318 35

Claims (5)

1. Systeem voor de overdracht van spraak over een transmissieweg welke aan storingen onderhevig is, bevattende een zender en een ontvanger welke net de transmissieweg gekoppeld zijn, waarbij de zender is voorzien van middelen voor het onzetten van de spraak in een analoog 5 electrisch signaal en de ontvanger is voorzien van middelen voor het ontzetten van een afgeleid analoog electrisch. signaal in afgeleide spraak met het kenmerk, dat de zender een spraakherkenningsinrichting bevat voor het in reactie op het analoge electrische signaal herkennen van woorden of woordgroepen in de spraak die deel uitmaken van een overeengekomen 10 vocabulaire en het cmzetten van de herkende waarden of woordgroepen in digitale datawoorden volgens een bepaalde code en middelen voor het toevoegen van redundante informatie aan deze datawoorden, waarbij de datawoorden met de redundante informatie naar de ontvanger worden verzonden, en de ontvanger is voorzien van middelen voor het terugwinnen van de oor- 15 spronkelijke datawoorden en van een spraakgenereerinrichting voor het cmzetten van deze datawoorden in een. afgeleid analoog electrisch signaal.

2. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de middelen voor het toevoegen van redundante informatie aan de datawoorden middelen bevatten voor het met de toegelaten snelheid herhalen van bet datawoord.

3. Systeem volgens conclusie 2, met bet kenmerk, dat herhaling van het datawoord in versleutelde vorm plaats vindt door het betrefferde datawoord telkens met een pseudowillekeurige reeks te combineren.

4. Systeem volgens conclusie 1, net bat kenmerk, dat de overdracht van de digitale datawoorden wordt beveiligd door een ARQ-procedure.

5. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gevormde datawoorden binair gecodeerdealphanumerieke tekst zijn op de wijze zoals bij stembestuurde schrijfmachines. 30 8202318 35