PT88589B - Processo para a compensacao dos ruidos perturbadores para sistemas de reconhecimento da fala instalados em automoveis - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

D.D.

A presente invenção refere-se a um processo para a compensação de ruidos perturbadores, para os sistemas de reconhecimento da fala instalados em automóveis, no qual, depois de fazer uma análise de sinais da fala em ligação com uma redução de dados, ficam disponíveis para um processamento ulterior parâmetros de análise correspondentes aos sinais acústicos iniciais.

Por exemplo, os sistemas de reconhecimento da fala dependentes do locutor trabalham em princípio de um modo tal que se efectua uma primeira entrada da fala, dentro de uma fase de aprendizagem, na qual são analisadas as características das palavras a reconhecer, as quais são carregadas numa memória de referência. Nas chamadas fases ulteriores de reconhecimento, comparam-se as características relevantes das palavras introduzidas, os chamados parâmetros de análise, com os padrões de re ferência registados na memória e determina-se em cada caso o grau, de semelhança. No interior de um ambiente no qual os ruidos perturbadores são reduzidos, os sistemas de reconhecimento da fala actuais trabalham satisfatoriamente. Mas a taxa de reconhecimento dos sistemas de reconhecimento da fala actuais cai drasticamente quando os ruidos ambientes durante a fase de aprendizagem e a fase de reconhecimento diferem snbstancialmente. Ê o que sucede, por exemplo, num automóvel, no qual são pos síveis diversos tipos de funcionamento, desde o funcionamento fixo até ao funcionamento em autoestrada, com as mais diferentes cargas de ruido.

objecto da presente invenção consiste em proporcionar um processo do tipo indicado na introdução que tome po^ sível o emprego de sistemas de reconhecimento da fala, por exem pio em automóveis.

Segundo a presente invenção, o problema resolve-se sujeitando, em cada activação do sistema de reconhecimento da fala, antes da entrada da própria fala, os sinais de ruido actuais a uma análise de fala e memorizando os parâmetros de análise que representam os sinais de ruido como valores de correcção, subtraindo durante a entrada da fala estes valores de correcção respectivamente dos parâmetros de análise que representam o espectro resultante do sinal de ruido e do sinal da fala, e tomando como base para o reconhecimento propriamente dito das palavras os parâmetros de análise assim corrigidos.

Por meio do processo segundo a presente invenção consegue-se que, num ambiente com ruido que se mantenha aproximadamente constante enquanto durar a entrada de uma palavra, s_e jam utilizados para o reconhecimento propriamente dito das pala vras os parâmetros de análise libertos de sinais perturbadores. Visto que, como valores de correcção se utilizam em cada caso os parâmetros de análise dos sinais perturbadores actuais, dispõe—se para o reconhecimento propriamente dito das palavras dos sinais da fala puros, de modo que o ruido perturbador não tem qualquer acção na avaliação. 0 emprego de um sistema de reconhe

cimento da fala no qual é utilizado o processo segundo a presen te invenção, pode fazer—se por exemplo para o comando de um auto telefone, donde resulta para o condutor um alívio considerável da carga para a operação do aparelho, associado a um aumento da segurança da condução.

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No processo segundo a presente invenção é vantajoso prever, para a análise da fala, uma análise por um conjunto de filtros, uma análise por transformação de Fourier rápida ou processos de análise semelhantes, nos quais os parâmetros de a nálise representam o espectro do sinal de entrada. Além disso, com a finalidade de obter um custo de processamento o menor po_s sível, é judicioso utilizar um conversor analógico-digital linear.

Outras variantes vantajosas do processo segundo a i presente invenção resultam da leitura das reivindicações secundárias .

Descreve-se a seguir com mais pormenor a presente invenção, com base num exemplo de realização representado no d_e senho anexo.

A figura ilustra a constituição de princípio de um Η sistema de reconhecimento da fala dependente do locutor com um circuito de correcção adicional (KS), por meio do qual pode rea lizaj>-se o processo segundo a presente invenção.

No seguimento apenas resumidamente se entra na cons tituição exacta do sistema de reconhecimento da fala, visto que essa constituição não é o objecto da presente invenção e deve ser conhecida pelos técnicos especialistas da matéria. Um sistema de reconhecimento da fala dependente do locutor é constituído essencialmente por três componentes: um pré-amplificador (VB), um andar de análise (A) e um circuito de detecção (EWE), em ligação com uma memória de referência (RSp). 0 sistema de re conhecimento da fala e comandado pelo sistema do utilizador em questão através de instruções de ajustamento do ganho, de apren dizagem e de reconhecimento. No pré-amplificador (VB) faz-se uma adaptação do nível do sinal à intensidade da fala individual.

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Um sistema de reconhecimento da fala dependente do locutor neces sita de uma fase de aprendizagem, na qual as características das j palavras a reconhecer são analisadas e carregadas na memória de referência. Na fase de reconhecimento, as características relevantes da palavra inscrita são comparadas com os padrões de re; ferência registados em memória e é determinado o grau de semelhai I ça.

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No amplificador prévio (VB) faz-se o ajustamento do ganho, bem como uma regeneração espectral e uma limitação da ga ma de frequências do sinal da fala a, por exemplo, 5 KHz, como condição prévia para uma digitalização subsequente do sinal da fala. No andar de análise (A) efectua-se uma análise dos sinais a cústicos de entrada, de acordo com processos de análises determi I nados. Durante a análise, por exemplo de 10 em 10 milissegundos, emite-se um conjunto de valores de intensidade espectrais, os l quais são levados ao circuito de detecção (EWE). 0 circuito de detecção efectua, além da detecção dos limites das palavras, entre outras coisas a comparação dos padrões da fala entrados com os padrões da fala armazenados na memória de padrões de referência (RSp). Além disso, o circuito de detecção (EWE) comanda os outros andares e emite os resultados respectivos de reconhecimen to das palavras individuais para o sistema do utilizador.

Descreve-se a seguir o processo segundo a presente invenção em ligação com o circuito de correcção (KS), com mais pormenor. Antes de se iniciar a entrada propriamente dita da fa la, o sinal perturbador actual é levado, através do microfone e do pré-amplificador (VB), ao andar de análise (A). 0 conjunto de parâmetros de análise assim determinado do sinal perturbador actual é levado, por meio do comutador (s), à memória (Sp) dos valores de correcção e nela armazenado. Antes, o parâmetro de a nálise respectivo é digitalizado por meio do conversor analógico/digital (AD). Neste caso escolhe-se um conversor analógico/digital linear, visto que os sinais perturbadores actuam de maneira aditiva em relação aos sinais da fala. Os parâmetros de análi se são emitidos, em cada caso, durante um intervalo de tempo de^! terminado, por exemplo 10 milissegundos. No caso do processo segundo a presente invenção, os valores de correcção são formados

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b por um único conjunto dos parâmetros de análise do sinal pertur bador actual ou escolhem—se como valores de correcção os valores médios de um número determinado de conjuntos de parâmetros de análise do sinal perturbador. A formação de um tal valor médio seria então realizada num circuito (M) apropriado.

Durante a entrada dos sinais de fala propriamente ditos, os parâmetros de análise calculados individualmente pelo andar de análise (A) são levados, através do comutador (s), directamente ao circuito de subtracção (SU). Neste circuito de subtracção (SU) subtrai-se cada um dos parâmetros de análise dos sinais da fala afectados pelos sinais perturbadores do valor de correcção, isto é do parâmetro de análise do sinal perturbador actual. Deste modo, fica disponível para o reconhecimento da pa lavra no circuito de detecção (EWE) um conjunto de parâmetros de análise sem influência dos sinais perturbadores. 0 pressupojq to para este modo de funcionamento é que durante uma entrada da fala se mantenha constante o nível de ruido perturbador. Na uti lização da presente invenção salientou-se a utilização da entra da da fala em combinação com um autotelefone para aliviar o con dutor da operação do aparelho. Mas pode conceber-se a utilização do processo segundo a presente invenção com um sistema de reconhecimento da fala em ligação com outros sistemas do utilizador.

Mediante o emprego da entrada de palavras nos autotelefones reduz-se o processo de selecção a levantar o aparelho do descanso e em seguida pronunciar o nome do assinante ou os algarismos do número do assinante. Depois de feito o reconhecimento, o sistema estabelece automaticamente a ligação telefónica correspondente, de modo que o condutor durante toda a operação pode dar toda a atenção ao tráfego rodoviário sem limites. Uma repetição da marcação no caso de uma chamada sem êxito pode também ser activada por uma entrada falada.

Claims (4)

1. REIVINDICAÇÕES

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   Processo para a compensação dos ruídos perturbadores para sistemas de reconhecimento da fala instalados em autc> móveis, no qual, depois da realização de uma análise da fala em ligação com uma redução de dados, ficam disponíveis, para o pro cessamento ulterior, parâmetros de análise correspondentes aos sinais acústicos iniciais, caracterizado por, em cada activação do sistema de reconhecimento de fala, antes da entrada da própria fala, os sinais de ruido actuais serem sujeitos a uma aná lise de fala e os parâmetros de análise que representam os sinais de ruido serem memorizados, como valores de correcção, por durante a entrada dos sinais da fala estes valores de correcção serem subtraídos dos parâmetros de análise que representam o e_s pectro resultante do sinal de ruido e do sinal da fala, e por se tomarem como base para o reconhecimento propriamente dito das palavras os parâmetros de análise assim corrigidos.

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2. 2S -

   Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se determinar, nas pausas da pronúncia da palavra en trada, um outro conjunto actual de valores de correcção para a compensação de ruidos perturbadores, que se alteram durante a palavra introduzida.

   -
3. 3a _

   Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, ca racterizado por o conjunto de valores de correcção resultar da formação do valor médio de um determinado número de conjunto de parâmetros de análise.

   _ 4a _

   Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por, para a análise da fala, se prever um processo de análise no qual os parâmetros de análise representam o es

   - 6 pectro do sinal inicial, por exemplo a análise com um conjunto de filtros e a análise pela transformação cie Fourier rápida.

   - 5â Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a
4. 4, caracterizado por, antes ou depois da realização da análise da fala e da redução de dados, os dados serem levados a um coni versor analógico/digital linear.

   A requerente declara que 03 primeiros pedidos desta patente foram apresentados na República Federal Alemã em 28 de Setembro de 1987 e em 16 de Novembro de 1987, sob os n^s. 23732624.4 e P3738871.1, respectivamente.