DE3110275A1

DE3110275A1 - Spracherkennungs-schaltanordnung mit zugehoeriger verstaerkerregelung fuer ein tasi-system

Info

Publication number: DE3110275A1
Application number: DE19813110275
Authority: DE
Inventors: John F. 80303 Boulder Col. O'Neill; Peter G. 80301 Boulder Col. Ruether
Original assignee: Storage Technology Corp Inc 80027 Louisville Col; Storage Technology Corp
Current assignee: Comtech Communications Corp
Priority date: 1980-03-17
Filing date: 1981-03-17
Publication date: 1982-05-19
Also published as: FR2482348A1; CA1159971A; BR8101540A; CH654962A5; US4352957A; GB2075312B; GB2075312A; SE8101697L; IL62393A; IT1137435B; AU541271B2; MX151600A; IT8120386A0; IL62393A0; NL8101258A; AU6839381A; FR2482348B1

Description

Spracherkennungs-Scha .tanordnung mit zugehöriger Verstärkerregelung für ein TASI-System.

Die Erfindung bezieht sich auf ein TASI (Time Assignment Speech Interpolation)-System und insbesondere auf eine Spracherkennungs-SchaLtanordnung mit zugehöriger Verstärkungsregelung für solche Systeme.

Aufgrund der extrem hohen Kosten für Fernmelde-Übertragungseinrichtungen, zum Beispiel Satellitenkanäle und Unterwasserleitungen, wurde bereits nach verschiedenen Möglichkeiten gesucht, die Effizienz der vorhandenen Übertragungseinrichtungen zu optimieren. Eines dieser Systeme ist bekannt als das TASI-System. In eLnem typischen TASI-System werden Ferngespräch von η Teilnehmern auf zum Beispiel n/2 Übertragungseinrichtungen zu einer Empfangsstation übertragen. In dieser Station werden die n/2 Übertragungseinrichtungen mit η Ausgangskanälen verbunden. Die Arbeitsweise von TASI-Systemen beruht auf der Annahme - gestützt auf eine statistische Tatsache - daß zu jeder Zeit nicht alle Fernsprechteilnehmer gleichzeitig sprechen wollen. Tatsächlich, und dies gilt als allgemeine Regel, sprechen die Fernsprechteilnehmer aktiv weniger als die Hälfte der Zeit, in der der Sprecher und der Hörer miteinander verbunden sind. Entsprechend können TASI-Systeme definiert werden als Schaltsysteme, die den Sprecher und den Hörer nur dann miteinander verbinden, wenn der Sprecher tatsächlich spricht, vorausgesetzt, daß eine Übertragungseinrichtung zu dieser Zeit zur Verfügung steht.

In einem TASI-System ist ein Eingangskanal· an einer Übertragungseinrichtung r.ur dann angeschlossen, wenn ein Sprachsignal auf dies em Kanal durch einen Sprach-Detektor festgestellt wird. Ef ist erforderlich, daß ein solcher Sprach-Detektor eine variable Schaltschwelle hat, so daß

Sprache von Nebengeräuschen auch dann unterschieden werden . kann,· wenn sich die charakteristischen Merkmale der Sprache und die Nebengeräusche ände-rn.

Im Idealfall ist es erforderlich, daß die Sprache auf jedem Eingangskanal kontinuierlich geprüft wird und daß die Spracherkennungs-Schaltschwelle·. häufig aktualisiert wird, um sich den Änderungen der Nebengeräusche auf jedem Eingangskanal anzupassen. Dabei war es in der Vergangenheit 1ö jedoch erforderlich, daß jeder Eingangskanal mit einem eigenen Sprach-Detektor versehen war, was zur Folge hatte, daß die Kosten und Komplexität der Spracherkennungs-Schaltanordnung ein beträchtliches Ausmaß hatten.

Es wurde daher bereits vorgeschlagen, zentrale Sprach-Detektoren auf die verschiedenen Eingangskanäle zeitlich ineinandergeschachtelt aufzuteilen. Ein derartiger Time-Sharing-Betrieb ist beispielsweise aus der US-PS 3 52o 999 (May) bekannt. Die Verwendung einer zentralen Spracherkennung beseitigt einige sonst mehrfach vorhandene Schaltungskomponenten. Dieser Vorteil wird jedoch erreicht mit hohen Kosten für Einrichtungen, jeden Eingangskanal kontinuierlich zu überprüfen. Dies beruht darauf, daß während der Überprüfung eines Kanals durch einen Sprach-Detektor im Time-Sharing-Betrieb die anderen Kanäle nicht überprüft werden können.

Bei einem zentralen Sprach-Detektor, wie er aus der US-PS 3 52o 999 bekannt ist, ist jedar Eingangskanal mit einem Pegel-Detektor versehen, der ein Signal liefert, das der Amplitude des Eingangssignals iuf dem jeweiligen Kanal zu einer bestimmten Zeit proportional ist. Dieses Signal wird dann einer zentralen Vergleichseinrichtung zugeführt, wo die Signalamplitude mit einer gespeicherten Schaltschwelle für diesen Kanal verglichen wied.

Es wäre daher wünschenswert, eine zentrale Spracherkennungs-Schaltanordnung vorzusehen, die einen zentralen Amplitudendetektor enthält im Gegensatz zu den individuellen Pegel-Detektoren entsprechend dem genannten US-Patent. Noch wichtiger ist, daß bei dem Näherungsverfahren nach diesem Patent das Vorliegen von Sprache daraus bestimmt wird, daß die Amplitude des Eingangssignals eine gespeicherte Schaltschwelle zu einer bestimmten Zeit überschreitet. Zu einer bestimmten Zeit kann jedoch stets nur ein Eingangskanal überprüft werden. Es wäre daher wünschenswert, alle Eingangskanäle über eine Zeitperiode zu überprüfen, um eine genauere Spracherkennung zu erreichen und dies auf zentraler Basis vorzunehmen. Das Vorhandensein von Sprache wird nur dann bestimmt, wenn die gemittelte Eingangssignalstärke über eine bestimmte Zeitdauer einen vorgegebenen Schweliwert übersteigt.

Im US-Patent 4 o28 496 von LaMarche wird eine SpracherkennungssehaltanOrdnung beschrieben, in der der Schwellwert, mit dem die momentanen Eingangssignal-Proben verglichen werden, das Kurzzeit-Laufmittel der vorangegangenen Proben ist. Jedoch wird bei diesem Patent, wie auch bei dem eingangs genannten Patent, das Eingangssignal nicht über eine längere Zeitdauer geprüft. Es wäre daher wünschenswert, die Eingangssignalstärke über eine Zeitdauer hinweg mit einem vorgegebenen Grenzwert zu vergleichen statt die augenblicklichen Exngangssignalproben mit einem Schwellwert zu vergleichen, wie es die beiden genannten US-Patente beschreiben, und dies auf zentraler Basis vorzunehmen.

Wie in der einen prioritätsbegründenden Patentanmeldung vom 17. März 198o (Ser. No. 131 159) in Verbindung mit einer Time-Sharing-Schalteinrichtung beschrieben, wird jeder Eingangskanal geprüft und die Sprachsignal-Proben al-

ler Kanäle zu einer zentralen Spracherkennungs-Schaltanordnung geführt, die einen Zeitraffer-Speicher enthält. Alternativ hierzu werden die Signalproben für jeden Eingangskanal über eine Zeitperiode aufgenommen und kontinuierlich in einen zentralen Speicher mit einer bestimmten Eingangsgeschwindigkeit eingegeben und nacheinander aus diesem Speicher mit größerer Geschwindigkeit ausgelesen. Auf diese Weise enthält der zentrale Zeitraffer-Speicher vollständig die zurückliegenden Signalabläufe jedes Kanals. Der zeitgeraffte Verlauf der Amplitude jedes Kanals wird in einem zentralen Vergleicher verglichen. Wenn der Signalablauf zeitlich gerafft ist, kann ein einziger zentraler Verglei-■ eher auf Time-Sharing-Basis verwendet werden. Ferner kann ' jeder Eingangskanal über eine ausgedehnte Zeitperiode geprüft werden.

Bei der vorliegenden Erfindung wird die Spracherkennung ferner dadurch verbessert, daß eine automatische Verstärkerregelung für die vorhin genannte zentrale Spracherkennungs-Schaltanordnung vorgesehen ist. Die Spracherkennung für Kanäle, die die Signale von leise Sprechenden enthalten, wird durch die Verstärkungs-Regelschaltung dadurch verbessert, daß die Amplitude der Signale dieser Kanäle entsprechend dem zurückliegenden, zeitgerafften Verlauf der Amplitude dieses Kanals, wie er im Speicher des zentralen Sprach-Detektors enthalten ist, verstärkt wird. Diese Anordnung verstärkt nicht nur die Übertragung der Sprache von leise sprechenden Fernsprechteilnehmern, sondern vergrößert auch die Fähigkeit des zentralen Sprach-Detektors, Sprache als solche festzustellen.

Als weiterer Stand der Technik sind zu nennen die US-PS 4 153 816 mit dem Titel "Time Assignment Speech Interpolation Communication System with Variable Delays" von William A. Morgan, und die US-PS 4 184 o51 mit dem Titel "Digital Memory Providing Fixed and Variable Delays in a

TASI System" von Glenn R. Clingenpeel, die ein TASI-System beschreiben, gegenübe:: dem die vorliegende Erfindung eine Verbesserung darstell-:. Ferner beschreibt die US-PS 165 449 von P. A. Vachon "Echo Suppressor Circuit" eine Echosperre, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung nützlich ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeige i:

Fig. 1 ein Blockdiagramm der Senderseite eines TASI-Sy-

stems,

Fig. 2A-2B Wellenformen zur Erläuterung der Arbeitsweise des zentralen Sprach-Detektors nach der vorlie

genden Erfindung,

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer zentralen Spracherkennungs-Schaltanordnung der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 ein Blockdiagramm einer automatischen Verstärkungsregelungs-Schaltung für den zentralen Sprach-Detektor von Fig. 3,

Fig. 5A ein Diagrairm des gewünschten Ausgangssignals

der automatischen Verstärkungsregelungs-Schaltung von Fig. 4 im Verhältnis zum zugehörigen Eingangssignal,

Fig. 5B ein Diagramm des Binärwerts für den alten Sprachpegel, der durch die Spracherkennungs-Schaltanordnung vor. Fig. 3 gebildet wird, in Gegenüberstellung mi t den zurückliegenden Sprachpegeln in dBm, und

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Fig. 5C ein Diagramm des Verstärkungsfaktors, der durch die Verstärkungsregelungs-Schaltung von Fig. 4 geliefert wird für die Justierung der Eingangssignal-Amplitude, um das Ausgangssignal von Fig. 5A zu erzeugen; der Verstärkungsfaktor ist aufgetragen in Abhängigkeit des Verstärkungs-.Index-Codes zur Identifizierung dieses Verstärkungsfaktors / wobei der Verstärkungs-Index-Code entsprechend dem binären Wert des zurückliegenden Sprachpegels bestimmt ist.

Vor der Beschreibung der eigentlichen Erfindung wird die Senderseite eines TASI-Systems unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel gibt es 31 Eingangskanäle, von denen lediglich die Kanäle 1, 2, 3 und 31 dargestellt sind, üblicherweise durchlaufen in derartigen Systemen die Signale der Eingangskanäle zunächst eine Echosperre, wie sie beispielsweise in der zuvor genannten US-PS 4 165 .449 beschrieben wird. Anschließend werden sie einem Schalt-Netzwerk 1o zugeführt, das wahlweise die Sprachsignale eines Eingangskanals 1 ... 31 auf eine freie Übertragungseinrichtung ■1A ... 16A weitergibt. Dabei sind lediglich die Ubertragungseinrichtungen 1A, 2A und 16A gezeigt. Typischerweise gibt es ungefähr halb so viel Übertragungseinrichtungen wie Eingangskanäle. Eine zentrale Spracherkennungs-Schaltanordnung 11 stellt das Vorhandensein eines Sprachsignal auf einem Eingangskanal fest. Nach Feststellung eines Sprachsignals auf einem Eingangskanal erzeugt eine Kontrolleinrichtung 15 ein Signal, das das Schalt-Netzwerk 1o veranlaßt, den Eingangskanal mit einer freien Übertra-. gungseinrichtung zu verbinden. In Fig. 1 ist die Verbindung des Eingangskanals 3 mit der übertragungseinrichtung 16A dargestellt.

Ein Puffer mit fester Verzögerungszeit oder ein Speicher ist eingeschaltet zwischen jedem der Eingangskanäle und dem SchaIt-Netzwerk 1ο. Die Eingangssignale werden in einem stationären Segment-Puffer 13 für ein Zeitintervall gespeichert, währenddem ein Symbol auf die übertragungseinrichtung gegeben wird. Das Symbol wird von einem Signalgenerator 18 geliefert. Es bezeichnet den Eingangskanal,dem jede übertragungseinrichtung zu einer bestimmten Zeit zugeordnet worden ist. Ist beispielsweise die übertragungseinrichtung 16A dem Eingangskanal· 3 zugeordnet, so erzeugt der Signalgenerator 18 ein Symbol, das dem Eingangskanal . 3 entspricht. Dieses Symbol wird auf die übertragungseinrichtung 16A vor dem Sprachsignal gegeben. Dies wird gelegentlich als Speech Barst bezeichnet. Die Verzögerung, die durch den stationären Puffer 13 hervorgerufen wird, liefert dabei das Zeitintervall, das erforderlich ist, um das Symbol vor dem Sprachsignal zu setzen. Auf der Empfängerseite wird das Symbol, das den Eingangskanal 3 identifiziert, dazu verwendet, das Gespräch des Eingangskanals 3 zum zugehörigen Empfänger zu leiten.

Eingangssignale von den Eingangskanälen 1 ... 31 werden in digitale (PCM) Form umgewandelt mit Hilfe von Analog-zu-Digital-Wandlern 28, 3o, 32, 34 usw. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Abtastfrequenz dieser Analog-zu-Digital-Wandler gleich 8ooo/s. Demzufolge entspricht jede Probe eines Eingangssignals der Signalamplitude jedes Eingangskanals für ein Intervall von o,ooo125 s. Diese Prober werden auf eine Verstärkungsregelungs-Schaltung 9o geführt, die im einzelnen weiter unten beschrieben wird. Nach Durchlaufen der Verstärkungsregelungs-Schaltung 9o werden die jüngsten dieser Proben auf den stationären Puffer 13 gegeben und dort kanalweise in identifizierbaren Segmenten 36, 38, 4o, 42 usw. gespeichert. Im dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die 256 zurückliegenden Proben

jedes Eingangskanals in dem Sec ment gespeichert, das mit diesem Kanal verbunden ist. Diese digitalen Amplituden-Proben können, wenn sie aus dem stationären (Verzögerungs-) Puffer 13 entnommen werden, für veränderliche Zeiten in veränderlichen Verzögerungspuffern 44 gespeichert werden und dann auf einer Übertragungseinrichtung übertragen werden, wenn diese frei wird. Dies· ist beschrieben in der zuvor genannten US-PS 4 184 o51 (Clingenpeel). Vor der Übertragung werden die digitalen Proben wieder in analoge Form umgewandelt mit Hilfe von Digital-zu-Analog-Wandlern 46, 48, 5o usw. und dann auf die Übertragungseinrichtungen 1A ... 16A gegeben.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden die in dem stationären (Verzögerungs-) Puffer 13 gespeicherten Proben zusätzlich zum Schaltnetzwerk Io zu einer zentralen Spracherkennungs-Schaltanordnung Ii geführt. Diesem Sprach-Detektor werden die Proben auf einer Einzelkanal-Basis zugeführt. Der Kanal, der dabei ausgewählt ist, wird bestimmt mit HiI-■ fe einer Zahl eines Kanaladressenzählers 52, der von einem Taktgeber 54 getaktet wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden die jüngsten 128 der 256 gespeicherten Proben jedes Kanals an die Spracherkennungs-Schaltanordnung 11 durch einen Probenadreßzähler 58 weitergegeben. Der Zähler 58 ist ebenfalls durch den Taktgeber 54 getaktet. Anschließend daran werden die Proben des nächsten Kanals untersucht.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden die Proben aus dem stationären Puffer 13 mit Hilfe des Taktgebers 54 und der Zähler 52 und 58 in kürzerer Zeit als die Realzeit entnommen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel· werden die Proben mit einer Frequenz von 1o24 kHz entnommen, das ist 128-mal schneller als bei Realzeit. Auf diese Weise können digitale Proben von Eingangssignalamplituden über

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eine relativ lange Periode von Realzeit in einem Intervall entnommen werden, das um vieles kürzer als Realzeit ist. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel werden alle o,ooo125 Sekunden 128 Proben entnommen, die einem EingangsSigna1-verlauf für den jeweiligen Kanal entsprechen, die in einem Intervall von o,o16 Sekunden gespeichert sind. Auf diese Weise kann der Amplitudenverlauf aller Kanäle kontinuierlich mit Hilfe eines einzigen zentralen Sprach-Detektors geprüft werden.

Fig. 2A zeigt ein Eingangssignal auf einem Eingangskanal, wie beispielsweise Kanal 1, über eine Zeitdauer von 16 ms. Dieses Signal wird kontinuierlich geprüft in Abständen von 125 ps. Diese Proben werden in dem stationären Puffer 13 gespeichert. Die Proben werden ausgelesen und mit Hilfe des Digital-zu-Analog-Wandlers 6o in ein zeitlich gerafftes Signal umgewandelt, das in Fig. 2B gezeigt ist. Fig. 2B zeigt die Signalstärke des Eingangssignals auf dem betrachteten Kanal, das in dem Intervall von o,o16 Sekunden, wie in Fig. 2A gezeigt, vorliegt, jedoch zeitlich mit einem Faktor von zum Beispiel 128 : 1 gerafft.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird der zentrale Sprach-Detektor der vorliegenden Erfindung im einzelnen beschrieben.

Wie in Fig. 3 gezeigt, wird das zeitlich geraffte Signal des jeweiligen Eingangskanals aus dem stationären Puffer 13 zu dem Digital-zu-Analog-Wandler 6o geleitet, dessen Ausgangssignal an einem Beispiel in Fig. 2B beschrieben wurde.

Das Ausgangssignal des Digital-zu-Analog-Wandlers 6o wird zu einem Sprachmantel-Detektor geführt, der mit 61 bezeichnet ist. Der Sprachmantel-Detektor enthält ein Spektralgewichtfilter 62, einen Vollweg-Gleichrichter 64 und eine RC-Schaltung mit einem Widerstand 66 und einem Kon-

densator 67. Der Spektralgewichtsfilter 62 entwickelt und formt das Signal und gewichtet es besonders im Bereich von 8oo bis 9oo Hz, in dem sich normalerweise Sprache befindet. Das Ausgangssignal des Spektralgewichtsfilters 62 wird gleichgerichtet und dem RC-Glied 66, 67 zugeführt. Das Ausgangssignal des Sprachmantel-Detektors 61 liegt als Spannung am Kondensator 67 vor.

Das Ausgangssignal des Sprachmantel-Detektors 61 ist eine Spannung, die proportional der mittleren Stärke des Eingangssignals für den jeweiligen Eingangskanal und für ein Intervall von ο,ο 16 Sekunden Dauer ist.· Diese Spannung wird durch einen Verstärker 68 verstärkt und einer ersten Vergleichseinrichtung 7o zugeführt, die das zeitlich geraffte Eingangssignal jedes Kanals mit dem variablen Schwellwert V., , für jeden Kanal vergleicht. Der Verstärker 68 stellt sicher, daß die Vergleichseinrichtung 7o im geeigneten Bereich arbeitet. Der alte Sprachpegel jedes Eingangskanals wird in einem Sprachverlaufsspeicher 72 gespeichert, der einen digitalen Speicher enthält. Dieser enthält ein 8 Bit-" Byte entsprechend dem alten Sprachpegel jedes Eingangskanals, Diese 8 Bit-Bytes für die alten Sprachpegel jedes Kanals werden unter der Kontrolle des Kanaladressenzählers 52 entnommen und in analoge Signale mit Hilfe eines Digitalzu-Analog-Wandlers 74 umgewandelt. Dessen Ausgangssignal wird über ein Dämpfungsglied 76 zu der ersten Vergleichseinrichtung 7o geführt. Wenn die gemittelte Stärke des zeitgerafften Eingangssignals den variablen Schwellwert V , , überschreitet, erzeugt die Vergleichseinrichtung 7o ein Sprach-Präsent-Signal (SP) , das zu einem Prozessor 8o geführt wird. V , , ist der alte Schwellwert für jeden Kanal und ist allein ein Wert, der mit Hilfe ^des Dämpfungsglieds 76 spezifiziert ist und der K db unter dem alten Sprachpegel liegt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist K gleich 9 db. Das Signal SP, das anzeigt, daß

Sprache vorliegt, wird vom Prozessor 80 zur Kontrolleinrichtung 15 geführt, um diesen Schaltvorgang auszuführen.

Die Spracherkennungs-Schaltanordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung enthält ferner eine Einrichtung, um für jeden Kanal einen neuen Schwellwert zu setzen, sobald die durchschnittliche Stärke des zeitkomprimierten Eingangssignals gegenüber dem alten Sprachpegel variiert, der im Sprachverlaufsspeicher 72 gespeichert ist.

Diese Einrichtung für die neue Schaltschwelle enthält einen Servokreis mit einer zweiten Vergleichseinrichtung 78, dem Prozessor 80 und dem vorhin beschriebenen Sprachverlaufsspeicher 72. Die Vergleichseinrichtung 78 vergleicht das zeitkomprimierte Eingangssignal mit dem alten Sprachpegel, wie er im Sprachverlaufsspeicher 72 enthalten ist, nachdem dieser Sprachpegel mit Hilfe des Digital-zu-Analog-Wandlers 74 wieder in analoge Form umgewandelt worden ist.

Falls die Stärke des Eingangssignals auf einem bestimmten Kanal den alten Sprachpegel für diesen Kanal übersteigt, bringt der Prozessor 80 den alten Sprachpegel, der im Sprachverlaufsspeicher 72 gespeichert ist, auf einen neuen und höheren Wert, der dann dem nächsten Vergleich des Eingangssignals für diesen Kanal zugrunde gelegt wird. Falls die Stärke des Eingangssignals unter dem alten, im Sprachverlaufsspeicher 72 gespeicherten Sprachpegel liegt, verringert der Prozessor 80 den alten Sprachpegel und bringt ihn auf einen neuen und niedrigeren Schwellwert für den nächsten Vergleich des Eingangssignals dieses Kanals.

Da es nicht von Vorteil ist, den alten, im Sprachverlaufsspeicher 72 gespeicherten Sprachpegel sofort auf den neuesten Stand zu bringen, sorgt der Prozessor 80 dafür, daß der alte Sprachpegel jedes Kanals nur dann aktualisiert

wird, wenn eine minimale Zeit von beispielsweise o,o16 s vergangen ist. Entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ermöglicht der Prozessor 80 die Aktualisierung des alten Sprachpegels, wie er im Speicher 72 gespeichert ist, nur dann, wenn Sprache vorhanden ist. Dies wird mit Hilfe des Ausgangs der ersten Vergleichseinrichtung 7o bestimmt. Auf diese Weise ist die. veränderliche Schaltschwelle nur aufgrund der Lautstärke des Sprechers und nicht" aufgrund der Nebengeräusche justiert.

Anhand von Fig. 4 ist die Verstärkungsregelungs-Schaltung 9o im einzelnen beschrieben. Die Verstärkungsregelungs-Schaltung 9o enthält ein erstes PROM (programmable read only memory) 91 und diesem zugeordnet ein zweites PROM 93.

Die Verstärkungsregelungs-Schaltung 9o enthält ferner ein RAM (random access memory) 92, dem die vom PROM 91 gelieferten Verstärkungs-Index-Codes zugeführt werden und von dem aus dieselben Verstärkungs-Index-Codes dem PROM 93 zugeführt werden. Digitale Proben der Eingangssignale von

2ό den Analog-zu-Digital-Wandlern 28 bis 34 usw. für die Leitungen 1 bis 31 werden ebenfalls dem PiROM 93 zugeführt. Die Amplituden dieser Proben werden mit Hilfe des PROM 93 entsprechend einer Funktion justiert, wie sie in Fig. 5A gezeigt ist. Wie in dieser Figur zu erkennen ist, verstärkt die Verstärkungsregelungs-Schaltung 9o die Eingangssignal-Proben mit einer Amplitude unter einem vorgegebenen Minimum • von zum Beispiel -24 dBm unterschiedlich. Die Verstärkungsregelung dieser Proben wird entsprechend dem Verstärkungs-Index-Code bestimmt, der vom RAM 92 an das PROM 93 geliefert wird. Der Verstärkungs-Index-Code für einen bestimmten Kanal wird bestimmt mit Hilfe des Binärwerts des alten Sprachpegels für diesen Kanal. Der alte binäre Sprachpegel für einen bestimmten Kanal wird dem PROM 91 vom Sprachverlauf sspeicher 72 des Sprach-Detektors 11 geliefert. PROM 91 erzeugt dann Verstärkungs-Index-Codes entsprechend dem al-

ten binären Sprachpegel. Anhand von Fig. 5B ist zu erkennen, daß der alte binäre Sprachpegel größer als 80 dBm ist, sofern der alte Sprachpegel größer als -24 dBm ist. In diesem Fall wird der Verstärkungs-Index-Code durch das PROM 91 zu Null bestimmt und entsprechend ergibt sich, daß der Verstärkungsfaktor gleich Null ist. Sofern der alte Sprachpegel jedoch kleiner als -24 dBm ist, wird ein Verstärkungs-Index-Code entsprechend der in Fig. 5C dargestellten Funktion durch das PROM 91 erzeugt.

Der Verstärkungs-Index-Code, der durch das PROM 91 für jeden Kanal erzeugt wird, wird gespeichert im RAM 92 und daraus unter der Kontrolle des Kanalindexzählers 52 zu der Zeit entnommen, wenn der Verstärkungsfaktor für diesen je-

T5 weiligen Kanal justiert werden muß. Zu dieser Zeit wird der Verstärkungs-Index-Code an das PROM 93 weitergegeben.

Wie in Fig. 5C gezeigt, wird der Verstärkungs-Index-Code des RAM 92 dazu verwendet, den Verstärkungsfaktor im PROM 9^ in Stufen zu justieren, die von ο bis 7,5 dB reichen. Die Proben der Eingangssignalamplituden werden dadurch innerhalb dieses Bereichs mit einem unterschiedlichen Faktor justiert. Die hinsichtlich ihrer Verstärkung justierten digitalen Proben aus dem PROM 93 werden dann an den stationären Puffer 13 weitergegeben, aus dem sie nacheinander entnommen und dem Sprach-Detektor 11 sowie dem Schalt-Netzwerk 1o zugeführt werden, sofern das Vorhandensein von Sprache festgestellt wird. Entsprechend stellen die hinsichtlich ihrer Verstärkung justierten digitalen Proben im Sprachverlaufsspeicher 72 des Sprach-Detektors den alten Sprachpegel dar.

Daraus ergibt sich, daß die Amplitude der übertragenen Sprache für Teilnehmer mit geringer Lautstärke verstärkt wird, da die Verstärkung derartiger Teilnehmer vor der

Übertragung vorgenommen wird. Ferner wird die Bestimmung von Sprache verbessert, da Eingangssignale mit.geringem ■Pegel wirkungsvoll vor der Spracherkennung verstärkt werden .
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Obwohl nur ein besonders Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestallt und beschrieben ist, können selbstverständlich verschiedene Modifikationen im Rahmen der Grundlagen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden. Die Patentansprüche dienen daher dazu, sämtliche derartige Modifikationen im Rahmen des grundlegenden Gedankens und des Schutzumfangs der Erfindung abzudecken.

Claims

: ·.." ···* PATENTANWÄLTE DR. KADOR &DR. KLUNKER

K 13 233

Storage Technology Corporation, Inc. P.O. Box 98, Louisville, Colorado 80027, USA

Spracherkennungsschalt-Anordnung mit zugehöriger Verstärkerregelung für ein TASI-System

Patentansprüche

OC) Zentrale Schaltanordnung zum Bestimmen von Eingangssignalen einer Vielzahl von Eingangskanälen als Sprache, gekennz eichnet durch folgende Merkmale:

- eine mit jedem der Eingangskanäle verbundene Abtast-

einrichtung zum Erzeugen digitaler Proben jedes dieser Kanäle,

- eine Verstärkungsregelungs-Schaltung (90) zum Erzeugen von verstärkungsgeregelten Proben dieser digitalen Proben,

- einen Speicher (13) zum Speichern dieser verstärkungsgeregelten Proben, wobei diese verstärkungsgeregelten Proben mit einer ersten Frequenz gespeichert werden,

- eine Einrichtung zum Auslesen dieser verstärkungsgeregelten

Proben für einen ausgewählten Kanal mit einer zweiten Frequenz, die größer als die erste Frequenz ist, um ein verstärkungsgeregeltes, zeitkomprimiertes Eingangssignal für jeden Kanal zu erzeugen, - einen Speicher zum Speichern eines representativen Wertes für den alten Sprachpegel jedes Kanales, wobei die Verstärkungsregelungs-Schaltung (90) auf den alten Sprachpegel reagiert, und

- eine erste Einrichtung zum Vergleich des verstärkungsgeregelten, zeitkomprimierten Eingangssignales jedes Kanales mit einem ausgewählten Schwellwert für diesen Kanal, wobei dieser Schwellwert vom alten Sprachpegel für diesen Kanal abgeleitet wird, so daß das Vorhandensein von Sprache dann festgestellt wird, wenn dieser Schwellwert überschritten wird.
2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner eine Einrichtung enthält, mit der ein neuer Sprachpegel für jeden Kanal ge-.. setzt wird, sobald das verstärkungsgeregelte, zeitkomprimierte Eingangssignal von dem alten Sprachpegel für eine vorgegebene Zeit abweicht.
3. Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß diese Einrichtung,- mit der ein neuer Sprachpegel gesetzt wird, ferner enthält:

- eine zweite Einrichtung zum Vergleich des verstärkungsgeregelten, zeitkomprimierten Eingangssignales mit dem alten Sprachpegel, und

- einen Prozessor (80), der durch die zweite Vergleichseinrichtung- derart gesteuert wird, daß er den alten, in dem Speicher gespeicherten Sprachpegel stufenweise verändert, sobald die Stärke des verstärkungsgeregelten,

zeitkomprimierten Eincangssignales für eine vorgegebene Zeitdauer größer ist als der alte Sprachpegel bzw. den alten Sprachpegel schrittweise verkleinert, sofern die Stärke des verstärkungsgeregelten, zeitkomprimierten Eincangssignales für die vorgegebene Zeitdauer kleiner ist als der alte Sprachpegel.
4. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsregelungs- Schaltung (90) nur dann arbeitet, wenn der alte Sprachpegel unter einer vorgegebenen minimalen Amplitude liegt.
5. Schaltanordnung naoh Anspruch 1, dadurch g e -

kennzeichnet, daß die Verstärkungsregelungs-Schaltung (90) enthält:

- eine erste Einrichtung zum Erzeugen eines Verstärkungs-Index-Codes entsprechend dem alten Sprachpegel, und

- eine zweite Einrichtung zum Justieren der Verstärkung der Verstärkungsregelungs-Schaltung (90) in Abhängigkeit von der erster; Einrichtung und der Abtasteinrichtung, wobei die Verstärkung bestimmt wird durch den Verstärkungs-Irdex-Code.
6. Schaltanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungs-Index-Code den Wert O besitzt, sobald der Sprachpegel größer ist als ein vorgegebenes Minimum.
7. Zentrale Schaltanordnung zum Bestimmen von Eingangssignalen einer Vielzahl von Kanälen als Sprache, g ekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- eine Verstärkungsrsgelungs-Schaltung (90) zum Erzeugen einer verstärkungsgeregelten Probe der Eingangssignale,

- einen Speicher (72) zum Speichern dieser verstärkungs- ' geregelten Proben jedes Kanäles in Realzeit,

- eine Einrichtung zum Auslesen der verstärkungsgeregel-. ten Proben.für jeden der Kanäle mit einer Auslesezeit, die schneller als Realzeit ist um damit eine Folge von verstärkungsgeregelten, zeitkomprimierten Eingangssignalen zu erzeugen,

- einen Speicher zum Speichern eines alten Sprachpegels für jeden der Kanäle entsprechend dieser Auslese-Einrichtung, wobei die Verstärkungsregelungs-Schaltung (90) davon abhängig arbeitet und

·>■ eine erste Einrichtung zum Vergleich des verstärkungsgeregelten, zeitkomprimierten Eingangssignales jedes Kanales mit einem Sprachpegel-Schwellwert für diesen Kanal, wobei dieser Schwellwert aus dem alten Sprachpegel für diesen Kanal gewonnen wird, so daß Sprache vorliegt, sobald dieser Schwellwert überschritten wird.
8. Schaltanordnung nach Anspruch 7, dadurch g e kennzeichnet, daß sie ferner enthält eine Einrichtung zum Setzen eines neuen Sprachpegels für jeden Kanal, sobald das verstärkungsgeregelte, zeitkomprimierte Eingangssignal von dem alten Sprachpegel sich für eine vorgegebene Zeitdauer unterscheidet, wobei der neue Sprachpegel anschließend daran anstelle des alten Sprachpegels in dem Speicher gespeichert wird.