DE3248213C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spracherzeugungseinrichtung für einen elektronischen Rechner gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-AS 28 04 721 bekannt. Je schneller Daten in den Pufferspeicher eingegeben werden, umso schneller sollten sie aus diesem auch wieder ausgelesen werden. Dies würde bei hoher Eingabegeschwindigkeit jedoch zu undeutlicher Sprachausgabe führen. Daher weist die gattungsgemäße Einrichtung einen RAM auf, in den Daten überlaufen, wenn in den Pufferspeicher mehr Daten gelangen, als dieser an die Spracherzeugungsschaltung abgibt. Der erste Zähler ermittelt, wieviele Daten in den RAM gelangt sind. Dieser Wert wird auf den zweiten Zähler übertragen. Der zweite Zähler zählt pro ausgegebenem Datenwert um einen Wert nach unten und gibt die direkte Weitergabe von Daten vom Pufferspeicher an die Spracherzeugungsschaltung erst wieder frei, wenn der Zählwert des zweiten Zählers Null ist. Dadurch ist gewährleistet, daß die Sprachausgabe auch bei sehr schnellem Eingeben von Daten klar und deutlich erfolgt.

Erfindungsgemäße Spracherzeugungseinrichtungen sind durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gegeben. Beide Einrichtungen zeichnen sich dadurch aus, daß kein zusätzlicher RAM zum Pufferspeicher erforderlich ist. Durch zwei Zähler wird nämlich direkt ermittelt, wieviele Daten in den Pufferspeicher gelangen und wieviele aus diesem an die Spracherzeugungsschaltung weitergegeben werden. Mit dem Differenzwert der Menge der vom Pufferspeicher abgegebenen Daten (zweiter Zähler) abzüglich der Menge der dem Pufferspeicher zugeführten Daten (erster Zähler) wird die Veränderung der Sprachausgabegeschwindigkeit gesteuert. Droht der Pufferspeicher überzulaufen, was dadurch ermittelt wird, daß der Differenzwert der Zählwerte der beiden Zähler einen Bezugswert unterschreitet, gibt die Ablaufverfolgungsschaltung ein Steuersignal ab, das bei der Einrichtung gemäß Anspruch 1 an eine Geschwindigkeitssteuerschaltung gegeben wird, die daraufhin die Sprachausgabegeschwindigkeit erhöht. Wird der Bezugswert infolge einer langsameren Eingabegeschwindigkeit überschritten, gibt die Ablaufverfolgungsschaltung ein Steuersignal an die Geschwindigkeitssteuerschaltung ab, die daraufhin die Sprachausgabegeschwindigkeit verlangsamt. Bei der Einrichtung gemäß Anspruch 2 wird bei drohendem Überlauf des Pufferspeichers von der Ablaufverfolgungsschaltung ein Steuersignal an den Eingabeteil gegeben, um die Dateneingabe über die Tastatur solange zu sperren, bis wieder genügend Pufferkapazität zur Verfügung steht.

Von besonderem Vorteil ist es, beide Einrichtungen miteinander zu kombinieren, so daß zunächst die Sprachausgabegeschwindigkeit erhöht wird und erst dann, wenn auch dadurch ein Überlaufen des Pufferspeichers nicht vermieden werden könnte, die Dateneingabe über die Tastatur gesperrt wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäß ausgebildeten Spracherzeugungseinrichtung in einer elektronischen Registrierkasse,

Fig. 2 ein in (A) und (B) unterteiltes Flußdiagramm zu einem Betriebsablauf in der Registrierkasse von Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines in der Registrierkasse von Fig. 1 enthaltenen Pufferspeichers für Sprachdaten,

Fig. 4 (A, B, C) schematische Darstellungen zum Betrieb des Pufferspeichers von Fig. 3,

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Spracherzeugungseinrichtung in einer elektronischen Registrierkasse, und

Fig. 6 ein in (A) und (B) unterteiltes Flußdiagramm zu einem Betriebsablauf in der Registrierkasse von Fig. 5.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte elektronische Registrierkasse umfaßt Tasten 10 zur Eingabe numerischer Daten, Funktionstasten 12, eine Zentraleinheit (CPU) 14 und eine Schaltung 16 zur Erzeugung synthetischer Sprache (Spracherzeugungsschaltung).

Wenn im Schritt n 1 (Fig. 2) numerische Daten wie z. B. die Anzahl von einem Kunden gekaufter Waren über die Tasten 10 und eine zwischengelegte Kodierschaltung 18 in die Zentraleinheit 14 und danach in Schritt n 2 über die Funktionstasten 12 mit nachgeschalteter Tastenerkennungsschaltung 20 Information zur Abteilung, Warenart o. dgl. eingegeben worden sind, dann führt die Zentraleinheit (CPU) 14 mit diesen Eingabedaten in Verbindung mit in einem Festspeicher (ROM) 22 gespeicherten Programmen Rechnungen durch und gibt das Rechenergebnis an die Spracherzeugungsschaltung 16 weiter, damit jene eine entsprechende hörbare Ansage wie z. B. "zwölf Dollar" erzeugt.

In dem nächsten Schritt n 3 werden zu Registrierzwecken die eingegebenen und die errechneten Daten über eine Eingabe/Ausgabeschaltung 28 in einen Hauptspeicher 24 übertragen und darin in einem zugeordneten Speicherabschnitt, der durch eine Adressierschaltung 26 in Abhängigkeit von einem Steuersignal der Zentraleinheit 14 ausgewählt worden ist, abgespeichert. Ferner werden die Registrierdaten in Schritt n 4 einer Anzeige 30 zwecks visueller Darstellung und einem Drucker 32 zugeführt, der diese Daten z. B. auf einen Kassenbelegstreifen aufdruckt.

Wenn in Schritt n 5 durch Betätigung einer Zwischensummentaste innerhalb der Funktionstasten 12 der Abschluß eines Registriervorgangs festgelegt worden ist, wird im nächsten Schritt n 6 die Zwischensumme errechnet und der Spracherzeugungsschaltung 16 eine entsprechende Information für z. B. die Ansage "Gesamtbetrag fünfundneunzig Dollar" zugeleitet. Die Zwischensummendaten werden in einen dafür vorgesehenen Abschnitt des Hauptspeichers 24 (Schritt n 7) und an den Drucker 32 (Schritt n 8) übertragen.

Sobald der vom Kunden übergebene Betrag über die Tasten 10 und 12 registriert wurde, erfolgt hörbar z. B. die Ansage "Es sind einhundert Dollar übergeben worden" (Schritt n 9). Die Zentraleinheit 14 errechnet dann in Schritt n 10 das Wechselgeld, veranlaßt über die Schaltung 16 die Abgabe der hörbaren Ansage "Fünf Dollar Wechselgeld" sowie mit Schritt n 11 die Abgabe des fertigen Kassenbelegs. Gleichzeitig gibt die Spracherzeugungsschaltung 16 eine Schlußansage wie z. B. "Wir danken für Ihren Einkauf" aus.

Die erfindungsgemäße Registrierkasse hat für die Entscheidung, ob von der Zentraleinheit 14 bezogene Daten über die Schaltung 16 hörbar angesagt werden sollen oder nicht, eine Entscheidungsschaltung 34. Bei einer positiven Entscheidung dieser Schaltung 34 in Schritt n 12 werden die von der Zentraleinheit 14 bezogenen Sprachdaten einerseits zur Zwischenspeicherung in einen Pufferspeicher 36 übertragen und andererseits durch die Entscheidungsschaltung 34 in ein Codesignal zum Auswählen von in einem Sprachquantenspeicher 38 der Schaltung 16 enthaltenen Sprachdaten umgesetzt. Das silbenweise entstehende Codesignal wird in den Pufferspeicher 36 für Sprachdaten übertragen und dabei ein Puffer-Pointer 40 in Schritt n 13 jeweils um eins hochgezählt, so daß die Sprachdaten in dem Pufferspeicher 36 silbenweise geordnet abgespeichert werden (n 14).

In Schritt n 15 wird das Codesignal mittels einer Lesesteuerschaltung 44 aus dem Pufferspeicher 36 gelesen und in Schritt n 16 in einen Codeumsetzer 46 übertragen, dessen Ausgangssignal ein Adreßzähler 48 erhält, der bei gesperrtem Spracherzeugungsbetrieb durch eine Rücksetzschaltung 50 in einem Sperrzustand gehalten wird, um zu verhindern, daß ein Adreßdecoder 52 arbeitet. Wenn der Adreßzähler 48 auf einen bestimmten Wert gesetzt ist, wählt der Decoder 52 gewünschte Adressen im Sprachquantenspeicher 38 (Schritt n 17) an, so daß die dort nach Quanten gespeicherten Sprachdaten über einen Digital/Analogwandler 54, ein Tiefpaßfilter 56 und eine Treiberschaltung 58 an einen Lautsprecher 42 der Schaltung 16 übertragen und in Form synthetischer Sprache hörbar angesagt werden (Schritt n 18).

Jeweils nach erfolgter Ansage einer Silbe aktiviert eine Überwachungsschaltung 60 die Rücksetzschaltung 50, damit in Schritt n 19 der Adreßzähler 48 freigegeben wird. Durch das Steuersignal der Überwachungsschaltung 60 wird ferner die Lesesteuerschaltung 44 veranlaßt, aus dem Pufferspeicher 36 das nächste Codesignal auszulesen, und ein der Schaltung 44 nachgeschalteter Spracherzeugungs-Pointer 62 wird durch das Steuersignal von 60 veranlaßt, am Schluß jeder erzeugten Sprachsilbe (Schritt n 20) um eins weiterzuzählen. Auf diese Weise entsteht aus den Daten von der Zentraleinheit 14 eine Ansage in synthetischer Sprache.

Da die Spracherzeugung langsamer abläuft als der durch die Zentraleinheit 14 durchgeführte Rechenvorgang, könnten sich die im Pufferspeicher 36 für Sprachdaten gespeicherten Codesignale trotz laufender Auslesung durch die Lesesteuerschaltung 44 aufstauen. Es wird angenommen, das von der Entscheidungsschaltung 34 erzeugte Codesignal hat die in nachstehender Tabelle I angegebenen Silbenlängen:
erste Sprachdatengruppezwei Silben lang zweite Sprachdatengruppevier Silben lang dritte Sprachdatengruppezwei Silben lang vierte Sprachdatengruppevier Silben lang fünfte Sprachdatengruppezwei Silben lang

Der in Fig. 3 schematisch dargestellte Pufferspeicher 36 enthält die Speicheradressen (1) bis (96) und nimmt bei Zugang der vorgenannten ersten Sprachdatengruppe das Codesignal für je eine Silbe in Speicheradresse (1) und (2) auf. Der Inhalt des Sprachdaten-Pointers 40 erreicht damit "3". Anschließend gehen der Reihe nach die vier Silben der zweiten Sprachdatengruppe in die Speicheradressen (3) . . . (6), Pointer 40 erreicht "7", die zwei Silben der dritten Sprachdatengruppe in die Speicheradresse (7) und (8), der Pointer 40 erhöht auf "9", die vier Silben der vierten Sprachdatengruppe in die Speicheradressen (9) . . . (12), der Pointer 40 erreicht "13", und schließlich die zwei Silben der fünften Sprachdatengruppe in die Speicheradressen (13) und (14), so daß der Sprachdaten-Pointer 40 den Wert "15" erreicht. Der Pointer 40 zählt also die silbenweise im Pufferspeicher 36 zwischengespeicherten Sprachdaten und weist mit seinem erreichten Zählwert die Adresse an, unter welcher das nächste Codesignal gespeichert werden soll.

Bekanntlich führen alle Sprachdaten hinten einen Schlußcode. Die im Pufferspeicher 36 zwischengespeicherten Sprachdaten (Codesignal) werden durch die Lesesteuerschaltung 44 der Reihe nach ausgelesen und zum Codeumsetzer 46 übertragen, zuerst also die Codesignale aus den Speicheradressen (1) und (2), danach aus den Speicheradressen (3) . . . (6), und so weiter. Dabei wird jeweils auch der Sprachdaten-Pointer 62 erst auf "3", dann auf "7" usw. hochgezählt, um jeweils die Speicheradresse anzugeben, aus welcher die Auslesung fällig ist.

Nachdem ein Sprachdaten-Codesignal aus der Entscheidungsschaltung 34 in die letzte Speicheradresse (96) des Pufferspeichers 36 gelangt ist, wird das nächste Codesignal wieder in die erste Speicheradresse (1) geleitet, aus der ja inzwischen die früheren Daten für die Spracherzeugung abgerufen worden waren. Der Puffer-Pointer 40 und auch der silbenzählende Sprachdaten-Pointer 62 springen jeweils von ihrem Zählwert "96" auf den nächsten Wert "1" um.

Die von dem Puffer-Pointer 40 und dem Sprachdaten-Pointer 62 erreichten Zählwerte M 40 bzw. M 62 werden zur Überwachung der in Fig. 4(A) bis 4(C) dargestellten Speicher- und Lesezustände des Pufferspeichers 36 fortlaufend einer Ablaufverfolgungsschaltung 64 zugeführt, damit diese nach folgender Gleichung:

M 62-M 40=ϕ

die verfügbare Speicherkapazität errechnet. Die ein Codesignal für je eine Silbe des Sprachsignals enthaltenden Abschnitte bzw. Speicheradressen des Pufferspeichers 36 sind in der Fig. 4 schraffiert gezeichnet.

Da in Fig. 4(A) auf den Speicheradressen (10) . . . (89) je ein Codesignal gespeichert und die Speicheradressen (1) . . . (9) sowie (90) . . . (96) frei sind, müssen in diesem Fall die Pointer-Zählwerte M 40="90" und M 62="10" lauten. Das Rechenresultat der oben angegebenen Gleichung beträgt dementsprechend:

ϕ =10-90=-80

Wenn hier ein negatives Resultat anfällt, wird es durch die Ablaufverfolgungsschaltung 64 automatisch um die Speicherkapazität "96" des Pufferspeichers 36 erweitert. Das ergibt:

-80+96=16

Der ϕ-Wert 16 gibt die freie Speicherkapazität des Pufferspeichers 36 an.

In Fig. 4(B) ist der Zustand der Cosesignal-Speicherung innerhalb der Speicheradressen (85) . . . (2) des Speichers 36 dargestellt, also nachdem Codesignale über die hinterste Adresse (96) hinaus bis zur zweiten Adresse eingeschrieben worden sind, wogegen das Auslesen von Daten aber noch nicht bis zur letzten Adresse fortgeschritten ist. Die Zählwerte des Puffer-Pointers 40 bzw. des Sprachdaten-Pointers 62 lauten M 40 →"3" und M 62 → "85", und danach errechnet die Ablaufverfolgungsschaltung 64:

ϕ =85-3=82.

Der positive Wert 82 gibt die freie Speicherkapazität des Pufferspeichers 36 an.

Bei dem in Fig. 4(C) dargestellten Zustand sind die nächste Sprachdateneingabe auf Adresse (80) und der nächste Auslesevorgang aus Adresse (5) fällig. Die Pointer 40 und 62 führen demgemäß den Zählwert M 40 "80" bzw. M 62 "5", und danach errechnet die Ablaufverfolgungsschaltung 64 zunächst

ϕ =5-80=-75

und korrigiert das negative Rohergebnis, wie oben erläutert, auf

-75+96=21.

Dieses positive Endergebnis "21" entspricht der freien Kapazität des Pufferspeichers 36.

Abhängig davon, ob die so errechneten Werte "16", "82" oder "21" entweder in

den Bereich M 62-M 40≦A (Schritt n 21),
den Bereich M 62-M 40≦B (Schritt n 23),
oder in
den Bereich M 62-M 40<B (Schritt n 25),

fallen (worin A die längste Silbenzahl von in Verbindung mit der Betätigung einer der Tasten 10 für numerische Daten zu erzeugenden Sprachdaten ist und B =10×A bedeutet), aktiviert die Ablaufverfolgungsschaltung 64 bei positiver Beantwortung von Schritt n 21 über eine Leitung 66 durch ein rasch ansprechendes Signal die Hochgeschwindigkeitsstufe 68 (Schritt n 22), bei positiver Beantwortung von Schritt n 23 über eine Leitung 70 die Mittelgeschwindigkeit 72 (Schritt n 24) oder bei positiver Antwort in Schritt n 25 über eine Leitung 74 die Niedriggeschwindigkeitsstufe 76 (Schritt n 26) einer die genannten drei Stufen enthaltenden Geschwindigkeitssteuerschaltung in Fig. 1. Eine Taktgeberschaltung 78 steuert jede dieser drei Stufen 68, 72 und 76 mit einem durch die Beziehung T₆₈<T₇₂<T₇₆ festgelegten individuellen Frequenzteiler-Verhältnis T an.

Mit den von den Geschwindigkeitssteuerstufen 68, 72 und 76 abgegebenen frequenzgeteilten Signalen, von denen das aus Stufe 68 die höchste und das aus Stufe 76 die niedrigste Frequenz hat, wird die Spracherzeugungsschaltung 16 jeweils so angesteuert, daß die Spracherzeugung entweder mit einer hohen (Schritt n 22), einer mittleren (Schritt n 24) oder mit langsamer Geschwindigkeit (Schritt n 26) erfolgt.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind Einzelheiten, die mit denen in Fig. 1 übereinstimmen, durch gleiche Bezugszahlen gekennzeichnet. Die der in Fig. 1 sonst ähnliche Registrierkasse gemäß Fig. 5 hat zum Sperren oder Durchlassen der Ausgänge von der Kodierschaltung 18 und Tastenerkennungsschaltung 20 vor der Zentraleinheit (CPU) 14 ein UND-Glied 80. Auch der in Fig. 6(A) und (B) dargestellte Betriebsablauf ist innerhalb der Schrittfolge n 1 . . . n 20 mit dem zuvor in Verbindung mit Fig. 2(A) und (B) erläuterten identisch.

In Schritt n 21 von Fig. 6(B) rechnet die Ablaufverfolgungsschaltung

M 62-M 40≦A.

Wenn die Antwort in Schritt n 21 positiv ist, sperrt die Schaltung 64 das UND-Glied 80 durch Zuführen eines Steuersignals mit niedrigem Pegel, so daß bei Schritt n 22 die Dateneingabe über die numerischen Tasten 10 und Funktionstasten 12 gesperrt ist. Erst wenn im Verlauf der synthetischen Spracherzeugung durch die Schaltung 16 die freie Speicherkapazität größer geworden ist, wird das UND-Glied 80 durch Zuführen eines hochliegenden Signals von der Ablaufverfolgungsschaltung 64 wieder geöffnet, und danach kann erst wieder neue Information über die Eingabetasten 10 und 12 für Daten und Funktionen eingegeben werden.

Claims (8)

1. Spracherzeugungseinrichtung für einen elektronischen Rechner, mit

• - einer Tastatur (10, 12) zum Eingeben von numerischen Daten und von Operationsanweisungen,
• - einer Zentraleinheit (14) zum Durchführen arithmetischer Rechnungen mit eingegebenen numerischen Daten und zum Abgeben von Sprachdaten, und
• - einer Spracherzeugungsschaltung (16) zum Erzeugen von Sprache aus den Sprachdaten,
• - einem Pufferspeicher (36) zum zeitweiligen Abspeichern der durch die Zentraleinheit abgegebenen Sprachdaten,
• - einem ersten Zähler (40), der die Menge der dem Pufferspeicher (36) zugeführten Sprachdaten zählt,
• - einem zweiten Zähler (62), der die Menge der vom Pufferspeicher (36) an die Spracherzeugungsschaltung abgegebenen Sprachdaten zählt, und
• - einer Ablaufverfolgungsschaltung (64), die aus den Zählwerten vom zweiten und ersten Zähler die Differenz bildet und abhängig von der Differenz der Werte ein Steuersignal erzeugt,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Ablaufverfolgungsschaltung (64) das Steuersignal abgibt, wenn die Differenz der Zählwerte einen Bezugswert unter- oder überschreitet, und
• - eine Geschwindigkeitssteuerschaltung vorhanden ist, die auf das Steuersignal hin ein vom Bezugswert abhängiges Signal zum Verändern der Sprachausgabegeschwindigkeit an die Spracherzeugungsschaltung (16) abgibt.

2. Spracherzeugungseinrichtung gemäß Anspruch 1 oder gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Ablaufverfolgungsschaltung (64) das Steuersignal abgibt, wenn die Differenz der Zählwerte einen Bezugswert unterschreitet, welches Steuersignal die Dateneingabe über die Tastatur (10, 12) zeitweilig sperrt.

3. Spracherzeugungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitssteuerschaltung

• - eine Subtraktionsschaltung zum Subtrahieren der in der ersten Speichereinrichtung gespeicherten Adreßzahl von der in der zweiten Speichereinrichtung gespeicherten Adreßzahl,
• - eine erste Unterscheidungsschaltung zum Erkennen, ob das Resultat der von der Subtraktionsschaltung durchgeführten Subtraktion größer als ein erster vorgegebener Wert ist, und
• - eine erste Steuerstufe (z. B. 68) zur Abgabe eines ersten Steuersignals, wenn das Ermittlungsergebnis der ersten Unterscheidungsschaltung positiv ist, und zur Übertragung des ersten Steuersignals an die Spracherzeugungsschaltung (16), damit letztere die Spracherzeugung mit einer höheren Geschwindigkeit durchführt,

umfaßt.

4. Spracherzeugungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitssteuerschaltung ferner

• - eine zweite Unterscheidungsschaltung zum Erkennen, ob das Subtraktionsresultat der Subtraktionsschaltung kleiner als ein zweiter vorgegebener Wert ist, und
• - eine zweite Steuerstufe (z. B. 76) zur Abgabe eines zweiten Steuersignals in dem Fall, daß das Ermittlungsergebnis der zweiten Unterscheidungsschaltung positiv ist, und zum Übertragen des zweiten Steuersignals an die Spracherzeugungsschaltung (16), damit letztere die Erzeugung der synthetischen Sprache mit einer geringeren Geschwindigkeit durchführt,

umfaßt.

5. Spracherzeugungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitssteuerschaltung (64 . . .) eine Sperrschaltung mit einem Tasteneingabe-Sperrglied (80) zur signalabhängigen zeitweiligen Sperrung der Tasten-Eingabeeinrichtungen (10, 12 . . .) in Abhängigkeit von in den ersten und zweiten Speichereinrichtungen gespeicherten Inhalten aufweist.