專利名稱：用于鑒別話音信號的非話音和清音的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及于鑒別話音信號的非話音和清音的方法和裝置，和特別是可以容易彼此分離非話音和清音的鑒別話音信號的非話音和清音的方法和裝置，使得當(dāng)以可變重放速度重放該信號時(shí)在不惡化對應(yīng)于清音的信號的情況下，可調(diào)制非話音的長度。
記錄在記錄介質(zhì)上的話音信號被重放同時(shí)變化其重放速度的情況下，由于重放速度的變化導(dǎo)致信號的惡化使重放的話音音色不同于原來的音色。例如，重放是以高速進(jìn)行時(shí)，被重放的話音信號在其頻率上發(fā)生了變化，因此脫離了原來話音的水平。結(jié)果，聽到的是“唧唧”聲。在低重放速度下，產(chǎn)生通常稱為“磁帶松弛的聲音”。
作為用于防止這種現(xiàn)象的一種常規(guī)的方法，日本特許公開平成4-168499(1992年6月16日)公開了一種部分重放由存儲(chǔ)器緩沖器讀出的話音信號的方法。按照這種方法，當(dāng)重放速度被加倍時(shí)，由存儲(chǔ)器緩沖器讀出的話音信號被以這樣一種方式重放，即，僅其兩個(gè)連續(xù)的時(shí)片之一被重放。
在按照上述的常規(guī)方法以兩倍速度重放一個(gè)“(I go to school with Jane)”的聲音記錄時(shí)，原來的話音的各個(gè)部分中分別對應(yīng)于

圖1所示的陰影部分被消除了，以至于僅話音“I to with Jane”可被重放。
因?yàn)槌Ｒ?guī)方法以較高速度僅重放一部分話音，以便保持話音的音色，但該話音原來的意思丟失了。結(jié)果，理解利用常規(guī)重放設(shè)備的話音意思是非常困難的。另外，使聽者很不舒服。
為了解決這樣一些問題，即當(dāng)變化重放速度時(shí)防止發(fā)生惡化音色或丟失話音信號，本發(fā)明人已經(jīng)提出了一種速度可變話音信號重放方法，如以名稱為“速度可變聲音重放設(shè)備”在韓國特許申請No.94-24514中所公開的。
為了說明利用上述的可變速度聲音信號重放設(shè)備進(jìn)行的話音信號的長度調(diào)制，必須說明話音信號的基本形式。當(dāng)話音信號以它的波形被檢測時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)該波形是由各種聲音，即由如圖2所示的與噪聲分量在一起的清音、濁音和非話音組成的。濁音是包括人的發(fā)音器官的震動(dòng)聲音，它包括元音、鼻音和氣流音。另一方面，清音是諸如由發(fā)音器官諸如舌、齒或唇形成的發(fā)音點(diǎn)產(chǎn)生的噪音。一般來說，無規(guī)則產(chǎn)生的清音是指示相應(yīng)聲音的特性。另一方面，有規(guī)則產(chǎn)生的濁音是指示除相應(yīng)話音信號的特性外的相應(yīng)聲音的長度。
例如，當(dāng)分析聲音“ka”時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)它是由同時(shí)產(chǎn)生的兩個(gè)聲音組成的，即，一個(gè)對應(yīng)于“k”清音“a”和一個(gè)對應(yīng)于“a”的真正濁音。當(dāng)這個(gè)聲音“ka”在長度上被調(diào)制的情況下，僅對應(yīng)于濁音的波形的數(shù)目在變化。在這種情況下，清音是不變化的。
這將結(jié)合圖3更詳細(xì)地進(jìn)行描述。如圖3所示，聲音“ka”被分析為由對應(yīng)“k”的清音部分和對應(yīng)“a”的濁音波形組成。另一方面，聲音“ka-”被分析為由對應(yīng)“k”的清音部分和對應(yīng)“a-”的兩個(gè)濁音波形組成。另外，聲音“ka-”被分析為由對應(yīng)“k”的清音部分和對應(yīng)“a-”的三個(gè)濁音波形組成。
正如從圖3所見，每個(gè)話音是由即使對應(yīng)的話音信號長度改變時(shí)其波形也不變的清音和具有多個(gè)波形相同數(shù)量可變的濁音組成的。
在這方面， 由本發(fā)明人提出的可變速度話音重放設(shè)備的基本原理是通過復(fù)制或消除對應(yīng)于該話音信號的濁音的多個(gè)相同波形的一部分，不調(diào)制該話音信號的清音，從而再合成它們，實(shí)現(xiàn)在變速重放話音信號的同時(shí)防止任何在音色惡化和話音信號丟失。
為了更有效地在可變重放速度下重放話音信號，不僅希望變化一個(gè)話音信號的濁音的長度，而且希望變化該話音信號的非話音的長度。
同時(shí)，清音具有一種很不規(guī)則的波形特性。非話音包括具有一種基本上類似于那些清音的波形的噪聲分量。在這一方面，為了在可變重放速度下實(shí)現(xiàn)重放功能，從非聲音中鑒別這種清音是非常重要的。
但是，利用常規(guī)方法實(shí)現(xiàn)這種鑒別是困難的。在非聲音的噪聲分量按照清音相同的方式來鑒別的場合，實(shí)現(xiàn)非聲音的調(diào)制是不可能的。
另一方面，當(dāng)包含在非聲音中的噪聲分量具有高于一預(yù)定電平的電壓電平的情況下，可以按照清音來識別。在這種情況下，噪聲可以與清音一起處理。結(jié)果，存在一個(gè)問題，即，噪聲在正常重放模式或在可變重放模式中的原來的聲音被一起重放。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于解決上述的問題并提供一種用于鑒別話音信號的非聲音和清音的方法，該話音信號包括包含噪聲分量和清音的非聲音信號，該非聲音信號可以容易地鑒別和彼此分離非聲音的和清音的信號。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種用于鑒別話音信號的非聲音和清音的設(shè)備，該話音信號包括包含噪聲分量和清音的非聲音信號，該非聲音信號可以容易地鑒別和彼此分離非聲音的和清音的信號。
按照一個(gè)方案，本發(fā)明提供一種用于在以可變重放速度重放話音時(shí)從記錄在磁帶上的話音信號中鑒別非聲音和清音的方法，包括以下步驟在對應(yīng)非聲音的電壓電平和對應(yīng)清音的電壓電平之間設(shè)置一個(gè)最佳值作為參考電壓電平；檢測話音信號的每個(gè)波形的音調(diào)分量；比較檢測的音調(diào)分量的電壓電平與該參考電壓電平的絕對值；和根據(jù)比較的結(jié)果分離與檢測的音調(diào)分量相關(guān)的一個(gè)話音信號，然后將其輸出。
最好是，該方法包括第一步驟，以一預(yù)定時(shí)間間隔分割話音信號的每個(gè)波形；第二步驟，調(diào)制在第一步驟得到的每個(gè)話音信號的波形，因此從調(diào)制的話音信號波形中去掉DC分量；第三步驟，檢測在第二步驟調(diào)制的每個(gè)話音信號波形的音調(diào)分量電平；第四步驟，比較在第三步驟檢測的音調(diào)分量的電壓電平與初始設(shè)置的參考電壓電平的絕對值；和第五步驟，根據(jù)在第四步驟進(jìn)行比較的結(jié)果選擇性地輸出在第一步驟得到的每個(gè)話音信號波形。
第五步驟最好包括當(dāng)在第四步驟進(jìn)行的比較結(jié)果對應(yīng)于第一狀態(tài)時(shí)，把與檢測的音調(diào)分量相關(guān)的話音信號認(rèn)作非聲音，而當(dāng)比較的結(jié)果對應(yīng)于第二狀態(tài)時(shí)，把話音信號認(rèn)作清音，和通過分開的線路分別輸出非聲音的和清音信號。
該方法還包括在第五步驟其進(jìn)行輸出之前濾波非聲音信號的步驟，因此去掉包括在其中的噪聲分量。
按照另一個(gè)方案，本發(fā)明提供一種用于以可變重放速度在重放話音信號時(shí)從記錄在磁帶上話音信號中鑒別非聲音和清音的設(shè)備，包括用于以一種預(yù)定的時(shí)間間隔分割話音信號的每個(gè)波形的波形分割器；用于調(diào)制由波形分割器的分割操作得到的每個(gè)話音信號波形電平的電平調(diào)制器，因此去掉包含在話音信號波形中的DC分量；用于檢測由電平調(diào)制器電平調(diào)制的每個(gè)話音信號波形音調(diào)分量電壓電平的音調(diào)檢測器；用于比較由音調(diào)檢測器檢測的音調(diào)分量的電壓電平與初始設(shè)置的參考電壓電平的絕對值的比較器；和用于根據(jù)由比較器的比較結(jié)果，選擇性地轉(zhuǎn)換由波形分割器的分割操作得到的每個(gè)話音信號的波形的開關(guān)。
參考電壓電平可以設(shè)置得高于由音調(diào)檢測器檢測的非聲音的音調(diào)分量的電壓電平的絕對值，但低于由音調(diào)檢測器檢測的清音的電壓電平的絕對值。
最好是，當(dāng)由比較器的比較結(jié)果對應(yīng)于第一狀態(tài)時(shí)，控制該開關(guān)通過第一線輸出由波形分割器的分割操作得到的每個(gè)話音信號波形，而當(dāng)比較的結(jié)果對應(yīng)于第二狀態(tài)時(shí)，通過第二線輸出話音信號波形。
該設(shè)備還可以包括連接到該開關(guān)的一個(gè)端子上的噪聲濾波器，以適合輸出具有電壓電平低于參考電壓電平的音調(diào)分量的話音信號，該噪聲濾波器用于濾除通過該開關(guān)的端子的話音信號波形輸出中的噪聲分量。
本發(fā)明的其他各目的和方案從下面結(jié)合附圖對實(shí)施例的詳細(xì)描述中將是顯而易見的，其中圖1是說明常規(guī)的話音信號重放方法的圖；圖2是一般話音信號的波形圖；圖3是表示隨著話音信號的長度變化的話音信號中的清音和濁音的波形圖；圖4是表示一種常規(guī)速度變化話音信號重放方法的波形圖；圖5是示意性地表示按照本發(fā)明的一種用于鑒別話音信號的非聲音和清音的設(shè)備的方框圖；和圖6A到6F是分別從圖5的各個(gè)構(gòu)成單元中輸出的波形圖。
圖5表示按照本發(fā)明的用于鑒別話音信號的非聲音和清音的一種設(shè)備。如圖5所示，該設(shè)備包括波形分割器1，用于以一種希望的時(shí)間間隔從記錄介質(zhì)(未示出)檢測的話音信號的波形；電平調(diào)制器2，用于調(diào)制由波形分割器1的分割操作得到的每個(gè)話音信號波形的電平；和音調(diào)檢測器3，用于檢測由電平調(diào)制器2電平調(diào)制的每個(gè)話音信號波形的音調(diào)分量。還設(shè)置比較器4，用作比較由音調(diào)檢測器3檢測的音調(diào)分量的電平與一個(gè)被初始設(shè)置的參考電平。該設(shè)備還包括用于根據(jù)比較器4的比較結(jié)果轉(zhuǎn)換由波形分割器1的分割操作得到的每個(gè)話音信號波形的開關(guān)5和用于濾除通過開關(guān)5接收的話音信號波形的噪聲分量的濾波器6。
現(xiàn)在，結(jié)合圖6將要描述具有上述結(jié)構(gòu)的設(shè)備的操作。
當(dāng)將如圖6A所示的話音信號開始施加到該設(shè)備時(shí)，波形分割器1以一種預(yù)定的時(shí)間間隔分割接收的話音信號。然后每個(gè)從話音信號分割的話音信號波形被電平調(diào)制器2進(jìn)行電平調(diào)制，同時(shí)去掉其DC分量。話音信號波形的電平調(diào)制是由下述方程表達(dá)的V＝Vn－V(n－1)其中，n表示取樣的次數(shù)，是一個(gè)大于1的自然數(shù)。
當(dāng)每個(gè)樣值電平與前一樣值電平之間的差在n值足夠大的條件下，如圖6B所示，輸出基本上類似電平調(diào)制以前的調(diào)制波形。由電平調(diào)制器2調(diào)制的話音信號波形電平以與電平調(diào)制以前的話音信號波形相同的速率增加或減少。
然后將每個(gè)已經(jīng)被電平調(diào)制的話音信號波形施加到預(yù)定檢測器3，該檢測器3依次檢測如圖6C所示波形的音調(diào)分量。由音調(diào)檢測器3檢測的波形音調(diào)分量指示相應(yīng)波形的電壓電平。該單元電壓電平的絕對值被施加到比較器4的非反相端(+)。
比較器4還在其反相端接收參考電壓電平。比較器4包括施加到其上的兩個(gè)電壓電平(圖6D)，因此輸出一個(gè)邏輯“高”或“低”狀態(tài)的控制信號。
來自比較器4的控制信號被施加到開關(guān)5，控制開關(guān)5的轉(zhuǎn)換操作。因?yàn)殚_關(guān)5的端子(a)連接到波形分割器1的輸出端，從波形分割器1向端子(a)饋送的話音信號按照開關(guān)5的開關(guān)狀態(tài)被選擇性地輸出。
例如，在由音調(diào)檢測器3檢測的音調(diào)分量的電壓電平的絕對值低于按一個(gè)高于噪聲音調(diào)分量的電壓電平的絕對值的預(yù)定值設(shè)置的參考電壓，但是低于清音的電壓電平的絕對值的情況下，則由波形分割器1分割的相應(yīng)話音信號波形對應(yīng)于包括噪聲分量的非聲音信號。在這種情況下，比較器4的輸出具有邏輯”低“電平，因此使開關(guān)5的端子(a)偶合到端子(b)。結(jié)果來自波形分割器的話音信號通過端子(a)和(b)被施加到噪聲濾波器6。因此，僅輸出無噪聲分量的非聲音分量。
另一方面，在由音調(diào)檢測器3檢測的音調(diào)分量的電壓電平的絕對值高于參考電壓電平的情況下，相應(yīng)的由波形分割器1分割的話音信號波形對應(yīng)于包括清音和具有電壓電平高于清音的濁音的波形。在這種情況下，比較器4的輸出具有邏輯“高”電平，因此使開關(guān)5的端子(a)連接到端子(c)。結(jié)果，來自波形分割器1的話音信號波形通過端子(a)和(b)，不通過噪聲濾波器6輸出(圖6F)。
因此可以實(shí)現(xiàn)非聲音和清音的鑒別和分離。
正如上面所描述的那樣，本發(fā)明通過了一種用于從話音信號中鑒別包括噪聲的非聲音和清音并且將它們彼此分離的方法和裝置。按照本發(fā)明，當(dāng)重放話音信號時(shí)，有可能以可變重放速度重放話音信號的非聲音分量。因此可以有效地實(shí)現(xiàn)以可變的重放速度重放話音信號。
按照本發(fā)明，使用包括在非聲音中的噪聲來從清音中分離非聲音并通過一個(gè)噪聲濾波器從非聲音中去除。因此，有可能不僅重放更為清晰的原來的聲音，而且當(dāng)以可變重放速度重放話音信號時(shí)還防止噪聲的產(chǎn)生。
雖然為了說明的目的已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是在不脫離所附的權(quán)利要求書所披露的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本專業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該理解各種修改、增加和替換都是可能的。
權(quán)利要求
1.一種用于以可變重放速度重放話音信號時(shí)，從記錄在磁帶的話音信號中鑒別非聲音和清音的方法，包括以下步驟在對應(yīng)非聲音的電壓電平和對應(yīng)清音之間設(shè)置一個(gè)最佳值作為參考電壓電平；檢測話音信號的每個(gè)波形的音調(diào)分量；比較檢測的音調(diào)分量的電壓電平和參考電壓電平的絕對值；以及根據(jù)比較的結(jié)果分離與檢測的音調(diào)分量相關(guān)的話音信號，并將其輸出。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中檢測步驟包括(a)以一個(gè)預(yù)定的時(shí)間間隔分割話音信號的每個(gè)波形；(b)調(diào)制在步驟(a)得到的每個(gè)話音信號波形的電平，因而從調(diào)制的話音信號波形中去掉CD分量，和(c)檢測在步驟(b)電平調(diào)制的每個(gè)話音信號波形的音調(diào)分量；比較步驟包括(d)比較在步驟(c)檢測的音調(diào)分量的電壓電平和初始設(shè)置的參考電壓電平的絕對值；以及分離步驟包括(e)根據(jù)在步驟(d)進(jìn)行比較的結(jié)果選擇性地輸出在步驟(a)得到的每個(gè)話音信號波形。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其中步驟(c)包括以下步驟當(dāng)在步驟(d)進(jìn)行比較的結(jié)果對應(yīng)于第一狀態(tài)時(shí)，把與檢測的音調(diào)分量相關(guān)的話音信號認(rèn)作非聲音，而當(dāng)比較結(jié)果對應(yīng)于第二狀態(tài)時(shí)，把話音信號認(rèn)作清音；和通過分離電路分別輸出非聲音和清音。
4.按照權(quán)利要求3的方法，還包括以下步驟在步驟(e)將其輸出之前濾波非聲音信號，從而去掉包括在其中的噪聲分量。
5.一種用于以可變重放速度重放話音信號時(shí)，從記錄在磁帶的話音信號中鑒別非聲音和清音的裝置，包括用于以一種預(yù)定的時(shí)間間隔分割話音信號的每個(gè)波形的波形分割器；用于調(diào)制由波形分割器的分割操作得到的每個(gè)話音信號波形電平的電平調(diào)制器，因此去掉包含在話音信號波形中的DC分量；用于檢測由電平調(diào)制器電平調(diào)制的每個(gè)話音信號波形音調(diào)分量電壓電平的音調(diào)檢測器；用于比較由音調(diào)檢測器檢測的音調(diào)分量的電壓電平與初始設(shè)置的參考電壓電平的絕對值的比較器；用于根據(jù)由比較器的比較結(jié)果，選擇性地轉(zhuǎn)換由波形分割器的分割操作得到的每個(gè)話音信號波形的開關(guān)。
6.按照權(quán)利要求5的裝置，其中參考電壓電平可以被設(shè)置為高于由音調(diào)檢測器檢測的非聲音的音調(diào)分量的電壓電平的絕對值，但是低于由音調(diào)檢測器檢測的清音的電壓電平的絕對值。
7.按照權(quán)利要求5的裝置，其中當(dāng)由比較器的比較結(jié)果對應(yīng)于第一狀態(tài)時(shí)，控制該開關(guān)通過第一線輸出由波形分割器的分割操作得到的每個(gè)話音信號波形，而當(dāng)比較的結(jié)果對應(yīng)于第二狀態(tài)時(shí)，通過第二線輸出話音信號波形。
8.按照權(quán)利要求6的裝置，還包括連接到該開關(guān)的一個(gè)端子上的噪聲濾波器，適合輸出具有其電壓電平低于參考電壓電平的音調(diào)分量的話音信號，該噪聲濾波器用作濾除通過該開關(guān)的端子的話音信號波形輸出中的噪聲分量。
全文摘要
一種用于當(dāng)以可變重放速度重放話音信號時(shí)從記錄在磁帶上的話音信號中鑒別非聲音和清音的方法和裝置。該方法包括在對應(yīng)非聲音電壓電平和對應(yīng)清音電壓電平之間設(shè)置一最佳值作為參考電壓電平，檢測話音信號的音調(diào)分量，比較檢測的音調(diào)電平和參考電平的絕對值，以及根據(jù)比較的結(jié)果分離相關(guān)的話音信號，然后將其輸出。該裝置包括波形分割器，用于調(diào)制每個(gè)話音信號電平調(diào)制器，因此去掉DC分量，用于檢測每個(gè)調(diào)制的話音信號波形電平的音調(diào)檢測器，用于比較音調(diào)分量電平與參考電平的比較器，以及用于根據(jù)由比較器的比較結(jié)果，選擇性地轉(zhuǎn)換話音信號的開關(guān)。
文檔編號G10L11/06GK1148231SQ96109380
公開日1997年4月23日 申請日期1996年8月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月30日
發(fā)明者金哲弘, 裵點(diǎn)漢 申請人:三星電子株式會(huì)社