Что такое электроника? Принципы работы
радиоустройств, радиокомпоненты, принципиальные схемы, электрические
колебания и связь, цифровое ТВ, интегральные схемы и многое другое...
Дата обновления
08.06.2016
Посвящение в радиоэлектронику, массовая радио-библиотека
поддержка
проекта:
разместите на своей странице нашу кнопку!И мы
разместим на нашей странице Вашу кнопку или ссылку. Заявку прислать на
e-mail
Статистика
Разговор с ЭВМ
Роботы, говорящие "механическим" голосом, уже прочно вошли в
книги и появились на киноэкране. Заставить ЭВМ говорить сравнительно
несложно. Словарный запас она запомнит, и он наверняка будет больше,
чем у людоедки Эллочки из известного романа И. Ильфа и Е. Петрова.
Звукогенератор тоже можно сделать, и он будет управляться цифровым
сигналом с выхода ЭВМ. Голос получится очень ровный, лишенный всякой
эмоциональной окраски. Научить машину эмоциям задача очень сложная,
если не сказать невозможная. А вот научить разговаривать ее не
"механическим", а вполне человеческим голосом можно.
Микроэлектронный синтезатор речи, "говорящая" СБИС, устроен
следующим образом. Часть кристалла отведена под ПЗУ, в которое раз и
навсегда занесена информация, полученная преобразованием в цифровой
код аналоговых сигналов, соответствующих словам и отдельным фразам,
произнесенным диктором перед микрофоном. Эта информация и образует
словарный запас синтезатора. При работе ЭВМ наступает момент, когда
надо произнести фразу, т.е. выдать результат в "речевом" виде. На
кристалле синтезатора расположены дешифратор и счетчик адресов. Они
получают команду от ЭВМ, и содержимое соответствующих ячеек памяти
поступает на цифро-аналоговый преобразователь, выполненный на том же
кристалле. Цифровой код превращается в аналоговый звуковой сигнал и
звучит в громкоговорителе.
В зависимости от назначения синтезатора в ПЗУ запоминается либо
набор числительных (например, в БИС для часов с устным объявлением
времени или при необходимости вывода только цифровой информации),
либо набор фонем. Фонема-это элементарный звук речи, соответствующий
слогу или одному звуку. В этом случае синтезатором речи управляет
специальный микропроцессор, "собирающий" из отдельных фонем слова и
фразы. Такие системы уже сегодня используют для вывода данных на
терминалах. Словарь и язык, на котором "разговаривает" кристалл,
можно изменить, применив ПЗУ с другим набором слов и фонем.
Говорящая ЭВМ
Значительно более сложная задача заставить машину "понимать"
слова, произносимые оператором. Но и здесь достигнуты определенные
успехи. Наиболее простой путь состоит в следующем. На этапе
"обучения" оператор произносит ряд слов и фраз, которые
преобразуются в последовательный двоичный код и запоминаются в ЗУ.
Им в соответствие ставятся определенные команды или данные, которые
также запоминаются. При работе речевого терминала любая фраза,
произнесенная оператором, также превращается в двоичный код и
сравнивается с содержимым памяти. Если обнаруживается совпадение,
терминал выдает команду, соответствующую произнесенной фразе.
Таким образом, машина "учится" почти безошибочно работать со "своим"
оператором, голос которого она уже "знает" и хранит в памяти.
Трудности начинаются, когда одна и та же команда произносится
различными людьми, разными голосами и в различном темпе. В этом
случае распознавание возможно, но лишь на общих признаках, присущих
данной фразе. Здесь мы вплотную соприкасаемся с целой
проблемой-распознаванием образов. Образ может быть звуковым, видимым
(оптическим), электронным и т. д. В любом случае образ можно
закодировать путем развертки или иным способом и предложить машине
для распознавания в виде двоичного кода.
Выделение общих признаков из множества предложенных образов или
сигналов осуществляется путем фильтрации. Последняя выполняется во
временной, частотной или пространственной области. До последнего
десятилетия в радиотехнике использовался преимущественно один вид
фильтрации - частотная с помощью аналоговых фильтров. Такой фильтр
пропускает одни частоты спектра сигнала и задерживает другие.
Оказывается, то же самое может сделать и ЭВМ, превратив
предварительно сигнал в поток цифровых данных. В этом случае
фильтрация представляет собой обработку сигнала по заданной
программе. Характеристики цифрового фильтра легко изменять, изменяя
программу. Возможности цифровой фильтрации оказались огромными. Один
случай - распознавание слов и фраз мы уже упомянули. Но точно так же
можно распознавать изображения, скажем сравнивать изображение на
фотокарточке с оригиналом, изображение местности с картой. Смазанный
и нечеткий снимок можно превратить в четкий, а зашумленную
фонограмму избавить от шумов. Таким способом были восстановлены,
например, многие старинные граммофонные записи. В последнем случае
используют адаптивные фильтры, параметры которых изменяются в
соответствии с сигналом.
Перечень областей применения цифровой обработки сигналов
компьютерами можно продолжать до бесконечности, но мне кажется, что
читатель несколько утомлен перечислением открывающихся перспектив, и
поэтому на некоторое время попрощаемся с ЭВМ, сказав ей через
речевой терминал: "До свидания!", и перейдем к другой теме. Машина
же, проанализировав ситуацию, ответит что-нибудь, что в переводе на
человеческий язык прозвучит как: "Куда вы от меня денетесь? Ведь в
любой области науки и техники вам теперь без меня не обойтись". И
нам волей-неволей придется с этим согласиться.