Синтезатор Диджитокер фирмы "Нэшнл семикондактор"

Система синтеза речи Диджитокер выпускается изготовителем в нескольких различных конфигурациях. Центральной частью системы является речевой процессор ММ 54104, выполненный в виде интегральной схемы. Эта микросхема, насчитывающая 40 внешних выводов, изображена на рис. 7.10. Структурная схема речевого процессора ММ 54104 показана на рис. 7.11. Сложность микросхемы синтезатора речи Диджитокер, о которой можно судить по этой структурной схеме, отражает модификации, которые были внесены фирмой "Нэшнл семикондактор" в стандартный процесс синтеза по методу дельта-модуляции. Хотя в схеме имеется блок, названный декодером демодулятора, функции дельта-демодуляции осуществляются вспомогательными регистрами и усилителями. Эти периферийные регистры снижают эффективную скорость передачи Данных в синтезаторе и, следовательно, уменьшают необходимую емкость памяти. Выводы микросхемы речевого процессора, обозначенные SW1-8,- это входная 8-разрядная шина стартового адреса, которая обеспечивает возможность считывания из речевого ПЗУ до 256 отдельных звуков или выражений. Путем подачи 8-разрядного слова на эти порты и установки на линии WR высокого уровня производится обращение к наговоренному слову или фразе, и начинается процесс воспроизведения речи.

Рис. 7.10. Распределение выводов микросхемы (вид сверху) речевого процессора ММ 54104, используемого в синтезаторе Диджитокер фирмы 'Нэшнл семикондактор'. (С разрешения фирмы 'Нэшнл семикондактор корп.'.)

Рис. 7.11. Структурная схема речевого процессора ММ 54104

Простоту системы синтеза речи Диджитокер в простейшей конфигурации позволяет оценить рис. 7.12. При таком использовании микросхема речевого процессора не нуждается в управляющем микропроцессоре. Вместо него можно применить набор из девяти входных переключателей, с помощью которых выбирается произносимая фраза и запускается синтез речи. Единственными необходимыми дополнительными периферийными компонентами в такой схеме являются звуковой усилитель и сопряженный с ним выходной фильтр нижних частот, ПЗУ с речевым словарем и схема тактового кварцевого генератора (OSC).

Рис. 7.12. Структурная схема речевого синтезатора Диджитокер с управлением от переключателей. (С разрешения фирмы 'Нэшнл 'семикондактор корп.'.)

^* (Тумблер однополюсный на два направления.)

^** (Кварцевый резонатор (4 МГц) НС 18 фирмы "Электродайнемикс корп." емкостью 20 пФ.)

Система речевого синтеза Диджитокер может быть также легко сопряжена с шиной микропроцессора; с этой целью управляющие линии от входных переключателей заменяются управляющими линиями от микропроцессора. Типичная конфигурация синтезаторной системы с микропроцессорным управлением приведена на рис. 7.13. Командные линии, идущие к микросхеме речевого микропроцессора, функционально весьма просты, и их назначение нетрудно понять. Линии данных DO - D7 передают стартовые адреса слова или фразы. Линия WR эквивалентна линии чтение/запись (R/W), сигнал которой используется для стробироваыия данных, подлежащих вводу в регистр управления речью. Линия АО - это линия выбора команды, которая определяет способ, используемый микросхемой речевого процессора для обработки сигнала прерывания (INTR) перед его возвратом в микропроцессор. Сигнал с вывода "выбор микросхемы" (CS) производит подготовку микросхемы речевого процессора к приему команд микропроцессора в виде декодированных адресов ПЗУ.

Рис. 7.13. Структурная схема речевого синтезатора Диджитокер, подсоединенного к микропроцессорной шине. (С разрешения фирмы 'Нэшнл семикондактор корп.'.)

Помимо базовой микросхемы речевого процессора фирма "Нэшнл семикондактор" предлагает несколько словарных ПЗУ с предварительно записанными в них (в закодированной форме) словарями для различных применений. Стандартный словарный набор DT 1050 синтезатора Диджитокер вкдючает два 64-кбитовых ПЗУ, которые содержат такой же словарь, какой приведен в табл. 7.2. Поскольку в синтезаторе Майкро-маус используется тот же набор микросхем, эти словари одинаковы. Другой набор микросхем, предлагаемый фирмой "Нэшнл семикондактор", содержит базовый числовой набор DT 1052 Диджитокер. Этот ограниченыи словарный набор имеет в своем составе наговоренные числа от 0 до 9, "." и пять различных по длительности пауз, вводимых в воспроизводимую речь.

Фирма "Нэшнл семикондактор" может также поставлять речевые ПЗУ типа DT 1057 Диджитокер с другим стандартным словарем (табл. 7.3). Слова, входящие в состав второго словарного набора, служат хорошим дополнением к словам практически для любого возможного приложения. Чтобы убедиться в этом, достаточно рассмотреть конкретный пример с какой-либо специфической фразой и установить, можно ли найти в этих словарях (табл. 7.2 и 7.3) нужные слова или эквивалентную им замену. Следует помнить, что, пользуясь синтезатором Диджитокер, можно не только произносить слова из этих словарей с необходимыми паузами между ними, но и связывать (конкатенировать) слова и выражения из словарей в более Длинные слова. Так, если нужно произнести, скажем, слово megohms, то достаточно задать, руководствуясь табл. 7.3, последовательность из адресов 45 (шестнадцатеричный) и 52 (шестнадцатеричный), не внося между ними никакого разделительного интервала - паузы.

Таблица 7.3. Содержание словарных ПЗУ речевого синтезатора

^* (ED-суффикс, который используется для преобразования глагольной формы настоящего времени в форму прошедшего времени. Однако способ, которым произносится этот суффикс, меняется от слова к слову. По этой причине предлагается четыре различных звуковых варианта, каждый из которых следует опробовать со словом, преобразуемым в прошедшее время и тем самым найти лучший по качеству звучания результат. Суффиксы ED, расположенные на адресах 31 и 32, следует использовать со словами, заканчивающимися на согласные Т или D соответственно, например со словами exit и load. Суффикс ED с адресом 34 следует использовать со словами, заканчивающимися на мягкий звук, например как в слове ash. Суффикс ED с адресом 33 следует применять со всеми остальными словами.)

^** (Суффикс ТН добавляется к таким количественным числительным, как six, seven, eight, для получения порядковых числительных sixth, seventh, eighth и т. д.)

^*** (Суффикс UTH может быть использован для прибавления к таким количественным числительным, как twenty, thirty, forty, для получения порядковых числительных, подобных twentieth, thirtieth, fortieth и т. д.)

^**** (Адрес 130-последний законный адрес в данном конкретном списке слов. Использование адреса с большим номером приводит к генерации неразборчивой, бессмысленной речи.)

Для тех, кто намерен изучить синтезатор речи Диджитокер, не вникая в сложности соединений между отдельными компонентами аппаратных средств, фирма "Нэшнл семикондактор" выпускает законченную плату DT 1000, которая предназначена для исследования возможностей речевого синтеза. Общий вид платы показан на рис. 7.14. В состав платы входят: микросхема речевого процессора, два ПЗУ со словарями, состав которых приведен в табл. 7.2, выходной фильтр нижних частот и небольшой предварительно запрограммированный микропроцессор. Для работы с этой пробной платой синтезатора речи необходимы лишь источник питания с напряжением 6-11 В и недорогой громкоговоритель. Эта демонстрационная плата, отличающаяся исключительной гибкостью и простотой, очень удобна для практического использования набора микросхем Диджитокер. Система Диджитокер представляет собой одну из основных систем речевого синтеза в интегральном исполнении, имеющихся в продаже и построенных по методу прямого кодирования-восстановления речевого сигнала. Поскольку словари, необходимые для построения речи средствами этой системы, закодированы специалистами фирмы "Нэшнл семикондактор", возможности для создания собственного словаря здесь довольно ограниченны. Фирма "Нэшнл семикондактор" может выполнить кодирование заказного словаря по запросу пользователя, однако затраты на одно слово в таком случае будут весьма высокими. Следовательно, эта система наилучшим образом подходит для таких приложений, в которых целесообразно использовать уже существующие I постоянные словари.

Рис. 7.14. Плата для макетирования синтезаторов речи DT1000 Диджитокер фирмы 'Нэшнл семикондактор корпорейшн'. (С разрешения фирмы 'Нэшнл семикондактор корп.'.)