РАСПОЗНАВАНИЕ ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ С ПОМОЩЬЮ СОВРЕМЕННЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ

SOUND SIGNAL RECOGNITION WITH MODERN APPS

Vsevolod Evgrafov

student, Department of Automation and Mathematical Modeling, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

В статье описывается физическая суть звуковых сигналов, а также приложения, с помощью которых их можно распознать.

ABSTRACT

The article describes the physical essence of sound signals, as well as the applications with which they can be recognized.

Ключевые слова: сигнал, приложение, информация.

Keywords: signal, application, information.

В современном мире каждый день происходит обмен информацией. Одной из задач обмена информацией является проектирование и создание систем распознавания сигналов, в том числе и речевых, которые являются устойчивыми к шумам (с низкой частотой появления ошибок). Для решения данной задачи требуется использование больших вычислительных ресурсов, что влечет за собой поиск более эффективных методов, таких как использование искусственных нейронных сетей.

Определим, что представляет собой сам сигнал. Сигналом, прежде всего, называют носитель информации (любой физический процесс, данные, закодированные сообщения и многое другое), который используется для передачи данных в системе связи. Сигналы описываются функцией (функцией времени) и математической моделью, с помощью которых можно охарактеризовать параметры и их изменения относительно времени, для дальнейшего анализа и синтеза. Также не стоит забывать о шумах (случайная функция времени), которые содержат в себе полезную информацию и влияют на исходный сигнал, искажая его. Поэтому основной задачей теоретической радиотехники является извлечение полезной информации из сигнала с обязательным учетом шума.

Необходимо следить за основными параметрами сигнала для корректной работы устройства. Проводник может выйти из строя из-за перегрева, если амплитуда будет слишком большой. Также, если амплитуда будет малой при недостаточном напряжении, сигнал в проводнике будет затухать и не достигнет получателя. Период - величина, обратная частоте, показывает задержку времени между соседними значениями (максимумами или минимумами) сигнала равной величины. Фаза сигнала измеряется в градусах (в пределах от 0 до 360) или радианах.

Для того чтобы передать сигнал, используются каналы связи. Но есть в этой передачи существенные недостатки, такие как мешающие воздействия, со стороны внешней окружающей среды. От таких же других каналов связи, используемых для различных целей. Для того чтобы избавится, или по крайней мере постараться свести к минимуму эти паразитные составляющие, используются специальные методы модуляции, шифрование, кодирование и т.д.

На сегодняшний день существуют различные методы и алгоритмы распознавания сигналов, голосов различных тембров, громкости и частоты. Одной из самых распространенных программ для распознавания речи является Shazam. Рассмотрим подробнее принцип работы данной программы.

Для начала в данное приложение записывает поступающий звук, далее в нем уже содержится определенная библиотека мелодий и наконец, в соответствии с определенным алгоритмом определяется нужная мелодия. Чтобы процесс подбора был наиболее эффективным в данной программе песня разбивается на определенные интервалы для низких и более высоких частот, так как они принадлежат определенным музыкальным инструментам. Далее на данных интервалах выбираются наивысшие частоты, которые в свою очередь формируют сигнатуру композиции, при помощи чего и идентифицируется та или иная песня.

В настоящее время алгоритмы распознавания речи применяются во многих сферах, чаще в сферах обслуживания людей и предоставления доступа к информации.

Более широкое распространение алгоритмы распознавания речи получили в сервисах поиска аудиозаписей. Существует более двадцати различных сервисов поиска понравившейся музыки. Все они основываются на технологии снятия акустического отпечатка, с небольшого участка аудио материала, через любой канал аудиокарты, затем считанные данные отправляются в базу данных, где происходит поиск совпадений с аудиоотпечатками уже опознанных композиций. Примером таких сервисов служат всем известные программы Shazam, TrackID, Tunatic и многие другие.

Список литературы:

1. https://flot.com/publications/books/shelf/signalman/24.htm?print=Y (дата обращения 04.11.2021)
2. https://www.vestnik-donstu.ru/jour/issue/view/94/showToc (дата обращения: 04.11.2021)