Техника - молодёжи 1963-10, страница 18

Машину

В. ТРУНИН и А. ФИРЕР, инженеры, сотрудники Вычислительного центра АН СССР

Современные электронно-вычислительные машины «иемы» и «глухи». Они воспринимают информацию, пробитую иа перфокартах и перфолентах, а выводят данные, отпечатанные на бумаге или же записанные на магнитную ленту. Если вы подойдете к машине к попытаетесь произнести ту или иную команду, то машина не будет реагировать на нее. А нельзя ли сделать так, чтобы машина слышала? Для этого необходимо решить одну из сложнейших задач современной науки — проблему автоматического распознавания речи. Но тут ученые встречаются с целым рядом трудностей. Известно, что число слов в любом языке превышает десятки тысяч, а ферритовая память машины весьма ограничена, ее хватит для распознавания лишь нескольких десятков или сотен слов. Но можно пойти иным путем. Предположим, что речь состоит из небольшого числа звуковых символов, в какой-то мере эквивалентных буквам в письменном тексте. Это так называемые фонемы. Если взять за основу для распознавания речи комбинацию из фонем, то мы получим те же преимущества, какими обладает алфавитный способ написания по сравнению с иероглифами: из трех десятков букв русского алфавита можно составить все многообразие слов, из 41 русской фонемы — любые фразы и слова.

Каждая фонема отличается от другой, и задача состоит в том, чтобы, используя индивидуальные свойства фонем, научить машину «различать» нх в слитном тексте, то есть находить цифровой или буквенный эквивалент фонем, напечатать его, если нужно, или зафиксировать в памяти машины. Механическое машинное распознавание речи должно быть похоже иа то, как распознает звуки школьник, когда пишет диктант. К сожалению, процессы, происходящие

в мозгу человека при восприятии текста, совсем мало исследованы, и ученые сейчас прилагают все усилия инженерным путем подойти к разгадке той проблемы, которую уже решила природа.

Отдельные слова с помощью элек-

учат

тронной техники расчленяются на фонемы, каждая фонема тщательно анализируется. Случайные признаки фонем исключаются или по крайней мере сводятся до минимума.

Для пояснения можно привести такой пример. Любой из нас по-своему произносит звук «а». Голос каждого неповторим, а это значит, что при исследованиях электрические характеристики речи всякий раз будут получаться индивидуальные. Но ведь • то же время та или иная фонема, которую мы произносим, понятна каждому. Значит, в речи, в звуках заложены еще особые характерные признаки простейших речевых единиц. Не случайные признаки! Они непременно присутствуют при произнесении одного и того же звука. Считают, что таких характерных различительных признаков немного. Если бы удалось точно установить их, то, создав специальную аппаратуру, можно было бы ввести такие признаки в машину. И тогда машина могла бы распознавать отдельные звуки.

Сейчас уже определены некоторые признаки фонем. Например, установлено, что гласные удается различать по так называемым полосам формантных частот и относительным уровням энергии в них. Что же такое форманта? Рассматривая спектр гласных и отдельных согласных, ученые заметили, что существуют частотные области, где как бы концентрируются «сгустки» энергии. Эти-то области повышенной концентрации энергии и получили название формант, а средние значения частот в этих областях — формантных частот, У каж

дого звука они расположены по-разному. Количествб формант и их положение можно определить спектральным анализом. Впервые такое исследование отдельных русских фонем провел профессор Л. Л. Мясников. Он же еще в начале сороковых годов попытался создать прибор для объективного распознавания звуков речи. Большую работу по выявлению формант и по дальнейшему изучению фонем провели советские ученые Л. А. Варшавский и И. М. Литвак в 1955 году. В своих опытах они использовали устройство, кото-

слушать,

рое могло создавать искусственные звуки речи.

Источником гласных являются наши голосовые связки. Звук, получающийся при колебании связок, проходит систему резонаторов, которые образуются в полости рта при различных положениях челюсти, языка и т. д. При прохождении через такую систему одни составляющие звука будут усиливаться, а другие подавляться. Таким образом, в спектре звука получаются усиленные области — иначе говоря, форманты.

Что же касается согласных, то они образуются как бы нашим дыханием, либо без участия голосовых связок,

вает цифры: 2 500 — проплыл электрический скат, 3 100 — гигантская креветка. От головы этого животного в кромешную тьму время от времени выбрасываются яркие снопы огня. Сомнений нет: это гигантская креветка, «брызгающая огнем». Креветка испускает светящуюся жидкость, которую можно принять за пламя. 3 300—перед батискафом чуднйя рыба — снизу у нее торчат придатки, с их помощью она совершенно спокойно садится на любое дно, рядом с ней расположилась веселая семейка — краб-отшельник, и на его раковине морские анемоны. 3 500 м — новое чудище — рыба-фонарь. Громадные глаза ее фосфоресцируют, испуская свет. На счетчике 4 тыс. м. Проплыла рыба-сундук. Еще сто метров — гигантская морская анемона. Уже пройдена самая низкая отметка, достигнутая на «ФНРС-3» летом 1954 года е Дакаре, а корабль опускается все ниже. 4 300, 4 500, 4 700, 5100 и, наконец, 5 500 м. У моря, миллионы лет скрывавшего свои глубины, отвоеваны еще две тысячи метров. И здесь — жизнь. Где же граница жизни? Где наступает зона «мертвого моря»? Да и есть ли она на самом дел$, эта лишенная живых существ глубина?

И эдеоь —жизнь

И вот ученые начали готовиться к покорению самой глубокой впадины—11 тыс, м. Почти в два раза больше, чем было достигнуто. Но и иа этой глубине «Триест» блестяще выдержал испытание. Вначале было решено спуститься на

7 тыс. м, а затем попытаться дойти до глубины около 11 тыс. м. С Жаком Пнкаром должен был пойти лейтенант Д. Вальш. В этот же 1960 год были совершены оба невероятных спуска. «Чертова впадина» была пройдена почти до дна — 10 916 м.

- Что же скрывали эти глубины7 На 7 тыс. м еще плавали морские звезды; на 7 150 м была встречена последняя звезда; на 7 500 батискаф обнаружил небольшую рыбку; около

8 тыс. — осьминог; на 8 500 еще встречались животные; на

9 тыс. м — растения. Корабль опускался все ниже, но живое не исчезало. На глубине более десяти километров были встречены моллюски, а ниже на 400 м — растения. Итак, жизнь! Жизнь всюду, даже на глубине 11 км.

Профессор Пикар был счастлив. Пусть не он, а его сын и

14