JP2000089792A

JP2000089792A - 音声認識装置

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Publication number: JP2000089792A
Application number: JP10255847A
Authority: JP
Inventors: Masahisa Ikejiri; 昌久池尻; Mitsuhiro Inazumi; 満広稲積; Yasunaga Miyazawa; 康永宮澤; Hiroshi Hasegawa; 浩長谷川; Fumihiro Misawa; 文博三沢
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-09-09
Filing date: 1998-09-09
Publication date: 2000-03-31
Anticipated expiration: 2018-09-09
Also published as: JP3911865B2

Abstract

(57)【要約】【課題】消費電流の低減化を図るとともに、音声検出
精度および音声認識精度の向上を図るのに好適な音声認
識装置を提供する。【解決手段】音声を入力する音声入力回路１２０と、
音声入力回路１２０に音声が入力されたことを検出する
ＣＭＯＳロジック１３２と、ＣＭＯＳロジック１３２の
検出結果に基づいて音声入力回路１２０に入力される音
声の認識を開始するＣＰＵ１３０と、を備え、ＣＭＯＳ
ロジック１３２は、音声入力回路１２０からの入力信号
が所定レベルを挟んで変化した回数をカウントし、その
カウント回数が所定数以上であるときは、音声入力回路
１２０に音声が入力されたと判定するようになってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音声を認識する音
声認識装置に係り、特に、消費電流の低減化を図るとと
もに、音声検出精度または音声認識精度の向上を図るの
に好適な音声認識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、音声認識を用いた機器が様々な分
野で実用化されてきている。この種の機器は、スイッチ
を入れて初めて認識動作を開始することで十分な機能を
果たすものがあるが、音声が入力されると、直ちに音声
認識を開始してその認識結果に基づいた動作を行うとい
うように、常に、音声入力を待ち状態としておく必要の
あるものもある。

【０００３】後者の例としては、例えば、ユーザが時刻
を問い合わせると現在時刻を応答する時計などがある。
この種の機器は、電池で動作するものがほとんどであ
り、また、機器の小型化、軽量化を考えたとき、電池は
小容量のものを使用することが望ましく、かつ、長時
間、電池交換をしないで済むことが望まれる。

【０００４】しかし、この種の機器は、常に音声入力を
待ち状態としておく必要があるため、待ち状態において
も、常に電流が消費されることになり、その消費電流を
いかに小さく抑えるかが大きな課題である。

【０００５】こうした課題を解決するために、従来、い
くつかの音声認識装置が提案されている。例えば、従来
の音声認識装置としては、特開昭58-55990号公報に開示
されたもの（以下、第１の従来例という。）がある。こ
れは、入力音声をアンプにより増幅して出力する音声入
力回路と、音声入力回路に音声が入力されたことを検出
する音声検出回路と、音声入力回路からの入力音声を認
識する音声認識回路と、を備え、音声検出回路により、
音声入力回路に音声が入力されたと検出されたときは、
音声認識回路に電力を供給するようになっているもので
ある。この音声検出回路では、音声入力回路からの入力
信号が所定レベル以上か否かを判定し、入力信号が所定
レベル以上であると判定したときに、音声入力回路に音
声が入力されたと検出する。

【０００６】したがって、所定レベル以上の音声信号が
入力されない間は、音声認識回路に電力が供給されない
ので、音声入力待ち状態における消費電流を低減するこ
とができる。

【０００７】また、従来他の音声認識装置としては、特
開平1-93794 号公報に開示されたもの（以下、第２の従
来例という。）がある。これは、入力音声をアンプによ
り増幅して出力する音声入力回路と、音声入力回路から
の入力信号が所定レベル以上であるときに信号を出力す
る音声検出回路と、音声検出回路からの信号が入力され
てから所定時間が経過するまでの間信号を出力するタイ
マと、タイマからの信号の発生中オンとなる電源と、電
源からの電力により駆動しかつ音声入力回路からの入力
音声を認識する音声認識回路と、を備えたものである。

【０００８】したがって、所定レベル以上の音声信号が
入力されてから所定時間が経過するまでの間でしか、音
声認識回路に電力が供給されないので、音声入力待ち状
態における消費電流を低減することができる。

【０００９】また、従来他の音声認識装置としては、特
開平7-244494号公報に開示されたもの（以下、第３の従
来例という。）がある。これは、音声認識回路に供給す
るクロック信号の周波数が高いほど消費電流が大きくな
るという点に着目してなされたものであって、入力音声
をアンプにより増幅して出力する音声入力回路と、音声
入力回路からの入力信号における音声区間の特徴量を含
む特徴パターンデータを送出する前処理回路と、送出さ
れた特徴パターンデータと複数の音声に対するあらかじ
め格納済の基準パターンデータとの類似度の比較判定動
作をクロック信号に基づき行う音声認識回路と、音声入
力回路からの入力信号が所定レベル以上であることを検
出する音声検出回路と、音声認識回路の比較結果が所定
の音声候補でない場合もしくは音声検出回路の検出結果
から入力信号が一定時間以上所定レベル以下である場合
にはクロック信号の周波数を基準値よりも低下させるク
ロック制御回路と、を備えたものである。

【００１０】したがって、音声認識回路の比較結果が所
定の音声候補でない場合や、所定レベル以上の音声信号
が一定時間以上入力されない場合は、音声認識回路に高
い周波数のクロック信号が供給されないので、音声入力
待ち状態における消費電流を低減することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１、第２および第３の従来例にあっては、いずれも次の
ような共通の問題点があった。すなわち、第１、第２お
よび第３の従来例において、音声検出回路では、単に、
音声入力回路からの入力信号が所定レベル以上であるか
否かを判定することによって、音声入力回路に音声が入
力されたことを検出するようになっているため、例え
ば、単発的なノイズや低周波ノイズ、回路ドリフト等の
ハイレベルノイズの影響により、入力信号が所定レベル
以上になったときは、音声以外のものが入力されたにも
かかわらず、音声が入力されたと検出してしまう。した
がって、このような場合は、音声を認識する必要がない
のに認識動作が開始されてしまい、無駄な電流が消費さ
れることになる。

【００１２】また、音声入力回路では、音声入力待ち状
態と音声認識時とによらず、同一特性のアンプを用いて
いるため、こうしたことも、消費電流の増加を招く要因
となっていた。すなわち、音声認識時では、基準音声パ
ターンデータと入力信号とのマッチング処理を行うた
め、入力信号のすべての成分が必要となるのに対し、音
声入力待ち状態では、入力信号が所定レベル以上である
か否かを検出すれば足りるため、例えば、動作点よりも
ハイレベルの信号成分だけあればよく、必ずしも入力信
号のすべての成分を必要としない。したがって、音声認
識時に合わせて入力信号のすべての成分を得ようとし
て、例えば、動作点を電源電圧の１／２に設定してしま
うと、音声入力待ち状態では、不要な電流を消費するこ
とになる。

【００１３】さらに、音声入力待ち状態と音声認識時と
では、入力信号における必要な周波数帯域が異なる。す
なわち、音声認識時では、上記マッチング処理を行うこ
とから、音声に含まれるすべての周波数成分が必要であ
るのに対し、音声入力待ち状態では、音声が入力された
ことを単に検出すればよいので、音声に含まれる周波数
成分うち基本周波数成分だけがあればよい。したがっ
て、音声入力回路において、同一特性のアンプを用いて
いることは、音声入力待ち状態および音声認識時のいず
れかにおいて処理に最適な入力信号を得ることができ
ず、検出精度または認識精度の低下を招く要因ともなっ
ていた。

【００１４】そこで、本発明は、このような従来の問題
を解決することを課題としており、消費電流の低減化を
図るとともに、音声検出精度および音声認識精度の向上
を図るのに好適な音声認識装置を提供することを目的と
している。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載の音声認識装置は、音声認識時には高速のクロックを
用い、音声検出時には低速のクロックのみを用いる音声
認識装置であり、音声信号の処理に、音声認識時にはＡ
／Ｄコンバータを用い、音声検出時にはＣ−ＭＯＳロジ
ックを用いることを特徴とする。このような構成によ
り、音声認識時以外はＣ−ＭＯＳロジックを用いるの
で、さらに消費電力を低減することができる。

【００１６】また、本発明に係る請求項２記載の音声認
識装置は、音声認識時には高速のクロックを用い、音声
検出時には低速のクロックのみを用いる音声認識装置で
あり、音声認識時には連続的にマイクと増幅回路を動作
させ、音声検出時には間欠的にマイクと増幅回路を動作
させることを特徴とする。このような構成により、音声
認識時以外は間欠的にしか電力が消費されないので、消
費電力を一層低減することができる。

【００１７】本発明者等は、鋭意検討を重ねた結果、音
声がある程度決まった帯域の周波数を有していること、
およびハイレベルノイズが比較的音声帯域外の周波数を
有していることに着目し、音声帯域にある音のみを音声
認識の対象とすれば、音声とハイレベルノイズとをある
程度区別することができることを見いだした。

【００１８】したがって、上記目的を達成するために、
本発明に係る請求項３記載の音声認識装置は、音声を入
力する音声入力手段と、前記音声入力手段に音声が入力
されたことを検出する音声検出手段と、前記音声検出手
段の検出結果に基づいて前記音声入力手段に入力される
音声の認識を開始する音声認識手段と、を備えた音声認
識装置において、前記音声検出手段は、前記音声入力手
段からの入力信号が所定レベルを挟んで変化した回数に
基づいて、前記音声入力手段に音声が入力されたことを
検出するようになっている。

【００１９】このような構成であれば、音声入力手段に
何らかの音が入力されると、音声検出手段により、音声
入力手段からの入力信号が所定レベルを挟んで変化した
回数に基づいて、音声入力手段に音声が入力されたこと
が検出され、音声認識手段により、音声検出手段の検出
結果に基づいて、音声入力手段に入力される音に対して
音声認識が開始される。

【００２０】ここで、所定レベルは、正または負の実数
値をもつレベルに限らず、零レベルまたは音声入力手段
の動作点であってもよい。また、「所定レベルを挟んで
変化した」とは、所定レベル以下から所定レベル以上へ
の変化、または所定レベル以上から所定レベル以下への
変化をいう。

【００２１】さらに、本発明に係る請求項４記載の音声
認識装置は、請求項３記載の音声認識装置において、前
記音声検出手段は、所定時間内において前記入力信号が
前記所定レベルを挟んで変化した回数をカウントするカ
ウント手段と、前記カウント手段のカウント回数が所定
数以上であるときは前記音声入力手段に音声が入力され
たと判定する判定手段と、を有する。

【００２２】このような構成であれば、音声入力手段に
何らかの音が入力されると、カウント手段により、所定
時間内において音声入力手段からの入力信号が所定レベ
ルを挟んで変化した回数がカウントされる。カウントの
結果、判定手段により、カウント手段のカウント回数が
所定数以上であるときは、音声入力手段に音声が入力さ
れたと判定される。

【００２３】したがって、音声帯域よりも低い周波数を
除去するように、所定時間および所定数を設定すれば、
音声入力手段に音声が入力されると、カウント手段によ
り、所定時間内において入力信号が所定レベルを挟んで
変化した回数がカウントされるが、入力されたものが音
声帯域にある音であるので、カウント手段のカウント回
数が所定数以上となって、判定手段により、音声入力手
段に音声が入力されたと判定される。これに対して、音
声入力手段に音声帯域よりも低い周波数の音が入力され
ると、カウント手段により、所定時間内において入力信
号が所定レベルを挟んで変化した回数がカウントされる
が、入力されたものが音声帯域よりも低い周波数の音で
あるので、カウント手段のカウント回数が所定数以上と
ならず、判定手段により、音声入力手段に音声が入力さ
れたと判定されない。

【００２４】さらに、本発明に係る請求項５記載の音声
認識装置は、請求項３記載の音声認識装置において、前
記音声検出手段は、所定時間内において前記入力信号が
前記所定レベルを挟んで変化した回数をカウントするカ
ウント手段と、前記カウント手段のカウント回数が所定
の範囲内であるときは前記音声入力手段に音声が入力さ
れたと判定する判定手段と、を有する。

【００２５】このような構成であれば、音声入力手段に
何らかの音が入力されると、カウント手段により、所定
時間内において音声入力手段からの入力信号が所定レベ
ルを挟んで変化した回数がカウントされる。カウントの
結果、判定手段により、カウント手段のカウント回数が
所定の範囲内であるときは、音声入力手段に音声が入力
されたと判定される。

【００２６】したがって、音声帯域外の周波数を除去す
るように、所定時間および所定の範囲を設定すれば、音
声入力手段に音声が入力されると、カウント手段によ
り、所定時間内において入力信号が所定レベルを挟んで
変化した回数がカウントされるが、入力されたものが音
声帯域にある音であるので、カウント手段のカウント回
数が所定の範囲内となって、判定手段により、音声入力
手段に音声が入力されたと判定される。これに対して、
音声入力手段に音声帯域外の周波数の音が入力される
と、カウント手段により、所定時間内において入力信号
が所定レベルを挟んで変化した回数がカウントされる
が、入力されたものが音声帯域外の周波数の音であるの
で、カウント手段のカウント回数が所定の範囲内となら
ず、判定手段により、音声入力手段に音声が入力された
と判定されない。

【００２７】ところで、音声認識装置では、音声入力手
段からの入力信号が動作点を離れて電源電圧または接地
電圧に張りついたままの状態となることが稀に発生す
る。請求項３ないし５記載の発明では、音声入力手段か
らの入力信号が所定レベルを挟んで何回変化したかによ
って、音声入力手段に入力される音の周波数を擬似的に
検出するようにしているが、例えば、音声入力手段に高
周波のハイレベルノイズが入力され、その入力信号が所
定時間内の途中で動作点を離れて電源電圧または接地電
圧に張りついたままの状態となった場合であって、しか
もその入力信号が所定レベルを挟んで変化した回数が所
定の範囲内となった場合は、音声認識手段が音声認識を
開始してしまうことになる。したがって、こうした場合
においては、音声以外の入力信号であることが明らかな
ので、音声認識手段が音声認識を開始してしまうのを避
けたい。

【００２８】上記のような場合における入力信号は、電
源電圧または接地電圧に張りついているために、音声の
入力信号に比較して、所定レベルよりもハイレベルにな
っている時間、または所定レベルよりもローレベルとな
っている時間が長くなるということができる。

【００２９】そこで、かかる点に着目し、上記問題を解
決するために、本発明に係る請求項６記載の音声認識装
置は、請求項３ないし５記載の音声認識装置において、
前記音声検出手段は、さらに、前記入力信号が前記所定
レベルよりもハイレベルとなっている時間またはローレ
ベルとなっている時間に基づいて、前記音声入力手段に
音声が入力されたことを検出するようになっている。

【００３０】このような構成であれば、音声入力手段に
何らかの音が入力されると、音声検出手段により、音声
入力手段からの入力信号が所定レベルよりもハイレベル
になっている時間、または所定レベルよりもローレベル
になっている時間に基づいて、音声入力手段に音声が入
力されたことが検出される。

【００３１】さらに、本発明に係る請求項７記載の音声
認識装置は、請求項６記載の音声認識装置において、前
記音声検出手段は、前記入力信号が前記所定レベルより
もハイレベルであるかまたはローレベルであるかを所定
周期で検出する検出手段と、所定時間内において前記検
出手段がハイレベルであると検出した回数またはローレ
ベルであると検出した回数をカウントする第２のカウン
ト手段と、前記第２のカウント手段のカウント回数が所
定数以上であるときは前記音声入力手段に音声が入力さ
れていないと判定する第２の判定手段と、を有する。

【００３２】このような構成であれば、音声入力手段に
何らかの音が入力されると、検出手段により、音声入力
手段からの入力信号が所定レベルよりもハイレベルであ
るかまたはローレベルであるかが所定周期で検出される
とともに、第２のカウント手段により、所定時間内にお
いて検出手段がハイレベルであると検出した回数または
ローレベルであると検出した回数がカウントされる。カ
ウントの結果、第２の判定手段により、第２のカウント
手段のカウント回数が所定数以上であるときは、音声入
力手段に音声が入力されていないと判定される。

【００３３】したがって、上記のような状態が生じる
と、第２のカウント手段により、所定時間内においてハ
イレベルの回数またはローレベルの回数がカウントされ
るが、入力信号が電源電圧または接地電圧に張りついて
いるので、第２のカウント手段のカウント回数が所定数
以上となって、第２の判定手段により、音声入力手段に
音声が入力されていないと判定される。なお、音声入力
手段に音声が入力されると、第１のカウント手段によ
り、所定時間内においてハイレベルの回数またはローレ
ベルの回数がカウントされるが、入力信号が動作点を基
準として振動するので、第２のカウント手段のカウント
回数が所定数以上とならず、第２の判定手段により、音
声入力手段に音声が入力されていないと判定されない。

【００３４】一方、本発明に係る請求項８記載の音声認
識装置は、入力した音声を演算増幅器により増幅して出
力する音声入力手段と、前記演算増幅器からの入力信号
に基づいて前記音声入力手段に音声が入力されたことを
検出する音声検出手段と、前記音声検出手段の検出結果
に基づいて前記入力信号に対する音声認識を開始する音
声認識手段と、を備えた音声認識装置において、前記音
声検出手段の検出結果に基づいて、前記演算増幅器の特
性を変更するようになっている。

【００３５】このような構成であれば、音声入力手段に
何らかの音が入力されると、演算増幅器により、入力さ
れた音が増幅されて出力される。そして、音声検出手段
により、演算増幅器の特性に基づき増幅された入力信号
に基づいて、音声入力手段に音声が入力されたことが検
出され、音声検出手段の検出結果に基づいて、演算増幅
器の特性が変更されるとともに、変更された演算増幅器
の特性に基づき増幅された入力信号に対する音声認識が
開始される。したがって、音声検出時と音声認識時とで
は、演算増幅器に対して異なる特性が設定される。

【００３６】この請求項８記載の発明において、「特
性」とは、動作点、増幅率、時定数等をいう。

【００３７】さらに、本発明に係る請求項９記載の音声
認識装置は、請求項８記載の音声認識装置において、前
記音声検出手段の検出結果に基づいて、前記演算増幅器
の動作点を変更するようになっている。

【００３８】このような構成であれば、音声検出手段の
検出結果に基づいて、演算増幅器の動作点が変更され
る。したがって、音声検出時と音声認識時とでは、演算
増幅器に対して異なる動作点が設定される。

【００３９】さらに、本発明に係る請求項１０記載の音
声認識装置は、請求項８または９記載の音声認識装置に
おいて、前記音声検出手段の検出結果に基づいて、前記
演算増幅器の増幅率を変更するようになっている。

【００４０】このような構成であれば、音声検出手段の
検出結果に基づいて、演算増幅器の増幅率が変更され
る。したがって、音声検出時と音声認識時とでは、演算
増幅器に対して異なる増幅率が設定される。

【００４１】さらに、本発明に係る請求項１１記載の音
声認識装置は、請求項８ないし１０記載の音声認識装置
において、前記音声検出手段の検出結果に基づいて、前
記音声検出手段の検出結果に基づいて、前記演算増幅器
の時定数を変更するようになっている。

【００４２】このような構成であれば、音声検出手段の
検出結果に基づいて、演算増幅器の時定数が変更され
る。したがって、音声検出時と音声認識時とでは、演算
増幅器に対して異なる時定数が設定される。

【００４３】さらに、本発明に係る請求項１２記載の音
声認識装置は、請求項３ないし１１記載の音声認識装置
において、前記音声入力手段を間欠的に駆動するように
なっている。

【００４４】このような構成であれば、音声入力手段が
間欠的に駆動させられる。例えば、０．１秒間を動作状
態として音声入力を可能とし、その後の０．５秒間を非
動作状態とするというように、動作状態と非動作状態と
を繰り返す間欠的な音声入力動作が行われる。このよう
な間欠駆動を行うことにより、音声入力待ち状態におけ
る消費電流が低減される。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る
音声認識装置の実施の形態を示す概略構成図である。

【００４６】この第１の実施の形態は、本発明に係る音
声認識装置を、図１に示すように、常に音声入力待ち状
態とし、音声が入力されると、直ちに音声認識を開始し
てその認識結果に基づいた動作を行う常時駆動型の音声
認識装置に適用したものである。

【００４７】まず、構成の概略を説明すると、図１中、
音声認識装置１００は、マイクロホン１１０と、マイク
ロホン１１０が入力した音声をアンプにより増幅して出
力する音声入力回路１２０と、制御プログラムに基づい
て音声入力回路１２０からの入力信号を用いた所定の音
声認識処理を実行するＣＰＵ１３０と、所定領域にあら
かじめＣＰＵ１３０の制御プログラム等を格納している
ＲＯＭ１４０と、ＲＯＭ１４０等から読み出したデータ
やＣＰＵ１３０の演算過程で必要な演算結果を格納する
ためのＲＡＭ１５０と、ＣＰＵ１３０からの音声信号を
アンプにより増幅してスピーカ１７０に出力する音声出
力回路１６０と、で構成されている。ここで、ＣＰＵ１
３０と、ＲＯＭ１４０と、ＲＡＭ１５０とは、データを
転送するためのデータバス１９９によりデータ授受可能
に相互に接続されている。

【００４８】ＣＰＵ１３０には、音声入力回路１２０に
音声が入力されたことを検出するＣＭＯＳロジック１３
２と、音声入力回路１２０からのアナログの入力信号を
ディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１３４と、
音声入力回路１２０をＣＭＯＳロジック１３２とＡ／Ｄ
コンバータ１３４とに接続切換するスイッチＳＷと、Ｃ
ＰＵ１３０の処理結果であるディジタル信号をアナログ
信号に変換して音声出力回路１６０に出力するＤ／Ａコ
ンバータ１３６と、高速（例えば、２０ＭＨｚ）のクロ
ックを発振する高速クロック発振器１３８と、低速（例
えば、３２ＫＨｚ）のクロックを発振する低速クロック
発振器１３９と、ＣＰＵ１３０の制御により電源電圧Ｖ
_DD、接地電圧（ＧＮＤ）、オープン電圧（フローティン
グ）への接続切換を行う制御ポートＰ₁，Ｐ₂，Ｐ₃，
MIC-GND と、が設けられている。各制御ポートＰ₁〜Ｐ
₃，MIC-GND には、後段で詳述するが、音声入力回路１
２０における回路素子の一端が接続されている。

【００４９】ＣＰＵ１３０では、まず、音声入力回路１
２０をＣＭＯＳロジック１３２に接続するようにスイッ
チＳＷが切り換えられる。この状態で、ＣＭＯＳロジッ
ク１３２により音声が入力されたと検出されると、音声
入力回路１２０をＡ／Ｄコンバータ１３４に接続するよ
うにスイッチＳＷが切り換えられる。そして、Ａ／Ｄコ
ンバータ１３４により、音声入力回路１２０からのアナ
ログの入力信号がディジタル信号に変換されてＲＡＭ１
５０に格納され、格納されたディジタル信号に基づいて
所定の音声認識処理が実行される。なお、音声認識処理
の結果、その認識結果に基づいた所定の動作として、Ｃ
ＰＵ１３０からディジタルの音声信号が出力されると、
Ｄ／Ａコンバータ１３６によりこれがアナログ信号に変
換されて音声出力回路１６０に出力される。

【００５０】全体の動作を図２のフローチャートに基づ
いて説明する。まず、通常は音声検出動作をしており、
マイクロフォン１１０および音声入力回路１２０の後述
するオペアンプＡ_pは間欠動作をしている。そして、マ
イクロフォン１１０に音が入力されると、オペアンプＡ
_pの出力が、一定期間内にＣ−ＭＯＳロジック１３２の
閾値を超えた回数が、規定の回数の範囲内かどうかを調
べ、規定の範囲内なら音声が入力されたと判定し、音声
認識動作を起動する。規定の範囲外なら音声は入力され
なかったと判定し、音声検出動作に戻る。音声認識動作
を起動するには、高速クロックを起動し、制御ポートを
音声認識動作に切り換える。音声認識動作中に、一定期
間内に音声の入力があれば、その音声を用いて音声認識
を行い、必要な動作をした後、さらに音声の入力を待
つ。音声認識動作中に、一定期間内に音声の入力がなけ
れば、制御ポートを音声検出動作に切り換え、高速クロ
ックを停止し、音声検出動作に戻る。

【００５１】次に、音声入力回路１２０の詳細な構成を
図面を参照しながら説明する。図３は、音声入力回路１
２０の構成を示す回路図である。

【００５２】音声入力回路１２０は、図３に示すよう
に、マイクロホン１１０からの音声信号を増幅するオペ
アンプＡ_Pと、マイクロホン１１０の一端および電源電
圧Ｖ_DDに両端を接続した抵抗Ｒ₁と、オペアンプＡ_Pの
非反転入力端子とマイクロホン１１０の一端との間に介
挿されたコンデンサＣ₁と、オペアンプＡ_Pの非反転入
力端子に一端を接続した抵抗Ｒ₃，Ｒ₂と、オペアンプ
Ａ_Pの反転端子に一端を接続したコンデンサＣ₂，Ｃ₃
および抵抗Ｒ₄と、コンデンサＣ₂の他端に一端を接続
した抵抗Ｒ₅と、コンデンサＣ₃の他端に一端を接続し
た抵抗Ｒ₆と、オペアンプＡ_Pの負帰還ループに介挿さ
れた抵抗Ｒ₇と、で構成されている。

【００５３】ここで、マイクロホン１１０の他端および
抵抗Ｒ₃，Ｒ₆の他端は、制御ポートMIC-GND に、抵抗
Ｒ₂の他端は、制御ポートＰ₁に、抵抗Ｒ₄の他端は、
制御ポートＰ₂に、抵抗Ｒ₅の他端は、制御ポートＰ₃
に、それぞれ接続されている。なお、オペアンプＡ_Pの
電源入力端子は、それぞれ電源Ｖ_DDおよび制御ポートMI
C-GND に接続されている。また、抵抗Ｒ₂，Ｒ₃は、い
ずれも同抵抗値である。

【００５４】次に、制御ポートＰ₁〜Ｐ₃，MIC-GND の
詳細な構成を図面を参照しながら説明する。図４は、制
御ポートＰ₁〜Ｐ₃，MIC-GND の切換制御の状態を示す
タイムチャートである。

【００５５】各制御ポートＰ₁〜Ｐ₃，MIC-GND は、音
声入力回路１２０がＣＭＯＳロジック１３２に接続され
ている音声検出時と、音声入力回路１２０がＡ／Ｄコン
バータ１３４に接続されている音声認識時とに応じて、
電源電圧Ｖ_DD、ＧＮＤ、フローティングへの接続切換を
行うようになっている。音声検出時では、後段で詳述す
るが、音声入力回路１２０を間欠的に駆動するため、音
声入力回路１２０をオンにする音声入力回路オン時と、
音声入力回路１２０をオフにする音声入力回路オフ時
と、が存在する。したがって、各制御ポートＰ₁〜
Ｐ₃，MIC-GND は、音声検出時において、さらに、音声
入力回路オン時と、音声入力回路オフ時とに応じて、上
記接続切換を行うようになっている。

【００５６】具体的に、制御ポートMIC-GND は、図４に
示すように、音声入力回路オフ時では電源電圧Ｖ_DDに、
音声入力回路オン時および音声認識時ではＧＮＤに、そ
れぞれ接続切換するようになっており、制御ポートＰ₁
は、音声入力回路オフ時および音声認識時では電源電圧
Ｖ_DDに、音声入力回路オン時ではＧＮＤに、それぞれ接
続切換するようになっている。また、制御ポートＰ₂，
Ｐ₃は、音声入力回路オフ時では電源電圧Ｖ_DDに、音声
入力回路オン時ではＧＮＤに、音声認識時ではフローテ
ィングに、それぞれ接続切換するようになっている。

【００５７】このように接続切換が行われるため、音声
入力回路１２０は、音声入力回路オン時では図５に示す
ように、また音声認識時では図６に示すようになる。

【００５８】すなわち、音声入力回路オン時では、音声
入力回路１２０は、図５に示すように、オペアンプＡ_P
と、抵抗Ｒ₁，Ｒ₇と、コンデンサＣ₁〜Ｃ₃と、ＧＮ
Ｄに他端を接続した抵抗Ｒ₂〜Ｒ₆と、で構成される。
なお、マイクロホン１１０の他端は、ＧＮＤに接続され
ている。このとき、動作点Ｖ_Q、増幅率Ａ_f、および時
定数Ｔ_kは、下式（１）〜（３）で示される。なお、下
式で、Ｒ_m‖Ｒ_nは、Ｒ_mとＲ_nの並列抵抗値を意味す
る。

【００５９】Ｖ_Q＝０（１）Ａ_f≒ （Ｒ₄‖Ｒ₅‖Ｒ₆＋Ｒ₇）／Ｒ₄‖Ｒ₅‖Ｒ₆ （２）Ｔ_k＝Ｃ₂Ｒ₅ またはＣ₃Ｒ₆ （３）（３）式の右辺は、Ｃ₂Ｒ₅とＣ₃Ｒ
_{6の値の小さいほうが時定数として支配}
_{的になるという意味である。}

【００６０】一方、音声認識時では、音声入力回路１２
０は、図６に示すように、オペアンプＡ_Pと、抵抗
Ｒ₁，Ｒ₇と、コンデンサＣ₁，Ｃ₃と、ＧＮＤに他端
を接続した抵抗Ｒ₃，Ｒ₆と、電源電圧Ｖ_DDに他端を接
続した抵抗Ｒ₂と、で構成される。なお、マイクロホン
１１０の他端は、ＧＮＤに接続されている。このとき、
動作点Ｖ_Q、増幅率Ａ_f、および時定数Ｔ_kは、下式
（４）〜（６）で示される。Ｖ_Q＝Ｖ_DDＲ₃／（Ｒ₂＋Ｒ₃）＝Ｖ_DD／２ ∵Ｒ₂＝Ｒ₃（４）Ａ_f≒ （Ｒ₆＋Ｒ₇）／Ｒ₆ （５）Ｔ_k＝Ｃ₃Ｒ₆ （６）このように、音声検出時と音声認識時とでは、動作点Ｖ
_Q、増幅率Ａ_f、および時定数Ｔ_kがそれぞれ異なる値
で設定可能となるので、抵抗Ｒ₁〜Ｒ₇およびコンデン
サＣ₁〜Ｃ₃の値は、音声検出時および音声認識時の両
方において最適な入力信号が得られるような値に設定し
ておく。なお、音声認識時でも、場面によって増幅率Ａ
_fや時定数Ｔ_kを変えたい場合は、Ｃ₃＋Ｒ₆にＣ₂＋
Ｒ₅を並列に接続することにより、それぞれの場面で最
適な特性を得ることができる。また、音声検出時でも、
いくつかのＣＲの組み合わせが考えられ、Ｃ₂＋Ｒ₅は
使用せず、Ｃ₃＋Ｒ₆にＲ₄を並列に接続するだけでも
よいし、Ｒ₄は使用せず、Ｃ₃＋Ｒ₆にＣ₂＋Ｒ₅を並
列に接続するだけでもよい。

【００６１】図７は、音声検出（間欠動作）時の動作の
タイムチャートである。この間欠動作では、一定の期間
ごとに各制御ポートＰ₁〜Ｐ₃，MIC-GND は、電源電圧
Ｖ_DD（プルアップ）、ＧＮＤ（プルダウン）への接続を
繰り返す。オペアンプＡ_P出力の基準動作点は０Ｖであ
るため、マイクロホン１１０がＯＮのときのオペアンプ
Ａ_Pの出力は０Ｖになる。オペアンプＡ_Pの出力は、回
路内の時定数Ｔ_kのため若干応答が遅れる。

【００６２】図８は、音声検出動作（間欠動作）から音
声認識動作への切り換えを示すタイムチャートである。
間欠動作でマイクロフォン１１０がＯＮのときに、規定
の音声入力があると、音声認識動作に切り換わる。その
とき、制御ポートMIC-GND はＧＮＤ、制御ポートＰ₁は
電源電圧Ｖ_DDに接続され、制御ポートＰ₂，Ｐ₃は切り
離されるため、音声入力回路１２０は、図５に示すよう
な回路になる。オペアンプＡ_P出力の基準動作点は、電
源電圧Ｖ_DDの１／２となる。

【００６３】図９は、オペアンプＡ_Pの出力波形を示す
図である。音声認識時では、電源電圧Ｖ_DDの１／２を中
心に、入力波形を歪みなく増幅した波形を出力する。こ
の波形をＡ／Ｄコンバータ１３４でＡ／Ｄ変換し、音声
認識に用いる。音声検出時では、０Ｖを基準に、入力波
形が半波整流された波形を出力する。この波形が、一定
期間内にＣ−ＭＯＳロジック１３２の閾値を越えた回数
を調べ、有効な音声かどうか判定する。

【００６４】次に、ＣＰＵ１３０の詳細な構成を図面を
参照しながら説明する。図１０および図１１は、ＣＰＵ
１３０で実行される処理を示すフローチャートである。

【００６５】ＣＰＵ１３０は、マイクロプロセッシング
ユニットＭＰＵ等からなり、音声入力回路１２０に音声
が入力されたことを検出するときは、ＲＯＭ１４０の所
定領域に格納されている所定のプログラムを起動させ、
図１０のフローチャートに示す音声検出処理を実行する
一方、図１１のフローチャートに示す間欠駆動処理を所
定周期で実行し、音声入力回路１２０を、所定時間（例
えば７０ｍｓ）オンにし、所定時間（例えば、３００ｍ
ｓ）オフにする動作を周期的に繰り返すことにより、間
欠的に駆動させるようになっている。

【００６６】図１０に基づいて、音声検出処理について
説明する。まず、ＣＰＵ１３０において音声入力回路オ
ン時になると、ステップＳ１００に移行して、低速クロ
ック発振器１３９を起動させることによりＣＰＵ１３０
を低速のクロックで動作させ、ステップＳ１０２に移行
して、音声入力回路１２０をＣＭＯＳロジック１３２に
接続するようにスイッチＳＷを切り換え、ステップＳ１
０４に移行して、整数型の変数COUNT ，HIGH，LOW に
“０”を設定し、ステップＳ１０６に移行するようにな
っている。

【００６７】ステップＳ１０６では、音声入力回路１２
０からの入力信号が所定レベルを挟んで変化したか否か
を判定し、所定レベルを挟んで変化したと判定されたと
き(Yes) は、ステップＳ１０８に移行して、変数COUNT
の値に“１”を加算し、ステップＳ１１０に移行する
が、そうでないと判定されたとき（No) は、そのままス
テップＳ１１０に移行する。このステップＳ１０６で
は、音声入力回路１２０からの入力信号を所定周期（例
えば、７０ｍｓ中２５６点をとる周期、すなわち３６５
７Ｈｚ）でサンプリングし、１サンプリング前の値と現
在の値とを比較して、１サンプリング前の値が所定レベ
ル以上でありかつ現在の値が所定レベル以下であると
き、または１サンプリング前の値が所定レベル以下であ
りかつ現在の値が所定レベル以上であるときは、音声入
力回路１２０からの入力信号が所定レベルを挟んで変化
したと判定するようになっている。

【００６８】次いで、ステップＳ１１０では、音声入力
回路１２０からの入力信号が所定レベルよりもハイレベ
ルであるか否かを判定し、所定レベルよりもハイレベル
であると判定されたとき(Yes) は、ステップＳ１１２に
移行して、変数HIGHに“１”を加算するが、そうでない
と判定されたとき（No) は、ステップＳ１１４に移行し
て、変数LOW に“１”を加算し、その後はいずれもステ
ップＳ１１６に移行するようになっている。このステッ
プＳ１１０では、ステップＳ１０６と同様に、音声入力
回路１２０からの入力信号を所定周期でサンプリング
し、現在の値が所定レベルよりもハイレベルであるか否
かを判定するようになっている。

【００６９】次いで、ステップＳ１１６では、音声入力
回路１２０をオンにする所定時間（上記、７０ｍｓ）が
経過したか否か、所定時間が経過したと判定されたとき
(Yes) は、ステップＳ１１８に移行して、変数COUNT の
値が所定数（例えば、３２）以上であるか否かを判定
し、所定数以上であると判定されたとき(Yes) は、ステ
ップＳ１２０に移行するようになっている。このステッ
プＳ１１８では、例えば、音声入力回路１２０に音声が
入力されたときの変数COUNT の値を、所定数として設定
しておく。

【００７０】ステップＳ１２０では、変数HIGHの値が所
定数以下であるか否かを判定し、所定数以下であると判
定されたとき(Yes) は、ステップＳ１２２に移行して、
変数LOW の値が所定数以下であるか否かを判定し、所定
数以下であると判定されたとき(Yes) は、ステップＳ１
２４に移行するようになっている。このステップＳ１２
０，Ｓ１２２では、例えば、音声入力回路１２０に音声
が入力されたときの変数HIGHまたは変数LOW の値を、所
定数として設定しておく。

【００７１】ステップＳ１２４では、高速クロック発振
器１３８を起動させることによりＣＰＵ１３０を高速の
クロックで動作させ、ステップＳ１２６に移行して、音
声入力回路１２０をＡ／Ｄコンバータ１３４に接続する
ようにスイッチＳＷを切り換え、ステップＳ１２８に移
行して、音声認識時の切換パターンとなるように各制御
ポートＰ₁〜Ｐ₃，MIC-GND を接続切換し、ステップＳ
１３０に移行するようになっている。

【００７２】ステップＳ１３０では、音声入力回路１２
０からの入力信号が所定時間内に少なくとも１回は所定
レベルよりもハイレベルとなったか否かを判定し、所定
時間内に所定レベルよりもハイレベルとなったと判定さ
れたとき(Yes) は、ステップＳ１３２に移行して、音声
入力回路１２０からの入力信号を用いた所定の音声認識
処理を実行し、一連の処理を終了して元の処理に復帰さ
せるが、そうでないと判定されたとき（No) は、そのま
ま一連の処理を終了して元の処理に復帰させるようにな
っている。このステップＳ１３０は、音声入力回路１２
０からの入力信号が所定時間内に１回も所定レベルより
もハイレベルとならないときは、音声入力回路１２０に
音声が入力されていないものと判定するための処理であ
る。

【００７３】一方、ステップＳ１１８の判定の結果、変
数COUNT の値が所定数以上でないと判定されたとき（N
o) 、ステップＳ１２０の判定の結果、変数HIGHの値が
所定数以下でないと判定されたとき（No) 、ステップＳ
１２２の判定の結果、変数ＬＯＷの値が所定数以下でな
いと判定されたとき（Ｎｏ）はいずれも、ステップＳ
１０４に戻るようになっている。

【００７４】また一方、ステップＳ１１６の判定の結
果、音声入力回路１２０をオンにする所定時間が経過し
ていないと判定されたとき（No) は、ステップＳ１０６
に戻るようになっている。

【００７５】次に、図１１に基づいて、間欠駆動処理に
ついて説明する。まず、ＣＰＵ１３０において間欠駆動
処理が実行されると、ステップＳ２００に移行して、ス
イッチＳＷの状態に基づいて現在が音声検出時であるか
否かを判定し、音声検出時であると判定されたとき(Ye
s) は、ステップＳ２０２に移行して、音声入力回路１
２０をオンにする切換パターンとなるように各制御ポー
トＰ₁〜Ｐ₃，MIC-GNDを接続切換し、ステップＳ２０
４に移行するようになっている。

【００７６】ステップＳ２０４では、音声入力回路１２
０をオンにする所定時間（上記、７０ｍｓ）が経過した
か否かを判定し、所定時間が経過したと判定されたとき
(Yes) は、ステップＳ２０６に移行して、音声入力回路
１２０をオフにする切換パターンとなるように各制御ポ
ートＰ₁〜Ｐ₃，MIC-GND を接続切換し、ステップＳ２
０８に移行するようになっている。しかし、ステップＳ
２０４の判定の結果、所定時間が経過していないと判定
されたとき（No) は、ステップＳ２０４で所定時間が経
過するまで待機するようになっている。

【００７７】ステップＳ２０８では、音声入力回路１２
０をオフにする所定時間（上記、３００ｍｓ）が経過し
たか否かを判定し、所定時間が経過したと判定されたと
き(Yes) は、一連の処理を終了して元の処理に復帰させ
るが、所定時間が経過していないと判定されたとき（N
o) は、ステップＳ２０８で所定時間が経過するまで待
機するようになっている。

【００７８】一方、ステップＳ２００の判定の結果、音
声検出時でないと判定されたとき（No) は、一連の処理
を終了して元の処理に復帰させるようになっている。

【００７９】次に、上記第１の実施の形態の動作を図面
を参照しながら説明する。図１２は、音声入力回路１２
０からの入力信号を示すタイムチャートである。

【００８０】まず、音声認識装置１００に電源が投入さ
れると、ステップＳ１００において、低速のクロックで
ＣＰＵ１３０が駆動させられ、ステップＳ１０２におい
て、音声入力回路１２０がＣＭＯＳロジック１３２に接
続されるとともに、ステップＳ２００〜Ｓ２０８におい
て、音声入力回路１２０が間欠的に駆動させられる。こ
の間欠駆動中に音声入力回路オン時となると、制御ポー
トＰ₁〜Ｐ₃，MIC-GND がいずれもＧＮＤに接続切換さ
れる。

【００８１】このため、音声入力回路オン時においてマ
イクロホン１１０に音声が入力されると、オペアンプＡ
_Pにより、マイクロホン１１０からの音声信号が、音声
検出時用に設定された動作点Ｖ_Q、増幅率Ａ_f、時定数
Ｔ_Kに基づいて増幅され、ＣＭＯＳロジック１３２に入
力される。例えば、動作点Ｖ_Qについていえば、マイク
ロホン１１０からの音声信号は、動作点０Ｖを基準とし
て増幅される。なお、音声入力回路オン時と音声入力回
路オフ時とが切り換わる際は、抵抗Ｒ₄により、コンデ
ンサＣ₂，Ｃ₃に充電された電荷が放電させられるの
で、高い応答性をもって動作点Ｖ_Qが切り換わる。

【００８２】ＣＭＯＳロジック１３２では、音声入力回
路１２０がオンにされている所定時間内において、音声
入力回路１２０からの入力信号が所定レベルを挟んで変
化した回数（COUNT 値）、入力信号が所定レベルよりも
ハイレベルとなった回数（HIGH値）、および入力信号が
所定レベルよりもローレベルとなった回数（LOW 値）が
それぞれカウントされるが、マイクロホン１１０に音声
が入力されたことにより入力信号が音声帯域にあるの
で、図１２（ａ）に示すように、入力信号が所定レベル
を挟んで変化した回数が所定数以上となり、かつ、入力
信号が所定レベルよりもハイレベルとなった回数および
所定レベルよりもローレベルとなった回数も所定数以下
となる。

【００８３】したがって、音声入力回路１２０に音声が
入力されたと判定され、音声認識時となるので、ステッ
プＳ１２４において、高速のクロックでＣＰＵ１３０が
駆動させられ、ステップＳ１２６において、音声入力回
路１２０がＡ／Ｄコンバータ１３４に接続されるととも
に、制御ポートＰ₁が電源電圧Ｖ_DDに、制御ポート
Ｐ₂，Ｐ₃がフローティングに、制御ポートMIC-GND が
ＧＮＤに、それぞれ接続される。

【００８４】このため、音声入力回路１２０では、オペ
アンプＡ_Pにより、マイクロホン１１０からの音声信号
が、音声認識時用に設定された動作点Ｖ_Q、増幅率
Ａ_f、時定数Ｔ_Kに基づいて増幅され、Ａ／Ｄコンバー
タ１３４に入力される。例えば、動作点Ｖ_Qについてい
えば、マイクロホン１１０からの音声信号は、動作点Ｖ
_DD／２を基準として増幅される。なお、音声入力回路オ
ン時と音声認識時とが切り換わる際は、抵抗Ｒ₄によ
り、コンデンサＣ₂，Ｃ₃に充電された電荷が放電させ
られるので、高い応答性をもって動作点Ｖ_Qが切り換わ
る。

【００８５】Ａ／Ｄコンバータ１３４では、音声入力回
路１２０からのアナログの入力信号がディジタル信号に
変換され、ＲＡＭ１５０に格納される。ＣＰＵ１３０で
は、ステップＳ１３２において、ＲＡＭ１５０に格納さ
れたディジタル信号に基づいて所定の音声認識処理が実
行される。音声認識処理の結果、その認識結果に基づい
た所定の動作として、ＣＰＵ１３０からディジタルの音
声信号が出力されると、Ｄ／Ａコンバータ１３６により
これがアナログ信号に変換され、音声出力回路１６０を
介してスピーカ１７０から出力される。

【００８６】次に、音声入力回路オン時において、例え
ば、マイクロホン１１０に低周波のハイレベルノイズが
入力されると、ＣＭＯＳロジック１３２では、入力信号
が音声帯域よりも低い周波数帯域にあるので、図１２
（ｂ）に示すように、入力信号が所定レベルを挟んで変
化した回数が所定数以下となる。したがって、音声入力
回路１２０に音声が入力されていないと判定され、音声
認識時とならず、音声検出時が継続される。

【００８７】次に、音声入力回路オン時において、例え
ば、マイクロホン１１０に低レベルのノイズが入力され
ると、ＣＭＯＳロジック１３２では、入力信号が音声帯
域であっても所定レベル以下であるので、図１２（ｃ）
に示すように、入力信号が所定レベルを挟んで変化した
回数が所定数以下となる。したがって、音声入力回路１
２０に音声が入力されていないと判定され、音声認識時
とならず、音声検出時が継続される。

【００８８】次に、例えば、マイクロホン１１０に高周
波のハイレベルノイズが入力され、その入力信号が音声
入力回路１２０がオンにされている所定時間内の途中で
動作点Ｖ_Qを離れて電源電圧Ｖ_DDに張りついたままの状
態となった場合であって、しかもその入力信号が所定レ
ベルを挟んで変化した回数が所定数以上となった場合に
ついて説明する。音声入力回路オン時において、マイク
ロホン１１０にこのような入力があると、ＣＭＯＳロジ
ック１３２では、図１２（ｄ）に示すように、入力信号
が所定レベルを挟んで変化した回数が所定数以上となる
が、入力信号が所定レベルよりもハイレベルとなった回
数が所定数以上となる。したがって、音声入力回路１２
０に音声が入力されていないと判定され、音声認識時と
ならず、音声検出時が継続される。なお、入力信号が所
定時間内の途中で動作点Ｖ_Qを離れてＧＮＤに張りつい
たままの状態となった場合は、ＣＭＯＳロジック１３２
において、入力信号が所定レベルよりもローレベルとな
った回数が所定数以上となるので、同様に、音声認識時
とならず、音声検出時が継続される。

【００８９】このようにして、音声を入力する音声入力
回路１２０と、音声入力回路１２０に音声が入力された
ことを検出するＣＭＯＳロジック１３２と、ＣＭＯＳロ
ジック１３２の検出結果に基づいて音声入力回路１２０
に入力される音声の認識を開始するＣＰＵ１３０と、を
備え、ＣＭＯＳロジック１３２は、音声入力回路１２０
からの入力信号が所定レベルを挟んで変化した回数をカ
ウントし、そのカウント回数が所定数以上であるとき
は、音声入力回路１２０に音声が入力されたと判定する
ようにしたから、入力信号が所定レベル以下となるとき
はもとより、低周波のハイレベルノイズの影響により入
力信号が所定レベル以上となっても、音声入力回路１２
０に音声が入力されていないと判定される。したがっ
て、このような場合に、音声認識動作が開始されてしま
うのを防止することができるので、従来に比して、無駄
な電流の消費を抑制することにより、消費電流を低減す
ることができる。

【００９０】特に、音声入力回路１２０からの入力信号
が所定レベルを挟んで変化したか否かを検出することに
より、音声入力回路１２０からの入力信号の周波数を擬
似的に検出するようにしたから、ＣＭＯＳロジック１３
２を用いた簡易な構成とすることができ、音声検出精度
を向上しながらもコストの上昇を比較的抑えることがで
きる。

【００９１】また、ＣＰＵ１３０は、入力信号が所定レ
ベルよりもハイレベルであるかまたは所定レベルよりも
ローレベルであるかを所定周期で検出し、所定時間内に
おいて所定レベルよりもハイレベルであると検出した回
数および所定レベルよりもローレベルであると検出した
回数をカウントし、そのカウント回数が所定数以上であ
るときは、音声入力回路１２０に音声が入力されていな
いと判定するようにしたから、音声入力回路１２０から
の入力信号が動作点Ｖ_Qを離れて電源電圧Ｖ_DDまたはＧ
ＮＤに張りついたままの状態となっても、音声入力回路
１２０に音声が入力されていないと判定される。したが
って、このような場合に、音声認識動作が開始されてし
まうのを防止することができるので、従来に比して、無
駄な電流の消費を抑制することにより、消費電流を低減
することができる。

【００９２】さらに、音声認識時では、入力された音声
をディジタル的に処理するために、Ａ／Ｄコンバータ１
３４が必要だが、Ａ／Ｄコンバータ１３４は消費電流が
大きい。音声検出動作では、入力された信号が規定のレ
ベル以上かどうかを判定すればよいので、Ａ／Ｄコンバ
ータ１３４の代わりに、Ｃ−ＭＯＳロジック１３２を用
いることにより、消費電力を減らすことができる。

【００９３】さらに、音声検出時で、マイクロフォン１
１０とオペアンプＡ_PをＯＦＦにするには、マイクロフ
ォン１１０のグランド側（MIC-GND)および各制御ポート
Ｐ₁〜Ｐ₃を電源電圧Ｖ_DDにプルアップすることによ
り、消費電力を減らすことができる。

【００９４】さらに、オペアンプＡ_Pの特性を変えるに
は、オペアンプＡ_Pの抵抗とコンデンサを、ＣＰＵ１３
０の制御ポートＰ₁〜Ｐ₃により制御することにより行
う。この制御は、ＣＰＵ１３０の制御ポートＰ₁〜Ｐ₃
で直接制御しないくても、アナログスイッチ等で制御す
ることもできる。ＣＰＵ１３０の制御ポートＰ₁〜Ｐ₃
で直接制御する場合は、アナログスイッチ等が不要にな
るので、コストを安くすることができる。

【００９５】さらに、ＣＭＯＳロジック１３２の検出結
果に基づいて、オペアンプＡ_Pの特性を変更するように
したから、音声検出時および音声認識時の両方において
最適な入力信号が得られるので、消費電流をさらに低減
することができるとともに、従来に比して、音声検出精
度および音声認識精度を向上することができる。

【００９６】さらに、ＣＭＯＳロジック１３２の検出結
果に基づいて、オペアンプＡ_Pの動作点Ｖ_Qを変更する
ようにしたから、消費電流をさらに低減することができ
る。さらに、ＣＭＯＳロジック１３２の検出結果に基づ
いて、オペアンプＡ_Pの増幅率Ａ_fおよび時定数Ｔ_kを
変更するようにしたから、音声検出精度および音声認識
精度をさらに向上することができる。

【００９７】さらに、ＣＰＵ１３０は、音声検出時にお
いて音声入力回路１２０を間欠的に駆動するようにした
から、従来に比して、音声入力待ち状態における消費電
流を低減することができる。

【００９８】さらに、音声検出時では、低速クロック発
振器１３９を起動させ、音声認識時では、高速クロック
発振器１３８を起動させるようにしたから、音声入力待
ち状態における消費電流を低減することができる。

【００９９】さらに、オペアンプＡ_Pの負帰還ループの
コンデンサＣ₂，Ｃ₃に、抵抗Ｒ₄を並列接続して設け
たから、音声入力回路オン時と音声入力回路オフ時とを
切り換える際、または音声入力回路オン時と音声認識時
とを切り換える際に、高い応答性をもって動作点Ｖ_Qを
切り換えることができる。

【０１００】次に、本発明の第２の実施の形態を図面を
参照しながら説明する。図１３は、本発明の第２の実施
の形態である音声入力回路１２０の構成を示す回路図で
ある。なお、上記第１の実施の形態と同一の部分につい
ては、同一の符号を付して説明を省略する。

【０１０１】この第２の実施の形態は、本発明に係る音
声認識装置を、音声入力回路１２０におけるオペアンプ
Ａ_Pの動作点Ｖ_Qを上記第１の実施の形態とは異なる値
に設定する場合について適用したものである。

【０１０２】まず、構成を説明すると、音声入力回路１
２０は、図１３に示すように、オペアンプＡ_Pと、マイ
クロホン１１０の一端および電源電圧Ｖ_DDに両端を接続
した抵抗Ｒ₁と、オペアンプＡ_Pの非反転入力端子とマ
イクロホン１１０の一端との間に介挿されたコンデンサ
Ｃ₁と、オペアンプＡ_Pの非反転入力端子に一端を接続
した抵抗Ｒ₂，Ｒ₃と、オペアンプＡ_Pの反転端子に一
端を接続したコンデンサＣ₂，Ｃ₃および抵抗Ｒ₄と、
コンデンサＣ₂の他端に一端を接続した抵抗Ｒ₅と、コ
ンデンサＣ₃の他端に一端を接続した抵抗Ｒ₆と、オペ
アンプＡ_Pの負帰還ループに介挿された抵抗Ｒ₇と、で
構成されている。

【０１０３】ここで、抵抗Ｒ₃の他端は、電源電圧Ｖ_DD
に、マイクロホン１１０の他端および抵抗Ｒ₆の他端
は、制御ポートMIC-GND に、抵抗Ｒ₂の他端は、制御ポ
ートＰ₁に、抵抗Ｒ₄の他端は、制御ポートＰ₂に、抵
抗Ｒ₅の他端は、制御ポートＰ₃に、それぞれ接続され
ている。なお、抵抗Ｒ₂，Ｒ₃は、いずれも同抵抗値で
ある。

【０１０４】次に、制御ポートＰ₁〜Ｐ₃，MIC-GND の
詳細な構成を図面を参照しながら説明する。図１４は、
制御ポートＰ₁〜Ｐ₃，MIC-GND の切換制御の状態を示
すタイムチャートである。

【０１０５】制御ポートMIC-GND は、図１４に示すよう
に、音声入力回路オフ時では電源電圧Ｖ_DDに、音声入力
回路オン時および音声認識時ではＧＮＤに、それぞれ接
続切換するようになっており、制御ポートＰ₁は、音声
入力回路オフ時および音声入力回路オン時では電源電圧
Ｖ_DDに、音声認識時ではＧＮＤに、それぞれ接続切換す
るようになっている。また、制御ポートＰ₂は、音声入
力回路オフ時および音声入力回路オン時では電源電圧Ｖ
_DDに、音声認識時ではフローティングに、それぞれ接続
切換するようになっており、制御ポートＰ₃は、音声入
力回路オフ時では電源電圧Ｖ_DDに、音声入力回路オン時
ではＧＮＤに、音声認識時ではフローティングに、それ
ぞれ接続切換するようになっている。

【０１０６】このように接続切換が行われるため、音声
入力回路オン時では、音声入力回路１２０は、オペアン
プＡ_Pと、抵抗Ｒ₁，Ｒ₃，Ｒ₇と、コンデンサＣ₁〜
Ｃ₃と、ＧＮＤに他端を接続した抵抗Ｒ₅，Ｒ₆と、電
源電圧Ｖ_DDに他端を接続した抵抗Ｒ₂，Ｒ₄と、で構成
される。なお、マイクロホン１１０の他端は、ＧＮＤに
接続されている。このとき、動作点Ｖ_Q、増幅率Ａ_f、
および時定数Ｔ_kは、下式（７）〜（９）で示される。

【０１０７】Ｖ_Q＝Ｖ_DD （７）Ａ_f≒ （Ｒ₄‖Ｒ₅‖Ｒ₆＋Ｒ₇）／Ｒ₄‖Ｒ₅‖Ｒ₆ （８）Ｔ_k＝Ｃ₂Ｒ₅ またはＣ₃Ｒ₆ （９）一方、音声認識時では、音声入力回路１２０は、オペア
ンプＡ_Pと、抵抗Ｒ₁，Ｒ₃，Ｒ₇と、コンデンサ
Ｃ₁，Ｃ₃と、ＧＮＤに他端を接続した抵抗Ｒ₂，Ｒ₆
と、で構成される。なお、マイクロホン１１０の他端
は、ＧＮＤに接続されている。このとき、動作点Ｖ_Q、
増幅率Ａ_f、および時定数Ｔ_kは、下式（10）〜（12）
で示される。

【０１０８】Ｖ_Q＝Ｖ_DDＲ₂／（Ｒ₂＋Ｒ₃）＝１／２ ∵Ｒ₂＝Ｒ₃ （10）Ａ_f≒ （Ｒ₆＋Ｒ₇）／Ｒ₆ （11）Ｔ_k＝Ｃ₃Ｒ₆ （12）このように、音声検出時と音声認識時とでは、動作点Ｖ
_Q、増幅率Ａ_f、および時定数Ｔ_kがそれぞれ異なる値
で設定可能となるので、抵抗Ｒ₁〜Ｒ₇およびコンデン
サＣ₁〜Ｃ₃の値は、音声検出時および音声認識時の両
方において最適な入力信号が得られるような値に設定し
ておく。

【０１０９】次に、上記第２の実施の形態の動作を説明
する。

【０１１０】図１５は、音声検出（間欠動作）時の動作
のタイムチャートである。第１の実施の形態のポート制
御（図７）とは、制御ポートＰ₁，Ｐ₂が常に電源電圧
Ｖ_DDに接続されている点が異なる。オペアンプＡ_p出力
の基準動作点は、電源電圧Ｖ_DDと等しくなるため、マイ
クロフォン１１０がＯＮの時もオペアンプＡ_pの出力
は、電源電圧Ｖ_DDと等しくなる。したがって、見かけ
上、オペアンプＡ_pの出力は、常に電源電圧Ｖ_DDのよう
に見える。

【０１１１】図１６は、音声検出動作（間欠動作）から
音声認識動作への切り換えを示すタイムチャートであ
る。間欠動作でマイクロフォン１１０がＯＮのときに、
規定の音声入力があると、音声認識動作に切り換わる。
そのとき、制御ポートMIC-GNDはＧＮＤ、制御ポートＰ
₁はＧＮＤに接続され、制御ポートＰ₂，Ｐ₃は切り離
されるため、オペアンプＡ_p出力の基準動作点は、電源
電圧Ｖ_DDの１／２となる。

【０１１２】図１７は、オペアンプＡ_pの出力波形を示
す図である。音声認識時は、第１の実施の形態と同様で
ある。音声検出時では、電源電圧Ｖ_DDを基準に、入力波
形が半波整流された波形を出力する。この波形が、一定
期間内にＣ−ＭＯＳロジック１３２の閾値を超えた回数
を調べ、有効な音声かどうか判定する。

【０１１３】まず、音声認識装置１００に電源が投入さ
れると、ステップＳ２００〜Ｓ２０８において、音声入
力回路１２０が間欠的に駆動させられる。この間欠駆動
中に音声入力回路オン時となると、制御ポートＰ₁，Ｐ
₂が電源電圧Ｖ_DDに、制御ポートＰ₃，MIC-GND がＧＮ
Ｄに、それぞれ接続切換される。

【０１１４】このため、音声入力回路オン時においてマ
イクロホン１１０に音声が入力されると、オペアンプＡ
_Pにより、マイクロホン１１０からの音声信号が、音声
検出時用に設定された動作点Ｖ_Q、増幅率Ａ_f、時定数
Ｔ_Kに基づいて増幅され、ＣＭＯＳロジック１３２に入
力される。例えば、動作点Ｖ_Qについていえば、マイク
ロホン１１０からの音声信号は、動作点Ｖ_DDを基準とし
て増幅される。なお、音声入力回路オン時と音声入力回
路オフ時とが切り換わる際は、抵抗Ｒ₄により、コンデ
ンサＣ₂，Ｃ₃に充電された電荷が放電させられるの
で、高い応答性をもって動作点Ｖ_Qが切り換わる。

【０１１５】ＣＭＯＳロジック１３２では、マイクロホ
ン１１０に音声が入力されたことにより入力信号が音声
帯域にあるので、入力信号が所定レベルを挟んで変化し
た回数が所定数以上となり、かつ、入力信号が所定レベ
ルよりもハイレベルとなった回数および所定レベルより
もローレベルとなった回数も所定数以下となる。したが
って、音声入力回路１２０に音声が入力されたと判定さ
れ、音声認識時となるので、制御ポートＰ₁，MIC-GND
がＧＮＤに、制御ポートＰ₂，Ｐ₃がフローティング
に、それぞれ接続される。

【０１１６】このため、音声入力回路１２０では、オペ
アンプＡ_Pにより、マイクロホン１１０からの音声信号
が、音声認識時用に設定された動作点Ｖ_Q、増幅率
Ａ_f、時定数Ｔ_Kに基づいて増幅され、Ａ／Ｄコンバー
タ１３４に入力される。例えば、動作点Ｖ_Qについてい
えば、マイクロホン１１０からの音声信号は、動作点Ｖ
_DD／２を基準として増幅される。なお、音声入力回路オ
ン時と音声認識時とが切り換わる際は、抵抗Ｒ₄によ
り、コンデンサＣ₂，Ｃ₃に充電された電荷が放電させ
られるので、高い応答性をもって動作点Ｖ_Qが切り換わ
る。

【０１１７】このようにして、ＣＭＯＳロジック１３２
の検出結果に基づいて、オペアンプＡ_Pの特性を変更す
るようにしたから、音声検出時および音声認識時の両方
において最適な入力信号が得られるので、消費電流をさ
らに低減することができるとともに、従来に比して、音
声検出精度および音声認識精度を向上することができ
る。

【０１１８】また、ＣＭＯＳロジック１３２の検出結果
に基づいて、オペアンプＡ_Pの動作点Ｖ_Qを変更するよ
うにしたから、消費電流をさらに低減することができ
る。

【０１１９】さらに、ＣＭＯＳロジック１３２の検出結
果に基づいて、オペアンプＡ_Pの増幅率Ａ_fおよび時定
数Ｔ_kを変更するようにしたから、音声検出精度および
音声認識精度をさらに向上することができる。

【０１２０】さらに、オペアンプＡ_Pの負帰還ループの
コンデンサＣ₂，Ｃ₃に、抵抗Ｒ₄を並列接続して設け
たから、音声入力回路オン時と音声入力回路オフ時とを
切り換える際、または音声入力回路オン時と音声認識時
とを切り換える際に、高い応答性をもって動作点Ｖ_Qを
切り換えることができる。

【０１２１】次に、本発明の第３の実施の形態を図面を
参照しながら説明する。図１８は、本発明の第３の実施
の形態である音声入力回路１２０の構成を示す回路図で
ある。なお、上記第１の実施の形態と同一の部分につい
ては、同一の符号を付して説明を省略する。

【０１２２】この第３の実施の形態は、本発明に係る音
声認識装置を、音声入力回路１２０におけるオペアンプ
Ａ_Pの動作点Ｖ_Qを上記第１および第２の実施の形態と
は異なる値に設定する場合について適用したものであ
る。

【０１２３】まず、構成を説明すると、音声入力回路１
２０は、図１８に示すように、オペアンプＡ_Pと、マイ
クロホン１１０の一端および電源電圧Ｖ_DDに両端を接続
した抵抗Ｒ₁と、オペアンプＡ_Pの非反転入力端子とマ
イクロホン１１０の一端との間に介挿されたコンデンサ
Ｃ₁と、オペアンプＡ_Pの非反転入力端子に一端を接続
した抵抗Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₈と、オペアンプＡ_Pの反転端
子に一端を接続したコンデンサＣ₂，Ｃ₃と、コンデン
サＣ₂の他端に一端を接続した抵抗Ｒ₅と、コンデンサ
Ｃ₃の他端に一端を接続した抵抗Ｒ₆と、オペアンプＡ
_Pの負帰還ループに介挿された抵抗Ｒ₇と、で構成され
ている。

【０１２４】ここで、抵抗Ｒ₈の他端は、電源電圧Ｖ_DD
に、マイクロホン１１０の他端および抵抗Ｒ₃，Ｒ₆の
他端は、制御ポートMIC-GND に、抵抗Ｒ₂の他端は、制
御ポートＰ₁に、抵抗Ｒ₅の他端は、制御ポートＰ
₃に、それぞれ接続されている。なお、抵抗Ｒ₂，Ｒ₈
は、いずれも抵抗Ｒ₃の２倍の抵抗値を有している。

【０１２５】次に、制御ポートＰ₁〜Ｐ₃，MIC-GND の
詳細な構成を図面を参照しながら説明する。図１９は、
制御ポートＰ₁〜Ｐ₃，MIC-GND の切換制御の状態を示
すタイムチャートである。

【０１２６】制御ポートMIC-GND は、図１９に示すよう
に、音声入力回路オフ時では電源電圧Ｖ_DDに、音声入力
回路オン時および音声認識時ではＧＮＤに、それぞれ接
続切換するようになっており、制御ポートＰ₁は、音声
入力回路オフ時および音声認識時では電源電圧Ｖ_DDに、
音声入力回路オン時ではＧＮＤに、それぞれ接続切換す
るようになっている。また、制御ポートＰ₃は、音声入
力回路オフ時では電源電圧Ｖ_DDに、音声入力回路オン時
ではＧＮＤに、音声認識時ではフローティングに、それ
ぞれ接続切換するようになっている。

【０１２７】このように接続切換が行われるため、音声
入力回路オン時では、音声入力回路１２０は、オペアン
プＡ_Pと、抵抗Ｒ₁，Ｒ₇，Ｒ₈と、コンデンサＣ₁〜
Ｃ₃と、ＧＮＤに他端を接続した抵抗Ｒ₂，Ｒ₃，
Ｒ₅，Ｒ₆と、で構成される。なお、マイクロホン１１
０の他端は、ＧＮＤに接続されている。このとき、動作
点Ｖ_Q、増幅率Ａ_f、および時定数Ｔ_kは、下式（13）
〜（15）で示される。

【０１２８】Ｖ_Q＝Ｖ_DD（Ｒ₂‖Ｒ₃）／（Ｒ₂‖Ｒ₃＋Ｒ₈）＝Ｖ_DD／４（13）Ａ_f≒ （Ｒ₅‖Ｒ₆＋Ｒ₇）／Ｒ₅‖Ｒ₆ （14）Ｔ_k＝Ｃ₂Ｒ₅ またはＣ₃Ｒ₆ （15）抵抗Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₈を変更することにより、音声検出
時の基準動作点と、音声認識時の基準動作点とを任意の
値に設定することができる。Ｒ₂＝Ｒ₃×２、Ｒ₈＝Ｒ
₃×２とすると、音声検出時は、制御ポートＰ₁がＧＮ
Ｄに接続されるので、抵抗Ｒ₂と抵抗Ｒ₃とは並列に接
続され、Ｒ₈＝（Ｒ₂‖Ｒ₃）×３となり、オペアンプ
Ａ_p出力の基準動作点は、電源電圧Ｖ_DDの１／４とな
る。また、音声認識時は、制御ポートＰ₁が電源電圧Ｖ
_DDに接続されるので、抵抗Ｒ₂と抵抗Ｒ₈とは並列に接
続され、Ｒ₃＝Ｒ₂‖Ｒ₈となり、オペアンプＡ_p出力
の基準動作点は、電源電圧Ｖ_DDの１／２となる。

【０１２９】一方、音声認識時では、音声入力回路１２
０は、オペアンプＡ_Pと、抵抗Ｒ₁，Ｒ₇，Ｒ₈と、コ
ンデンサＣ₁，Ｃ₃と、ＧＮＤに他端を接続した抵抗Ｒ
₃，Ｒ₆と、電源電圧Ｖ_DDに他端を接続した抵抗Ｒ
₂と、で構成される。なお、マイクロホン１１０の他端
は、ＧＮＤに接続されている。このとき、動作点Ｖ_Q、
増幅率Ａ_f、および時定数Ｔ_kは、下式（16）〜（18）
で示される。

【０１３０】Ｖ_Q＝Ｖ_DDＲ₃／（Ｒ₂‖Ｒ₈＋Ｒ₃）＝Ｖ_DD／２（16）Ａ_f≒ （Ｒ₆＋Ｒ₇）／Ｒ₆ （17）Ｔ_k＝Ｃ₃Ｒ₆ （18）このように、音声検出時と音声認識時とでは、動作点Ｖ
_Q、増幅率Ａ_f、および時定数Ｔ_kがそれぞれ異なる値
で設定可能となるので、抵抗Ｒ₁〜Ｒ₈およびコンデン
サＣ₁〜Ｃ₃の値は、音声検出時および音声認識時の両
方において最適な入力信号が得られるような値に設定し
ておく。

【０１３１】次に、上記第３の実施の形態の動作を説明
する。

【０１３２】音声検出時のオペアンプＡ_P出力の基準動
作点は、必ずしも電源電圧Ｖ_DDと等しいかまたは０Ｖで
ある必要はない。基準動作点が電源電圧Ｖ_DDの１／２付
近にあると、Ｃ−ＭＯＳロジック１３２に大きな電流が
流れたり、微小な入力で音声認識動作が起動したりする
ので、基準動作点は電源電圧Ｖ_DDの１／２付近を避けれ
ばよい。基準動作点がＣ−ＭＯＳロジック１３２の閾値
に近ければ、小さな入力でＣ−ＭＯＳロジック１３２の
閾値を超えるので、音声検出時の感度が高くなり、これ
に対し、基準動作点がＣ−ＭＯＳロジック１３２の閾値
から離れていれば、大きな入力がないとＣ−ＭＯＳロジ
ック１３２の閾値を超えないので、音声検出時の感度が
低くなる。したがって、基準動作点を変えることによ
り、増幅率Ａ_fを変えることなく、音声検出時の感度を
変えることができる。

【０１３３】図２０は、音声検出（間欠動作）時の動作
のタイムチャートである。第１の実施の形態のポート制
御（図７）とは、制御ポートＰ₂が使用されない点が異
なる。オペアンプＡ_p出力の基準動作点は、電源電圧Ｖ
_DDの１／４であるため、マイクロフォン１１０がＯＮの
ときのオペアンプＡ_pの出力は、電源電圧Ｖ_DDの１／４
となる。

【０１３４】図２１は、音声検出動作（間欠動作）から
音声認識動作への切り換えを示すタイムチャートであ
る。間欠動作でマイクロフォン１１０がＯＮのときに、
規定の音声入力があると、音声認識動作に切り換わる。
第１の実施の形態のポート制御（図８）とは、制御ポー
トＰ₂が使用されない点が異なる。オペアンプＡ_p出力
の基準動作点は、電源電圧Ｖ_DDの１／４から１／２へ移
動する。

【０１３５】図２２は、オペアンプＡ_pの出力波形を示
す図である。音声認識時は、第１の実施の形態と同様で
ある。音声検出時では、電源電圧Ｖ_DDの１／４を基準
に、入力波形のマイナス側が一部欠けた波形を出力す
る。この波形が、一定期間内にＣ−ＭＯＳロジック１３
２の閾値を超えた回数を調べ、有効な音声かどうか判定
する。第１および第２の実施の形態よりも、基準動作点
とＣ−ＭＯＳロジック１３２の閾値との差が小さいの
で、小さな入力でもＣ−ＭＯＳロジック１３２の閾値を
超えるので、音声検出時の感度が高くなる。

【０１３６】まず、音声認識装置１００に電源が投入さ
れると、ステップＳ２００〜Ｓ２０８において、音声入
力回路１２０が間欠的に駆動させられる。この間欠駆動
中に音声入力回路オン時となると、制御ポートＰ₁，Ｐ
₂，MIC-GND がいずれもＧＮＤに接続切換される。

【０１３７】このため、音声入力回路オン時においてマ
イクロホン１１０に音声が入力されると、オペアンプＡ
_Pにより、マイクロホン１１０からの音声信号が、音声
検出時用に設定された動作点Ｖ_Q、増幅率Ａ_f、時定数
Ｔ_Kに基づいて増幅され、ＣＭＯＳロジック１３２に入
力される。例えば、動作点Ｖ_Qについていえば、マイク
ロホン１１０からの音声信号は、動作点Ｖ_DD／４を基準
として増幅される。

【０１３８】ＣＭＯＳロジック１３２では、マイクロホ
ン１１０に音声が入力されたことにより入力信号が音声
帯域にあるので、入力信号が所定レベルを挟んで変化し
た回数が所定数以上となり、かつ、入力信号が所定レベ
ルよりもハイレベルとなった回数および所定レベルより
もローレベルとなった回数も所定数以下となる。したが
って、音声入力回路１２０に音声が入力されたと判定さ
れ、音声認識時となるので、制御ポートＰ₁が電源電圧
Ｖ_DDに、制御ポートMIC-GND がＧＮＤに、制御ポートＰ
₃がフローティングに、それぞれ接続される。

【０１３９】このため、音声入力回路１２０では、オペ
アンプＡ_Pにより、マイクロホン１１０からの音声信号
が、音声認識時用に設定された動作点Ｖ_Q、増幅率
Ａ_f、時定数Ｔ_Kに基づいて増幅され、Ａ／Ｄコンバー
タ１３４に入力される。例えば、動作点Ｖ_Qについてい
えば、マイクロホン１１０からの音声信号は、動作点Ｖ
_DD／２を基準として増幅される。

【０１４０】このようにして、ＣＭＯＳロジック１３２
の検出結果に基づいて、オペアンプＡ_Pの特性を変更す
るようにしたから、音声検出時および音声認識時の両方
において最適な入力信号が得られるので、消費電流をさ
らに低減することができるとともに、従来に比して、音
声検出精度および音声認識精度を向上することができ
る。

【０１４１】また、ＣＭＯＳロジック１３２の検出結果
に基づいて、オペアンプＡ_Pの動作点Ｖ_Qを変更するよ
うにしたから、消費電流をさらに低減することができ
る。

【０１４２】さらに、ＣＭＯＳロジック１３２の検出結
果に基づいて、オペアンプＡ_Pの増幅率Ａ_fおよび時定
数Ｔ_kを変更するようにしたから、音声検出精度および
音声認識精度をさらに向上することができる。

【０１４３】次に、本発明の第４の実施の形態を図面を
参照しながら説明する。図２３は、本発明に係る音声認
識装置の第４の実施の形態を示す概略構成図である。な
お、上記第１の実施の形態と同一の部分については、同
一の符号を付して説明を省略する。

【０１４４】この第４の実施の形態は、本発明に係る音
声認識装置を、図２３に示すように、音声入力回路１２
０とＣＰＵ１３０とで異なる電源電圧を用いる場合につ
いて適用したものである。

【０１４５】まず、構成の概略を説明すると、図２３
中、音声認識装置１００は、上記第１の実施の形態にお
ける音声認識装置１００において、ＣＰＵ１３０に電源
電圧Ｖ _DD1を供給し、音声入力回路１２０に電源電圧Ｖ
_DD2を供給するようになっている。

【０１４６】また、音声入力回路１２０は、図２４に示
すように、上記第１の実施の形態における音声入力回路
１２０の構成に加えて、抵抗Ｒ₂と制御端子Ｐ₁との間
に介挿されたバッファ１２２を有している。

【０１４７】このような構成であるため、音声認識装置
１００に電源が投入されると、ＣＰＵ１３０が電源電圧
Ｖ_DD1で駆動させられるとともに、音声入力回路１２０
が電源電圧Ｖ_DD2で駆動させられる。そして、音声認識
時では、制御ポートＰ₁に接続した抵抗Ｒ₂がバッファ
１２２を介して電源電圧Ｖ_DD2に接続される。

【０１４８】このようにして、音声入力回路１２０とＣ
ＰＵ１３０とで異なる電源電圧Ｖ_DD1，Ｖ_DD2を用いる
構成において、音声入力回路１２０の抵抗Ｒ₂をバッフ
ァ１２２を介してＣＰＵ１３０の電源電圧Ｖ_DD1に接続
するようにしたから、電源電圧Ｖ_DD1の電源ノイズが音
声入力回路１２０に与える影響を低減することができ
る。

【０１４９】なお、上記第１、第２、および第４の実施
の形態において、音声入力回路１２０は、抵抗Ｒ₄を設
けた構成としたが、これに限らず、抵抗Ｒ₄を設けない
構成としてもよい。

【０１５０】また、上記第３の実施の形態において、音
声入力回路１２０は、抵抗Ｒ₄を設けない構成とした
が、これに限らず、抵抗Ｒ₄を設けた構成としてもよ
い。このような構成であれば、音声入力回路オン時と音
声入力回路オフ時とを切り換える際、または音声入力回
路オン時と音声認識時とを切り換える際に、高い応答性
をもって動作点Ｖ_Qを切り換えることができる。

【０１５１】さらに、上記第１、第２、第３、および第
４の実施の形態においては、ステップＳ１１８を、変数
COUNT の値が所定数以上であるか否かを判定するように
構成したが、これに限らず、請求項５記載の判定手段と
して、変数COUNT の値が所定の範囲内であるか否かを判
定するように構成してもよい。このような構成であれ
ば、低周波または高周波のハイレベルノイズの影響によ
り入力信号が所定レベル以上となっても、音声入力回路
１２０に音声が入力されていないと判定される。したが
って、このような場合に、音声認識動作が開始されてし
まうのを防止することができるので、従来に比して、無
駄な電流の消費を抑制することにより、消費電流を低減
することができる。

【０１５２】上記実施の形態において、音声入力回路１
２０は、請求項３ないし８、または１２記載の音声入力
手段に対応し、ＣＭＯＳロジック１３２は、請求項３、
４、または６ないし１１記載の音声検出手段に対応し、
オペアンプＡ_Pは、請求項８ないし１１記載の演算増幅
器に対応し、ＣＰＵ１３０は、請求項３または８記載の
音声認識手段に対応している。

【０１５３】また、ステップＳ１０４からＳ１０８ま
で、およびＳ１１６は、請求項４または５記載のカウン
ト手段に対応し、ステップＳ１１８は、請求項４記載の
判定手段に対応し、ステップＳ１１０は、請求項７記載
の検出手段に対応し、ステップＳ１０４、およびステッ
プＳ１１０からステップＳ１１６までは、請求項７記載
の第２のカウント手段に対応し、ステップＳ１２０また
はＳ１２２は、請求項７記載の第２の判定手段に対応し
ている。

【０１５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る請求
項１ないし１２記載の音声認識装置によれば、従来に比
して、簡易な構成で消費電流を低減することができると
いう効果が得られる。

【０１５５】また、本発明に係る請求項４記載の音声認
識装置によれば、音声入力手段からの入力信号が所定レ
ベル以下となるときはもとより、低周波のハイレベルノ
イズの影響により入力信号が所定レベル以上となって
も、音声認識動作が開始されてしまうのを防止すること
ができるので、無駄な電流の消費を抑制することによ
り、さらに消費電流を低減することができるという効果
も得られる。

【０１５６】さらに、本発明に係る請求項５記載の音声
認識装置によれば、低周波または高周波のハイレベルノ
イズの影響により音声入力手段からの入力信号が所定レ
ベル以上となっても、音声認識動作が開始されてしまう
のを防止することができるので、無駄な電流の消費を抑
制することにより、さらに消費電流を低減することがで
きるという効果も得られる。

【０１５７】さらに、本発明に係る請求項６または７記
載の音声認識装置によれば、音声入力手段からの入力信
号が動作点を離れて電源電圧または接地電圧に張りつい
たままの状態となっても、音声認識動作が開始されてし
まうのを防止することができるので、無駄な電流の消費
を抑制することにより、さらに消費電流を低減すること
ができるという効果も得られる。

【０１５８】さらに、本発明に係る請求項８記載の音声
認識装置によれば、音声検出時および音声認識時の両方
において最適な入力信号が得られるので、消費電流をさ
らに低減することができるとともに、従来に比して、音
声検出精度および音声認識精度を向上することができる
という効果も得られる。

【０１５９】さらに、本発明に係る請求項９記載の音声
認識装置によれば、消費電流をさらに低減することがで
きるという効果も得られる。

【０１６０】さらに、本発明に係る請求項１０または１
１記載の音声認識装置によれば、音声検出精度および音
声認識精度をさらに向上することができるという効果も
得られる。

【０１６１】さらに、本発明に係る請求項１２記載の音
声認識装置によれば、従来に比して、音声入力待ち状態
における消費電流を低減することができるという効果も
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る音声認識装置の実施の形態を示す
概略構成図である。

【図２】音声認識装置全体の動作を示すフローチャート
である。

【図３】本発明の第１の実施の形態である音声入力回路
１２０の構成を示す回路図である。

【図４】制御ポートＰ₁〜Ｐ₃，MIC-GND の切換制御の
状態を示すタイムチャートである。

【図５】音声入力回路オン時における音声入力回路１２
０の構成を示す回路図である。

【図６】音声認識時における音声入力回路１２０の構成
を示す回路図である。

【図７】音声検出時の動作のタイムチャートである。

【図８】音声検出動作から音声認識動作への切り換えを
示すタイムチャートである。

【図９】オペアンプＡ_pの出力波形を示す図である。

【図１０】ＣＰＵ１３０で実行される音声検出処理を示
すフローチャートである。

【図１１】ＣＰＵ１３０で実行される間欠駆動処理を示
すフローチャートである。

【図１２】音声入力回路１２０からの入力信号を示すタ
イムチャートである。

【図１３】本発明の第２の実施の形態である音声入力回
路１２０の構成を示す回路図である。

【図１４】制御ポートＰ₁〜Ｐ₃，MIC-GND の切換制御
の状態を示すタイムチャートである。

【図１５】音声検出時の動作のタイムチャートである。

【図１６】音声検出動作から音声認識動作への切り換え
を示すタイムチャートである。

【図１７】オペアンプＡ_pの出力波形を示す図である。

【図１８】本発明の第３の実施の形態である音声入力回
路１２０の構成を示す回路図である。

【図１９】制御ポートＰ₁〜Ｐ₃，MIC-GND の切換制御
の状態を示すタイムチャートである。

【図２０】音声検出時の動作のタイムチャートである。

【図２１】音声検出動作から音声認識動作への切り換え
を示すタイムチャートである。

【図２２】オペアンプＡ_pの出力波形を示す図である。

【図２３】本発明に係る音声認識装置の第４の実施の形
態を示す概略構成図である。

【図２４】本発明の第４の実施の形態である音声入力回
路１２０の構成を示す回路図である。

【符号の説明】

１００音声認識装置１１０マイクロホン１２０音声入力回路Ｒ₁〜Ｒ₈ 抵抗Ｃ₁〜Ｃ₃ コンデンサＡ_P オペアンプＶ_DD，Ｖ_DD1，Ｖ_DD2 電源電圧１３０ＣＰＵ１３２ＣＭＯＳロジック１３４Ａ／Ｄコンバータ１３６Ｄ／Ａコンバータ１３８高速クロック発振器１３９低速クロック発振器Ｐ₁〜Ｐ₃，MIC-GND 制御ポート１４０ＲＯＭ１５０ＲＡＭ１６０音声出力回路１７０スピーカ１９９データバス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮澤康永長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (72)発明者長谷川浩長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (72)発明者三沢文博長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内Ｆターム(参考） 5D015 CC06 DD02 DD04 5J022 AA01 AB01 BA06 BA08 CF02 CF07 9A001 BB04 HZ17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】音声認識時には高速のクロックを用い、
音声検出時には低速のクロックのみを用いる音声認識装
置であり、音声信号の処理に、音声認識時にはＡ／Ｄコンバータを
用い、音声検出時にはＣ−ＭＯＳロジックを用いること
を特徴とする音声認識装置。
【請求項２】音声認識時には高速のクロックを用い、
音声検出時には低速のクロックのみを用いる音声認識装
置であり、音声認識時には連続的にマイクと増幅回路を動作させ、
音声検出時には間欠的にマイクと増幅回路を動作させる
ことを特徴とする音声認識装置。
【請求項３】音声を入力する音声入力手段と、前記音
声入力手段に音声が入力されたことを検出する音声検出
手段と、前記音声検出手段の検出結果に基づいて前記音
声入力手段に入力される音声の認識を開始する音声認識
手段と、を備えた音声認識装置において、前記音声検出手段は、前記音声入力手段からの入力信号
が所定レベルを挟んで変化した回数に基づいて、前記音
声入力手段に音声が入力されたことを検出するようにな
っていることを特徴とする音声認識装置。
【請求項４】前記音声検出手段は、所定時間内におい
て前記入力信号が前記所定レベルを挟んで変化した回数
をカウントするカウント手段と、前記カウント手段のカ
ウント回数が所定数以上であるときは前記音声入力手段
に音声が入力されたと判定する判定手段と、を有するこ
とを特徴とする請求項３記載の音声認識装置。
【請求項５】前記音声検出手段は、所定時間内におい
て前記入力信号が前記所定レベルを挟んで変化した回数
をカウントするカウント手段と、前記カウント手段のカ
ウント回数が所定の範囲内であるときは前記音声入力手
段に音声が入力されたと判定する判定手段と、を有する
ことを特徴とする請求項３記載の音声認識装置。
【請求項６】前記音声検出手段は、さらに、前記入力
信号が前記所定レベルよりもハイレベルとなっている時
間又はローレベルとなっている時間に基づいて、前記音
声入力手段に音声が入力されたことを検出するようにな
っていることを特徴とする請求項３乃至５記載の音声認
識装置。
【請求項７】前記音声検出手段は、前記入力信号が前
記所定レベルよりもハイレベルであるか又はローレベル
であるかを所定周期で検出する検出手段と、所定時間内
において前記検出手段がハイレベルであると検出した回
数又はローレベルであると検出した回数をカウントする
第２のカウント手段と、前記第２のカウント手段のカウ
ント回数が所定数以上であるときは前記音声入力手段に
音声が入力されていないと判定する第２の判定手段と、
を有することを特徴とする請求項６記載の音声認識装
置。
【請求項８】入力した音声を演算増幅器により増幅し
て出力する音声入力手段と、前記演算増幅器からの入力
信号に基づいて前記音声入力手段に音声が入力されたこ
とを検出する音声検出手段と、前記音声検出手段の検出
結果に基づいて前記入力信号に対する音声認識を開始す
る音声認識手段と、を備えた音声認識装置において、前記音声検出手段の検出結果に基づいて、前記演算増幅
器の特性を変更するようになっていることを特徴とする
音声認識装置。
【請求項９】前記音声検出手段の検出結果に基づい
て、前記演算増幅器の動作点を変更するようになってい
ることを特徴とする請求項８記載の音声認識装置。
【請求項１０】前記音声検出手段の検出結果に基づい
て、前記演算増幅器の増幅率を変更するようになってい
ることを特徴とする請求項８又は９記載の音声認識装
置。
【請求項１１】前記音声検出手段の検出結果に基づい
て、前記演算増幅器の時定数を変更するようになってい
ることを特徴とする請求項８乃至１０記載の音声認識装
置。
【請求項１２】前記音声入力手段を間欠的に駆動する
ようになっている請求項３乃至１１記載の音声認識装
置。