JP2000267690A - 音声検知装置及び音声制御システム - Google Patents

音声検知装置及び音声制御システム

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JP2000267690A
JP2000267690A JP11076008A JP7600899A JP2000267690A JP 2000267690 A JP2000267690 A JP 2000267690A JP 11076008 A JP11076008 A JP 11076008A JP 7600899 A JP7600899 A JP 7600899A JP 2000267690 A JP2000267690 A JP 2000267690A
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voice
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Keigo Namikawa
川 圭 吾 南
Masaki Saito
藤 昌 樹 齋
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力される音声の周波数、大きさ、長さ等、
音声の種類を制限することにより、簡易な構成で低コス
トな音声検知装置及び音声制御システムを提供する。 【解決手段】 本発明に係る音声検知装置は、入力され
た音声の周波数を検知し、設定された検知音声周波数範
囲内の周波数であるか否かを識別して、その識別結果を
出力する音声周波数検知部と、入力された音声のエネル
ギレベルを検知し、設定された検知音声エネルギレベル
閾値の範囲内か否かの比較を行い、その比較結果を出力
する入力信号レベル検知部と、上記識別結果及び比較結
果に基づき、音声検知条件に適合する音声が入力された
か否かを判断し、その判断結果に応じて第一のステイタ
ス信号を出力する音声入力判断部と、第一のステイタス
信号の継続時間を測定し、設定された継続時間閾値の範
囲内か否かの比較を行い、その比較結果に応じて第二の
ステイタス信号を出力する音声継続時間測定部とを備え
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通常手動制御を必
要とする装置に対し所定の音声による遠隔制御のための
音声検知を行う音声検知装置及びその音声検知装置を用
いた音声制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】通常手動制御を必要とする装置に対し音
声による遠隔制御を行う従来技術として、音声検知を利
用した音声制御システムがある。
【０００３】図３は、従来の音声制御システムの構成を
示したブロック図である。
【０００４】図３に示した従来の音声制御システムは、
音声を入力するためのマイクロホン３０と、入力された
音声の検知及び識別、識別結果に基づく制御等の処理を
行うパーソナルコンピュータ３１とにより構成されてい
る。
【０００５】パーソナルコンピュータ３１には、各種演
算処理を行う中央処理装置（ＣＰＵ）３２と、各種デー
タを記憶するメモリ３３と、音声検知により制御される
制御対象ブロック３４と、その他のブロック３５とが備
えられている。
【０００６】音声検知による制御を行う場合には、メモ
リ３３に、入力された音声のデータと比較してその音声
の検知及び識別を行うための複数の比較音声データを格
納しておく。また、ＣＰＵ３２の一部を、入力された音
声の検知及び識別並びに識別結果に基づく制御を行う音
声検知ブロック３２ａとして使用する。
【０００７】マイクロホン３０から、不特定話者による
複数の単語又は文節の音声が入力されると、その入力音
声データを音声検知ブロック３２ａが検知し、メモリ３
３から読み出した各比較音声データと比較して一致する
ものがあるか否かの識別を行う。入力音声データと一致
する比較音声データがある場合には、その比較音声デー
タに対応する制御命令（操作コマンド）を制御対象ブロ
ック３４に対し出力する。制御命令が入力された制御対
象ブロック３４は、その制御命令に応じた動作を行う。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述のような音声制御
システムにおいては、数十ＭＩＰＳから数百ＭＩＰＳの
演算処理能力と数十ｋＢのメモリリソースとを必要とす
るが、パーソナルコンピュータのように大規模なシステ
ムであれば、音声検知のために使用するリソース（資
源）はシステム全体の最大リソースの一部にすぎず、シ
ステムの肥大化やコスト増大を招くことはない。
【０００９】これに対して、わずかの操作コマンドの検
知だけで足りるような小規模システムにおいては、パー
ソナルコンピュータで使用されるような大規模な音声検
知システムは必要ではない。極端な場合、たった１つの
操作を達成するだけの低価格な音声検知手段が必要な場
合もある。
【００１０】しかし、従来、不特定話者について、単語
又は文節の音声検知を行う場合、その実現のためには、
ＣＰＵの演算処理能力やメモリ容量等、必要とされる資
源が膨大となり、音声による遠隔制御可能なシステムの
コストやシステム規模の増大を招いていた。
【００１１】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、入力される音声の周波数、大きさ、長
さ等、音声の種類を制限することにより、簡易な構成で
低コストな音声検知装置及び音声制御システムを提供す
ることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る音声検知装
置によれば、入力された音声の周波数を検知し、設定さ
れた検知音声周波数範囲内の周波数であるか否かを識別
して、その識別結果を出力する音声周波数検知部と、入
力された音声のエネルギレベルを検知し、設定された検
知音声エネルギレベル閾値を超えているか否かの比較を
行い、その比較結果を出力する入力信号レベル検知部
と、音声周波数検知部の識別結果及び入力信号レベル検
知部の比較結果に基づき、音声検知条件に適合する音声
が入力されたか否かを判断し、その判断結果に応じて第
一のステイタス信号を出力する音声入力判断部と、第一
のステイタス信号の継続時間を測定し、設定された継続
時間閾値を超えているか否かの比較を行い、その比較結
果に応じて第二のステイタス信号を出力する音声継続時
間測定部とを備えたことを特徴とし、この構成により、
通常手動制御を必要とする装置に対する不特定話者の音
声による遠隔制御を行うための音声検知装置を、簡易な
構成で安価に提供することができる。
【００１３】検知音声周波数範囲、検知音声エネルギレ
ベル閾値及び継続時間閾値の設定は、それぞれ変更可能
であるものとすると、目的に応じて検知対象音声を制限
することができる。
【００１４】本発明に係る音声制御システムによれば、
音声を入力するためのマイクロホンと、本発明に係る音
声検知装置と、第一のステイタス信号及び第二のステイ
タス信号のいずれか一方又は両方に応じて制御命令を出
力するか否かを決定する制御手段と、制御命令に応じた
動作を行う制御対象とを備えたことを特徴とし、この構
成により、通常手動制御を必要とする装置に対する不特
定話者の音声による遠隔制御を行う音声制御システム
を、簡易な構成で安価に提供することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る音声検知装置
及び音声制御システムの実施の形態について、図面を参
照しながら説明する。
【００１６】図１は、本発明に係る音声制御システムの
構成を示したブロック図である。
【００１７】図１に示した本発明に係る音声制御システ
ムは、音声を入力するためのマイクロホン１０と、入力
された音声の検知、及び、検知結果に基づく音声検知ス
テイタス信号の出力を行う音声検知ブロック１１と、音
声検知の条件設定、及び、音声検知ステイタス信号に対
応した制御命令の出力を行う制御手段１２と、音声検知
に基づく制御命令により制御される制御対象ブロック１
３とから構成されている。音声検知ブロック１１は、以
下に説明する本発明に係る音声検知装置により構成す
る。音声検知ブロック１１における音声検知の条件設定
は、制御手段１２により行う。
【００１８】本発明に係る音声制御システムは、マイク
ロホン１０から入力される音声が、音声検知ブロック１
１における音声検知の設定条件に適合する音声であるこ
とが検知されると、音声検知ブロック１１は検知された
音声に応じた音声検知ステイタス信号を制御手段１２に
対し出力する。制御手段１２は、入力された音声検知ス
テイタス信号に応じた制御命令を制御対象ブロック１３
に対し出力し、制御命令が入力された制御対象ブロック
１３は、その制御命令に応じた動作を行う。
【００１９】図２は、本発明に係る音声検知装置の構成
を示したブロック図である。図１における音声検知ブロ
ック１１は、本発明に係る音声検知装置により構成され
る。図２に示した本発明に係る音声検知装置（音声検知
ブロック１１）は、マイクロホン１０から入力された音
声の周波数を検知し、設定された検知音声周波数範囲内
の周波数であるか否かを識別して、その識別結果を出力
する音声周波数検知部２０と、マイクロホン１０から入
力された音声のエネルギレベルを検知し、設定された検
知音声エネルギレベル閾値を超えているか否かの比較を
行い、その比較結果を出力する入力信号レベル検知部２
１と、音声周波数検知部２０の識別結果及び入力信号レ
ベル検知部２１の比較結果に基づき、音声検知条件に適
合する音声が入力されたことを判断し、その判断結果に
応じてステイタス信号Ａを出力する音声入力判断部２２
と、ステイタス信号Ａの継続時間を測定し、設定された
継続時間閾値を超えているか否かの比較を行い、その比
較結果に応じてステイタス信号Ｂを出力する音声継続時
間測定部２３と、音声入力判断部２２から入力されたス
テイタス信号Ａ及び音声継続時間測定部２３から入力さ
れたステイタス信号Ｂを音声検知ステイタス信号とし
て、制御手段１２に対し出力するステイタス出力部２４
とから構成されている。
【００２０】本発明に係る音声検知装置の動作は、以下
の通りである。
【００２１】音声周波数検知部２０は、制御手段１２
（図１参照）によって設定される周波数閾値２０ａを有
するフィルタである。マイクロホン１０から入力された
音声の周波数を、その音声のエネルギ成分を検知するこ
とにより、周波数閾値２０ａにより定められる検知音声
周波数範囲の上限及び下限の範囲内の周波数であるか否
かを監視して識別し、入力音声の周波数が検知条件に合
致するか否かの識別結果を音声入力判断部２２に対して
出力する。
【００２２】入力信号レベル検知部２１は、マイクロホ
ン１０から入力された音声のエネルギレベルを検知し、
制御手段１２により設定された検知エネルギレベル閾値
２１ａを超えているか否かの比較を行い、その比較結果
を音声入力判断部２２に対して出力する。
【００２３】音声入力判断部２２は、音声周波数検知部
２０及び入力信号レベル検知部２１からの出力に基づ
き、音声周波数検知部２０の識別結果及び入力信号レベ
ル検知部２１の比較結果がいずれも音声検知条件に合致
したときに、音声検知条件に適合する音声が入力された
と判断してステイタス信号Ａを、音声継続時間測定部２
３及びステイタス出力部２４に対し出力する。
【００２４】音声継続時間測定部２３は、音声入力判断
部２２から入力されるステイタス信号Ａの継続時間を測
定し、制御手段１２により設定された継続時間閾値２３
ａを超えているか否かの比較を行い、その比較の結果、
継続時間閾値を超えているときはステイタス信号Ｂをス
テイタス出力部２４に対し出力する。
【００２５】ステイタス出力部２４は、入力されたステ
イタス信号Ａ及びステイタス信号Ｂを音声検知ステイタ
ス信号として制御手段１２に対しそれぞれ出力する。図
２に示した例においては、説明の便宜上、ステイタス出
力部２４を設けているが、音声入力判断部２２からステ
イタス信号Ａを、音声継続時間測定部２３からステイタ
ス信号Ｂを、それぞれ直接制御手段１２に対し出力する
ようにしてもよい。
【００２６】尚、本実施の形態のように、ステイタス信
号Ａの継続時間が継続時間閾値を超えているときにステ
イタス信号Ｂを出力する音声継続時間測定部２３が音声
検知装置内部に備えられている場合には、ステイタス信
号Ａは外部に出力する必要はない。従って、音声入力判
断部２２からステイタス出力部２４にステイタス信号Ａ
を出力する必要もない。一方、音声継続時間測定部２３
が音声検知装置内部に備えられておらず、制御手段１２
等、音声検知装置外部に備えられている場合には、ステ
イタス信号Ａを外部に出力し、外部でその継続時間を測
定するようにするとよい。
【００２７】図１における制御手段１２は、音声検知ブ
ロック１１から音声検知ステイタス信号として入力され
るステイタス信号Ａ又はステイタス信号Ｂのいずれか一
方又は両方に応じて、制御対象ブロック１３に対し制御
命令を出力するか否かを決定する。通常は、音声の周波
数、エネルギレベル及び継続時間の総ての音声検知条件
が満たされて、音声検知ブロック１１から音声検知ステ
イタス信号としてステイタス信号Ｂが入力されたとき
に、制御対象ブロック１３に対し所定の制御命令を出力
する。
【００２８】様々な話者の音声による音声制御において
は、音声周波数検知部２０における検知音声周波数範囲
の設定変更を行うことにより、単数又は複数の特定話者
の音声によってのみ音声制御を可能としたり、不特定多
数の話者の音声によって音声制御を可能とすることがで
きる。
【００２９】また、入力信号レベル検知部２１における
検知エネルギレベル閾値の設定変更により、音声以外の
ノイズ等の誤検知を防止したり、一定レベル以下の小さ
い音声の検知を排除することができる。
【００３０】さらに、音声継続時間測定部２３における
継続時間閾値の設定変更により、制御ブロック１２にお
けるタイマ又はカウンタの処理負荷を軽減したり、一定
範囲内の長さの音声だけを検知することができる。
【００３１】以上のように、本発明に係る音声検知装置
及び音声制御システムにおいては、検知対象の音声の周
波数、大きさ、長さに対して検知可能な音声の周波数の
範囲、大きさの閾値、長さの範囲の設定の変更が可能で
あるので、通常手動制御を必要とする装置に対する不特
定話者の音声による遠隔制御を、簡易な構成で低コスト
な装置を用いて行うことができる。
【００３２】
【発明の効果】本発明に係る音声検知装置によれば、入
力された音声の周波数を検知し、設定された検知音声周
波数範囲内の周波数であるか否かを識別して、その識別
結果を出力する音声周波数検知部と、入力された音声の
エネルギレベルを検知し、設定された検知音声エネルギ
レベル閾値を超えているか否かの比較を行い、その比較
結果を出力する入力信号レベル検知部と、音声周波数検
知部の識別結果及び入力信号レベル検知部の比較結果に
基づき、音声検知条件に適合する音声が入力されたか否
かを判断し、その判断結果に応じて第一のステイタス信
号を出力する音声入力判断部と、第一のステイタス信号
の継続時間を測定し、設定された継続時間閾値を超えて
いるか否かの比較を行い、その比較結果に応じて第二の
ステイタス信号を出力する音声継続時間測定部とを備え
たものとしたので、検知音声を周波数、大きさ、長さ等
の検知条件で制限することにより、従来技術に比べて辞
書メモリや複雑な検知アルゴリズムに起因する膨大な演
算量を大幅に削減することができ、簡易かつ軽微なシス
テムリソース及び低コストで、音声制御を実現すること
ができる。
【００３３】また、検知対象の音声の周波数に対して検
知音声周波数範囲の設定の変更が可能であるので、特定
の話者や、話者の性別等にある程度対応した検知が可能
となる。
【００３４】さらに、検知対象の音声の大きさに対して
レベル閾値の設定の変更が可能であるので、音声以外の
ノイズ等の誤検知を防止したり、一定レベル以下の小さ
い音声の検知を排除することができる。
【００３５】加えて、検知対象の音声の継続時間閾値の
設定の変更が可能であるので、制御手段におけるタイマ
又はカウンタの処理負荷を軽減したり、一定範囲内の長
さの音声だけを検知して誤検知を防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る音声制御システムの構成を示した
ブロック図。
【図２】本発明に係る音声検知装置の構成を示したブロ
ック図。
【図３】従来の音声制御システムの構成を示したブロッ
ク図。
【符号の説明】
１０ マイクロホン １１ 音声検知ブロック １２ 制御手段 １３ 制御対象ブロック ２０ 音声周波数検知部 ２０ａ 周波数閾値 ２１ 入力信号レベル検知部 ２１ａ 検知エネルギレベル閾値 ２２ 音声入力判断部 ２３ 音声継続時間測定部 ２３ａ 継続時間閾値 ２４ ステイタス出力部 ３０ マイクロホン ３１ パーソナルコンピュータ ３２ 中央処理装置（ＣＰＵ） ３３ メモリ ３４ 制御対象ブロック ３５ その他のブロック
【手続補正書】
【提出日】平成１１年５月１１日（１９９９．５．１
１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る音声検知装
置によれば、入力された音声の周波数を検知し、設定さ
れた検知音声周波数範囲内の周波数であるか否かを識別
して、その識別結果を出力する音声周波数検知部と、入
力された音声のエネルギレベルを検知し、設定された検
知音声エネルギレベル閾値の範囲内か否かの比較を行
い、その比較結果を出力する入力信号レベル検知部と、
音声周波数検知部の識別結果及び入力信号レベル検知部
の比較結果に基づき、音声検知条件に適合する音声が入
力されたか否かを判断し、その判断結果に応じて第一の
ステイタス信号を出力する音声入力判断部と、第一のス
テイタス信号の継続時間を測定し、設定された継続時間
閾値の範囲内か否かの比較を行い、その比較結果に応じ
て第二のステイタス信号を出力する音声継続時間測定部
とを備えたことを特徴とし、この構成により、通常手動
制御を必要とする装置に対する不特定話者の音声による
遠隔制御を行うための音声検知装置を、簡易な構成で安
価に提供することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】図２は、本発明に係る音声検知装置の構成
を示したブロック図である。図１における音声検知ブロ
ック１１は、本発明に係る音声検知装置により構成され
る。図２に示した本発明に係る音声検知装置（音声検知
ブロック１１）は、マイクロホン１０から入力された音
声の周波数を検知し、設定された検知音声周波数範囲内
の周波数であるか否かを識別して、その識別結果を出力
する音声周波数検知部２０と、マイクロホン１０から入
力された音声のエネルギレベルを検知し、設定された検
知音声エネルギレベル閾値の範囲内か否かの比較を行
い、その比較結果を出力する入力信号レベル検知部２１
と、音声周波数検知部２０の識別結果及び入力信号レベ
ル検知部２１の比較結果に基づき、音声検知条件に適合
する音声が入力されたことを判断し、その判断結果に応
じてステイタス信号Ａを出力する音声入力判断部２２
と、ステイタス信号Ａの継続時間を測定し、設定された
継続時間閾値の範囲内か否かの比較を行い、その比較結
果に応じてステイタス信号Ｂを出力する音声継続時間測
定部２３と、音声入力判断部２２から入力されたステイ
タス信号Ａ及び音声継続時間測定部２３から入力された
ステイタス信号Ｂを音声検知ステイタス信号として、制
御手段１２に対し出力するステイタス出力部２４とから
構成されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】入力信号レベル検知部２１は、マイクロホ
ン１０から入力された音声のエネルギレベルを検知し、
制御手段１２により設定された検知エネルギレベル閾値
２１ａの範囲内か否かの比較を行い、その比較結果を音
声入力判断部２２に対して出力する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】音声継続時間測定部２３は、音声入力判断
部２２から入力されるステイタス信号Ａの継続時間を測
定し、制御手段１２により設定された継続時間閾値２３
ａの範囲内か否かの比較を行い、その比較の結果、継続
時間閾値の範囲外であるときはステイタス信号Ｂをステ
イタス出力部２４に対し出力する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】尚、本実施の形態のように、ステイタス信
号Ａの継続時間が継続時間閾値の範囲内であるときにス
テイタス信号Ｂを出力する音声継続時間測定部２３が制
御装置等の音声検知装置外部に備えられている場合に
は、制御手段等は音声検知装置から出力されるステイタ
ス信号Ａを独自の音声継続時間測定部に取り込み、その
継続時間を測定することにより、制御手段等の独自の継
続時間閾値で音声の到来を確認することができる。従っ
てこの場合は、制御手段等はステイタス信号Ｂを監視す
る必要はない。一方、音声継続時間測定部２３が制御手
段等の音声検知装置外部に備えられていない場合には、
制御手段等が音声検知装置の継続時間閾値を設定し、出
力されるステイタス信号Ｂを監視することにより音声の
到来を確認することができる。従ってこの場合は、制御
手段等はステイタス信号Ａを監視する必要はない。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３２】
【発明の効果】本発明に係る音声検知装置によれば、入
力された音声の周波数を検知し、設定された検知音声周
波数範囲内の周波数であるか否かを識別して、その識別
結果を出力する音声周波数検知部と、入力された音声の
エネルギレベルを検知し、設定された検知音声エネルギ
レベル閾値の範囲内か否かの比較を行い、その比較結果
を出力する入力信号レベル検知部と、音声周波数検知部
の識別結果及び入力信号レベル検知部の比較結果に基づ
き、音声検知条件に適合する音声が入力されたか否かを
判断し、その判断結果に応じて第一のステイタス信号を
出力する音声入力判断部と、第一のステイタス信号の継
続時間を測定し、設定された継続時間閾値の範囲内か否
かの比較を行い、その比較結果に応じて第二のステイタ
ス信号を出力する音声継続時間測定部とを備えたものと
したので、検知音声を周波数、大きさ、長さ等の検知条
件で制限することにより、従来技術に比べて辞書メモリ
や複雑な検知アルゴリズムに起因する膨大な演算量を大
幅に削減することができ、簡易かつ軽微なシステムリソ
ース及び低コストで、音声制御を実現することができ
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】入力された音声の周波数を検知し、設定さ
    れた検知音声周波数範囲内の周波数であるか否かを識別
    して、その識別結果を出力する音声周波数検知部と、 入力された音声のエネルギレベルを検知し、設定された
    検知音声エネルギレベル閾値を超えているか否かの比較
    を行い、その比較結果を出力する入力信号レベル検知部
    と、 前記音声周波数検知部の識別結果及び前記入力信号レベ
    ル検知部の比較結果に基づき、音声検知条件に適合する
    音声が入力されたか否かを判断し、その判断結果に応じ
    て第一のステイタス信号を出力する音声入力判断部と、 前記第一のステイタス信号の継続時間を測定し、設定さ
    れた継続時間閾値を超えているか否かの比較を行い、そ
    の比較結果に応じて第二のステイタス信号を出力する音
    声継続時間測定部と、を備えたことを特徴とする音声検
    知装置。
  2. 【請求項２】音声を入力するためのマイクロホンと、 入力された音声の周波数を検知し、設定された検知音声
    周波数範囲内の周波数であるか否かを識別して、その識
    別結果を出力する音声周波数検知部、入力された音声の
    エネルギレベルを検知し、設定された検知音声エネルギ
    レベル閾値を超えているか否かの比較を行い、その比較
    結果を出力する入力信号レベル検知部、前記音声周波数
    検知部の識別結果及び前記入力信号レベル検知部の比較
    結果に基づき、音声検知条件に適合する音声が入力され
    たか否かを判断し、その判断結果に応じて第一のステイ
    タス信号を出力する音声入力判断部、並びに、前記第一
    のステイタス信号の継続時間を測定し、設定された継続
    時間閾値を超えているか否かの比較を行い、その比較結
    果に応じて第二のステイタス信号を出力する音声継続時
    間測定部を備えた音声検知装置と、 前記第一のステイタス信号及び前記第二のステイタス信
    号のいずれか一方又は両方に応じて制御命令を出力する
    か否かを決定する制御手段と、 前記制御命令に応じた動作を行う制御対象と、を備えた
    ことを特徴とする音声制御システム。
  3. 【請求項３】前記検知音声周波数範囲、前記検知音声エ
    ネルギレベル閾値及び前記継続時間閾値の設定は、前記
    制御手段により行われることを特徴とする請求項２に記
    載の音声制御システム。
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