JP3033537B2 - 音声検出器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音声信号中の有音
区間と無音区間とを識別する音声検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より音声検出器は、入力される信号
の電力及びスペクトル情報を用いて音声検出を行うもの
である。ここで、話者の周囲に背景雑音がある場合、入
力される信号のスペクトル情報は時間的に定常的なもの
となり、また、音声の話頭等は入力される信号の過渡部
となるため、一般的に、スペクトル情報の時間的な変化
分についての電力（即ち、差分電力）を利用すると、定
常的な雑音中の話頭を検出することができる。これらの
ことを用いて、従来の音声検出器においては、スペクト
ル情報に基づいた音声の有無の検出結果と電力に基づい
た音声の有無の検出結果とから音声の有無の判断が行わ
れていた。

【０００３】図２は、従来の音声検出器の一構成例を示
す回路ブロック図であり、特開昭５９−１１５６２５号
公報に開示されている音声検出器の構成を示している。

【０００４】本従来例は図２に示すように、音声信号が
入力される音声入力端子１と、音声入力端子１を介して
入力された音声信号の瞬時における電力値を検出する瞬
時電力検出回路２と、音声入力端子１を介して入力され
た音声信号のスペクトル情報を抽出するスペクトル情報
抽出回路３と、瞬時電力検出回路２にて検出された電力
と予め設定されている電力しきい値ＴＨ１とを比較し、
比較結果を出力する比較器８と、スペクトル情報抽出回
路３にて抽出されたスペクトル情報を所定の時間だけ遅
延させて出力する遅延回路５と、スペクトル情報抽出回
路３にて抽出されたスペクトル情報と遅延回路５にて遅
延させられたスペクトル情報とが入力され、スペクトル
情報の時間的な差分を求めて出力する差分器４と、差分
器４から出力されたスペクトル情報の差分を二乗するこ
とにより電力に変換し、出力する二乗器６と、二乗器６
から出力された電力と予め設定されている差分電力しき
い値ＴＨ２とを比較し、比較結果を出力する比較器７
と、比較器８から出力された比較結果と比較器７から出
力された比較結果との論理和をとり、有音／無音情報と
して出力するＯＲ回路９と、ＯＲ回路９から出力された
有音／無音情報を外部に出力する音声検出出力端子１０
とから構成されている。

【０００５】以下に、上記のように構成された音声検出
器における音声検出動作について説明する。

【０００６】音声入力端子１を介して外部から音声信号
が入力されると、瞬時電力検出回路２において音声入力
端子１を介して入力された音声信号の瞬時における電力
が検出されるとともに、スペクトル情報抽出回路３にお
いて音声入力端子１を介して入力された音声信号のスペ
クトル情報が抽出される。

【０００７】瞬時電力検出回路２にて検出された電力は
比較器８に入力され、比較器８において瞬時電力検出回
路２にて検出された電力と予め設定されている電力しき
い値ＴＨ１とが比較され、比較結果が出力される。

【０００８】一方、スペクトル情報抽出回路３にて抽出
されたスペクトル情報は遅延回路５及び差分器４に入力
され、遅延回路５において所定の時間だけ遅延されて出
力される。

【０００９】次に、差分器４において、スペクトル情報
抽出回路３にて抽出されたスペクトル情報と遅延回路５
にて遅延させられたスペクトル情報とから、スペクトル
情報の時間的な差分が求められて出力される。

【００１０】差分器４から出力された差分は二乗器６に
入力され、二乗器６において差分器４から出力されたス
ペクトル情報の差分が二乗されることにより電力に変換
され、出力される。

【００１１】二乗器６から出力された電力は比較器７に
入力され、比較器７において二乗器６から出力された電
力と予め設定されている電力しきい値ＴＨ２とが比較さ
れ、比較結果が出力される。

【００１２】比較器７，８における比較結果はＯＲ回路
９に入力され、ＯＲ回路９において、比較器８における
比較結果と比較器７における比較結果との論理和がとら
れ、有音／無音情報として出力される。

【００１３】その後、ＯＲ回路９から出力された有音／
無音情報は、音声検出出力端子１０を介して外部に出力
される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
音声検出器においては、音声の有無の判別に用いられる
差分電力が、連続する２サンプルの信号の電力差から求
められているが、２サンプル間という短時間での差分電
力値を用いた場合、雑音と同レベルの電力値となる子音
においては、その電力差分値が雑音の電力差分値にほぼ
等しい値となるため、差分電力のしきい値を用いて雑音
と音声とを正確に区別することは難しくなってしまう。

【００１５】そのため、子音においては、有音であるの
にもかかわらず無音と判別され、話頭切断が生じてしま
うという問題点がある。

【００１６】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、子音をより
正確に検出することにより、話頭切断を生じさせず、音
声検出の誤りを少なくすることができる音声検出器を提
供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、外部から入力される入力信号の電力値を用
いて音声信号を検出する音声検出器であって、前記入力
信号の瞬時における電力値を検出する瞬時電力検出手段
と、該瞬時電力検出手段にて検出された電力の平均電力
値を求める平均電力検出手段と、該平均電力検出手段に
て求められた平均電力値と予め設定されているしきい値
とを比較し、比較結果を出力する第１の比較手段と、前
記平均電力検出手段にて求められた平均電力値に基づい
て前記入力信号の最大値及び最小値を検出する最大値最
小値検出手段と、該最大値最小値検出手段における検出
結果に基づいて前記入力信号の電力変動値を検出する電
力変動値検出手段と、該電力変動値検出手段にて検出さ
れた電力変動値と予め設定されているしきい値とを比較
し、比較結果を出力する第２の比較手段と、前記第１及
び第２の比較手段における比較結果に基づいて、音声信
号の有無を判断する有音／無音判断手段とを有すること
を特徴とする。

【００１８】また、前記有音／無音判断手段は、前記平
均電力検出手段にて求められた平均電力値が予め設定さ
れているしきい値よりも小さく、かつ、前記電力変動値
検出手段にて検出された電力変動値が予め設定されてい
るしきい値よりも小さい場合のみ、無音であると判断す
ることを特徴とする。

【００１９】また、前記平均電力検出手段にて求められ
た平均電力値を、それぞれ所定の時間だけ遅延させて出
力する遅延回路を複数有し、前記最大値最小値検出手段
は、前記平均電力検出手段にて求められた平均電力値と
前記複数の遅延回路を介して出力された平均電力値とに
基づいて前記入力信号の最大値及び最小値を検出するこ
とを特徴とする。

【００２０】（作用）上記のように構成された本発明に
おいては、平均電力検出手段において瞬時電力検出手段
にて検出された電力の平均電力値が求められ、最大値最
小値検出手段において平均電力検出手段にて求められた
平均電力値に基づいて入力信号の最大値及び最小値が検
出され、電力変動値検出手段において最大値最小値検出
手段における検出結果に基づいて入力信号の電力変動値
が検出され、有音／無音判断手段において平均電力検出
手段にて求められた平均電力値と電力変動値検出手段に
て検出された電力変動値とに基づいて、音声信号の有無
が判断される。

【００２１】このように、入力信号の電力値の検出結果
に入力信号の電力変動値の検出結果が加味されて音声の
有無が判断されているので、背景雑音の電力とほぼ等価
となる子音においても有音と判断され、話頭切断が防止
される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。

【００２３】図１は、本発明の音声検出器の実施の一形
態を示す回路ブロック図である。なお、本形態において
は、入力信号の平均電力の算出には４サンプル分の電力
値、電力変動値の算出に必要な最大値及び最小値の検出
には４フレーム分の平均電力値が用いられている。ここ
で定義しているフレームは、４サンプル分を１つにまと
めた単位である。

【００２４】本形態は図１に示すように、音声信号が入
力される音声入力端子１と、音声入力端子１を介して入
力された音声信号の瞬時における電力値を検出する瞬時
電力検出回路２と、瞬時電力検出回路２にて検出された
電力を所定の時間だけ遅延させて出力する遅延回路１０
１と、瞬時電力検出回路２にて検出された電力と遅延回
路１０１から出力された電力とを加算する加算回路１０
４と、遅延回路１０１から出力された電力を所定の時間
だけ遅延させて出力する遅延回路１０２と、遅延回路１
０２から出力された電力を所定の時間だけ遅延させて出
力する遅延回路１０３と、遅延回路１０２から出力され
た電力と遅延回路１０３から出力された電力とを加算す
る加算回路１０６と、加算回路１０４における加算結果
と加算回路１０６における加算結果とを加算する加算回
路１０５と、加算回路１０５における加算結果を１／４
に除算することにより音声信号の平均電力値を求める平
均電力検出手段である除算回路１０７と、除算回路１０
７における除算結果と予め設定されている電力しきい値
ＴＨ１とを比較し、比較結果を出力する第１の比較手段
である比較器８と、除算回路１０７における除算結果を
所定の時間だけ遅延させて出力する遅延回路１０８と、
遅延回路１０８からの出力を所定の時間だけ遅延させて
出力する遅延回路１０９と、遅延回路１０９からの出力
を所定の時間だけ遅延させて出力する遅延回路１１０
と、除算回路１０７における除算結果と遅延回路１０８
〜１１０の出力とに基づいて入力信号の最大値及び最小
値を検出する最大値最小値検出回路１１１と、最大値最
小値検出回路１１１における検出結果に基づいて入力信
号の電力変動値を検出する電力変動値検出回路１１２
と、電力変動値検出回路１１２にて検出された入力信号
の電力変動値と予め設定されている電力変動用しきい値
ＴＨ２とを比較し、比較結果を出力する第２の比較手段
である比較器７と、比較器８から出力された比較結果と
比較器７から出力された比較結果との論理和をとり、有
音／無音情報として出力する有音／無音判断手段である
ＯＲ回路９と、ＯＲ回路９から出力された有音／無音情
報を外部に出力する音声検出出力端子１０とから構成さ
れている。

【００２５】以下に、上記のように構成された音声検出
器における音声検出動作について説明する。

【００２６】音声入力端子１を介して外部から音声信号
が入力されると、瞬時電力検出回路２において音声入力
端子１を介して入力された音声信号の瞬時における電力
が検出される。

【００２７】瞬時電力検出回路２にて検出された電力は
遅延回路１０１及び加算回路１０４に入力され、遅延回
路１０１において所定の時間だけ遅延されて出力され
る。

【００２８】遅延回路１０１から出力された電力は、遅
延回路１０２及び加算回路１０４に入力され、遅延回路
１０２において所定の時間だけ遅延されて出力されると
ともに、加算回路１０４において瞬時電力検出回路１０
１にて検出された電力と遅延回路１０１から出力された
電力とが加算される。

【００２９】遅延回路１０２から出力された電力は、遅
延回路１０３及び加算回路１０６に入力され、遅延回路
１０３において所定の時間だけ遅延されて出力される。

【００３０】すると、加算回路１０６において、遅延回
路１０２から出力された電力と遅延回路１０３から出力
された電力とが加算される。

【００３１】次に、加算回路１０５において、加算回路
１０４における加算結果と加算回路１０６における加算
結果とが加算され、それにより４サンプル分の瞬時電力
の加算値が求められる。

【００３２】次に、除算回路１０７において、加算回路
１０５にて求められた加算値が１／４に除算され、それ
により、４サンプル分の平均電力値が求められる。

【００３３】除算回路１０７にて求められた平均電力値
は比較器８、遅延回路１０８及び最大値最小値検出回路
１１１に入力され、比較器８において除算回路１０７に
て求められた平均電力値と予め設定されている電力しき
い値ＴＨ１とが比較されるとともに、遅延回路１０８に
おいて除算回路１０７にて求められた平均電力値が所定
の時間だけ遅延されて出力される。

【００３４】遅延回路１０８から出力された平均電力値
は、遅延回路１０９及び最大値最小値検出回路１１１に
入力され、遅延回路１０９において所定の時間だけ遅延
されて出力される。

【００３５】遅延回路１０９から出力された平均電力値
は、遅延回路１１０及び最大値最小値検出回路１１１に
入力され、遅延回路１１０において所定の時間だけ遅延
されて出力される。

【００３６】最大値最小値検出回路１１１においては、
除算回路１０７における除算結果と遅延回路１０８〜１
１０の出力とに基づいて入力信号の最大値及び最小値が
検出される。

【００３７】最大値最小値検出回路１１１にて検出され
入力信号の最大値及び最小値は電力変動値検出回路１１
２に入力され、電力変動値検出回路１１２において、入
力された入力信号の最大値及び最小値に基づいて入力信
号の電力変動値が検出される。

【００３８】電力変動値検出回路１１２にて検出された
入力信号の電力変動値は比較器７に入力され、比較器７
において、電力変動値検出回路１１２にて検出された電
力変動値と予め設定されている電力変動用しきい値ＴＨ
２とが比較され、比較結果が出力される。

【００３９】比較器７，８における比較結果はＯＲ回路
９に入力され、ＯＲ回路９において、比較器８における
比較結果と比較器７における比較結果との論理和がとら
れ、有音／無音情報として出力される。

【００４０】その後、ＯＲ回路９から出力された有音／
無音情報は、音声検出出力端子１０を介して外部に出力
される。

【００４１】ここで、比較器７，８及びＯＲ回路９の出
力について下記表を用いて具体的に説明する。

【００４２】

【表１】 比較器８の出力は、除算回路１０７にて求められた平均
電力値が電力しきい値ＴＨ１よりも大きな場合を１、小
さな場合を０とし、また、比較器７の出力は、電力変動
値検出回路１１２にて検出された入力信号の電力変動値
が電力変動用しきい値ＴＨ２よりも大きな場合を１、小
さな場合を０とする。

【００４３】そして、比較器７，８の出力がＯＲ回路９
に入力され、ＯＲ回路９において両者の論理和がとら
れ、論理和が１となる場合に有音、０となる場合に無音
と判断される。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
入力信号の電力値の検出結果に入力信号の電力変動値の
検出結果が加味されて音声の有無が判断される構成とし
たため、背景雑音の電力とほぼ等価となる子音において
も有音と判断され、話頭切断を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の音声検出器の実施の一形態を示す回路
ブロック図である。

【図２】従来の音声検出器の一構成例を示す回路ブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ 音声入力端子 ２ 瞬時電力検出回路 ３ スペクトル情報抽出回路 ７，８ 比較器 ９ ＯＲ回路 １０ 音声検出出力端子 １０１，１０２，１０３，１０８，１０９，１１０
遅延回路 １０４，１０５，１０６ 加算回路 １０７ 除算回路 １１１ 最大値最小値検出回路 １１２ 電力変動値検出回路

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G10L 11/02 G10L 15/04 H04B 1/04 G10L 101:065 ＩＮＳＰＥＣ（ＤＩＡＬＯＧ) ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ) ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部から入力される入力信号の電力値を
   用いて音声信号を検出する音声検出器であって、 前記入力信号の瞬時における電力値を検出する瞬時電力
   検出手段と、 該瞬時電力検出手段にて検出された電力の平均電力値を
   求める平均電力検出手段と、 該平均電力検出手段にて求められた平均電力値と予め設
   定されているしきい値とを比較し、比較結果を出力する
   第１の比較手段と、 前記平均電力検出手段にて求められた平均電力値に基づ
   いて前記入力信号の最大値及び最小値を検出する最大値
   最小値検出手段と、 該最大値最小値検出手段における検出結果に基づいて前
   記入力信号の電力変動値を検出する電力変動値検出手段
   と、 該電力変動値検出手段にて検出された電力変動値と予め
   設定されているしきい値とを比較し、比較結果を出力す
   る第２の比較手段と、 前記第１及び第２の比較手段における比較結果に基づい
   て、音声信号の有無を判断する有音／無音判断手段とを
   有することを特徴とする音声検出器。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の音声検出器において、 前記有音／無音判断手段は、前記平均電力検出手段にて
   求められた平均電力値が予め設定されているしきい値よ
   りも小さく、かつ、前記電力変動値検出手段にて検出さ
   れた電力変動値が予め設定されているしきい値よりも小
   さい場合のみ、無音であると判断することを特徴とする
   音声検出器。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の音声検
   出器において、 前記平均電力検出手段にて求められた平均電力値を、そ
   れぞれ所定の時間だけ遅延させて出力する遅延回路を複
   数有し、 前記最大値最小値検出手段は、前記平均電力検出手段に
   て求められた平均電力値と前記複数の遅延回路を介して
   出力された平均電力値とに基づいて前記入力信号の最大
   値及び最小値を検出することを特徴とする音声検出器。