JP3125632B2 - 信号検出装置及びその方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は音響装置・システム等に
おける入力信号の頭切れを防止すると共にノイズの少な
い出力を得る信号検出装置及びその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばホール及び会議場等におけ音響拡
声システムにあっては、複数個のマイクロホン装置が配
置され、フリートーキングなどでは発言者のみの音声を
正確に検出することが望まれている。そして、発言に使
用されていない他のマイクロホン装置によって検出され
る周囲の雑音や機器のノイズを自動的に遮断されること
が好ましい形態である。

【０００３】図４に示す回路は一般的な信号検出装置を
示すブロック図であり、例えばマイクロホン装置から出
力される信号は、入力回路１に供給された後、一方は音
声信号を切り替えるゲート回路２に供給される。また入
力回路１の他方の出力は音声信号のレベルを検出するレ
ベル検出回路３に供給される。そして、このレベル検出
回路３で検出された音声信号が所定のレベル以上であれ
ば、ゲート回路２を動作しての音声信号を出力し、図示
せぬ増幅器を介してスピーカ等の拡声装置４または音響
システムの記録装置等に供給されるように構成されてい
る。

【０００４】即ち、ゲート回路の基本動作を図５に示す
タイミングチャートに沿って説明すると、マイクロホン
からの入力回路１に供給された入力信号がレベル検出回
路２にて検出され、その信号レベルがゲート回路２のof
f →on検出レベルよりも一定時間（ゲートoff →onホー
ルド時間）下がり続けた場合、ゲート回路２をｏｎする
ことにより入力信号を遮断して無信号状態にする。従っ
て、このゲート回路２の動作によってノイズの低減が可
能になる。

【０００５】一方、入力回路１からの信号がレベル検出
回路３の検出レベル（ゲートon→off 検出レベル）を越
えた場合、信号の頭切れを無くすために、直ちにゲート
回路２をｏｆｆするよう制御し、スピーカ４に出力する
よう構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、レベル検出
回路３におけるゲートoff →on検出レベルとゲートon→
off 検出レベルとが同じ場合、ゲート回路２にてゲート
のｏｎ／ｏｆｆを繰り返す所謂ハンチング現象が起こ
る。このため、上記現象を防止するために一般的には、
ゲートoff →on検出レベルを例えば−４６dBとし、また
ゲートon→off 検出レベルを例えば−４０dBにそれぞれ
設定して両者間に６dB程度のレベル差を設けていた。

【０００７】しかしながら、この６dBの差により、高い
検出レベルを設定した場合、図５に示すようにゲートｏ
ｎからゲートｏｆｆに切り替わる瞬間は時間Ｔの分だけ
頭切れが生じてしまい、この信号の頭切れは聞き分ける
ことができ違和感がある。

【０００８】そこで、例えばゲートoff →on検出レベル
が−６０dB程度の低い値であれば、６dB高くなった−５
４dBでゲート回路２をon→off 検出しても信号の頭切れ
が気にならないが、必要とする音声信号の他に周囲の雑
音を拾ってしまい、Ｓ／Ｎが悪くなるという問題が発生
する。

【０００９】また、ゲートoff →on検出レベルとゲート
on→off 検出レベルに６dB程度のレベル差を設けても、
ノイズによってゲートがon→off になる場合がある。例
えば図６に示すようにゲートｏｎ期間中に、ゲートon→
off 検出レベルよりも高いレベルのパルス性ノイズＰを
レベル検出回路３が検出してしまい、この検出により所
望の信号がないにも拘らずゲートｏｆｆがホールド時間
分だけ維持されることにより、その間は周囲及び機器の
ノイズがスピーカ４より拡声してしまうことになる。従
って、聴感上ではノイズが聞こえたり、聞こえなかった
りして違和感を感じることになる。

【００１０】また、レベル検出回路３におけるゲートon
→off のホールド時間を例えば100ms 設けたとすると、
図７に示すようにゲートｏｎからゲートｏｆｆに切り替
わるゲートon→off ホールド時間によって、これまた信
号の頭切れが発生してしまう。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
てなされたものであり、入力信号レベルを２系統に別け
て検出することにより安定した頭切れの無い信号検出装
置及び信号検出方法を提供するものである。

【００１２】このために第１の発明は、入力信号の供給
される遅延回路と、前記遅延回路の出力が供給されるゲ
ート回路と、前記入力信号の他方及び前記遅延回路の出
力が供給されるレべル検出部と前記レベル検出部の信号
レベルに応じて前記ゲート回路をｏｎ・ｏｆｆ制御する
時間をそれぞれ選択するホールド部とよりなることを特
徴とする信号検出装置を提供する。

【００１３】また、第２の発明は、入力信号を遅延をし
てゲート回路に供給する一方、前記入力信号の信号レベ
ルを検出すると共に前記ゲート回路の状態を検出し、前
記遅延された信号と前記検出された入力信号レベルに基
づいて前記ゲート回路の制御時間を設定し、前記検出さ
れた入力信号の持続時間と前記設定された時間状態に基
づいて前記ゲート回路を制御してなることを特徴とする
信号検出方法を提供するものである。

【００１４】

【実施例】以下に本発明に係わる信号検出装置及びその
方法の一実施例を図１乃至図３を参照して詳細に説明す
る。

【００１５】本発明の構成は図１のブロック図に示すよ
うに、マイクロホン等の磁電変換器からの有線または無
線信号の出力は、入力信号としてＡ／Ｄ変換器１０に供
給され、このＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）１０の出力はＤＳ
Ｐ（デジタル・シグナル・プロセッサ）２０を介してＤ
／Ａ変換器（Ｄ／Ａ）３０に供給され、図示せぬ増幅器
を介してスピーカ等の拡声機、または必要に応じて記録
装置に供給される構成としてある。

【００１６】ＤＳＰ２０は入力信号が供給される遅延回
路２１と、入力信号のレベルを検出するレベル検出部２
２と、レベル検出部２２により検出された信号レベルに
応じて所定時間信号ホールドするホールド部２３、入力
信号をｏｎ／ｏｆｆするゲート回路２４とより大略構成
され、マイクロコンピータなどよりなる。

【００１７】即ち、入力信号であるアナログ信号はＡ／
Ｄ変換器１０によってデジタル信号に変換された後、Ｄ
ＳＰ２０の遅延回路２１に供給されと共に、レベル検出
部２２のゲートon→off レベル検出回路（第１のレベル
検出部）２２ｂにも供給される。そしてゲートon→off
レベル検出回路２２ｂの出力はホールド部２３のゲート
on→off ホールド時間回路（第１のホールド部）２３ｂ
を介してゲート回路２４に供給される。

【００１８】また、上記遅延回路２１の他の出力はレベ
ル検出部２２のゲートoff →onレベル検出回路（第２の
レベル検出部）２２ａに供給され、その出力はホールド
部２３のゲートoff →onホールド時間回路（第２のホー
ルド部）２３ａを介して同様にゲート回路２４に供給さ
れる。

【００１９】ゲート回路２４においてゲートｏｆｆ時
は、遅延回路２１の出力をそのまま通過させ、またゲー
トｏｎ時は、遅延回路２１の出力を遮断して無音として
扱う（本実施例ではＡ／Ｄの値を０としている）。この
無音として扱うことで音響システム全体の残留ノイズを
低減し得る。

【００２０】本実施例では上記ゲートoff →onレベル検
出回路２２ａは検出レベルを−４６dB〜−６４dB及びｏ
ｆｆの設定が可能となっているものである。

【００２１】また、ゲートon→off レベル検出回路２２
ｂの検出レベルは、上記ゲートoff→onレベル検出回路
２２ａにおける設定された検出レベルに対して６dBだけ
高くなるように自動的に計算され、設定される。

【００２２】上記ゲートoff →onホールド時間回路２３
ａは無信号になったことを確認するための検出時間を管
理するものであり、供給された信号レベルがゲートoff
→onレベル検出回路２２ａの検出レベルより低い状態が
設定時間より長く持続した場合、無信号なったと判断
し、ゲート回路２４をｏｆｆからｏｎに制御して回路を
遮断する。本実施例ではこの時間を２５msec〜２００ms
ecの設定を可能としている。

【００２３】また更に、上記ゲートon→off ホールド時
間回路２３ｂは、信号が入力されたことを確認するため
の検出時間を管理するものであり、信号レベルがゲート
on→off レベル検出回路２２ｂの検出レベルより高い状
態が設定時間より長く持続した場合、信号が正規の入力
信号であることを判断し、ゲート回路２４をｏｎからｏ
ｆｆに制御して回路を導通させる。本実施例では１００
μsec と短く設定してある。

【００２４】ここで、本発明の動作を図２に示すフロー
チャート及び図３（ａ）（ｂ）に示す信号のタイミング
チャートに沿って説明する。

【００２５】例えばマイクロホン等から出力される音響
信号である入力信号ａがＡ／Ｄ変換器１０に供給され、
このＡ／Ｄ変換器１０より出力される信号ａは、マイク
ロコンピータであるＤＳＰ２０に供給されることにより
レベル検出部２２にて信号レベルが検出され（ステップ
Ｓ１）、ゲート回路２４の状態が認識部等によって確認
（ステップＳ２）される。

【００２６】この時ゲートがｏｆｆであればゲートoff
→onレベル検出回路２２ａにて信号レベルが検出され
（ステップＳ３）、ゲートoff →onレベルであればゲー
トoff→onホールド時間回路２３ｂにてホールド時間が
判断される（ステップＳ４）。そして上記したような設
定されたホールド時間（２５msec〜２００msec）が過ぎ
ていなければ遅延回路２１からの遅延信号ｂをゲート回
路２４に出力する（ステップＳ５）。

【００２７】また、ステップＳ４でホールド時間が過ぎ
ていればゲートon→off ボールド時間回路２３ｂにて設
定時間の１００μsec をセットする（ステップＳ６）。
また更に、ステップＳ３でゲートoff →onレベルでなけ
ればゲートoff →onホールド時間回路２３ａにてホール
ド時間（２５msec〜２００msec）をセットする（ステッ
プＳ７）。

【００２８】一方、ステップＳ２でゲートがｏｎ（遮
断）であれば、ゲートon→off レベル検出回路２２ｂに
てレベルを検出し（ステップＳ８）、所定の信号レベル
であればゲートon→off ボールド時間回路２３ｂにてホ
ールド時間が判断される（ステップＳ９）。ここで、上
記したような設定されたホールド時間（１００μsec ）
が過ぎていなければゲートｏｎの状態が持続され、無信
号（ステップＳ10）となり、ノイズが遮断される。

【００２９】また、ステップＳ９でホールド時間が過ぎ
ていればゲートoff →onホールド時間回路２３ｂにてホ
ールド時間（２５msec〜２００msec）をセットする（ス
テップＳ11）。また更に、ステップＳ８でゲートon→of
f レベルでなければゲートon→off ホールド時間回路２
３ｂにてホールド時間（１００μsec ）をセットする
（ステップＳ12）。

【００３０】上記の如くの構成により、通常はＡ／Ｄ変
換されたデジタル信号である入力信号ａはＤＳＰ２０の
遅延回路２１を通じた信号をゲート回路２４を介してＤ
／Ａ変換され、スピーカ等から拡声される。この遅延回
路２１では入力信号を600 μsec 遅延させている。

【００３１】通常の入力信号からゲートon→off を制御
するゲートon→off レベル検出回路２２ｂを検出し、ま
たゲートoff →onを制御するレベル検出を遅延回路２１
を通じた遅延した信号ｂにて検出する。大きな頭切れは
ゲートをｏｎからｏｆｆの時に発生するが、入力信号ａ
を常時検出し、また遅延回路２１にて遅延した信号ｂを
レベル検出部２２にて検出してゲートを制御することに
より、図３（ａ）に示すように本来はゲートon→off の
タイミングのＳ点の時に出力されるが、図１に示す遅延
回路２１からの信号によって信号が補われ図３（ｂ）に
示すように頭切れの無い信号を出力することができ、違
和感のない信号を聞き取ることが可能となる。

【００３２】また、ゲートｏｎ時に回路にパルス性のゲ
ートon→off レベルに達する信号Ｐが到来したとして
も、ホールド時間によりゲート回路がｏｆｆするような
ことはない。更に、ゲートｏｆｆからｏｎに切り替わる
時も、上記したホールド時間により無信号とし、機器の
ノイズを遮断することが可能となるため、ゲートの動作
レベルを高くすることができる。

【００３３】従って、例えば会議場の拡声システムに使
用される音声スイッチへの応用が可能となるため、フリ
ートーキングによっても拡声システム等の機器の操作者
無しで発言に使用されているマイクロホンは自動的にｏ
ｎし、また発言に使用されていないマイクロホンはｏｆ
ｆとなりハウリングを防止でき、しかもマイクロホンが
切り替わる時、頭切れがなく違和感の無い明確な信号を
捕らえることが可能となる。

【００３４】また、ゲートの動作レベルを高くできるこ
とにより、音響装置（システム）におけるミキサー、イ
コライザー、パワーアンプ等ノイズを発生する機器のノ
イズを遮断することで、ノイズ低減を意識したミキサー
操作を回避することができる。

【００３５】本発明は一実施例として拡声システムによ
って説明したが、無線通信装置及び情報記録装置等に応
用することが可能であるため、本発明の技術を逸脱しな
い限りし種々の機器への応用が可能てあることはいうま
でもないことである。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述した本発明に係わる信号検出装
置及びその方法によると、例えば会議場等で複数個のマ
ククロホンを順次選択的に切り替える際、発言者の入力
信号の頭切れを防止すると共にパルス性ノイズによるゲ
ートの安定動作を確保し得ると共に、機器自体のノイズ
及びハウリングを防止でき違和感の無い明確な信号を捕
らることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の信号検出装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。

【図２】本発明を説明するための信号のフローチャート
である。

【図３】本発明を説明するための信号のタイミングチャ
ートである。

【図４】従来の信号検出装置のブロック図である。

【図５】図４におけるゲートの基本動作を示すタイミン
グチャートである。

【図６】パルス性ノイズによるゲートの不安定動作を説
明するタイミングチャートである。

【図７】ゲートｏｎからｏｆｆホールド時間を使用した
時のゲートの動作を示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１０…Ａ／Ｄ変換器 ２０…ＤＳＰ ３０…Ｄ／Ａ変換器 ２１…遅延回路 ２２…レベル検出部 ２２ａ…第２のレベル検出部 ２２ｂ…第１のレベル検出部 ２３…ホールド部 ２３ａ…第２のホールド部 ２３ｂ…第１のホールド部 ２４…ゲート回路

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力信号が供給される遅延回路と、前記遅
   延回路の出力が供給されるゲート回路と、前記入力信号
   及び前記遅延回路の出力が供給されるレべル検出部と、
   前記レベル検出部の信号レベルに応じて前記ゲート回路
   をｏｎ・ｏｆｆ制御する時間をそれぞれ選択するホール
   ド部とよりなることを特徴とする信号検出装置。
2. 【請求項２】前記レベル検出部は前記入力信号が供給さ
   れ前記ゲート回路をｏｎからｏｆｆに切り替える第１の
   レベル検出部と、前記遅延回路からの信号が供給され前
   記ゲート回路をｏｆｆからｏｎに切り替える第２のレベ
   ル検出部とから構成され、 前記ホールド部は前記第１のレベル検出部の結果に基づ
   いて前記ゲート回路をｏｎからｏｆｆに切り替えるため
   のホールド時間を設定する第１のホールド部と、前記第
   ２のレベル検出部の結果に基づいて前記ゲート回路をｏ
   ｆｆからｏｎに切り替えるためのホールド時間を設定す
   る第２のホールド部とから構成されてなることを特徴と
   する請求項１記載の信号検出装置。
3. 【請求項３】前記第１のホールド部におけるホールド時
   間を前記第２のホールド部における設定時間より短く設
   定したことを特徴とする請求項３記載の信号検出装置。
4. 【請求項４】入力信号を遅延をしてゲート回路に供給す
   る一方、前記入力信号の信号レベルを検出すると共に前
   記ゲート回路の状態を検出し、前記遅延された信号と前
   記検出された入力信号レベルに基づいて前記ゲート回路
   の制御時間を選択的に設定し、前記検出された入力信号
   の持続時間と前記設定された時間状態に基づいて前記ゲ
   ート回路を制御してなることを特徴とする信号検出方
   法。