JPH0464074B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、音声信号の有無を判定する音声検出
器に関する。 音声検出器は主にDSI（Ｄigital Ｓpeech Ｉ
nterpolationの略称である。）装置に組み込まれ、
DSI装置への入力チヤンネルに音声信号があるか
ないかを判定するために用いられ、その特性が
DSI装置の通話品質、更にはシステム設計に大き
な影響を及ぼす。従つて音声検出器に要求される
ことは、(1)音声信号に対して可及的速やかに応答
すること、(2)雑音に対してなるべく応答しないこ
と、(3)簡単なハードウエアで実現できること等が
挙げられる。尚、DSI装置に関しては、例えば、
1976年３月発行のエス・ジエー・キヤンパネラ
（S.J.Campanella）による文献「デイジタル ス
ピーチ インターポレーシヨン（Digital Speech
Interpolation）」の127頁〜158頁に詳述されてい
るので参照されたい。 従来、ハードウエア規模が簡単で検出論理が明
瞭である方法としてレベル検出法が知られている
が、この方法は入力信号の信号エネルギー（電力
及び振幅）を検出後、閾値と比較することにより
音声信号の有無を判定するものである。またレベ
ル検出法を用いた音声検出器の中で、入力信号の
振幅と予め定められた閾値とを比較する固定閾値
型音声検出器が、最もハードウエア規模が簡単で
かつ、確実な音声検出器として知られている。 次に図面を参照しながら、この固定閾値型音声
検出器の原理を説明する。 第１図は固定閾値型音声検出器の原理を示すブ
ロツク図であり、信号入力端子１、振幅閾値入力
端子２、振幅比較回路３、累積回路４、累積回路
への入力信号として＋１、−１を与える増加・減
少制御線５および６、音声検出用フリツプフロツ
プ７、音声検出用フリツプフロツプセツト・リセ
ツト制御線８および９、音声検出結果出力端子１
０からなつている。なお、この場合累積回路は可
逆カウンタ（アツプダウン・カウンタ）で置換で
きる。 図において、端子１より入力される入力信号は
標本化周期ごとに振幅比較回路３において、端子
２より入力される予め定められた振幅閾値
（THa）と比較される。その結果、入力信号振幅
が振幅閾値よりも大きいと、累積回路増加制御線
５を使つて累積回路４の内容が１だけ増加され
る。また、逆に入力信号振幅が振幅閾値よりも小
さいと、累積回路減少制御線６を使つて累積回路
４の内容が１だけ減少される。但し、累積回路の
内容は負の値にならないようになつている。 音声信号が到来し、振幅閾値を超える入力が多
くなると、累積回路の内容は順次増加する。もち
ろん、その間に振幅閾値以下の入力が加わると、
可逆カウンタの内容は１だけ減少する。このよう
にして、累積回路の内容が予め設定された持続時
間の閾値（THt）に達すると、音声検出用フリ
ツプフロツプのセツト制御線８を使つて音声検出
用フリツプフロツプ７がセツトされ、音声が検出
されたことになり、端子１０よりその結果が出力
される。 また、音声が検出されなくなると、例えば、そ
れは累積回路４の内容が０になることで示される
が、その時、音声検出用フリツプフロツプ７は音
声検出用フリツプフロツプのリセツト制御線９を
使つてリセツトされ、端子１０よりその結果が出
力されるが、一般にはある一定時間の後にリセツ
トされる。これは、ハングオーバーと称され、通
話中の単語や句の間での切断に耳が敏感であるこ
とから設けられており、その時長は100〜250ms
程度である。 さらに理解を深めるために第１図で示される固
定閾値型音声検出器に第２図のａの１１で示され
る信号が入力した場合を例にとつて説明を加え
る。 第２図では、入力信号１１、振幅閾値１２、累
積回路の内容１３、持続時間の閾値１４および音
声検出結果出力１５を示している。 まず、入力信号１１が端子１から入力される
と、標本化周期Tsごとに振幅比較回路３により
振幅閾値１２と比較される。第２図から判るよう
に時刻t_a1になつて始めて入力信号の振幅の方が
振幅閾値よりも大きくなるので累積回路の内容１
３は時刻t_a1で始めて１になり（第２図ｂ）、以
後、時刻t_a2まで１ずつ増加されていく。その結
果、時刻t_b1になつて累積回路の内容１３が持続
時間の閾値１４よりも大きくなるので、音声が検
出されたことになり、出力１５は１になる。とこ
ろで、時刻t_a3になると、入力信号１１の振幅が
振幅閾値１２よりも小さくなるので、累積回路の
内容１３は１ずつ減少していき、時刻t_b2になり、
持続時間の閾値１４よりも小さくなるので音声信
号が無くなつたと判定され前述の理由でハングオ
ーバーが付加されハングオーバー終了後、出力１
５は０になる。第２図のｃにおけるT_Hがハング
オーバー時間を示している。 以上説明してきた様な固定閾値型音声検出器で
は確かにハードウエア規模は簡単ではあるが、一
度閾値が設定されると閾値以上の信号ならどんな
雑音でも検出してしまうという欠点があつた。 本発明の目的は、音声検出器の閾値が入力信号
中に含まれる雑音のレベル変動に対して良好な追
従性を示すとともに、検出能力が擬似信号に対し
て充分な免疫性を示す可変閾値型音声検出器を簡
単なハードウエア規模で提供することにある。 本発明によれば、PCM符号化された信号を受
信し、該入力信号と閾値との大小関係により音声
信号の有無を判定する音声検出器において、前記
入力信号を整流する整流回路と、該整流回路の出
力から入力信号に含まれる雑音の電力を計算する
電力計算回路と、該電力計算回路の出力から閾値
を発生させる第１の閾値発生回路と、前記整流回
路の出力と前記第１の閾値発生回路から出力され
る閾値とを比較するレベル検出回路と、該レベル
検出回路の出力を累積する累積回路と、該累積回
路の出力値と後述する第２の閾値発生回路から出
力される閾値とを比較する比較回路と、該比較回
路が前記累積回路の出力値の方が大きいと判定し
た場合には低いレベルの閾値を、小さいと判定し
た場合には高いレベルの閾値を発生させる第２の
閾値発生回路と、前記比較回路の出力に応じて正
負に歩進する可逆カウンタと、該可逆カウンタの
内容により音声信号の有無を判定し、その結果を
出力する判定回路と、前記比較回路の出力から前
記累積回路の出力値が前記第２の閾値発生回路か
ら出力される閾値と比べ大から小に移つた時点を
検出し、その時点で前記可逆カウンタの内容を予
め定められた値に設定するカウンタ設定回路とか
ら少なくとも構成され入力信号に含まれる雑音レ
ベルに応じた閾値を用いて音声検出を行なうこと
を特徴とする可変閾値型音声検出器が得られる。 また、本発明によれば、PCM符号化された信
号を受信し、該入力信号と閾値との大小関係によ
り音声信号の有無を判定する音声検出器におい
て、前記入力信号の直流オフセツトを補正する直
流オフセツト補正回路と、該直流オフセツト補正
回路の出力を整流する整流回路と、該整流回路の
出力から入力信号に含まれる雑音信号の電力を計
算する電力計算回路と、該電力計算回路の出力か
ら閾値を発生させる第１の閾値発生回路と、前記
整流回路の出力と前記第１の閾値発生回路から出
力される閾値とを比較するレベル検出回路と、該
レベル検出回路の出力を累積する累積回路と、該
累積回路の出力値と後述する第２の閾値発生回路
から出力される閾値とを比較する比較回路と、該
比較回路が前記累積回路の出力値の方が大きいと
判定した場合には低いレベルの閾値を、小さいと
判定した場合には高いレベルの閾値を発生させる
第２の閾値発生回路と、前記比較回路の出力に応
じて正負に歩進する可逆カウンタと、該可逆カウ
ンタの内容により音声信号の有無を判定し、その
結果を出力する判定回路と、前記比較回路の出力
から前記累積回路の出力値が前記第２の閾値発生
回路から出力される閾値と比べ大から小に移つた
時点を検出し、その時点で前記可逆カウンタの内
容を予め定められた値に設定するカウンタ設定回
路とから少なくとも構成され、オフセツトを補正
した入力信号に含まれる雑音レベルに応じた閾値
を用いて音声検出を行なうことを特徴とする可変
閾値型音声検出器が得られる。 さらに、本発明によれば、PCM符号化された
信号を受信し、該入力信号と閾値との大小関係に
より音声信号の有無を判定する音声検出器におい
て、前記入力信号の直流オフセツトを補正する直
流オフセツト補正回路と、該直流オフセツト補正
回路の出力を整流する整流回路と、該整流回路の
出力から入力信号に含まれる雑音の電力を計算す
る電力計算回路と、該電力計算回路の出力から閾
値を発生させる第１の閾値発生回路と、前記整流
回路の出力と前記第１の閾値発生回路から出力さ
せる閾値とを比較するレベル検出回路と、該レベ
ル検出回路の出力を累積する累積回路と、該累積
回路の出力値と後述する第２の閾値発生回路から
出力される閾値とを比較する比較回路と、該比較
回路が前記累積回路の出力値の方が大きいと判定
した場合には低いレベルの閾値を、小さいと判定
した場合には高いレベルの閾値を発生させる第２
の閾値発生回路と、前記比較回路の出力に応じて
正負に歩進する可逆カウンタと、該可逆カウンタ
と、該可逆カウンタの内容により、音声信号の有
無を判定し、その結果を出力する判定回路と、前
記比較回路の出力から前記累積回路の出力値が前
記第２の閾値発生回路から出力される閾値に比べ
大から小に移つた時点を検出し、その時点での前
記可逆カウンタの内容に応じて前記可逆カウンタ
の内容を異なる値に設定するカウンタ設定回路と
から構成され、直流オフセツトを補正した入力信
号に含まれる雑音レベルに応じた閾値を用いると
ともに、可逆カウンタの内容を設定する値として
予め定められた複数個の値を用いることを特徴と
する可変閾値型音声検出器が得られる。 次に図面を参照しながら本発明の一実施例を詳
細に説明する。 第３図は本発明による第１の可変閾値型音声検
出器の実施例であり、入力端子２０、偶数ビツト
反転回路２１、符号変換回路２２、整流回路２
３、電力計算回路２４、第１の閾値発生回路２
５、レベル検出回路２６、累積回路２７、比較回
路２８、第２の閾値発生回路２９、可逆カウンタ
３０、カウンタ設定回路３２及び出力端子３３か
ら構成されている。 例えば、国際電信電話諮問委員会、（CCITT；
Ｃomite′ Ｃonsultatif Ｉnternational Ｔ
e′legraphaique et Ｔe′le′phonique）からの勧
告案G.711に基づき非線形符号化され、８ビツト
のＡ−Law符号（オレンジブツクVol.−２，
pp409〜410参照のこと。）となつた入力信号が入
力端子２０から入力する場合を例にとつて説明を
加える。通常、電話回線を伝送されるＡ−Law
符号信号はMSB（Ｍost Ｓignificant Ｂitの略
称である。）側からみて、偶数ビツト目が反転さ
れているので、偶数ビツト反転回路２１により入
力信号は偶数ビツトが反転され伝送される前のも
との信号に戻される。もとに戻つたＡ−Law符
号信号は符号変換回路２２で、第４図で示すよう
に、正のＡ−Law符号信号に対してMSBだけ、
負のＡ−Law符号信号に対しては全ビツト反転
され８ビツトのTwo′s complement符号信号に
変換され、整流回路２３へ入力される。整流回路
２３では、この入力信号を絶対値信号（大きさの
みを表わす信号）に変換し、一方は電力計算回路
２４へ、もう一方はレベル検出回路２６へ送り出
す。 電力計算回路２４では、入力信号に含まれる雑
音信号を取り出し、雑音の平均電力を計算する。
具体的には、音声が検出されない時（例えば、後
述する比較回路２８の出力が０の時）はすべての
入力信号を雑音とみなすとともに、音声が検出さ
れた時（例えば後述する比較回路２８の出力が１
の時）であつても予め定められたレベル以下の信
号は雑音信号であるとみなし、この雑音を低域通
過フイルタに入力することにより雑音の平均電力
を計算し、その結果を第１の閾値発生回路２５に
送出する。従つて、雑音の平均電力を計算する際
に除外される音声信号とは、後述の比較回路の出
力が１でありかつ、予め定められたレベル以上の
信号レベルを有する信号である。第１の閾値発生
回路２５では、電力計算回路２４からの出力を定
数倍することにより、レベル検出回路２６で使用
される第１の閾値（TH1）と、該第１の閾値よ
り6dB高い所に第２の閾値（TH2）とを設定し、
レベル検出回路２６へ送出する。 レベル検出回路２６では、整流回路２３の出力
と、第１の閾値発生回路２５より送出される第１
の閾値及び第２の閾値とを比較し、整流回路の出
力が第２の閾値より大きい場合には入力信号が音
声信号である確率が高いので＋２、第１の閾値と
第２の閾値との間に位置する場合には入力信号が
音声信号である確率と雑音である確率とがほぼ等
しいかあるいは前者が少し高い程であるので＋
１、第１の閾値より小さい場合には入力信号を雑
音である確率が高いので−１を出力する。累積回
路２７では、レベル検出回路２６の出力を累積し
ておりその累積値を比較回路２８へ送出する。比
較回路２８では、後述する第２の閾値発生回路２
９から出力される第３の閾値（TH3）と前記累
積値とを比較し、後者が前者よりも大きい場合に
は入力信号が音声信号であると判定し、＋１を、
また、前者が後者よりも大きい場合には入力信号
は雑音であると判定し、０を出力する。第２の閾
値発生回路２９では、前記比較回路２８で使用さ
れる音声信号判定用の第３の閾値（TH3）とし
て、レベルの異なる閾値を２つ用意しておき、前
記比較回路２８の出力が０の場合には高いレベル
の第３の閾値（TH3H）を発生し、また、前記
比較回路２８の出力が１の場合には低いレベルの
第３の閾値（TH3L）を発生し前記比較回路２８
へ送出する。 可逆カウンタ３０では、前記比較回路２８の出
力を入力し、該入力信号が１の時にはカウンタの
内容を１だけ増加させ、０の時にはカウンタの内
容を１だけ減少させ前記比較回路の出力を累積し
ている。また、カウンタ設定回路３１は前記比較
回路の出力を監視しておりその出力が１から０に
変化する時点を検出し、その時点で、前記可逆カ
ウンタ３０の内容を予め定められた値に設定す
る。判定回路３２では、前記可逆カウンタ３０の
内容が予め定められた値（通常は０を用いる。）
より大きい場合に音声信号が検出されたとして１
を出力端子３３を介して外部に出力する。もちろ
ん小さい場合には０を出力するがこうすることに
より前述のハングオーバーも付加されることにな
る。 本発明で用いられる電力計算回路２４及び第２
の閾値発生回路２５としては第５図の回路が使用
でき、絶対値信号入力端子５０、雑音判定レベル
入力端子５１、比較回路出力信号入力端子５２、
比較器５３、論理和回路５４、乗算器５５，５
６，５７，５８、被乗数入力端子５９，６０，６
１，６２，６３被乗数選択器６４、加算器６５、
リミツター６６，６７、メモリー６８第１の閾値
出力端子６９および第２の閾値出力端子７０から
構成されている。絶対値入力信号は入力端子５０
より入力され、一方は乗算器５５へ、もう一方は
比較器５３へ送られる。比較器５３では、前記入
力信号と入力端子５１より入力される雑音判定レ
ベルと比較され、前者が後者よりも大きい場合に
０、小さい場合に＋１を出力し、論理和回路５４
では、比較器５３の出力信号と、比較回路２８か
らの出力信号を反転した信号との論理和がとら
れ、少なくともどちらか一方が＋１のときに＋１
が出力され、乗算器５６の制御信号及び、被乗数
選択器６４の選択制御信号となる。前記被乗数選
択器６４では、前記選択制御信号が＋１の時には
被乗数入力端子５９より入力される被乗数が選択
され、また、０の時には被乗数入力端子６０より
入力される被乗数（現在は０を用いている。）が
選択され乗算器５５の被乗数となる。 また、乗算器５５では、絶対値入力信号と前述
のようにして選択された被乗数との積がとられ加
算器６５へ送られる。一方、乗算器５６では被乗
数入力端子６１より入力される被乗数とメモリー
６８の内容との積がとられ加算器６５へ送られ
る。但し、論理和回路５４の出力が０の時はこの
乗算は行なわずメモリー６８の内容がそのまま出
力される。そして、加算器６５で前述の乗算器５
５の出力と乗算器５６の出力との加算が行なわれ
その結果がリミツター６６を介してメモリー６８
に備えられる。また、それと同時にリミツター６
６の出力は乗算器５７により、被乗数入力端子６
２より入力される被乗数との積がとられ、リミツ
ター６７を介して第１の閾値（TH1）として、
出力端子６９より出力される。 また、リミツター６７の出力は、乗算器５８で
被乗数入力端子６３より入力される被乗数（現在
は２を用いている。）との積がとられ、第２の閾
値（TH2）として、出力端子７０より出力され
る。 ここで、リミツタ６６，６７を用いているのは
メモリー６８の内容及び閾値（TH1）の可変領
域を制限することにより閾値調整速度を敏速にか
つ、音声検出器の受信感度および感動レベル範囲
を制限し、雑音に対する免役性を保障するためで
ある。 尚、本発明において前述の様に絶対値信号を一
次の低域通過フイルタに通すことにより、雑音の
レベルを算出していたが、それは振幅分布が
Gauss分布であり分数がσ²である雑音をその絶対
値をとつて一次の低域通過フイルタに通して得ら
れる電力Ｐが次式で表す様に近似的に標準偏差σ
に比例した値となるためである。 ここで∫^∞ ₀xe^-x2/2〓²dx （x²＝ｙとおくと、2xdx＝dy） ＝１／２∫^∞ ₀ ^-y/2〓²dy ＝σ² ゆえに(1)式は次のようになる。 したがつて、 Ｐ≒0.8δ (3) 従つて、前記処理を施す事により、一次の低域
通過フイルタの出力で雑音の標準偏差σにほぼ比
例した値が得られることがわかる。 また、第２の閾値発生回路２９を設け、比較回
路２８で使用される第３の閾値（TH3）を２個
用意し、比較回路２８の出力により使い分けてい
るのは比較回路２８の出力にヒステリシスを設け
ることにより音声検出器の過剰なON−OFFを避
けるためである。 本発明で用いられる可逆カウンタ３０、カウン
タ設定回路３１及び判定回路３２としては、第６
図の回路が使用でき、入力端子７１、１サンプル
遅延回路７２、論理積回路７３、カウンタ設定値
入力端子７４、可逆カウンタ７５、比較回路７
６、閾値入力端子７７及び出力端子７８から構成
されており、破線で囲まれた３０，３１，３２は
それぞれ第３図で示す可逆カウンタ、カウンタ設
定回路、判定回路を示している。入力端子７１よ
り入力された入力信号は一方は可逆カウンタ７５
へ、もう一方は１サンプル遅延回路７２及び論理
積回路７３へ送られる。 論理積回路７３では現入力信号を反転した信号
と１サンプル時刻前の入力信号との積がとられ、
その結果を可逆カウンタ７５へ送出する。可逆カ
ウンタ７５では入力信号が１の時にはカウンタの
内容を１だけ増加させ、また、０の時にはカウン
タの内容を１だけ減少させるとともに、前記論理
積回路の出力が１の時、すなわち、入力信号が１
から０に変化する時に、カウンタの内容を強制的
にカウンタ設定値入力端子７４から入力される予
め定められた値に設定される。比較器７６では閾
値入力端子７７より入力される閾値（実際は０を
使用している。）と前記可逆カウンタ７５から出
力されるカウンタの内容とを比較し、カウンタの
内容が大きい場合に１を出力端子７８を介して外
部に出力する。 以上説明してきたように本発明の第１の可変閾
値型音声検出器は、PCM符号化された入力信号
を受信し、絶対値符号に変換し、簡単な１次の低
域通過フイルタにより入力信号中に含まれる雑音
の平均電力を算出し、その値から得られる閾値を
用いて音声検出を行なう可変閾値型音声検出器で
ある。 また本実施例によれば、PCM符号で信号処理
を行なつていることにより、ハードウエア規模が
増大しないこと、雑音レベルに応じた閾値が得ら
れ、擬似信号に対して免疫性が強いこと、及び該
閾値の最大値、最小値を規定することにより受信
感度や感動レベル範囲を任意に設定できるという
利点がある。 第７図は本発明の可変閾値型音声検出器の第２
の実施例であり、入力端子８０、偶数ビツト反転
回路８１、符号変換回路８２、直流オフセツト補
正回路８３、整流回路８４、電力計算回路８５、
第１の閾値発生回路８６、レベル検出回路８７、
累積回路８８、比較回路８９、第２の閾値発生回
路９０、可逆カウンタ９１、カウンタ設定回路９
２、判定回路９３及び出力端子９４から構成され
ている。 例えば非線形符号化された入力信号としてＡ−
Law符号信号を考えると、入力端子８０から入
力されたＡ−Law符号信号は前述の如く偶数ビ
ツトが反転されているので、偶数ビツト反転回路
８１によりもとに戻される。 符号変換回路８２では、第４図で示すような方
法によりＡ−Law符号信号をTwo′s
Complement符号信号に符号変換し、直流オフセ
ツト補正回路８３へ送出する。直流オフセツト補
正回路８３では、入力信号の正負の極性ビツトの
発生確率が等しくなるように制御を加えることに
より、入力信号の直流オフセツトを補正する。そ
して、直流オフセツトが補正された入力信号は整
流回路８４により、大きさのみを表わす絶対値信
号に変換され、一方は電力計算回路８５へ、もう
一方はレベル検出回路８７へ送られる。 電力計算回路８５では、入力信号に含まれる雑
音を取り出し、雑音信号の平均電力を計算する。
具体的には、音声が検出されない時はすべての入
力信号を雑音とみなすとともに、音声が検出され
た時であつても予め定められたレベル以下の信号
は雑音信号であるとみなし、この雑音を低域通過
フイルタに入力することにより雑音の平均電力を
計算し、その結果を第１の閾値発生回路８６へ送
り出す。尚、音声信号が検出されているのか否か
の判定は、後述する比較回路８９の出力を監視す
ることにより行なわれる。 第１の閾値発生回路８６では、電力計算回路８
５からの出力を定数倍してレベル検出回路８７で
使用される第１の閾値（TH1）と、該第１の閾
値より6dB高い所に第２の閾値（TH2）を設定
し、レベル検出回路８７へ送出する。 レベル検出回路８７では整流回路８４の出力
と、第１の閾値発生回路８６より送出される第１
及び第２の閾値とを比較し、整流回路８４の出力
が第２の閾値より大きい場合には、入力信号が音
声信号である確率が高いので＋２、第１の閾値と
第２の閾値との間に位置する場合には入力信号が
音声信号である確率と雑音である確率とがほぼ等
しいか、あるいは前者が少し高い程であるので＋
１、第１の閾値より小さい場合には入力信号が雑
音である確率が高いので−１を出力する。 累積回路８８では、レベル検出回路８７の出力
を累積しており、その累積値を比較回路８９へ送
出する。比較回路８９では、後述する第２の閾値
発生回路９０から送出される第３の閾値（TH3）
と前記累積値とを比較し、後者が前者よりも大き
い場合には入力信号が音声信号であると判定し＋
１を、また前者が後者よりも大きい場合には入力
信号が雑音であると判定し０を出力する。 第２の閾値発生回路９０では、前記比較回路８
９で使用される音声信号判定用の第３の閾値
（TH3）として、レベルの異なる閾値を２つ用意
しておき、前記比較回路８９の出力が０の場合に
は高いレベルの第３の閾値（TH3H）を発生し、
また、前記比較回路８９の出力が１の場合には低
いレベルの第３の閾値（TH3L）を発生し前記比
較回路８９へ送出する。 可逆カウンタ９１では、前記比較回路８９の出
力を入力し、該入力信号が＋１の時にはカウンタ
の内容を１だけ増加させ、０の時にはカウンタの
内容を１だけ減少させ前記比較回路の出力を累積
している。また、カウンタ設定回路９２では、前
記比較回路の出力を監視しており、その出力が１
から０に変化する時点を検出し、その時点で前記
可逆カウンタ９１の内容を予め定められた値に設
定する。判定回路９３では、前記可逆カウンタの
内容が予め定められた値（通常は０を用いる。）
より大きい場合に音声信号が検出されたとして１
を出力端子９４を介して外部に出力する。もちろ
ん、小さい場合には０を出力するが、こうするこ
とにより前述のハングオーバーも付加されること
になる。 本発明で用いられる直流オフセツト補正回路８
４としては、第８図の回路が使用でき、入力端子
１００、加算器１０１、乗算器１０２、被乗数入
力端子１０３、メモリー１０４、加算器１０５、
極性ビツト抽出回路１０６、出力端子１０７から
構成されており、入力端子１００から入力された
入力信号は加算器１０１において、メモリー１０
４の内容を乗算器１０２によりある定数倍した値
が減じられ、直流オフセツト補正回路の出力とし
て出力端子１０７から出力される。また、それと
同時に、該出力信号は極性ビツト抽出回路１０６
により極性ビツトが抽出され加算器１０５を介し
てメモリー１０４に累積される。こうして、入力
信号の正負の極性ビツトの発生確率が等しくなる
ように制御がかかり、入力信号に重畳している直
流オフセツトが補正され、入力信号の無通話時パ
ターンに若干のずれがあつても検出特性に影響が
無くなる。 また、本発明の第２の音声検出器で用いられる
電力計算回路８５及び第１の閾値発生回路８６と
しては、第５図の回路がそのまま使用できる。ま
た、本発明の第２の音声検出器で用いられる可逆
カウンタ９１、カウンタ設定回路９２及び判定回
路９３は第６図の回路がそのまま使用できる。 以上説明してきたように、本発明の第２の可変
閾値型音声検出器はPCM符号化された入力信号
を受信し、該入力信号の直流オフセツトを補正し
たのち該入力信号を絶対値符号信号に変換し、簡
単な１次の低域通過フイルタにより入力信号中に
含まれる雑音の平均電力を算出し、その値から得
られる閾値を用いて音声検出を行なう可変閾値型
音声検出器である。 また、本実施例によればPCM符号で信号処理
を行なつていることによりハードウエア規模が増
大しないこと、及び直流オフセツト補正回路の使
用により雑音の振幅分布をよりGauss分布に近づ
けることができるため、雑音の信号レベルがより
正確に把握できるので擬似信号に対して免疫性が
強いこと、及び閾値の最大値、最小値を規定する
ことにより受信感度や感動レベル範囲を任意に設
定できるという利点がある。 第９図は、本発明による可変閾値型音声検出器
の第３の実施例であり、入力端子１１０、偶数ビ
ツト反転回路１１１、符号変換回路１１２、直流
オフセツト補正回路１１３、整流回路１１４、電
力計算回路１１５、第１の閾値発生回路１１６、
レベル検出回路１１７、累積回路１１８、比較回
路１１９、第２の閾値発生回路１２０、可逆カウ
ンタ１２１、カウンタ設定回路１２２、判定回路
１２３及び出力端子１２４から構成されている。 例えば、PCM符号化された入力信号としてＡ
−Law符号信号を考えると、入力端子１１０か
ら入力されたＡ−Law符号信号は、前述の如く
偶数ビツトが反転されているので、偶数ビツト反
転回路１１１によりもとに戻される。 符号変換回路１１２では、第４図で示すような
方法によりＡ−Law符号信号をTwo′s
Complement符号信号に符号変換し、直流オフセ
ツト補正回路１１３へ送出する。直流オフセツト
補正回路１１３では、入力信号の正負の極性ビツ
トの発生確率が等しくなるように制御を加えるこ
とにより、入力信号の直流オフセツトを補正す
る。そして、直流オフセツトが補正された入力信
号は整流回路１１４により大きさのみを表わす絶
対値信号に変換され、一方は電力計算回路１１５
へ、もう一方はレベル検出回路１１７へ送出され
る。 電力計算回路１１５では、入力信号に含まれる
雑音を取り出し雑音信号の平均電力を計算する。
具体的には、音声が検出されない時はすべての信
号を雑音とみなすととももに、音声が検出された
時であつても予め定められたレベル以下の信号は
雑音信号であるとみなし、この雑音を低域通過フ
イルタに入力することにより雑音の平均電力を計
算し、その結果を第１の閾値発生回路１１６へ送
り出す。尚、音声信号が検出されているのか否か
の判定は、後述する比較回路１１９の出力を監視
することにより行なわれる。 第１の閾値発生回路１１６では電力計算回路１
１５からの出力を定数倍してレベル検出回路１１
７で使用される第１の閾値（TH1）と、該第１
の閾値より6dB高い所に第２の閾値（TH2）を
設定し、レベル検出回路１１７へ送出する。レベ
ル検出回路１１７では、整流回路１１４の出力
と、第１の閾値発生回路１１６より送出される第
１及び第２の閾値とを比較し、整流回路１１４の
出力が第２の閾値より大きい場合には入力信号が
音声信号である確率が高いので＋２、第１の閾値
と第２の閾値との間に位置する場合には入力信号
が音声信号である確率と雑音である確率とがほぼ
等しいか、あるいは前者が少し高い程であるので
＋１、第１の閾値より小さい場合には入力信号が
雑音である確率が高いので−１を出力する。 累積回路１１８ではレベル検出回路１１７の出
力を累積しておりその累積値を比較回路１１９へ
送出する。比較回路１１９では後述する第２の閾
値発生回路１２０から送出される第３の閾値
（TH3）と前記累積値とを比較し、後者が前者よ
りも大きい場合には入力信号が音声信号であると
判定し＋１を、また、前者が後者よりも大きい場
合には入力信号が雑音であると判定し０を出力す
る。 第２の閾値発生回路１２０では、前記比較回路
１１９で使用される音声判定用の第３の閾値
（TH3）として、レベルの異なる閾値を２つ用意
しておき、前記比較回路１１９の出力が０の場合
には高いレベルの第３の閾値（TH3H）を発生
し、また、前記比較回路１１９の出力が１の場合
には低いレベルの第３の閾値（TH3L）を発生し
前記比較回路１１９へ送出する。 可逆カウンタ１２１では、前記比較回路１１９
の出力を入力し、該入力信号が１の時にはカウン
タの内容を１だけ増加させ、０の時にはカウンタ
の内容を１だけ減少させ前記比較回路の出力を累
積している。またカウンタ設定回路１２２では前
記比較回路の出力を監視しており、前記比較回路
１１９の出力が１から０に変化する時点を検出
し、その時点で前記カウンタの内容と予め定めら
れた第４の閾値（TH4）とを比較し、前者が大
きい場合には内部カウンタの内容を長いハングオ
ーバー用の設定値に、また、前者が小さい場合に
は内部カウンタの内容を短いハングオーバー用の
設定値に設定する。判定回路１２３では、前記可
逆カウンタの内容が予め定められた第５の閾値
（通常は０を用いる。）より大きい場合に音声信号
が検出されたとして１を出力端子１２４を介して
外部に出力する。もちろん、小さい場合には０を
出力するが、こうすることにより前述のハングオ
ーバーが付加される。 本発明の第３の音声検出器で用いられる直流オ
フセツト補正回路１１４としては第８図の回路が
使用でき、また、電力計算回路１１５及び第１の
閾値発生回路１１６としては第５図の回路がその
まま使用できる。 また、可逆カウンタ１２１、カウンタ設定回路
１２２及び判定回路１２３としては第１０図の回
路が使用でき、入力端子１３０、１サンプル遅延
回路１３１、論理積回路１３２、選択回路１３
３、被選択信号入力端子１３４，１３５、第１の
比較器１３６、第４の閾値入力端子１３７、可逆
カウンタ１３８、第２の比較器１３９、第５の閾
値入力端子１４０及び出力端子１４１から構成さ
れており、破線で示した１２１，１２２，１２３
はそれぞれ可逆カウンタ、カウンタ設定回路及び
判定回路を示している。入力端子１３０から入力
された入力信号は、一方は可逆カウンタ１３８へ
もう一方は１サンプル遅延回路１３１及び論理積
回路１３２へ送られる。 論理積回路１３２では、現入力信号を反転した
信号と１サンプル時刻前の入力信号との論理積を
とり、その結果を可逆カウンタ１３８と第１の比
較器１３６へ送出する。 選択回路１３３では、第１の比較器１３６の出
力により、被選択信号入力端子１３４から入力さ
れる長いハングオーバー設定値かあるいは被選択
信号入力端子１３５から入力される短いハングオ
ーバー設定値かどちらか一方を選択し可逆カウン
タ１３８へ出力する。第１の比較器１３６では論
理積回路１３２の出力が１になつた時に、可逆カ
ウンタの内容と第４の閾値入力端子１３７から入
力される予め定められた第４の閾値（TH4）と
を比較しその結果を選択回路１３３の選択制御信
号として選択回路１３３へ送出する。 可逆カウンタ１３８では、入力信号が１の時に
はカウンタの内容が１だけ増加させ、０の時には
１だけ減少させ累積を行つているとともに、前記
論理積１３２の出力が１の時、すなわち、入力信
号が１から０に変化する時刻でカウンタの内容を
選択回路１３３から出力される値に強制的に設定
される。 第２の比較器１３９では可逆カウンタ１３９の
内容と第５の閾値入力端子１４０から入力される
予め定められた第５の閾値（通常は０を用いる。）
と比較し前者が後者よりも大きい場合には１を出
力端子１４１を介して外部に出力する。 以上説明してきたように、本発明の第３の可変
閾値型音声検出器はPCM符号化された入力信号
を受信し、該入力信号の直流オフセツトを補正し
たのち該入力信号を絶対値符号信号に変換し、簡
単な１次の低域通過フイルタにより入力信号中に
含まれる雑音の平均電力を算出し、その値から得
られる閾値を用いて音声を検出する可変閾値型音
声検出器である。 また、実施例によればPCM符号のままで信号
処理をしているのでハードウエア規模の増大しな
いこと、及び、ハングオーバー時間を入力信号の
信号継続時間に応じて可変にするため、音声検出
器の動作率の低下につながること、また、直流オ
フセツト補正回路の使用により雑音の信号レベル
が正確に把握できること、及び、閾値の最大値、
最小値を規定することにより受信感度や感動レベ
ル範囲を任意に設定できるという利点がある。 また、本発明の説明中入力信号としてＡ−
Law符号信号を取り扱つてきたが、例えばμ−
Law符号信号が入力信号となつた場合には偶数
ビツト反転回路が省略できたり、符号変換方法が
正の信号に対しては全ビツト反転、負の信号に対
してはMSB（極性ビツト）のみ反転といつた具合
に変化するだけであり、本発明の本質を何らかえ
るものではなく、本発明に含まれる。 また、雑音の電力を計算する際に使用する雑音
の判定信号として比較回路２８，８９，１１９の
出力を用いていたが、判定回路の出力３３，９
４，１２４を用いても同様の効果が得られ、本発
明に含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の音声検出器を示すブロツク図、
第２図は第１図の各部の波形を示す図、第３図は
本発明による第１の可変閾値型音声検出器を示す
ブロツク図、第４図は符号変換方法を示す図、第
５図、第６図は本発明の第１の可変閾値型音声検
出器に用いる構成要素を示すブロツク図、第７図
は本発明による第２の可変閾値型音声検出器のブ
ロツク図、第８図は本発明の第２の可変閾値型音
声検出器に用いる構成要素を説明するためのブロ
ツク図、第９図は本発明による第３の可変閾値型
音声検出器を示すブロツク図、第１０図は本発明
の第３の可変閾値型音声検出器に用いる構成要素
を説明するためのブロツク図である。 図において、２０は入力端子、２１は偶数ビツ
ト反転回路、２２は符号変換回路、２３は整流回
路、２４は電力計算回路、２５は第１の閾値発生
回路、２６はレベル検出回路、２７は累積回路、
２８は比較回路、２９は第２の閾値発生回路、３
０は可逆カウンタ、３１はカウンタ設定回路、３
２は判定回路、３３は出力端子、８０は入力端
子、８１は偶数ビツト反転回路、８２は符号変換
回路、８３は直流オフセツト補正回路、８４は整
流回路、８５は電力計算回路、８６は第１の閾値
発生回路、８７はレベル検出回路、８８は累積回
路、８９は比較回路、９０は第２の閾値発生回
路、９１は可逆カウンタ、９２はカウンタ設定回
路、９３は判定回路、９４は出力端子、１１０は
入力端子、１１１は偶数ビツト反転回路、１１２
は符号変換回路、１１３は直流オフセツト補正回
路、１１４は整流回路、１１５は電力計算回路、
１１６は第１の閾値発生回路、１１７はレベル検
出回路、１１８は累積回路、１１９は比較回路、
１２０は第２の閾値発生回路、１２１は可逆カウ
ンタ、１２２はカウンタ設定回路、１２３は判定
回路、１２４は出力端子を示している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ PCM符号化された信号を受信し、該入力信
   号と閾値との大小関係により音声信号の有無を判
   定する音声検出器において、前記入力信号を整流
   する整流回路と、該整流回路の出力から入力信号
   に含まれる雑音の電力を計算する電力計算回路
   と、該電力計算回路の出力から閾値を発生させる
   第１の閾値発生回路と、前記整流回路の出力と前
   記第１の閾値発生回路から出力される閾値とを比
   較するレベル検出回路と、該レベル検出回路の出
   力を累積する累積回路と、該累積回路の出力値と
   後述する第２の閾値発生回路から出力される閾値
   とを比較する比較回路と、該比較回路が前記累積
   回路の出力値の方が大きいと判定した場合には低
   いレベルの閾値を、小さいと判定した場合には高
   いレベルの閾値を発生させる第２の閾値発生回路
   と、前記比較回路の出力に応じて正負に歩進する
   可逆カウンタと、該可逆カウンタの内容により音
   声信号の有無を判定し、その結果を出力する判定
   回路と、前記比較回路の出力から前記累積回路の
   出力値が前記第２の閾値発生回路から出力される
   閾値と比べ大から小に移つた時点を検出し、その
   時点で前記可逆カウンタの内容を予め定められた
   値に設定するカウンタ設定回路とから少なくとも
   構成され、入力信号に含まれる雑音レベルに応じ
   た閾値を用いて音声検出を行なうことを特徴とす
   る可変閾値型音声検出器。 ２ PCM符号化された信号を受信し、該入力信
   号と閾値との大小関係により音声信号の有無を判
   定する音声検出器において、前記入力信号の直流
   オフセツトを補正する直流オフセツト補正回路
   と、該直流オフセツト補正回路の出力を整流する
   整流回路と、該整流回路の出力から入力信号に含
   まれる雑音の電力を計算する電力計算回路と、該
   電力計算回路の出力から閾値を発生させる第１の
   閾値発生回路と、前記整流回路の出力と前記第１
   の閾値発生回路から出力される閾値とを比較する
   レベル検出回路と、該レベル検出回路の出力を累
   積する累積回路と、該累積回路の出力値と後述す
   る第２の閾値発生回路から出力される閾値とを比
   較する比較回路と、該比較回路が前記累積回路の
   出力値の方が大きいと判定した場合には低いレベ
   ルの閾値を、小さいと判定した場合には高いレベ
   ルの閾値を発生させる第２の閾値発生回路と、前
   記比較回路の出力に応じて正負に歩進する可逆カ
   ウンタと、該可逆カウンタの内容により音声信号
   の有無を判定し、その結果を出力する判定回路
   と、前記比較回路の出力から前記累積回路の出力
   値が前記第２の閾値発生回路から出力される閾値
   と比べ大から小に移つた時点を検出し、その時点
   で前記可逆カウンタの内容を予め定められた値に
   設定するカウンタ設定回路とから少なくとも構成
   され直流オフセツトを補正した入力信号に含まれ
   る雑音レベルに応じた閾値を用いて音声検出を行
   なうことを特徴とする可変閾値型音声検出器。 ３ PCM符号化された信号を受信し、該入力信
   号と閾値との大小関係により音声信号の有無を判
   定する音声検出器において、前記入力信号の直流
   オフセツトを補正する直流オフセツト補正回路
   と、該直流オフセツト補正回路の出力を整流する
   整流回路と、該整流回路の出力から入力信号に含
   まれる雑音の電力を計算する電力計算回路と、該
   電力計算回路の出力から閾値を発生させる第１の
   閾値発生回路と、前記整流回路の出力と前記第１
   の閾値発生回路から出力される閾値とを比較する
   レベル検出回路と、該レベル検出回路の出力を累
   積する累積回路と、該累積回路の出力値と後述す
   る第２の閾値発生回路から出力される閾値とを比
   較する比較回路と、該比較回路が前記累積回路の
   出力値の方が大きいと判定した場合には低いレベ
   ルの閾値を、小さいと判定した場合には高いレベ
   ルの閾値を発生させる第２の閾値発生回路と、前
   記比較回路の出力に応じて正負に歩進する可逆カ
   ウンタと、該可逆カウンタの内容により音声信号
   の有無を判定し、その結果を出力する判定回路
   と、前記比較回路の出力から前記累積回路の出力
   値が前記第２の閾値発生回路から出力される閾値
   に比べ大から小に移つた時点を検出し、その時点
   で前記可逆カウンタの内容に応じて前記可逆カウ
   ンタの内容を異なる値に設定するカウンタ設定回
   路とから少なくとも構成され、直流オフセツトを
   補正した入力信号に含まれる雑音レベルに応じた
   閾値を用いるとともに、可逆カウンタの内容を設
   定する値として予め定められた複数個の値を用い
   ることを特徴とする可変閾値型音声検出器。