JPH0679236B2

JPH0679236B2 - 音声スペクトルの２値化装置

Info

Publication number: JPH0679236B2
Application number: JP59149033A
Authority: JP
Inventors: 晴剛安田; 奉文中谷
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1984-07-18
Filing date: 1984-07-18
Publication date: 1994-10-05
Anticipated expiration: 2009-10-05
Also published as: JPS6127599A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、音声スペクトルの２値化処理装置に関する。

従来技術音声スペクトルの２値化処理において、従来は、音声信
号の音声スペクトル例えばフィルタバンクによるスペク
トル分析の結果得られたスペクトルから時間−周波数パ
タンを求め、そのローカルピーク等を計算機の内部でソ
フトウェアにより求めたり、演算ハードウェアを構成し
て求めているが、ハードウェアによると並列処理となり
大規模になっていた。

目的本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
特に、音声認識装置において、音声スペクトルからその
スペクトルの大きさに閾値を設け、その閾値により２値
化するようにし、もって、ある閾値以上の位置検出を簡
易なハードで容易に実現し得るようにしたものである。

構成本発明は、上記目的を達成するために、（１）音声スペ
クトルの大きさを閾値を用いて２値化して認識する音声
スペクトルの２値化装置において、音声スペクトルの並
列信号を時間軸信号に変換する変換手段（１）と、該変
換手段により変換された時間軸信号から該信号のピーク
値を検出する検出手段（３）と、該検出手段により検出
されたピーク値と前記変換手段（１）により変換された
音声スペクトルの並列信号とを比較する比較手段（４）
と、該比較手段により比較された信号をシフトレジスタ
を用いて時間軸信号のままで２値化演算し、ラッチして
再び並列２値化信号として出力する出力手段（７），
（８）とを有すること、更には、（２）前記比較手段に
より比較された直列信号からスペクトルのローカルピー
クをシフトレジスタを用いて検出するローカルピーク検
出部（７）を有すること、更には、（３）前記比較手段
により比較された直列信号からスペクトルのローカルピ
ークからレベルダウンした点のブロード２値化信号をシ
フトレジスタを用いて検出するブロード検出部（８）を
有することを特徴としたものである。なお、前記比較手
段は、前記音声スペクトルの並列信号を時間軸変換し、
この信号から得られたピーク信号ともとの時間軸変換さ
れた音声スペクトルの並列信号を比較するものである。

以下、本発明を例えば、フィルタバンクによるスペクト
ルの分析結果からそのローカルピーク，ブロード信号を
２値化する場合の例について説明する。

第１図は、本発明の一実施例を説明するための電気的ブ
ロック線図、第２図は、本発明の動作原理を説明するた
めの図で、図中、１はマルチプレクサ,2は分析処理（デ
イジタルフイルター）回路,3はピークホールド回路,4は
比較器,5はゼロ検出回路,6はゲート回路,7はピークデー
タ検出回路（ローカルピーク検出部）、８はブロードデ
ータ検出回路（ブロード検出部）,9は制御ロジック,10
はタイミング生成回路、Ｓはピーク・ブロード切換えス
イッチで、第２図の（Ａ）〜（Ｄ）の各信号は、第１図
の（Ａ）〜（Ｄ）各部の信号を示しており、例えば、第
２図（Ａ）の信号は、15chの分析出力のある一定時間間
隔で時系列に並べかえた信号、（Ｄ）は結果として得ら
れる波形のピークデータ（D-b）と、ピークの50％のレ
ベルで比較した場合のブロードデータ（D-c）である。

第１図において、入力された15ch並列音声スペクトル入
力は、マルチプレクサで時間軸に並べかえられ、分析処
理（例えばLOG圧縮H.P.Fフィルター）されたあと（第２
図（Ａ））、その零交叉波が求められ（第２図
（Ｂ））、ピークホールド出力がリセットされ、第２図
（Ｃ）に示す様な信号を得る。このピークホールド出力
信号ともとのフィルタ出力とを比較して第２図（D-a）
の比較データを得る。この比較ダータを第１図のピーク
データ検出回路７及びブロードデータ検出回路８を用い
て第２図（D-b）のピークデータと第２図（D-c）のブロ
ードデータを得る。

第３図は、前記信号の流れとその制御を説明するための
タイムチャートで、この２値化回路は、音声認識装置の
特徴抽出部において用いられ、例えば５〜30ms毎に得ら
れる15chフィルタバンクのスペクトル出力を例えば最小
２乗フィルタなどを用いてホルマントのローカルピーク
とそのブロード信号を求めるためのものであり、第３図
（ａ）はその周期内において15ch音声スペクトル入力を
ch1〜ch15,ch15〜ch1と時系列信号に変換されたもので
ある。前述の第２図の動作は各ch1〜ch15の間になさ
れ、ローカルピークデータを求めるために得られた比較
データ（第２図（D-a））と、制御ロジックにおいて第
３図（ｂ），（ｃ）のピークアクティブ，ピーククロッ
クを生成する。又、ブロードデータを用いるために第３
図（ｄ），（ｅ），（ｆ），（ｇ）のブロード１アクテ
ィブ，ブロード１クロック，ブロード２アクティブ，ブ
ロード２クロックを生成する。これらの信号はピーク及
びブロードデータを得るための後述のピーク，ブロード
検出回路の制御信号として用いる。

第４図は、ピークデータ検出回路（ローカルピーク検出
部）７の構成を示す図で、図中、11,12は15ビットシフ
トレジスタ、13は15ビット出力ラッチで、ピークデータ
の検出は前述の比較データの内容をピークロックに従っ
てまずch1から順にシフトレジスタ11に通し、第２図
（Ｄ）に示す様にその１→０の変化点を見い出すとその
前のチャンネルがピークとなる。その為、比較データが
最初の15chを通過する時点でその処理を行い、次の15ch
のシフトレジスタ12に転送する。その変化点を見いだす
手段として前段のシフトレジスタ11のR14とR15の排他的
論理和をとり、その出力とR14の論理積を求めれば実現
する事ができ、その信号列を次のシフトレジスタ12に転
送すれば、合計30個のピーククロックにおいて、比較デ
ータのch1〜ch15のをピークデータに変換できる。この
ピークデータをピークアクティブ信号の立ち下がりエッ
ジで出力データにラッチすれば所望のピークデータが得
られる。

第５図は、ブロード検出回路（ブロード検出部）８の構
成を示す図で、図中、14は順方向ブロードデータレジス
タ,15は逆方向ブロードデータレジスタ,16は15ビット出
力ラッチで、第１図のブロードデータ検出回路８におい
てはch1〜ch15,ch15〜ch1といった順方向と逆方向の両
方向を利用し、第６図の分析出力（Ｅ）とch1〜ch15の
順方向のピークホールド信号の50％のものとを比較し、
その順方向50％比較データ（Ｇ）をゼロディテクト信号
（Ｆ）でゲートし、それをブロード１クロック（ｅ）に
従って順方向シフトレジスタ14に転送する。同様に、逆
方向50％比較データ（Ｈ）もゼロディテクト信号（Ｆ）
でゲートし、ブロード２クロック（ｇ）に従って逆方向
シフトレジスタ15に転送する。ここにこれらの各々のチ
ャンネルビットの論理積をとれば該当するブロードデー
タとなり、これをブロード２アクティブ信号（ｆ）の立
ち下がりエッジで出力データラッチ16にラッチすれば所
望のブロードデータが得られる事になり、この様にすれ
ばある周期内でローカルピークとブロードの２値化デー
タが得られる。

上記装置において、クロックを50KHzに設定して上記演
算処理を行えばデータ変換時間は1.2msで、高速に２値
化を行うことができる。また、以上にはブロードデータ
をピークの50％に設定した場合について述べたが、この
閾値の設定は０〜100％まで第１図に示した抵抗Ｒの設
定により可能である。

なお、タイミング生成回路10は、第４図、第５図で〜信
号とデータラッチ用のクロックを生成する。

効果以上の説明から明らかなように、本発明によれば、並列
に出力される音声スペクトルの様な同一時間信号の大き
さを比較してある閾値以上の位置検出を容易に実現する
事がハードで可能となる。

また、同一時間に検出されたいくつかの信号を時間軸信
号に変換して時間軸処理するため、信号の大小判別を範
囲を規定して簡便に求めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を説明するための電気的ブ
ロック線図、第２図は、第１図の各部の信号波形図、第
３図は信号の流れとその制御を説明するためのタイムチ
ャート、第４図は、ピークデータ検出回路の構成図、第
５図は、ブロード検出回路の構成図、第６図は、第５図
の回路の動作説明をするための信号波形図である。１……マルチプレクサ,2……分析処理（デイジタルフイ
ルター）回路,3……ピークホールド回路,4……比較器,5
……ゼロ検出回路,6……ゲート回路,7……ピークデータ
検出回路,8……ブロードデータ検出回路,9……制御ロジ
ック,10……タイミング生成回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】音声スペクトルの大きさを閾値を用いて２
値化して認識する音声スペクトルの２値化装置におい
て、音声スペクトルの並列信号を時間軸信号に変換する
変換手段と、該変換手段により変換された時間軸信号が
該信号のピーク値を検出する検出手段と、該検出手段に
より検出されたピーク値と前記変換手段により変換され
た音声スペクトルの並列信号とを比較する比較手段と、
該比較手段により比較された信号をシフトレジスタを用
いて時間軸信号のままで２値化演算し、ラッチして再び
並列２値化信号として出力する出力手段とを有すること
を特徴とする音声スペクトルの２値化装置。
【請求項２】前記比較手段により比較された直列信号か
らスペクトルのローカルピークをシフトレジスタを用い
て検出するローカルピーク検出部を有することを特徴と
する特許請求の範囲第（１）項に記載の音声スペクトル
の２値化装置。
【請求項３】前記比較手段により比較された直列信号か
らスペクトルのローカルピークからレベルダウンした点
のブロード２値化信号をシフトレジスタを用いて検出す
るブロード検出部を有することを特徴とする特許請求の
範囲第（１）項記載の音声スペクトルの２値化装置。