JPH0830292A

JPH0830292A - 利得調整装置

Info

Publication number: JPH0830292A
Application number: JP6167732A
Authority: JP
Inventors: Hideo Okano; 秀生岡野
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-07-20
Filing date: 1994-07-20
Publication date: 1996-02-02

Abstract

(57)【要約】【目的】フレーム単位の処理を行う信号に対してフレー
ム間の入力レベル調整を行うことができるようにするこ
と。【構成】入力音声信号をＡ／Ｄ変換器４にてディジタル
信号に変換し、ＤＳＰ部５にて圧縮して記録媒体１０に
記録する際に、ＤＳＰ部５は、１フレーム分の入力信号
データが蓄積されると、区間データの最大値の検索とエ
ネルギーの算出を行い、ファジー推論を用いて次の区間
のデータの最大値を予測して、利得調整値予測を行い、
Ａ／Ｄ変換器４へ入力されるアナログ音声信号の利得を
この予測された利得調整値に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばマイクロホンよ
り入力した音声信号を加工処理してメモリ等の記録媒体
に記録し、またその記録した信号をスピーカで再生でき
るような音声記録再生装置に於いて、入力及び出力音声
信号の利得を調整する利得調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、音声記録再生装置即ちテープレ
コーダの用途の一つとして、口述記録がある。この口述
記録は、例えば、予め送るべき手紙の内容をテープレコ
ーダにてテープに音声で記録しておき、秘書などにこの
録音したテープを渡し、この秘書などは、そのテープを
再生して音声を聞きながら手紙をタイプ作成する、ある
いは、会議の内容を録音しておき、後でこの録音を聞き
ながら議事録を作成する、等、様々な利用法がある。

【０００３】このようなアナログ方式の音声記録再生装
置に於いては、ほぼ一定のレベルで音声をテープに記録
できるように、入力信号の振幅に応じて利得を調整し、
遅延時間（２，３秒）を持たせて、利得を元に戻すよう
操作している。このため、背景雑音が多い環境で録音を
行うと、この録音された音を再生したとき、無音が上記
遅延時間以上続いた場合には、有音の時より背景雑音が
大きくなるという問題点があった。

【０００４】この問題点に対処するため、例えば特開平
５−１９８０９０号公報に示されているような装置が開
発されている。この公報に開示された装置は、入力信号
の調整制御手段と、それからレベル調整された出力信号
よりレベル調整値を計算する制御手段とを持ち、レベル
調整値記憶部を持っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に開示されたような従来のものは、レベル調整された
入力信号のレベルから次の信号のレベル値を制御するフ
ィードバック構成であるため、フレーム単位の処理を行
う信号に対してフレーム間の入力レベル調整ができなか
った。

【０００６】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、フレーム単位の処理を行う信号に対してフレーム間
の入力レベル調整ができる利得調整装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明による利得調整装置は、フ
レーム単位で順次入力音声信号の所定の処理をする音声
信号処理手段と、上記音声信号処理手段に供給される音
声信号の各フレーム毎の最大振幅を検出する検出手段
と、上記検出手段からの出力に基づき次のフレームの利
得値を予測する予測手段とを備えることを特徴とする。

【０００８】また、請求項２に記載の発明によれる利得
調整装置は、フレーム単位で順次入力音声信号の所定の
処理をする音声信号処理手段と、上記音声信号処理手段
に供給される音声信号の各フレーム毎のフレームエネル
ギーを演算する演算手段と、上記演算手段からの出力に
基づき次のフレームの利得値を予測する予測手段とを備
えることを特徴とする。

【０００９】あるいは、請求項３に記載の発明によれる
利得調整装置は、フレーム単位で順次入力音声信号の所
定の処理をする音声信号処理手段と、上記音声信号処理
手段に供給される音声信号の各フレーム毎の最大振幅を
検出する検出手段と、上記音声信号処理手段に供給され
る音声信号の各フレーム毎のフレームエネルギーを演算
する演算手段と、上記検出手段及び演算手段からの出力
に基づき次のフレームの利得値を予測する予測手段とを
備えることを特徴とする。

【００１０】そして、請求項４に記載の発明によれれ
ば、上記請求項１乃至３のいずれかに記載の利得調整装
置に於いて、上記予測手段は、ファジー推論を用いて次
のフレームの利得値を予測することを特徴とする。

【００１１】

【作用】即ち、請求項１に記載の利得調整装置によれ
ば、検出手段は、フレーム単位で順次入力音声信号の所
定の処理をする音声信号処理手段に供給される音声信号
の各フレーム毎の最大振幅を検出し、予測手段は、この
検出手段からの出力に基づき次のフレームの利得値を予
測する。

【００１２】また、請求項２に記載の利得調整装置によ
れば、演算手段は、フレーム単位で順次入力音声信号の
所定の処理をする音声信号処理手段に供給される音声信
号の各フレーム毎のフレームエネルギーを演算し、予測
手段は、この演算手段からの出力に基づき次のフレーム
の利得値を予測する。

【００１３】あるいは、請求項３に記載の利得調整装置
によれば、検出手段は、フレーム単位で順次入力音声信
号の所定の処理をする音声信号処理手段に供給される音
声信号の各フレーム毎の最大振幅を検出し、また、演算
手段は、上記音声信号処理手段に供給される音声信号の
各フレーム毎のフレームエネルギーを演算する。そし
て、予測手段は、これら検出手段及び演算手段からの出
力に基づき次のフレームの利得値を予測する。

【００１４】そして、請求項４に記載の利得調整装置に
よれば、上記請求項１乃至３のいずれかに記載の利得調
整装置に於いて、予測手段は、ファジー推論を用いて次
のフレームの利得値を予測する。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例を
説明する。図１は、本発明による一実施例としての利得
調整装置が適用された音声記録再生装置のブロック構成
図である。

【００１６】この音声記録再生装置では、マイクロホン
１が増幅器（ＡＭＰ）２、低減通過フィルタ（ＬＰＦ）
３、及びアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器４を介
して、ディジタル信号処理（ＤＳＰ）部５に接続されて
いる。このＤＳＰ部５には、制御回路６及びデータ入出
力（Ｉ／Ｏ）バッファ７が接続されている。データＩ／
Ｏバッファ７は、上記制御回路６に接続されると共に、
主制御回路８に接続されている。また、上記ＤＳＰ部５
には、ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器１１及び
ＡＭＰ１２を介してスピーカ１３が接続されている。

【００１７】一方、上記主制御回路８には、アドレス制
御回路９及びそれに接続された記録媒体（半導体メモリ
部）１０が脱着自在に接続されている。また、この主制
御回路８には、駆動回路１４を介して表示器１５が接続
されると共に、主電源スイッチ１６を介して電池ＢＡＴ
が接続されている。さらには、この主制御回路８には、
録音ボタンＲＥＣ、再生ボタンＰＬ、停止ボタンＳＴ、
早送りボタンＦＦ、戻しボタンＲＥＷ、Ｉマークボタン
Ｉ、ＥマークボタンＥ、音声起動（ボイスアクティブデ
ィテクタ）ボタンＶＡＤが接続されている。また、この
主制御回路８には、外部へのデータ送信部材としての赤
外光ＬＥＤ１７、電圧比較器１８の出力端が接続されて
おり、この電圧比較器１８の入力端は、外部からのデー
タ受信部材としてのＰＩＮダイオード１９に接続されて
いる。そして、主制御回路８にはさらに、電磁石２０及
びリードスイッチ（ＲＥＥＤ）２１が接続されている。

【００１８】なお、上記記録媒体１０は、一時記録媒体
部１０１と主記録媒体部１０２とから構成されている。
一時記録媒体部１０１には、ＳＲＡＭ，ＥＥＰＲＯＭ，
高誘電体メモリ，フラッシュメモリ，などのように、主
記録媒体部１０２に比べ、比較的高速で読み書きが行え
るものが用いられる。一方、主記録媒体部１０２には、
フラッシュメモリ，光磁気ディスク，磁気ディスク，磁
気テープ，などが用いられる。本実施例では、このう
ち、一時記録媒体部１０１にＳＲＡＭを用い、主記録媒
体部１０２にはフラッシュメモリを用いている。

【００１９】即ち、本実施例の音声記録再生装置では、
マイクロホン１より得られるアナログ信号を、ＡＭＰ２
により増幅し、ＬＰＦ３を通した後、Ａ／Ｄ変換器４に
よってディジタル信号に変換して、音声信号処理手段、
検出手段、予測手段、及び演算手段の構成要素であるＤ
ＳＰ部５に入力する。このＤＳＰ部５は、録音動作時に
音声を圧縮し、また再生動作時に音声を伸張する。該Ｄ
ＳＰ部５の動作は制御回路６により制御され、圧縮した
音声をデータＩ／Ｏバッファ７を介して主制御回路８に
送る。

【００２０】記録手段及び再生手段の構成要素である主
制御回路８は、複数の操作ボタン及びスイッチの操作に
応じて、上記ＤＳＰ部５と、アドレス制御回路９及び当
該記録再生装置に脱着自在な記録媒体としての半導体メ
モリ部１０の動作を制御する。即ち、アドレス制御回路
９に適当なアドレス信号を与え、データＩ／Ｏバッファ
７から供給された音声データを記録媒体１０に記録、あ
るいは、記録媒体１０に記録されているデータを読み出
して上記データＩ／Ｏバッファ７を介してＤＳＰ部５に
供給する。

【００２１】なお、ここで音声情報の記録位置を示す情
報であるアドレスは、着脱自在な記録媒体１０に記録さ
せても良く、記録再生装置側に設けられている不図示の
アドレス制御回路に付随する不図示半導体メモリ（内部
記録部）に記録させるようにしても良い。

【００２２】上記ＤＳＰ部５で伸張された読み出しデー
タは、Ｄ／Ａ変換器１１によりアナログ信号に変換さ
れ、ＡＭＰ１２で増幅された後、スピーカ１３に出力さ
れる。また、上記主制御回路８は、駆動回路１４を制御
して表示器１５に動作モードなどの各種情報を表示させ
る。

【００２３】上記記録媒体１０の主記録媒体部１０２
は、本実施例では、図２に示すような記録構成を有して
いる。即ち、メモリ空間は、インデックス部１０Ａと音
声データ部１０Ｂとに大きく２分されている。インデッ
クス部１０Ａは、音声データ部１０Ｂに記録されている
複数の音声メッセージファイル１０Ｂ１，１０Ｂ２，１
０Ｂ３，…それぞれについて、操作開始位置情報１０Ａ
１と操作終了位置１０Ａ２、その他符号モードや操作条
件が記録される。また、現在の音声データ部１０Ｂに対
する動作位置を示す動作位置情報１０Ａ３が記録され
る。

【００２４】なお、上記主制御回路８に接続されるボタ
ンとしては、録音ボタンＲＥＣ、再生ボタンＰＬ、停止
ボタンＳＴ、早送りボタンＦＦ、戻しボタンＲＥＷ、Ｉ
マークボタンＩ、ＥマークボタンＥ、音声起動ボタンＶ
ＡＤがあり、スイッチとしては電池ＢＡＴとの間に主電
源スイッチ１６がある。ここで、ＩマークやＥマークと
は、次のようなものである。即ち、記録媒体には複数の
文書が記録されることから、この種の音声情報記録装置
では、文章録音者により録音時にＩマークボタンＩを操
作することにより、記録媒体に記録された複数文章間の
優先関係を示すインストラクション（Ｉ）マークという
タイピストや秘書向けの指示用インデックスマークを記
録することができるようになっていて、文章録音者はこ
のＩマークを使って、音声によって具体的に優先関係を
指示するということが可能になっている。また、複数文
章間の区切りを示すため、ＥマークボタンＥの操作によ
り、エンド（Ｅ）マークというインデックスマークを記
録することができるようになっている。

【００２５】また、データ転送を行うとき、別の本体に
データ転送開始を伝える手段として、主制御回路８に
は、例えば磁気を利用して伝えるための電磁石２０が接
続され、別の本体からのデータ転送開始信号を受信する
手段としてリードスイッチＲＥＥＤ２１が接続されてい
る。

【００２６】このデータ転送開始信号の送受信方法とし
ては、送信側は、磁気を利用した他の手段としての磁気
ヘッドやホール素子を用いたり、ソレノイドを駆動した
力学的手段に変換して送信し、受信側では、マイクロス
イッチなどで受信するという方法がある。また、可視光
や赤外光を利用するＬＥＤやレーザ発光ダイオード、さ
らにはＬＣＤを利用した光シャッタのようなものを用い
てデータ転送開始信号を送信し、受信側ではＰＩＮダイ
オードやホトトランジスタなどの光を電気に変換してデ
ータ転送開始信号を受信しても良い。あるいは、電波や
マイクロ波を利用した場合には、送信側は発振器とアン
テナを用い、受信側にはアンテナを受信器としてローパ
スフィルタなどを用いても良い。さらに、スピーカより
ある特定の音や超音波を出力して転送開始を報知して、
受信側ではマイクから入力される特定の音や超音波を入
力し、認識したら転送開始を判断するという手段であっ
ても良い。

【００２７】また、記録媒体１０に記録されているデー
タを送信するための部材として、主制御回路８には、赤
外光ＬＥＤ１７が接続されている。そして、データを受
信するための部材として、主制御回路８には、ＰＩＮダ
イオード１９を経由して赤外光入力し電気に変換された
信号を、さらにＯＮ／ＯＦＦ信号に増幅又は変換する電
圧比較器（ＣＯＭＰ）１８が接続されている。

【００２８】次に、このような構成の音声記録再生装置
の動作を詳細に説明する。電池ＢＡＴがセットされ、電
源が供給されると主制御回路８は、図３のフローチャー
トに示すような動作を開始する。

【００２９】即ち、まず、主制御回路８の外部条件や内
部の記録部の初期設定を行う（ステップＳ１）。ただし
この時点では、当該音声記録再生装置の全体への電力供
給を指示するための主電源スイッチ１６はＯＦＦ状態に
ある。初期設定を完了した後、主制御回路８は主電源ス
イッチ１６がＯＮされたかどうか検出する（ステップＳ
２）。検出の結果、主電源スイッチ１６がＯＮ状態にあ
ることを検出したならば、当該音声記録再生装置全体の
電力供給するための電池ＢＡＴと各回路との間に設けら
れている不図示スイッチをＯＮにして、その後、電源が
ＯＮされたときに同時に停止ボタンＳＴが押されている
か、リードスイッチＲＥＥＤ２１がＯＮされているかど
うか判定を行い（ステップＳ３）、この条件であるとき
データ転送すると判断され、データ転送処理（ステップ
Ｓ４）に進む。

【００３０】もし上記条件でなければ、記録媒体１０
（主記録媒体部１０２）より、インデックス部１０Ａの
情報を読み込む。即ち、操作開始位置情報１０Ａ１、操
作終了位置情報１０Ａ２、その他符号モードや操作条件
等を読み込む。この時、記録媒体１０から読み込んだデ
ータによって、記録媒体１０が既にインデックスを正常
に記録したものかどうか、即ち、記録媒体１０のフォー
マットが正常かどうかを判断する（ステップＳ５）。

【００３１】ここで、記録媒体１０としてフォーマット
されていないものを入れていた時には、正常でないと判
断され、その場合には、記録媒体１０のインデックス部
１０Ａに利用条件を示す情報を入力し且つ音声データ部
１０Ｂに“０”を入力する処理であるメモリフォーマッ
ト（初期化）を行うかどうか確認する（ステップＳ
６）。即ち、駆動回路１４を制御して、メモリフォーマ
ットを行うか否かの確認表示を表示器１５に行わせる。

【００３２】ここで、メモリフォーマット処理を確認指
示するボタン（録音ボタンＲＥＣ兼用）が押されたなら
ば、記録媒体１０のフォーマット（初期化）を行い（ス
テップＳ７）、このフォーマット完了後、駆動回路１４
を制御して表示器１５にて初期設定完了表示を行う（ス
テップＳ８）。

【００３３】また、メモリフォーマットをしないことを
確認指示するボタン（停止ボタンＳＴ兼用）が押された
ときには、駆動回路１４を制御して表示器１５にて記録
媒体１０が正常でないことを表示すると共に、記録媒体
１０を取り替えるべきである旨の指示表示を行い、当該
音声記録再生装置全体に電力を供給するための電池ＢＡ
Ｔと各回路との間に設けられた不図示スイッチをＯＦＦ
にする（ステップＳ９）。その後、記録媒体１０交換の
ために、主電源スイッチ１６がＯＦＦされるのを待ち
（ステップＳ１０）、それがＯＦＦされたことを検出す
ると、上記ステップＳ２に戻る。

【００３４】一方、記録媒体１０が正常に初期設定が完
了されたものは、初期設定完了表示後、インデックス部
１０Ａから読み出した情報（動作位置情報１０Ａ３）よ
り現在の動作位置を検出し、駆動回路１４を制御して表
示器１５にてその検出した位置の表示を行う（ステップ
Ｓ１１）、その後、当該装置の操作ボタンのどれかが押
されたかどうかを検出しながら各回路を待ち状態にする
（ステップＳ１２）。

【００３５】そして、いずれかの操作ボタンが押された
ことを検出すると、まず、操作されたのが録音ボタンＲ
ＥＣがどうか検出し（ステップＳ１３）、もし録音ボタ
ンＲＥＣが押されれば、ＤＳＰ部５を制御してＡ／Ｄ変
換器４から入力される音声情報を圧縮し、アドレス制御
回路９を制御して記録媒体１０の主記録媒体部１０２の
音声データ部１０Ｂに記録を行う録音処理に入る（ステ
ップＳ１４）。

【００３６】操作されたのが録音ボタンＲＥＣでないと
きには、次に、再生ボタンＰＬの検出を行う（ステップ
Ｓ１５）。ここで、もし再生ボタンＰＬが押されていれ
ば、アドレス制御回路９を制御して記録媒体１０の主記
録媒体部１０２の音声データ部１０Ｂから記録されてい
るデータを読み出し、ＤＳＰ部５に送って伸長処理を行
い、Ｄ／Ａ変換器１１に音声情報を送る再生処理に入る
（ステップＳ１６）。

【００３７】また、再生ボタンＰＬが押されていないと
きは、早送りボタンＦＦが押されているかどうか、ボタ
ンの状態を検出する（ステップＳ１７）。もし早送りボ
タンＦＦが押されていれば、動作位置を順次適当な速度
（例えば、再生の２０倍速）で早送りを行う早送り処理
に入る（ステップＳ１８）。

【００３８】早送りボタンＦＦが押されていなければ、
戻しボタンＲＥＷが押されているかボタンの状態を検出
する（ステップＳ１９）。もし戻しボタンＲＥＷが押さ
れていれば、上記早送りの場合と逆の方向に同様の速度
で動作位置の移動を行う戻し処理に入る（ステップＳ２
０）。

【００３９】上記ステップＳ１４，Ｓ１６，Ｓ１８，Ｓ
２０の各処理は、停止ボタンＳＴが押されると、各処理
から抜けて上記ステップＳ１２に戻る。また、操作され
たのが録音，再生，早送り，戻し等のボタンでなけれ
ば、電源ＯＦＦ又は各種の設定ボタンの状態の検出を行
う（ステップＳ２１）。

【００４０】主電源スイッチ１６が電源ＯＦＦ操作され
た時には、アドレス制御回路９を制御して記録媒体１０
の主記録媒体部１０２のインデックス部１０Ａ内の情報
を消去し、主制御回路８内部の不図示記録部に記録して
あるインデックス情報を、記録媒体１０のインデックス
部１０Ａに記録する（ステップＳ２２）。

【００４１】このインデックス転送処理が完了すると、
当該装置全体、つまり各回路の給電のための不図示電源
スイッチをＯＦＦにする（ステップＳ２３）。そして、
上記ステップＳ２に戻る。

【００４２】また、上記ステップＳ２１に於いて、主電
源スイッチ１６がＯＦＦでないと判断されたときには、
設定ボタンの状態を検出し、その状態を内部の記録部に
記録した後、上記ステップＳ１２に戻る。なおここで、
設定ボタンは、実際に当該装置に設けられたボタンでは
なく、録音ボタンＲＥＣ，再生ボタンＰＬ，停止ボタン
ＳＴ，早送りボタンＦＦ，戻しボタンＲＥＷ，Ｉマーク
ボタンＩ，ＥマークボタンＥ，音声起動ボタンＶＡＤの
うち、幾つかの同時押しにより代用されるボタンであ
る。

【００４３】次に、録音時のＤＳＰ部５内部に構成され
たリミッタ機能付き音声入力処理部の動作について、図
４の（Ａ）に示すフローチャートを参照して、さらに詳
細に説明する。

【００４４】まず、録音開始時の最初の音声入力かを判
定する（ステップＳ３１）。そして、もし初回であると
きには、リミッタ調整値や音声入力値を格納するための
内部に構成された不図示レジスタバッファの初期設定を
行う（ステップＳ３２）。

【００４５】そして、Ａ／Ｄ変換器４からの音声入力値
をレジスタバッファＸｎに格納する（ステップＳ３
３）。その後、次に入力されてくるであろう音声入力信
号を過去のデータにより予測する（ステップＳ３４）。
この予測は、過去のデータに基づき予測する方式をと
り、過去のデータは２〜２００個の値をとり、好ましく
は２〜６４個をとる。特には、２〜５個をとるのが好ま
しい。

【００４６】過去のデータ予測する方法としては、ディ
ジタルフィルタ処理によって次の入力信号Ｘｎ₊₁を得る
方法を用いる。また、本実施例では、最も簡単な構成を
採用したもので、例えば図４の（Ｂ）に示すように、い
ま入力された信号Ｘｎと一つ前に入力された信号Ｘｎ_-1
より、次に入力されてくる音声入力信号Ｘｎ₊₁をＸｎ₊₁＝２Ｘｎ−Ｘｎ_-1 で予測するものとしている。

【００４７】そして、この予測した次のデータの値の絶
対値が、Ａ／Ｄ変換器４の入力最大値を越えたかどうか
を判定を行い（ステップＳ３５）、もし越えると予測さ
れた場合には、Ａ／Ｄ変換器４へ入力されるアナログ音
声信号のゲイン制御を行う（ステップＳ３６）。このゲ
イン制御は、例えば、ＡＭＰ２として制御電圧によって
利得を制御できるものを採用し、ＤＳＰ部５内部にＰＷ
Ｍ信号とＬＰＦを組み合わた回路を構成してＡＭＰ２に
制御電圧を出力したり、内部にＤ／Ａ変換器を構成して
ＡＭＰ２に制御電圧を出力することにより行うことがで
きる。

【００４８】そして、このゲイン制御処理が行われたな
らば、あるいは、上記予測した次のデータの値の絶対値
が、Ａ／Ｄ変換器４の入力最大値に達しないと判定され
た場合には、この音声入力処理を抜ける。

【００４９】次に、録音時のＤＳＰ部５内部に構成され
た自動利得調整処理部の動作について図５の（Ａ）に示
すフローチャートを参照して、さらに詳細に説明する。
録音命令が主制御回路８から伝えられ、上記音声入力処
理部によって１フレーム：２０ｍｓｅｃ（１６０個分）
の区間入力信号データが蓄積されると、ＤＳＰ部５の自
動利得調整処理部は、図５の（Ａ）に示す録音処理ルー
チンを行う。

【００５０】まず、蓄積された区間データの最大値の検
索とエネルギーの算出を行う（ステップＳ４１）。そし
て、次の区間のデータの最大値を予測して、次の区間の
利得調整値予測を行う。即ち、まず、曖昧制御や上記リ
ミッタ処理と同様にエネルギーの変化量を利用して最大
値を予測し、次に、この予測された値の絶対値がＡ／Ｄ
変換器４の入力最大値を越えるかどうか判定し、Ａ／Ｄ
変換器４への入力アナログ信号がＡ／Ｄ変換器４の入力
最大値より低い値になるような利得調整値を算出する
（ステップＳ４２）。

【００５１】そして、区間データのエネルギーや最大値
より、無音かどうか判定を行う（ステップＳ４３）。こ
こで、無音と判定したならば（ステップＳ４４）、無音
部直前の有音部の利得調整値にする処理を行う（ステッ
プＳ４５）。なお、本実施例では、所定時間（例えば、
１フレーム：２０ｍｓｅｃ）内の音声信号とディジタル
処理によって導かれる予測信号の残差との相互相関を算
出して、その算出した値と音声信号の自己相関値との比
を取り、有声音、無声音、無音を判断する。

【００５２】次に、あるいは有音と判定された場合に
は、音声符号化処理を行う（ステップＳ４６）。その
後、再度次の区間データが有音か予測判定を行い（ステ
ップＳ４７）、有音であればＡ／Ｄ変換器４の入力最大
値を越えるかどうか判定を行い、もし越えると予測され
たならば、Ａ／Ｄ変換器４へ入力されるアナログ音声信
号の利得調整処理を行う（ステップＳ４８）。この利得
調整処理は、例えば、ＡＭＰ２として制御電圧によって
利得を制御できるものを採用し、ＤＳＰ部５内部にＰＷ
Ｍ信号とＬＰＦを組み合わた回路を構成してＡＭＰ２に
制御電圧を出力したり、内部にＤ／Ａ変換器を構成して
ＡＭＰ２に制御電圧を出力することにより、上記ステッ
プＳ４２で予測された調整値に利得を制御する。

【００５３】そして、上記ステップＳ４８かステップＳ
４７で次の区間が無音であると予測されたならば、この
ルーチンを抜け出る。次に、上記ステップＳ４２に於け
る利得調整値予測処理について、図５の（Ｂ）のフロー
チャートを参照して、さらに詳細に説明する。この予測
処理は、ファジー推論を利用したもので、図６の（Ａ）
に示すように変化する音声について、フレーム（２０ｍ
ｓｅｃ）単位で行われる。

【００５４】ここで、上記ステップＳ４１に於いて、現
在のフレームの間の入力信号の最大値（正の数のみ）及
びエネルギーが算出記憶されており、また一つ前のフレ
ームの間の最大値とエネルギーとが一つ前のフレームに
ついて行われた同様のステップＳ４１に於いて算出記憶
されいるので、まず、これら算出記憶された値から、図
６の（Ｂ）の左側に示すように、現在の状態を評価しフ
ァジー値を推論する（ステップＳ５１）。例えば、制御
すべき利得調整値と現フレーム間の最大値、利得調整値
と現フレーム間のエネルギー、利得調整値と現フレーム
間−前フレーム間との最大値変化量、利得調整値と現フ
レーム間−前フレーム間とのエネルギー変化量のルール
（メンバーシップ関数）から各推論結果としてのファジ
ー値を得る。なお、図６の（Ｂ）は簡略化のため、最大
値及びエネルギー変化量のルール（メンバーシップ関
数）から得た２つのファジー値のみを示している。ま
た、ファジー推論は、例えば、マムダニ（Ｍａｍｄａｎ
ｉ）の方式を用いる。

【００５５】次に、図６の（Ｂ）の右側に示すように、
この推論処理によって得られたそれぞれのファジー値
（集合的表現された値）を、合成して、その重心を算出
することにより、最終的な確定値としての利得調整値を
算出する（ステップＳ５２）。そして、このルーチンを
抜けて、上記ステップＳ４３に進む。

【００５６】上記ステップＳ５１でのルール（メンバー
シップ関数）の利得調整規則については以下のようなも
のが用いられる。例えば、最大値については、以下のル
ールＡ１，Ａ２，Ａ３を用いる。

【００５７】Ａ１：ＩＦ最大値が入力最大値より低い
ＴＨＥＮ利得を高くするＡ２：ＩＦ最大値が最適ＴＨＥＮ利得をそのまま
にするＡ３：ＩＦ最大値が入力最大値より高いＴＨＥＮ
利得を低くする例えば、エネルギーの変化については、以下のルールＢ
１，Ｂ２，Ｂ３を用いる。

【００５８】Ｂ１：ＩＦエネルギーが低いＴＨＥＮ
利得を高くするＢ２：ＩＦエネルギーが最適ＴＨＥＮ利得をその
ままにするＢ３：ＩＦエネルギーが高いＴＨＥＮ利得を低く
するここで、マムダニ（Ｍａｍｄａｎｉ）のファジー推論法
（ｍｉｎ−ｍａｘ−重心法）を、図７を参照して説明し
ておく。

【００５９】例えば、最大振幅値入力をＡのファジー集
合とし、エネルギー変化入力をＢのファジー集合で表
し、例えばそれぞれのルールをＡ１，Ａ２，Ａ３及びＢ
１，Ｂ２，Ｂ３としたならば、それぞれ利得のファジー
推論形式

【００６０】

【数１】に対するマムダニの「ｍｉｎ−ｍａｘ−重心法」は、入
力値Ｘ0 とＹ0 のファジー規則から利得値の小さい方の
値で頭切りしたものがＣのファジー集合として出力され
る。

【００６１】

【数２】と与えられる。これによって各ファジー規則による推論
結果Ｃｉは次のように求められる。

【００６２】

【数３】で、最終的に結合結果Ｃ’の代表値Ｚ0 は、Ｃ’の重心
値として与えられ、利得が推論される。

【００６３】さらに、上記ステップＳ５１でのルール
（メンバーシップ関数）の利得調整規則については、以
下のようなものを用いても良い。例えば、最大値とエネ
ルギーの変化量については、以下のルールＤ１，Ｄ２，
Ｄ３を用いる。

【００６４】Ｄ１：ＩＦ最大値変化且つエネルギー変化量がマイナスであるＴＨＥＮ利得を高くするＤ２：ＩＦ最大値変化且つエネルギー変化量がないＴＨＥＮ利得をそのままにするＤ３：ＩＦ最大値変化且つエネルギー変化量がプラスであるＴＨＥＮ利得を低くするなお、上記のファジー推論で利得を予測する方法では、
制御すべき利得調整値と現フレーム間の最大値、利得調
整値と現フレーム間のエネルギー、利得調整値と現フレ
ーム間−前フレーム間との最大値変化量、利得調整値と
現フレーム間−前フレーム間とのエネルギー変化量のル
ール（メンバーシップ関数）から各ファジーのうち、幾
つかの組み合わせで行っても良い。例えば、制御すべき
利得調整値と現フレーム間の最大値、利得調整値と現フ
レーム間−前フレーム間とのエネルギー変化量のルール
（メンバーシップ関数）のみを使用する。また、いずれ
か一つのみを利用して行うこともできる。

【００６５】また、上記のようなファジー推論を使用し
ないで利得調整値を予測する方法としては、いまＮ個
（２０ｍｓｅｃのときサンプリンブ周波数８ＫＨｚで１
６０個）のサンプルせさた入力信号の区間に入力された
エネルギーＥｎと、最大値Ｘmax （ｎ）と、一つ前に入
力された区間エネルギーＥｎ_-1より、次に入力されてく
る音声入力信号の最大値Ｘmax （ｎ₊₁）をＸmax （ｎ₊₁）＝Ｘmax （ｎ）＋｛（Ｅｎ−Ｅｎ_-1）／
Ｎ｝^1/2 で予測するという方法もある。

【００６６】以上詳述したように、本実施例によれば、
録音時に入力される音声の入力信号の振幅最大値の変化
や区間エネルギーの値から次のフレームの最大値が所定
量を越えると予測されるとき、次のフレーム区間の入力
ゲインを調整する。あるいは、録音時に入力される音声
の入力信号の振幅最大値の変化と区間エネルギーの値か
らなるメンバーシップ関数を持ちいたファジー推論によ
り次のフレームの利得調整値を予測して、入力ゲインを
調整する。したがって、録音時にアナログ／ディジタル
変換のレンジを最適に保ち、フレーム単位の処理を行う
信号に対して、予測して最適な入力レベルに調整するこ
とができる。特に、フレーム間の音声の曖昧な変化を予
測して最適な入力レベルに調整することができる。

【００６７】なお、複数ポジションを持つスライドスイ
ッチにより、上記複数のボタンを統合するようにしても
良いことは勿論である。上記具体的な実施例から、次の
ような構成の技術的思想が導き出され、以下のような効
果を奏する。

【００６８】（１）フレーム単位で順次入力音声信号
の所定の処理をする音声信号処理手段と、上記音声信号
処理手段に供給される音声信号の各フレーム毎の最大振
幅を検出する検出手段と、上記検出手段からの出力に基
づき次のフレームの利得値を予測する予測手段とを備え
ることを特徴とする利得調整装置。この構成によれば、
フレーム単位の処理を行う信号に対してフレーム間の入
力レベル調整を行うことができるという効果を奏する。

【００６９】（２）フレーム単位で順次入力音声信号
の所定の処理をする音声信号処理手段と、上記音声信号
処理手段に供給される音声信号の各フレーム毎のフレー
ムエネルギーを演算する演算手段と、上記演算手段から
の出力に基づき次のフレームの利得値を予測する予測手
段とを備えることを特徴とする利得調整装置。この構成
によれば、フレーム単位の処理を行う信号に対してフレ
ーム間の入力レベル調整を行うことができるという効果
を奏する。

【００７０】（３）フレーム単位で順次入力音声信号
の所定の処理をする音声信号処理手段と、上記音声信号
処理手段に供給される音声信号の各フレーム毎の最大振
幅を検出する検出手段と、上記音声信号処理手段に供給
される音声信号の各フレーム毎のフレームエネルギーを
演算する演算手段と、上記検出手段及び演算手段からの
出力に基づき次のフレームの利得値を予測する予測手段
とを備えることを特徴とする利得調整装置。この構成に
よれば、フレーム単位の処理を行う信号に対してフレー
ム間の入力レベル調整を行うことができるという効果を
奏する。

【００７１】（４）上記予測手段は、ファジー推論を
用いて次のフレームの利得値を予測することを特徴とす
る上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の利得調整装
置。この構成によれば、上記（１）乃至（３）のいずれ
かに記載の効果に加えて、フレーム間の音声の曖昧な変
化を予測して最適なレベルに調整することができるとい
う効果を奏する。

【００７２】（５）フレーム単位で順次入力音声信号
の所定の処理をする音声信号処理手段と、録音時に各フ
レーム毎のフレーム間の最大値及びフレームエネルギー
を演算する演算手段と、上記演算手段より得られた情報
に基づき次のフレームの利得値を予測する予測手段とを
備えることを特徴とする利得調整装置。この構成によれ
ば、フレーム単位の処理を行う信号に対してフレーム間
の入力レベル調整を行うことができるという効果を奏す
る。

【００７３】（６）フレーム単位で順次入力音声信号
の所定の処理をする音声信号処理手段と、録音時に各フ
レーム毎のフレーム間の最大値及びフレームエネルギー
のいずれか一方を演算する演算手段と、上記演算手段よ
り得られた情報に基づき次のフレームの利得値を予測す
る予測手段とを備えることを特徴とする利得調整装置。
この構成によれば、フレーム単位の処理を行う信号に対
してフレーム間の入力レベル調整を行うことができると
いう効果を奏する。

【００７４】（７）上記予測手段は、ファジー推論を
用いて次のフレームの利得値を予測することを特徴とす
る上記（５）又は（６）に記載の利得調整装置。この構
成によれば、上記（５）又は（６）に記載の効果に加え
て、フレーム間の音声の曖昧な変化を予測して最適なレ
ベルに調整することができるという効果を奏する。

【００７５】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、入力音
声信号の各フレーム毎の最大振幅を検出して次のフレー
ムの利得値を予測するので、フレーム単位の処理を行う
信号に対してフレーム間の入力レベル調整を行うことが
できるという効果を奏する。

【００７６】請求項２に記載の発明によれば、入力音声
信号の各フレーム毎のフレームエネルギーを演算して次
のフレームの利得値を予測するので、フレーム単位の処
理を行う信号に対してフレーム間の入力レベル調整を行
うことができるという効果を奏する。

【００７７】請求項３に記載の発明によれば、入力音声
信号の各フレーム毎の最大振幅を検出し、さらに入力音
声信号の各フレーム毎のフレームエネルギーを演算し
て、次のフレームの利得値を予測するので、フレーム単
位の処理を行う信号に対してフレーム間の入力レベル調
整を行うことができるという効果を奏する。

【００７８】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
乃至３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、ファジ
ー推論を用いて次のフレームの利得値を予測するので、
フレーム間の音声の曖昧な変化を予測して最適なレベル
に調整することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例の音声情報処理装置の適
用された音声記録再生装置のブロック構成図である。

【図２】記録媒体の主記録媒体部の記録構成を示す図で
ある。

【図３】主制御回路の動作フローチャートである。

【図４】（Ａ）はＤＳＰ部に於けるリミッタ機能付き音
声入力処理部の動作を説明するためのフローチャートで
あり、（Ｂ）は次に入力されてくる音声入力信号を予測
する方法を説明するための時間に関する入力信号の振幅
値を示す図である。

【図５】（Ａ）はＤＳＰ部に於ける自動利得調整処理部
の動作を説明するためのフローチャートであり、（Ｂ）
は（Ａ）中の利得調整予測処理のフローチャートであ
る。

【図６】（Ａ）は入力音声信号を示す図であり、（Ｂ）
はファジー推論を用いた利得予測処理を説明するための
図である。

【図７】マムダニ（Ｍａｍｄａｎｉ）のファジー推論法
（ｍｉｎ−ｍａｘ−重心法）を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１…マイクロホン、２，１２…増幅器（ＡＭＰ）、３…
低域通過フィルタ（ＬＰＦ）、４…アナログ／ディジタ
ル（Ａ／Ｄ）変換器、５…ディジタル信号処理（ＤＳ
Ｐ）部、６…制御回路、７…データ入出力（Ｉ／Ｏ）バ
ッファ、８…主制御回路、９…アドレス制御回路、１０
…記録媒体、１０Ａ…インデックス部、１０Ａ１…操作
開始位置情報、１０Ａ２…操作終了位置情報、１０Ａ３
…動作位置情報、１０Ｂ…音声データ部、１０Ｂ１，１
０Ｂ２，１０Ｂ３…音声メッセージファイル、１１…デ
ィジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器、１３…スピー
カ、１４…駆動回路、１５…表示器、１６…主電源スイ
ッチ、１７…赤外光ＬＥＤ、１８…電圧比較器、１９…
ＰＩＮダイオード、２０…電磁石、２１…リードスイッ
チ（ＲＥＥＤ）、１０１…一時記録媒体部、１０２…主
記録媒体部、ＲＥＣ…録音ボタン、ＰＬ…再生ボタン、
ＳＴ…停止ボタン、ＦＦ…早送りボタン、ＲＥＷ…戻し
ボタン、Ｉ…Ｉマークボタン、Ｅ…Ｅマークボタン、Ｖ
ＡＤ…音声起動ボタン。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フレーム単位で順次入力音声信号の所定
の処理をする音声信号処理手段と、前記音声信号処理手段に供給される音声信号の各フレー
ム毎の最大振幅を検出する検出手段と、前記検出手段からの出力に基づき次のフレームの利得値
を予測する予測手段と、を具備したことを特徴とする利得調整装置。
【請求項２】フレーム単位で順次入力音声信号の所定
の処理をする音声信号処理手段と、前記音声信号処理手段に供給される音声信号の各フレー
ム毎のフレームエネルギーを演算する演算手段と、前記演算手段からの出力に基づき次のフレームの利得値
を予測する予測手段と、を具備したことを特徴とする利得調整装置。
【請求項３】フレーム単位で順次入力音声信号の所定
の処理をする音声信号処理手段と、前記音声信号処理手段に供給される音声信号の各フレー
ム毎の最大振幅を検出する検出手段と、前記音声信号処理手段に供給される音声信号の各フレー
ム毎のフレームエネルギーを演算する演算手段と、前記検出手段及び演算手段からの出力に基づき次のフレ
ームの利得値を予測する予測手段と、を具備したことを特徴とする利得調整装置。
【請求項４】前記予測手段は、ファジー推論を用いて
次のフレームの利得値を予測することを特徴とする請求
項１乃至３のいずれかに記載の利得調整装置。