JPS5846396A - 音声信号検出装置 - Google Patents

音声信号検出装置

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JPS5846396A
JPS5846396A JP56144675A JP14467581A JPS5846396A JP S5846396 A JPS5846396 A JP S5846396A JP 56144675 A JP56144675 A JP 56144675A JP 14467581 A JP14467581 A JP 14467581A JP S5846396 A JPS5846396 A JP S5846396A
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signals
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義注 太田
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は背景雑音の混在する音声信号を識別検出する装
置に関するものである・ 各種装置を音声信号のみに応動させ、雑音(ノイズ)I
/c応動させないようにする要望は極めて多い。例えば
通信系において、音声信号により、送信機を動作せしめ
ればその出力の節減により系全体の効率が改善される。
また音声認識装置においては、音声信号のみを入力デー
タとして取り込むことKより、雑音によるla!織率の
低下を防ぎ、雑音を入力データとして取り込壕ない九め
に記憶容量の削減が計れる。
既知の検出装#、Fi、一般に雑音の電力が音声信号の
電力にくらべ小なることを利用し、入力信号の電力を検
出し、この値があるしきい値を越える時に検出信号を出
力するものでめる0この装置の欠点は音声信号よりも大
なる蛋幅をもつ突発的な雑音に対して作動することであ
る0他の既知の検出装art前記の欠点をiぎなうため
に、一般的に雑音のスペクトル成分は高周波側に多く、
音声信号のスペクトル成分は低周波側に多いことを利用
し、アナログフィルタにより周波数分別を行い、それぞ
れの周波数帯に含まれる電力を比較し検出信号を出力す
るものである。この形式の欠点は複数のシャープカット
オフ特性を有するアナログフィルタを用意しなければな
らず、構造が複雑になることである。
他の既知の検出装置は、アナログ信号から零交差波信号
をつくり、一定の時間間隔内における零交差回数を計数
することにより信号を解析し、音声信号と雑音を識別す
る。この装置の欠点は歯擦音のごとき雑音信号と類似な
音声信号を識別できないことである〇 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、背
景雑音の混入する信号から音声信号の存在を精度よく、
しかも簡略な(ロ)路構成で検出する低価格な音声信号
検出装置を提供することにある。
本発明は、背景雑音の存在下において、音声信号を検出
するに当り、雑音信号と音声信号の相関関数の違いを利
用し、入力信号と、入力信号を遅延させた信号とをそれ
ぞれ音圧零の点を中心にして、あるしきい値でインフイ
ニットクリツビングを行なって、これをそれぞれ矩形波
パルス列すなわち、いわゆる零交差波に置き換え、入力
信号の零交差波と、入力信号の零交差波と遅延入力信号
の零交差波の論理積で得られる零交差波の時間間隔T(
Tは数mm〜数十m@)内での論理レベル“1″である
面積をそれぞれ比較することKより、音声信号を検出す
るものである〇 音声信号はその観測値に強い相関示あるが、雑音は非常
に弱い相関しかない。雑音が白色雑音であれば相関はな
い。本発明は上記の特性を利用し、音声信号を検出しよ
うとするものである。
二つの時間間隔丁における信号間の相関関数r(τ)は
、信号をx(t) 、 y(t)とすれば、信号間の遅
延時間τの関数として と表わされる。特に、(1)とy(t)が同一信号であ
る場合、相関関数は と表わされ、%に自己相関関数と言う。異なる場合は自
己相関関数と区別するために相互相関関数とも言う。第
1図(a−1) K示す音声信号5(t)の自己相関関
数は と表わされ、τが基本周期(ピッチ周期)にくらべ十分
短い時間ではゆるやかにほぼ単調に減少する。
これに対し、第1図(b−1)に示す雑音信号の自己相
関関数は ζO(但しTζ0) と表わされ、雑音は相関が非常に弱いという性質により
、遅れ時間0以外ではほぼ0になる。(白色雑音であれ
ば0となる。) ここで音声信号と雑音信号についてそれぞれ遅れ時間0
の自己相関関数(これは平均電力である)と遅れ時間r
(+o)の自己相関関数との比Rg。
RNを考えるO RB = r3(τ)/rB(0)   ・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(
5)RN −rN(τ)/rN(O)   ・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
(6)前述した信号性質の違いKより、 1≧Rs > RNζ0  ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・(7)となるこ
とは明らかである。(71式を用い音声信号と雑音信号
の判別が可能である。しか、Lf3) 、 (4)式を
演算する九めには積信号の積分演算を必要とし、(8(
t) 、 N(t)が標本化データの場合は積和演算と
なる。)複雑な回路構成をしいられる0第1図(a−1
)、(a−2)および(b−x)、(b−z)に示す信
号5(t)、5(t−τ)と信号N(t)、N(を−τ
)を零交差波信号Kf換し、低レベルを論理レベル@θ
″、高レベルを論理レベル′1″とすれば、第1図(a
−3)。
(a−4)および(b−’3)、(b−4) K示す信
号5(t)、5(t−τ)および信号資(t)、1(t
−τ)となる。こうした信号は元の信号から蛋幅情報を
抜い念もの(極性のみの信号)である・ この場合、それぞれの零交差波信号の自己相関関数rB
(τ)、rH(y) ti となる。式中の5(t) 5(t−r) 、 N(t)
 N(t−τ)の信号は第1図(a−5)、(b−5)
に示すように、それぞれ同図(a−3)と(a−4)の
論理積および(b−3)と(b−4)の論理積をとった
信号である。
ことて零交差波信号の遅れ時間0の自己相関関数と遅れ
時間τの自己相関関数との比Rg 、 RNを考える。
零交差波信号が元の信号の周波数情報を含んでいること
および+3) 、 (4)式と(8) 、 (9)式の
対応を考えれば、(7)式と同様の関係 1≧iB > iHζ0  ・・・・・・・・・・・川
明・・・・・叫・・(13が成立するのは明らかである
ここでR8,RNfなわちrg(τ)/rB(0) 。
FN(τ)/rN(0)を求めることを考える。’iB
 、 iNを零交差波信号を用いて書き下すと となり、5(t) 、 N(t)が振幅1の矩形波パル
ス列であることを考えるとqS*α4J#′i次式に書
き直すことが可能であるO ccでnり、 (Ie弐〇分母、 分子#1S(t)、
5(t) 5(tr) : N(t) 、 N(t)N
(を−τ)の時間間隔T内での面積を表わしている。こ
れらの面積は第1図(a−3)、(a−5)、(b−3
)、(b−5)で示す波形の論理レベル”1′であると
ころの面積すなわち論理レベル@1“である時間長の総
和に等しい。これらの面積を求める簡便法を考える。
今、零交差波信号より十分に周期の短い標本化ハlk 
スヲつくり、この標本化パルスト@IF!!J(a−3
)、(a−5)、(b−3)、(b−5)で示される零
交差波信号とそれぞれ論理和をとることを考える0そし
てこの結果であるパルス列をそれぞれ計数器で同一の時
間間隔T毎に計数する。こうすればそれぞれの計数値は
同一の時間間隔T内での第1図(a−3)、(a−5)
、(b−3)、(b−5)の面積すなわち信号5(t)
 、 5(t)s(’を一τ) 、 N(t) 、 N
(t) N(t−丁)の面積に比例するのけ明らかであ
る。このような方法を用いることによりas 、 t#
sの分母0分子の積分値を等測的に計数器のみで求める
ことが可能となる・また、矩形波パルス列が同一時間幅
の1%m理レベし゛1°のパルスより構成されている場
合、時間間隔T内での矩形波パルス列の論理レベルがI
11#である部分の面積は時間間隔T内での該パルス列
のパルス数に比例する。したがって、これを利用すれば
、時間幅が多少異なるパルスより構成される矩形波パル
ス列でも、時間間隔T内での該パルス列の論理レベルが
°1″である部分の面積は該パルス列のパルス数にほぼ
比例すると考えられる。これを用い、<Is 、 16
1式の値を間接的に、第1図(畠−3)と(a−5)あ
るいFi(b−3)と(b−5)で示す信号の時間間隔
1円でのパルス数を直接に計数器で計数しその比をとる
ことで求めることができる。
第2図に本発明の一1iI!施例をブロック図で示す。
第2図において、lFi信号を入力する入力端子、2t
l入力信号を増幅する増幅回路、3Fi信号をある時間
遅延させる遅延回路、4.5は信号を音圧零を中心にし
て、あるしきい値でインクイニットクリッピングを行い
、矩形波パルス列(論理レベル”0°、”1″の2gで
められされる。)、すなわちいわゆる零交差波信号に変
換する零交差波回路、6 、7 、8Fi論理積演算を
行う論理積回路、9は標本化パルスを発生する標本化ノ
、クルス発生(ロ)路、10.11Fi時間関隔T毎に
、T内にある論理レベル”1°のパルス数を計数する計
数回路、12は計数回路の計数値を93式を用いて比較
判定する比較判定回路、13F1判定結果を出力する出
力端子である。
以下第2図の動作を簡略に説明する。入力端子1に印加
される信号は増幅回路2で適度なしづルに増幅され、一
つは遅延(ロ)路3を介して遅延され、零交差波回路4
で第1の零交差波信号に変換される・オた一つはそのま
ま零交差波回路5に入力され、第2の零交差波信号に変
換される。第1の零交差波信号と第2の零交差波信号は
論理積回路6て論理積がとられ、さらに論理積回路7で
檄本化パルス発生回路9の標本化パルスと論理積がとら
れる。また第2の零交差波信号は同様に論理積回路8で
標本化パルス発生回路9の標本化パルスと論理積かとら
れる。それぞれの論理積回路7および8の出力は計数回
路lOおよびIIKそれぞれ入力され、時間間隔T毎に
その出力のパルス数を計数される。それぞれの計数回路
10および11の計数値は比較判定回路12に入力され
、そこで比較判定され、音声信号あり/なしの信号が出
力される。ここで計数回路10の計数値はus 、 u
s式の分子項に相当し、計数回路11の計数値はα9゜
(16)式の分母項に相当する。比較判定回路12tj
時間間隔T毎に零交差波信号の自己相関関数比Rすなわ
ち計数回路10.11の計数値の比を演算し、その結果
をあらかじめ定めたしきい値θVと比較し、 R〉θVならば 音声信号あり #V≧Rならば 音声信号なし の判断を行う。こうして第1因の本発明は音声信号を検
出する。
なお比較判定回路12d自己相関関数比Rを演算する機
能をもたせたが、この機能を省き、単に自己相関関数す
なわち計数回路10.11の計数値の差異を検出し、そ
の差異の大、小をあるしきい値θVと比較し、小ならば
音声信号あり、大ならば音声信号なしと判断してもよい
・ また第1図において、論理積回路6.7.8、計数回路
10.11、比較判定回路12などはマイクロプロセッ
サ−のソフトウェアで構成することも可能である。
第3図に本発明の他の実施例をブロック図で示す。11
IIJ3図において、第2図と同一符号は同一物を示す
・ 以下第3図の動作を簡略に説明する。動作は第2図とほ
ぼ同様であり、唯第2図における論理積回路7.8と標
本化クロック発生回路9を省略し、直接第1の零交差波
信号と第2の零交差波信号の論理積をとった信号のパル
ス数と、第2の零交差波信号のパルス数を計数回路10
.11で計数するものである@ @2図の回路は第1図の回路に比べると劣るが、実用上
は十分である〇 本発明によれば、音声信号を零交差波回路、計数(ロ)
路を主な構成要素とする簡略な(ロ)路構成で、精度よ
く検出することが可能であり、その軽済的効果は大であ
る0
【図面の簡単な説明】
第1図は音声信号と雑音信号の性質の相違を示す波形図
、第2図および第3図はそれぞれ本発明の一実施例を示
すブロック図、である。 符号説明 1・・・入力端子、2・・・増幅回路、3・・・遅延回
路、4.5・・・零交差波回路、6〜訃・・論理積回路
、9・・・標本化パルス発生回路、10.11・・・計
数回路、12・・・比較判定回路、13・・・出力端子
。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 通量 1図 爵問

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)入力信号から任意時間遅延し九遅延信号をり(す、
    該信号と該遅延信号とをそれぞれ音圧零の点を中心にあ
    るしきい値でインクイニットクリッピングを行い第1と
    第2の矩形波パルス列信号をつくり、該第1と第2の矩
    形波パルス列信号間の論理積をとった論理積信号を得、
    該第1の矩形波パルス列信号と該論理積信号とに関して
    それぞれ任意の時間間隔内KTpける所定の論履レベル
    を持続した時間長の総和を得、それぞれの総和の比もし
    くは差をあるしきい値と比較することによp信号中から
    音声信号の存在を検出することを特徴とする音声信号検
    出装置。 2)入力信号から任意時間遅延し九遅延信号をつ(9,
    該信号と該遅延信号とをそれぞれ音圧零の点を中心にあ
    るしきい値でインクイニットクリッピングを行い第1と
    第20矩形波パルス列信号号をり(す、該第1と第2の
    矩形波パルス列信号間の論理積をとった論理積信号を得
    、該第1の矩形波パルス列信号と該論理積信号とに関し
    それぞれ任意の時間間隔内におけるそのパルス数を計数
    し、それぞれの計数値間の比もしくは差をあるしきい値
    と比較することにより信号中から音声信号の存在を検出
    することを特徴とする音声信号検出装置。
JP56144675A 1981-09-16 1981-09-16 音声信号検出装置 Granted JPS5846396A (ja)

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JPH0117160B2 JPH0117160B2 (ja) 1989-03-29

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6072331A (ja) * 1983-09-28 1985-04-24 Nec Corp 反響制御装置用自動デイセイブラ
US6324260B1 (en) 1998-12-07 2001-11-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Channel check test system
JP2021157180A (ja) * 2016-05-20 2021-10-07 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ 類似性情報決定装置、類似性情報決定方法、自己相関情報決定装置、相互相関情報決定装置およびコンピュータプログラム

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5678899A (en) * 1979-12-03 1981-06-29 Matsushita Communication Ind Voiceesection judging method for voice analysis and synthesis method

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