JPS5947503B2 - 適応形音声検出器 - Google Patents

適応形音声検出器

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Publication number
JPS5947503B2
JPS5947503B2 JP4384177A JP4384177A JPS5947503B2 JP S5947503 B2 JPS5947503 B2 JP S5947503B2 JP 4384177 A JP4384177 A JP 4384177A JP 4384177 A JP4384177 A JP 4384177A JP S5947503 B2 JPS5947503 B2 JP S5947503B2
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JP
Japan
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voice
signal
detector
adaptive
dsi
Prior art date
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JP4384177A
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JPS53128919A (en
Inventor
卓 荒関
和雄 落合
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
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Publication of JPS5947503B2 publication Critical patent/JPS5947503B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B3/00Line transmission systems
    • H04B3/02Details
    • H04B3/20Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00Time-division multiplex systems
    • H04J3/17Time-division multiplex systems in which the transmission channel allotted to a first user may be taken away and re-allotted to a second user if the first user becomes inactive, e.g. TASI
    • H04J3/175Speech activity or inactivity detectors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は四線電話回線に捜入され適応的に閾値を設定す
る適応形音声検出器の改良に関する。
電話回線において音声信号を効率的に伝送するために種
々の提案と開発がなされているか、それらにおいては高
性能の音声検出器の実現が要求されることが多い。例え
ιく DSI(DigitalSpeechInter
polation−ディジタル音声挿入)方式は電話会
話において一方の加入者の発声する時間率が平均的に5
0%以下であるという事実に基いて回線の利用効率の向
上を図る方式である。即ち、DSI端局において多数の
加入者に接続された回線(以下加入者チャンネルと称す
)の各々の状態を監視し、音声の存在する加入者チャン
ネルのみを選び出し、相手方のDS1端局へ送信する。
この場合、一般的に加入者の会話率は30〜40%であ
るから両DS1端局間で伝送すべきチャンネル(以下D
SIチャンネルと称する)の数を加入者チャンネルの数
の約半分にすることができる。この様な原理のDSI方
式では会話中に頻繁に回線の断続が行なわれるため、音
声検出器の性能がDS工の特性を決定する一つの大きな
要因となる。
つまり、音声検出に時間がかかりすぎると、音声信号送
出の始まつた加入者チャンネルをDSIチャンネルに接
続する迄の時間がかかり、話頭の切断が多くなるという
欠点が現われる。また、音声検出の速度を高めて話頭の
切断を減らした場合、雑音による誤動作が増し、通話率
(一通話中に音声信号の存在する割合)がみかけ上増大
し、DS工チャンネルの飽和する確率が増える恐れがあ
り、やはり音声の切断が生じ易くなる。この様なりS1
方式での問題点を解決するために音声検出に際して使用
する閾値を回線の特性に適応的に変化させる適応形音声
検出器あるいは音声の振幅情報の他に信号の零交差の情
報を用いた音声検出器等の採用が考えられる。
前者の様な検出器は特願昭47−124169号明細書
等に提案されており、後者としては特公昭51−493
61号公報あるいは特願昭49−39723号明細書等
に提案されている。前者においては、音声検出は主に信
号の振幅情報をもとに行う。但し、検出のための閾値は
回線に存在する雑音が誤まつて検出されない範囲ででき
る限り小さな値に設定され、雑音信号レベルの大きさが
変化した場合にιく閾値はそれに追従して変化する。従
つて、雑音振幅が小さい場合にιく閾値が小さな値とな
り、弱い音声で容易に検出でき、音声の切断が小さくな
る。さらに、雑音振幅が大きくなつた場合にιく閾値が
大きくなり、大きな振幅の雑音による誤動作はない。閾
値が大きくなることにより音声信号の検出が遅れるが雑
音が大きい場合には、元々の音声信号の品質が低下して
いるために音声の切断の増加による品質劣化の程度は少
ない。以上の事実から適応形音声検出器はDSI方式に
適した検出器といえる。しかしながら、DSI方式を反
響信号の存在する回線で使用すると、反響信号のためみ
かけ上の話中率が高くなり、DSI効率(DSI方式採
用によるチヤンネル数の削減の度合)が極端に低下する
。一般の電話回線は二線回線と四線回線とで購成されて
いるため、反響は殆んど避けられない。従つて、普通に
はDS方式と加入者との間に反響阻止装置が挿入される
ことになる。反響阻止装置は受信信号がある一定の値よ
り大きくかつ送信側信号よりも大きいときに送信側に大
きな損失あるいは切断を与えるという反響阻止のための
スイツチングを行う。従つて、受信側に音声信号が入力
されると、反響阻止スイツチが働き、反響阻止装置の出
力端子の雑音レベルが瞬間的に変化し、それに伴いDS
I方式の送信部に入力されるチヤンネルの雑音レベルも
又瞬間的に変化する。このため、DSI方式内の適応形
音声検出器哄雑音レベルが小さな振幅から急により大き
な振幅に変化した時点で誤動作を起こす。この様に適応
形音声検出器をDSI方式に直接的に用いることはでき
ない。一方、後者の零交差情報を用いる検出方式によれ
頃周期性のある音声信号あるいは高い周波数成分の多い
信号の検出能力は改善されるが、検出しにくい音声がや
はり残る。上述の如く、四線電話回線において反響阻止
装置が用いられた場合高い性能を持つ適応形音声検出器
をそのまま用いることは難しい。
本発明の目的は回線雑音が低レベルの場合は非常に短時
間で音声を検出するとともに雑音が高レベルの場合は雑
音による誤動作率を小さくし音声を検出しかつ反響阻止
装置による誤動作が生じない検出動作を適応的に行なう
適応形音声検出器を提供することにある。
本発明仄四線電話回線に捜入され送信側チヤンネルの回
線雑音レベルに従つて適応的閾値設定動作を行い送信側
音声を検出する適応形音声検出器であつて、受信側信号
が存在する時間及び前記受信側信号が消えた後の一定時
間だけ前記適応閾値設定動作を停止する手段を持つこと
を特徴とする。
本発明の適応形音声検出器【ζ反響阻止装置のスイツチ
ング、すなわち、受信側で音声のレベルを監視し、ある
一定値を越した時に反響阻止装置のスイツチングが行わ
れ、反響阻止スイツチが、OFFとなり送信側の回線が
切断される可能性を考慮して、音声検出器の閾値を適応
的に推定する動作を停止する。
この様にして反響阻止スイツチが0FF状態のとき音声
検出器の閾値は反響阻止スイツチが0Nから0FFに変
化した直前の値に保持されているため、誤動作がなくな
る。次に図面を参照して本発明を詳しく説明する。
第1図は本発明の適応形音声検出器を用いたDS端局の
一例であり、一方の端局のみを示している。先ず従来の
DS方式を説明する。従来のDSI端局において頃第1
図の受信側音声検出器300が設けられていない。多数
の加入者に接続された送信側加入者チヤンネル及び受信
側加入者チヤンネルはそれぞれ入力端子11、12、・
・・・・・111・・・1N及び41、42、・・・4
11・・・4Nに接続されている。PCM符号器110
は各加入者からの信号を時分割多重されたデイジタル信
号に変換する。PCM符号器110の出力は送信側音声
検出器140及び遅延回路120に与えられる。前記音
声検出器140は信号線51を介して各加入者チヤンネ
ルの音声信号の存在を監視し、その結果を信号線52を
介してチヤンネル割当回路150に与える。チヤンネル
割当回路150は遅延回路120を経て遅延された各加
入者チヤンネル信号のうち割当てを受けた信号のみをメ
モリ130に書き込む。遅延回路120は音声検出の遅
れ及びチヤンネル割当回路150における割当決定に関
する演算の遅れを補償するために従来から用いられてい
るものであるが、この例における如く音声検出の能力が
高くこのため検出時間が短い場合にへ遅延回路120が
なくても品質の劣化は少ない。
チヤンネル割当回路150から出される割当信号とメモ
リ130の出力はマルチプレクサ160により混ぜあわ
されて送信出力端子2から出力される。相手側のDSI
端局も第1図と同じ構成を持つており相手局から送られ
た信号は受信端子3から入力されるとともにデマルチプ
レクサ(分離回路)210によりチヤンネル割当信号が
選び出され、受信側チヤンネル割当回路220に与えら
れる。受信側チヤン本嘲リ当回路220は受信信号をメ
モリ230の定められたチヤンネルの対応する位置に書
き込み、又、ゲート回路240を制御して予め定められ
た時間に対応するチヤンネルの信号が出力されるように
する。再生された時分割多量信号はPCM復号器250
に印加され、各加入者に接続された入力端子41、42
、・・・・・・411・・・・・・4Nに音声信号が復
号され、出力される。以上が従来のDSI方式の簡単な
説明であるが、その実現方法は特公昭49一31805
号、特公昭49−33409号、特公昭49−3341
0号および特公昭4卜33411号公報に詳しく記載さ
れているので、ここでは詳細な説明を省く。次に本発明
の適応形音声検出器の動作について説明する。
本発明の適応形音声検出器は送信側音声検出器140と
受信側音声検出器300とから構成されている。受信側
音声検出器300で頃受信側の各加入者チヤンネルに対
応する信号が存在するか否かを信号線54を介して監視
し、もし音声信号が存在するならべ前記音声検出器14
0に信号線53を介して検出信号を与え、受信側に音声
信号が存在するときにDSI端局と加入者との間に挿入
されている反響阻止装置(図示せず)の反響阻止スイツ
チ(図示せず)が動作することを考慮して送信側音声検
出器14U内における閾値設定のための適応動作を停止
させる。第2図を参照して受信音声検出器300および
送信側音声検出器140の動作についてより詳細に説明
する。
前記音声検出器140は雑音信号のレベルを遂次測定し
、閾値を求める閾値設定部142と閾値設定部142で
求められた閾値を用いて音声検出する音声検出器141
と音声検出部141からの検出信号が消えた後ある一定
時間検出状態を保持するハングオーバ回路143とから
構成されている。閾値設定部142へ例え頃入力信号が
適当に設定された閾値より大きけれ頃内蔵した積分器(
図示していない)を1増し、それより小さければ1だけ
減するという動作を繰り返すことにより閾値が入力信号
よりも小さく設定されていれ頃前記積分器は増加し続け
、ある一値になつたところで閾値を上げ、閾値が大きく
設定されているときには前記積分器は減少し続け、ある
一定値以下になつたときに閾値を下げるように構成され
ている。同、詳細について&ζ特開昭49−82216
号公報等に示されているので説明を省略する。前記音声
検出器140の入力信号は音声檜出部141と閾値設定
部142とに信号線51を介して加えられる。閾値設定
部142はもし前記入力信号に存在する雑音信号レベル
が小さければ、雑音で音声検出部141が誤動作を起さ
ない程度にまで閾値を下げる。雑音信号レベルが除々に
増加し始めた場合に′ζ音声検出器141が誤作を起さ
ぬ様に閾値を上げる。一方、受信側音声検出器350は
音声検出部301とハングオーバ回路302とで構成さ
れており、受信側の信号レベルが予め設定された閾値θ
より大きくなつた場合にへ前記音声検出器140に閾値
の適応動作停止の指令を行なう0ここで、ハングオーバ
ー回路302におけるハングオーバータイムの決定は次
のように行なわれる。閾値設定部142の適応動作停止
屯DSI端局と加入者との間に挿入された反響阻止装置
の反響阻止スイツチが動作する全時間にわたらなければ
ならない。従つて、反響阻止装置のハングオーバタイム
と反響路の遅延時間との和よりも長い値をハングオーバ
回路302のハングオーバータイムとすれば良い。反響
阻止装置のハングオーバタイムはCCITT規格に準拠
していると考えるならば、350ミリ秒以下であり、反
響路の遅延時間は国内であれば、最大30ミリ秒程度と
考えられる。従つて、ハングオーバー回路302のハン
グオーバータイムは380ミリ秒以上とすれば良い。以
上述べた様にして、反響阻止スイツチの動作による適応
形音声検出器の誤動作を除くことができる。
以上の説明は反響阻止装置がDSI端局と加入者との間
に捜入されることを想定したが、DSと反響阻止装置と
を一体化することにより両者の音声検出器が共有できる
こと等の理由でDSI端局に反響阻止機能を組み込む方
が望ましい。
その場合、閾値設定部142の適応動作停止は組み込ま
れた反響阻止部の動作状態をもとに行われることになる
。DSI端局に接続された加入者チヤンネルがPCMの
一次群あるいはさらに高いオーダの群の場合に頃PCM
符号器110及びPCM復号器250は不要となる。
又、アナログTASI(TimeAssignment
SPeechInterpOlatiOn)でもアナロ
グ的同様な方法で実現できる。
以上の説明はDSI方式における実施例を示したが、本
発明によればDSIに限らず一般の四線回線で音声の処
理を行うため誤りのない高い性能を持つ適応形音声検出
器が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の適応形音声検出器を用いたDSI端局
の一例を示す図および第2図は本発明の一実施例を示す
プロツク図である。 第1図および第2図において、11、12、・・・・・
・111・・・・・・1N・・・・・・入力端子、2・
・・・・・出力端子、ノ3・・・・・・入力端子、41
、42、・・・411・・・4N・・・・・・出力踏代
110・・・・・・PCM符号へ送信側120・・・
・・・遅延回路、130・・・・・・メモリ、140・
・・・・・音声検出器、141・・・・・・音声検出風
142・・・・・・閾値設定音民 143・・・・・
・ハングオーバー回路、150・・・・・・チヤンネル
割当回路、160・・・・・・マルチプレクサ、210
・・・・・・デマルチプレクサ(分離回路)、220・
・・・・・受信側チヤンネル割当回路、230・・・・
・・メモリ、 240・・・・・・ゲート回路、250
・・・・・・PCM復号器、300・・・・・・受信側
音声検出器、301・・・・・・音声検出部、302・
・・・・・ハングオーバー回路である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 四線電話回線に挿入され送信側チャネルの回線雑音
    レベルに従つて適応的閾値設定動作を行い送信側音声を
    検出する適応形音声検出器において、受信側信号が存在
    する時間及び前記受信側信号が消えた後の一定時間だけ
    前記適応的閾値設定動作を停止する手段を持つことを特
    徴とする適応形音声検出器。
JP4384177A 1977-04-15 1977-04-15 適応形音声検出器 Expired JPS5947503B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4384177A JPS5947503B2 (ja) 1977-04-15 1977-04-15 適応形音声検出器
US05/895,561 US4167653A (en) 1977-04-15 1978-04-12 Adaptive speech signal detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4384177A JPS5947503B2 (ja) 1977-04-15 1977-04-15 適応形音声検出器

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JPS53128919A JPS53128919A (en) 1978-11-10
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CA1130920A (en) * 1979-03-05 1982-08-31 William G. Crouse Speech detector with variable threshold
JPH0631997B2 (ja) * 1984-02-29 1994-04-27 日本電気株式会社 音声検出器の出力保持回路

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