JPS60117838A - 音声検出方式 - Google Patents

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】 （ａ）　発明の技術分野 本発明はデジタル通話音声挿入（以下ＤＳＩと称す）７
）音声検出方式に係ム各入力チャンネル回線に雑音の変
動及びレベル変動があってもボイスアクティ〈ティを下
げ、伝送効率を回上出米る音声検出方式に関する。

（ｂ）　技術の背景 ＤＳＩとは、通話時間の内で相手の話を聞いている時間
や通話者が話している時の瞥語・文節・文章の切れ目の
休止時間等の無音期間〃に他の通話者の音声を挿入し伝
送路の利用率を高めるものである。この為音声を検出す
る音声検出器が必要である。音声には有声音と無声音が
有り、有声音は雑音に比しパワーレベルは一般的に高く
、無声音は雑音に比し一般的に零交叉数は多い。音声検
出器ではこれ等の特性を利用して音声全検出する。

又入力チャンネル回線より入力する音声パワーレベルは
、背景雑音等の雑音が多け１．ばレベルが上がり、又入
力チャンネル回線の損失変動によっても変動する。

ボイスアクティビティとは有音区間／（有音区間＋無音
区間）を云い、これを下けることによｐＤＳＩの伝送路
効率を上げることができる。

（ｅ）　従来技術と問題点 従来各入力チャンネル回線よりの音Ｐを検出する音声検
出器としては、入力チャンネル回線が標準損失及び標準
雑音の時の雑音パワーよシ少し大きい一定のレベルを閾
値とし、有音、無音全判定する方法及び雑音と無声音と
の界の一定の零交叉数を閾値とし、これ以上であれば有
音と判定する方法を併用する物が有るが、この方式では
入力チャンネル回線の雑音及び損失の変動はまちまちで
、各入力チャンネル回線の音声レベル及び雑音レベルは
まちｉちに変動するので、特に一定レベルを閾値として
有音、無音を判定する場合、雑音を誤って音声と判定す
るのを防ぐため閾値レベルは雑音レベルよりかなり高く
せねばならず、かつ語尾切断をへらすためノ・ングオー
ノくタイムを長くとらねばならないので、ボイスアクテ
ィビティを下ケることが困難な欠点がある。

（ｄ）　発明の目的 本発明の目的は上記の欠点に鑑み、各入力チャンネル回
線の雑音の変動及びレベル変動がまちまちでおってもボ
イスアクティピラ４？下げ伝送効率を回上出米、かつシ
グナルプロセッサ等により実時間で処理可能な音声検出
方式の提供にある。

（ｅ）　発明の構成 本発明は上記の目的を達成するために、入力信号を、有
音および無音として判定可能な最小時間区間内の入力信
号パワーを加算する区間パワー計算部及び該区間内の零
交叉数全計数する零交叉計算部に入力し、該区間パワー
計算部の出力と１区間前の区間パワー計算部の出力とを
比較し所定の値以上であればルベルを出力する第１の判
定部の出力及び該区間パワー計算部の出力が必ず有音で
あるレベル以上ならルベルを出力する第２の判定部の出
力及び後記有音、Ｓ音判定部が無音判定状態又はハング
オーバ状態の時に該区間パワー計算部の出力により該区
間毎に無音時パワーの値を更新する推定無音時パワー計
算部の出力と該区間パワー計算部の出力との比が所定の
値以上ならばルベルを出力する第３の判定部の出力及び
該零交叉計Ｘ部の出力が無声音と判定出来る値でちれば
ルベルを出力する第４の判定部の出力を有音、無音判定
部に入力し、該有音、無音判定部では、焦音時には上記
第１〜第４判定部の出力が１つでも２区間ルベルを出力
すれば有音と判定し、て２区間Ｏレベルを出力すれば、
該区間パワー計ｎ部によりめたパワーに応じて／・ング
オーバタイムを設定し、該ハングオーバタイム期間内（
上記第１〜第４判定部の出力が丁べてＯレベルなら無音
と判定するし、１つでもルベルであれば有音と判定する
よう圧したことを特徴とする。

（ｆ）　発明の実施例 以下、本発明の一実施例につき図に従って説明する０ 第１図は本発明の実施列の音声検出器のブロック図、第
２図は本発明の実施例の状態遷移図、第３図は本発明の
実施例の音声波形に対する状態判定図である。

第１図中、１は区間パワー計算部、２け零り叉計数部、
３は１区間遅延部、４は前回パワーとの比による判定部
、５は絶対値レベルと区間パワーとの比による判足部、
６は推定無音時パワー計算部ζ７は無音時パワーと区間
パワーとの比による判定部、８は零交叉による判足部、
９は有音、無音判定部、第２図中、１０は立下夛検出状
態、１１は立下り誤検出のりカバリ−状態（））ングオ
ーバタイム）で有音時の状態であり、１２は立上ｐ検出
状態、１３は立上り一時検出状態で無音時の状態である
。

本発明の概要を第２図で説明すると、無音時は立上り検
出状態１２であり、立上シを鋭敏に検出出来るよう立上
りの徴候が少しでもあれば又は零交叉数が有音の数とな
れば立上り一時検出状態１３に遷移する０ 立上り一時検出状態１３では、立上り誤検出を防止する
だめの有音、無音判定可能な最小時間的６ｍａの区間で
あり、立上りの徴候がこの区間も胱くか零交叉数が有音
の数を続ければ有音とし、立下９検出状態１０に遷移す
る。

立下９検出状態１０では立下ｐを鋭敏に検出するために
立下りの徴候が少しでもあれば又は零交叉数が雑音の数
となれば立下ｐ誤検出のりカバリ−状１ｌｌ（ハングオ
ーバタイム）へ遷移する。

立下り誤検出のりカバリ−状態１１は立下り誤検出を避
けるための状態で音声有りの徴候がわづかでもあれは立
下り検出状態へ遷移する。そうでなければハングオーバ
時間経過後無音と判定し、又立上り検出状態１２へ遷移
する。これは、有音。

無音判定可能な最小時間の２区間２見れば雑音の場合は
連続して有音と判定する状態が続かない点に着目し、各
入力チャンネル回線の雑音変動及びレベル変動が首ちま
ちであっても有音、無音の判定を鋭敏に出来るようにし
、伝送効率を向上出来るようにしているものである。

次に第１図に示す本発明の一実施例の音声検出回路の動
作につき説明する。

入力信号はサンプリングされ量子化された信号であ９１
判定出力は有音、無音判定可能な最小時間区間約６１ｍ
１！Ｉ（以下区間と称す）内の信号が有音叉は無音と判
定した信号である。

区間パワー計算部１は区間内の入力信号のパワーを加算
する。零交叉計算部２は、今回の入力と前回の入力信号
の積が負の場合に区間内の零交叉針を計数し、この値を
出力する。１区間遅延部３は１区間前のパワーを保持す
る。前回パワーとの比による判定部４は区間パワー計数
部１の出力と１区間遅延部３の出力の比が約２倍以上で
あれば有音らしい徴候があったとして出力をルベルとす
る。絶対値レベルと区間パワーとの比による判定部５は
、区間パワー計算部１の出力が、これ以上の出力では絶
対音声であると判定出来るレベル以上であれば出力をル
ベルとする。推定無音時パワー計算部６は、有音、無音
判定部９が無音判定状態又はハングオーバ状態の時に区
間パワー計数部１の出力により区間毎に無音時パワーの
値を更新するもので、区間パワーが無音時パワーより大
きい時は、無音時パワーを通常の音声パワーレベルの傾
斜程度に増加させ、小さい時には無音時パワーを区間パ
ワーで置換える。無音時パワーと区間パワーとの比によ
る判定部７は、推定無音時パワー計算部６の出力と区間
パワー計算部１の出力の比が約３倍以上あれば出力をル
ベルとする。

零交叉による判定部８は、零又又計算部２の出力がこれ
以上有れば無声音と思われる数有れば出力をルベルとす
る。有音、無音判定部９では、第２図の状態遷移図に示
すよう状態遷移を行い、各状態においては以下に説明す
る動作を行う。

立上υ検出状態１２において各判定部４，５゜７．８の
いづれかがルベルを出力すれば立上り一時検出状態１３
へ遷移し、いづれもルベルを出力しなければそのままの
状態を保ち、判定出力は無音であるθレベルとし、推定
無音時パワー計算部６に対し値を更新させる。

立上シ一時検出状態１３において、各判定部４゜５．７
．８のいづれかがルベルを出力すれば有音と判定し、立
下り検出状態１０へ遷移する。いづれもルベルを出力し
なければ立上り検出状態１２へ遷移する。立下り検出状
態１０へ遷移する場合は判定出力を有音であるルベルと
する０立上り検出状態１２へ遷移する場合は無音である
Ｏレベルを出力し、推定無音時パワー計算部６にて無音
時パワーを更新させる。

立下り検出状態１０にて、各判定部４．　５．　７゜８
の出力がすべてＯレベルであれば立下り誤検出のりカバ
リ−状態１１へ遷移し、そうでなければこのままの状態
を続ける。この状態の場合判定出力は有音であるルベル
とする。立下り誤検出のリカバリー状態１１へ遷移した
場合は推定無音時パワー計算部６にて無音時パワーを更
新させる。

立下り誤検出のりカバリ−状態１１では立下υ検出状態
１０から遷移する時の区間パワー計算部１のパワーに応
じて、パワーが大きければ約１８ｍ５程度、パワーが小
さければ約６ｍｓのりカバリ−タイムを設定し、この期
間内に各判定部４，５，７゜８の出力が１つでもルベル
になれば立下り検出状態１０へ遷移１゛る。この場合の
判定出力は有音であるルベルである。各判定部４，５，
７．８の出力がすべてＯレベルなら無音と判定し、判定
出力をＯレベルとし立上ｐ検出状態１２へ遷移し、推定
無音時パワー割算部６にて無音時パワーを更新させる。

次に以上説明の有音、無音の判定を第３図−）。

（＄）に示す入力信号パワーと零又叉数で示す音声波形
について説明する。尚（イ）に示すＡＩ　、　Ａｍ　、
　Ａｓは立上り検出状態を示し、Ｂ、、　Ｂ、、　Ｂ、
は立上ク一時検出状態を示し、この期間は約６ｍＢの１
区間である。Ｃ，、Ｃ，、Ｃ，は立下υ検出状態を示し
、Ｄ、。

Ｄ、は立下シ誤検出のりカバリ−状Ｄ（ハングオーバタ
イム）を示している。第３図（４）のイ点の区間では立
上り徴候があり、立上９一時検出状態Ｂ。

に遷移するも、ここでは口に示す如く立上り状態が検出
されないので立上ｐ状態Ａｔに遷移する。

ここではへ点の区間で立上り徴候があり立上ク一時検出
状態Ｂ、に遷移する。立上ｐ一時検出状態Ｂ、では二点
に示す如く立上り状態が検出されるので有音と判定し、
立下り検出状態ｃｌに遷移する。立下り検出状態Ｃ１の
ホ点区間では区間パワーが無音時パワーの３倍以下とな
ったので立下ｐ誤検出のリカバリー状態Ｄ１に遷移する
。この場合はホ点のレベルは高いのでハングオーバタ・
ｆムは約１８＋５ｇとする。しかし、へ点の区間にて立
上りが検出されるので立下シ検出状態Ｃ１に遷移する６
ト点の区間では区間パワーが無音時パワーの３倍以下と
なったので立下！ｌ赳検出りカバリ−状態Ｄｔに遷移す
る。この場合はレベルが中間であるのでハングオーバタ
イムは約１２欝ｓとする。この区間には立上り検出状態
がないのでチ点にて無音と判定し立上り検出状態Ａ、に
遷移する。第３図０３１のり点にて無声音と判定する閾
値レベルを越えるので立上り一時、検出状態Ｂ、に遷移
する。一時検出状態Ｂ３でも無声音と判定する閾値レベ
ルを越えているのでヌ点にて有音と判定し立下シ検出状
態Ｃｓに遷移する。この場合の立上りの検出は第１図の
判定部４，５．７の出力がルベルの時に対応する。

以上説明の如く本方式では雑音の場合は判定部を適応的
に変化させることにより、入力チャンネル回線の雑音及
びレベル変動があっても適応的に有音、無音の判定が可
能になるので有音、無音の判定が鋭敏となりハングオー
バタイムも最長１８町程度に短く出来るのでボイスアク
ティビティを下げ伝送効率を向上出来る。

次に応用例として、ＤＳＩの雑音挿入方式にこの音声検
出器を使用し、無音から有音への切替わり時の音声レベ
ルを保持し、其の音声レベルに比例した雑音を出力する
ことにより各入力チャンネル回線の雑音変動及びレベル
変動がまちまちであっても背景雑音〃相当した雑音を挿
入出来る雑音挿入方式につき説明する。

第４図は本発明の応用例の雑音挿入方式のブロック図で
ある。

図中、２０は本発明の音声検出器、２１は禁止回路、２
２は無音、有音検出回路、２３はレベル保持回路、２４
は雑音発生器、２５は選択回路、２６．２７は伝送路を
示す。

第４図の動作を説明すると、入力信号より音声検出器２
０にて有音、無音を判定し、有音叉は無音の信号を伝送
路２６を介して相手局に送信する。

一方、禁止回路２１により無音時は信号は送出されず音
声信号のみ伝送路２７を介して相手局に送信される。レ
ベル保持回路２３では、無音、有音検出回路２２よシの
無音から有音に切替わった信号によシこの時点の音声レ
ベルを有音期間保持し、この音声レベル全雑音発生器２
４に送り、雑音発生器２４ではこの音声レベルに比例し
た雑音を送出し、選択回路２５に送る。一方、選択回路
２５には音声信号が入力されており、有音期間は音声信
号を送出し、無音期間は雑音を送出する。本発明の音声
検出回路２０は各入力チャンネル回線の雑音変動及びレ
ベル変動がまちまちであっても、無音から有音に切替わ
ったとの判定は鋭敏に出来、この時の音声レベルはほぼ
背景雑音レベルに等しいので、第４図の雑音方式では無
音時には背景雑音に相当した雑音を挿入することが出来
る。

（ｇ）　発明の効果 以上詳細に説明せる如く本発明によれば、各入力チャン
ネル回線の雑音変動及びレベル変動がまちまちであって
も、有音、無音の判定が鋭敏に出来るのでボイスアクテ
ィビティを下げ伝送効率を同上出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の音声検出器のブロック図、第
２図は本発明の実施例の状態遷移図、第３図は本発明の
実施例の音声波形に対する状態判定図、第４図は本発明
の応用例の雑音挿入方式のブロック図である。 図中、１は区間パワー計算部、２は零交叉引数部、３は
１区間遅延部、４は前回パワーとの比による判定部、５
は絶対値レベルと区間パワーとの比による判定部、６は
推定無音時パワー計算部、７に無音時パワーと区間パワ
ーとの比による判定部、８は零交叉による判定部、９は
櫓音、無音判定部、１０は立下り検出状態、１１は立下
り誤検出のりカバリ−状態、１２は立上り検出状態、１
３は立上り一時検出状態、２０は音声検出器、２１は禁
止回路、２２は無音、有音検出回路、２３はレベル保持
回路、２４は雑音発生器、２５は選択回路、２６．２７
は伝送路を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. デジタル通話音声挿入の音声検出方式において、入力信
   号を有音および無音として判定可能な最小時間区間内の
   入力信号パワーを加算する区間パワー計算部及び該区間
   内の零交叉数を計数する零交叉計算部に入力し、該区間
   パワー計算部の出力と１区間前の区間パワー計算部の出
   力とを比較し所定の値以上であればルベルを出力する第
   １の判定部の出力及び該区間パワー計算部の出力が必ず
   有音であるレベル以上ならルベルを出力する第２の判定
   部の出力及び後記有音、無音判定部が無音判定状態又は
   ハングオーバ状態の時に該区間パワー計算部の出力によ
   シ該区間毎に無音時パワーの値を更新する推定無音時パ
   ワー計算部の出力と該区間パワー計算部の出力との比が
   所定値以上ならば、ルベルを出力する第３の判定部の出
   力及び該零交叉計算部の出力が無音時と判定出来る値で
   あればルベルを出力する第４の判定部の出力を有音、無
   音判定部に入力し、該有音、無音判定部では、無音時に
   は上記第１〜第４判定部の出力が１つでも２区間ルベル
   を出力すれば有音と判定し、有音時には上記第１−第４
   の判定部の出方がすべて１区間０レベルを出力すれば、
   該区間パワー計算部によりめたパワーに応じてハングオ
   ーバタイムを設定し、該ハングオーバタイム期間内に上
   記第１〜第４判定部の出方がすべて０レベルなら無音と
   判定するようにしたことを特徴とする音声検出方式。