JPS6063600A - 可変閾値型音声検出器 - 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】 本発明は、音声信号の有無を判定する音声検出器に関す
る。

音声検出器は主にＤａ　Ｉ　（Ｄｉｇｉｔａｌ　５ｐｅ
ｅｃｈト Ｉｎｔ’ｊ’ｉ；ｏｌａｔｉｏｎの略称である。）装置
に組み込まれ、Ｄ８Ｉ装置への入力チャンネルに音声信
号があるかないかを判定するために用いられ、その特性
がＤ８Ｉ装置の通話品質、更にはシステム設計に大きな
影響を及ぼす。従って音声検出器に要求されることは、
（１）音声信号に対して可及的速や（５） かに応答すること、（２）雑音に対してなるべく応答し
ないこと、（３）簡単なハードウェアで実現できること
等が挙げられる。尚、Ｄ８Ｉ装置に関しては、例えば、
１９７６年３月発行のニス・ジェー・キャンパネラ（８
，Ｊ　、　Ｃａｍｐａｎｅｌｌａ　）による文献「ディ
ジタル　スピーチ　インターポレーション（Ｄｉｇｉｔ
ａｌ　５ｐｅｅｃｈ　Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）　
Ｊの１２７頁〜１５８頁に詳述されているので参照され
たい。

従来、ハードウェア規模が簡単で検出論理が明瞭である
方法としてレベル検出法が知られているが、この方法は
入力信号の信号エネルギー（電力及び振幅）を検出後、
閾値と比較することにより音声信号の有無を判定するも
のである。才たレベル検出法を用いた音声検出器の中で
、入力信号の振幅と予め定められ、た閾値とを比較する
固定閾値型音声検出器が、最もハードウェア規模が簡単
でかつ、確実な音声検出器として知られている。

次に図面を参照しながら、この固定閾値型音声検出器の
原理を説明する。

第１図は固定閾値型音声検出器の原理を示すブ（６） ロック図であり、信号入力端子１．振幅閾値入力端子２
．ｖＲ幅比較回路３．累積回路４．累積回路への入力信
号として＋１．−１を与える増加・減少制御線５および
６．音声検出用フリップフロ。

プ７．音声検出用フリップフロップセット・リセ、ト制
御線８および９．音声検出結果出力端子１０からなって
いる。なお、この場合累積回路は可逆カウンタ（アップ
ダウン・カウンタ）で置換できる。

図において、端子１より入力される入力信号は標本化周
期ごとに振幅比較回路３において、端子２より入力され
る予め定められた振幅閾値（ＴＨａ）と比較される。そ
の結果、入力信号振幅が振幅閾値よりも大きいと、累積
回路増加制御線５を使って累積回路４の内容が１だけ増
加される。また、逆に入力信号像幅が振幅閾値よりも小
さいと、累積回路減少制御線６を使って累積回路４の内
容が１だけ減少される。但し、累積回路の内容は負の値
にならないようになっている。

音声信号が到来し、型幅閾値を超える入力が多くなると
、累積回路の内容は順次増加する。もちろん、その間に
振幅閾値以下の入力が加わると、可逆カウンタの内容は
１だけ減少する。このようにして、累積回路の内容が予
め設定された持続時間の閾値（’ｒａｔ　）に達すると
、音声検出用フリップフロップのセット制御線８を使っ
て音声検出用フリ、プフロップ７がセットされ、音声が
検出されたことになり、端子１０よりその結果が出力さ
れる。

また、音声が検出されなくなると、例えば、それは累積
回路４の内容が０になることで示されるが、その時、音
声検出用フリップフロップ７は音声検出用フリップフロ
ップのリセット制御線９を使ってリセットされ、端子１
０よりその結果が出力されるが、一般にはある一定時間
の後にリセットされる。これは、ハングオーバーと称さ
れ、通話中の単語や句の間での切断に耳が敏感であるこ
とから設けられており、その時間長は１００〜２５ｏｍ
ｓ程度である。

さらに理解を深めるために第１図で示される固定閾値型
音声検出器に第２図の（ａ）の１１で示される信号が入
力した場合を例にとって説明を加える。

第２図では、入力信号１１．振幅閾値１２．累積回路の
内容１３．持続時間の閾値１４および音声検出結果出力
１５を示している。

まず、入力信号１１が端子１から入力されると、標本化
周期Ｔｓごとに振幅比較回路３により振幅閾値１２と比
較される。第２図から判るように時刻ｔ１．になりて始
めて入力信号の振幅の方が振幅量増加されていく。その
結果、時刻ｔｂ、になって累積回路の内容１３が持続時
間の閾値１４よりも大きくなるので、音声が検出された
ことになり、出力１５は１になる。ところで、時刻−に
なると、入力信号１１の振幅が振幅閾値１２よりも小さ
くなるので、累積回路の内容１３は１ずつ減少していき
、時刻ｔｂ。

になり、持続時間の閾値１４よりも小さくなるので音声
信号が無くなったと判定され前述の理由でハングオーバ
ーが付加されハングオーバー終了後、（９） 出力１５は０になる。第２図の（Ｃ１におけるＴＨがハ
ングオーバ一時間を示している。

以上説明してきた様な固定閾値型音声検出器では確かに
ハードウェア規模は簡単ではあるが、一度量値が設定さ
れると閾値以上の信号ならどんな雑音信号でも検出して
しまうという欠点があった。

本発明の目的は、音声検出器の閾値が入力信号中に含ま
れる雑音信号のレベル変動に対して良好な追従性を示す
とともに、検出能力が擬似信号に対して充分な免疫性を
示す可変閾値製音声検出器を簡単なハードウェア規模で
提供することにある。

本発明によれば、ＰＣＭ符号化された信号を受信し、該
入力信号と閾値との大小関係により音声信号の有無を判
定する音声検出器において、前記入力信号を整流する整
流回路と、該整流回路の出力から入力信号に含まれる雑
音信号の電力を計算する電力計算回路と、該電力計算回
路の出方から閾値を発生させる第１の閾値発生回路と、
前記整流回路の出力と前記第１の閾値発生回路から出方
される闇値とを比較するレベル検出回路と、該しく１０
） ベル検出回路の出力を累積する累積回路と、該累積回路
の出力値と後述する第２の閾値発生回路から出力される
閾値とを比較する比較回路と、該比較回路が前記累積回
路の出力値の方が大きいと判定した場合には低いレベル
の閾値を、小さいと判定した場合には高いレベルの閾値
を発生させる第２の閾値発生回路と、前記比較回路の出
力に応じて正負に歩進する可逆カウンタと、該可逆カウ
ンタの内容により音声信号の有無を判定し、その結果を
出力する判定回路と、前記比較回路の出力から前記累積
回路の出力値が前記第２の閾値発生回路から出力される
閾値と比べ大から小に移った時点を検出し、その時点で
前記可逆カウンタの内容を予め定められた値に設定する
カウンタ設定回路とから少なくとも構成され入力信号に
金談れる雑音信号レベルに応じた閾値を用いて音声検出
を行なうことを特徴とする可変閾値型音声検出器が得ら
れる。

また、本発明によれば、ＰＣＭ符号化された信号を受信
し、該入力信号と閾値との大小関係により音声信号の有
無を判定する音声検出器において、前記入力信号の直流
オフセットを補正する直流オフセット補正回路と、該直
流オフセット補正回路の出力を整流する整流回路と、該
整流回路の出力から入力信号に含まわる雑音信号の電力
を計算する電力計算回路と、該電力計算回路の出力から
閾値を発生させる第１の閾値発生回路と、前記整流回路
の出力と前記第１の閾値発生回路から出方される閾値と
を比較するレベル検出回路と、該レベル検出回路の出力
を累積する累積回路と、該累積回路の出力値と後述する
第２の閾値発生回路から出力される闇値とを比較する比
較回路と、該比較回路が前記累積回路の出方値の方が大
きいと判定した場合には低いレベルの閾値を、小さいと
判定した場合には高いレベルの閾値を発生させる第２の
閾値発生回路と、前記比較回路の出方に応じて正負に歩
進する可逆カウンタと、該可逆カウンタの内容により音
声信号の有無を判定し、その結果を出力する判定回路と
、前記比較回路の出方から前記累積回路の出力値が前記
第２の閾値発生回路から出力される閾値と比べ大から小
に移った時点を検出し、その時点で前記可逆カウンタの
内容を予め定められた値に設定するカウンタ設定回路と
から少なくとも構成され、オフセットを補正した入力信
号に含まれる雑音信号レベルに応じた閾値を用いて音声
検出を行なうことを特徴とする可変閾値型音声検出器が
得られる。

さらに、本発明によれば、ＰＣＭ符号化された信号を受
信し、該入力信号と閾値との大小関係により音声信号の
有無を判定する音声検出器において、前記入力信号の直
流オフセットを補正する直流オフセット補正回路と、該
直流オフセット補正回路の出力を整流する整流回路と、
該整流回路の出力から入力信号に含まれる雑音信号の電
力を計算する電力計算回路と、該電力計算回路の出力か
ら閾値を発生させる第１の閾値発生回路と、前記整流回
路の出力と前記第１の閾値発生回路から出力させる閾値
とを比較するレベル検出回路と、該レベル検出回路の出
力を累積する累積回路と、該累積回路の出力値と後述す
る第２の閾値発生回路（１３） から出力される閾値とを比較する比較回路と、該比較回
路が前記累積回路の出力値の方が大きいと判定した場合
には低いレベルの閾値を、小さいと判定した場合には高
いレベルの閾値を発生させる第２の閾値発生回路と、前
記比較回路の出力に応じて正負に歩進する可逆カウンタ
と、該可逆カウンタと、該可逆カウンタの内容により、
音声信号の有無を判定し、その結果を出力する判定回路
と、前記比較回路の出力から前記累積回路の出力値が前
記第２の閾値発生回路から出力される閾値に比べ大から
小に移った時点を検出し、その時点での前記可逆カウン
タの内容に応じて前記可逆カウンタの内容を異なる値に
設定するカウンタ設定回路とから構成され、直流オフセ
ットを補正した入力信号に含まれる雑音信号レベルに応
じた閾値を用いるとともに、可逆カウンタの内容を設定
する値として予め定められた複数個の値を用いることを
特徴とする可変閾値型音声検出器が得られる。

次に図面を参照しながら本発明の一実施例を詳細に説明
する。

（１４） 第３図は本発明による第１の可変閾値型音声検出器の実
施例であり、入力端子２０．偶数ビット反転回路２１．
符号変換回路２２．整流回路２３．電力計算回路２４．
第１の閾値発生回路２５．レベル検出回路２６．累積回
路２７．比較回路あ、第２の閾値発生回路２９．可逆カ
ウンタ３０．カウンタ設定回路３２及び出力端子３３か
ら構成されている。

例えば、国際電信電話諮問委員会、（ＣＣＩＴＴ；Ｃｏ
ｍ１ｔｃ’　Ｃｏｎ５ｕｌｔａｔｉｆ工ｎｔｅｒｎａｔ
　１ｏｎａｌ　Ｔｅ′ｌｅｇｒａｐｈａ−ｉｑｕｅ　ｅ
ｔ　Ｔｅ’ｌｃ’ｐｈｏｎｉｑｕｅ　）からの勧告案Ｇ
、　７１１に基づき非線形符号化され、８ビツトのＡ−
Ｌａｗ符号（オレンジブックＶｏｌ　、　Ｉ−２、ｐｐ
　４０９〜４１０参照のこと。）となった入力信号が入
力端子２ｏから入力する場合を例にとって説明を加える
。通常、電話回線を伝送されるＡ−Ｌａｗ符号信号はＭ
ＳＢ（Ｍｏ５ｔ　５１ｇｎ１ｆｉｃａｎｔ　Ｂｉ　ｔの
略称である。）側からみて、偶数ビット目が反転されて
いるので、偶数ビット反転回路２１により入力信号は偶
数ビットが反転され伝送される前のもとの信号に戻され
る。

もとに戻ったＡ−Ｌａｗ符号信号は符号変換回路２２で
、第４図で示すように、正のＡ　−Ｌａｗ符号信号に対
してはＭＯＢだけ、負のＡ−Ｌａｗ符号信号に対しては
全ビット反転され８ビ、トの′ｒ％ｖｏ’　ｓｃｏｍｐ
ｌｅｍｅｎｔ符号信号に変換され、整流回路２３へ入力
される。整流回路２３では、この人力信号を絶対値信号
（大きさのみを表わす信号）に変換し、一方は電力計算
回路２４へ、もう一方はレベル検出回路２６へ送り出す
。

電力計算回路２４では、入力信号に含まれる雑音信号を
取り出し、雑音信号の平均電力を計算する。

具体的には、音声が検出されない時（例えば、後述する
比較回路２８の出力が０の時）はすべての入力信号を雑
音信号とみなすとともに、音声が検出された時（例えば
後述する比較回路２８の出力が１の時）であっても予め
定められたレベル以下の信号は雑音信号であるとみなし
、この雑音信号を低域通過フィルタに入力することによ
り雑音信号の平均電力を計算し、その結果を第１の閾値
発生回路２５に送出する。従って、雑音信号の平均電力
を計算する際に除外される音声信号とは、後述の比較回
路の出力が１でありかつ、予め定められたレベル以上の
信号レベルを有する信号である１、第１の閾値発生回路
２５では、電力計算回路Ｕからの出力を定数倍するこさ
くこより、レベル検出回路２６で使用される第１の閾値
（ＴＨＩ）と、該第１の閾値より６ｄＢ高い所に第２の
閾値（ＴＨ２）とを設定し、レベル検出回路妬へ送出す
る。

レベル検出回路２６では、整流回路２３の出力と、第１
の閾値発生回路２５より送出される第１の閾値及び第２
の閾値とを比較し、整流回路の出力が第２の閾値より大
きい場合には入力信号が音声信号である確率が高いので
＋２、第１の閾値と第２の閾値゛との間に位置する場合
には入力信号が音声信号である確率と雑音信号である確
率とがほぼ等しいかあるいは前者が少し高い程であるの
で＋１、第１の閾値より小さい場合には入力信号が雑音
信号である確率が高いので−１を出力する。累積回路２
７では、レベル検出回路２６の出力を累積しておりその
累積値を比較回路２８へ送出する。比較回路２８では、
後述する第２の閾値発生回路２９から出力（１７） される第３の閾値（ＴＨ３）と前記累積値とを比較し、
後者が前者よりも大きい場合には人力信号が音声信号で
あると判定し、＋１を、また・前者が後者よりも大きい
場合には入力信号は雑音信号であると判定し、０を出力
する。第２の閾値発生回路２９では、前記比較回路器で
使用される音声信号判定用の第３の閾値（ＴＨ３）とし
て、レベルの異なる閾値を２つ用意しておき、前記比較
回路あの出力がＯの場合には高いレベルの第３の閾値（
ＴＨ３Ｈ）を発生し、また、前記比較回路器の出力が１
の場合には低いレベルのＭ３の閾値（ＴＨ３Ｌ）を発生
し前記比較回路２８へ送出する。

可逆カウンタ３０では、前記比較回路２８の出方を入力
し、該入力信号が１の時にはカウンタの内容を１だけ増
加させ、０の時にはカウンタの内容を１だけ減少させ前
記比較回路の出力を累積している。また、カウンタ設定
回路３１は前記比較回路の出力を監視しておりその出力
が１から０に変化する時点を検出し、その時点で、前記
可逆カウンタ３０の内容を予め定められた値に設定する
。判定回（１８） 路３２では、前記可逆カウンタ３０の内容が予め定めら
れた値（通常は０を用いる。）より大きい場合に音声信
号が検出されたとして１を出力端子３３を介して外部に
出力する。もちろん小さい場合には０を出力するがこう
することにより前述のハングオーバーも付加されること
になる。

本発明で用いられる電力計算回路２４及び第２の閾値発
生回路２５としては第５図の回路が使用でき、絶対値信
号入力端子５０、雑音信号判定レベル入力端子５１、比
較回路出力信号入力端子５２、比較器５３、論理和回路
５４、乗算器５５．５６．５７．５８、被乗数入力端子
５９１．６０．６１．６２．６３被乗数選択器６４、加
算器６５、リミッタ−６６，６７、メモリー６８第１の
閾値出力端子６９および第２の閾値出力端子７０から構
成されている。絶対値入力信号は入力端子５０より入力
され、−万は乗算器５５へ、もう一方は比較器５３へ送
られる。比較器５３では、前記入力信号と入力端子５１
より入力される雑音信号判定レベルと比較され、前者が
後者よりも大きい場合齋こＯ１小さい場合に＋１を出力
し、論理和回路５４では、比較器５３の出力信号と、比
較回路２８からの出力信号を反転した信号との論理和が
占られ、少なくともどちらか一方が＋１のときに＋１が
出力され、乗算器５６の制御信号及び、被乗数選択器６
４の選択制御信号となる。前記被乗数選択器６４では、
前記選択制御信号が＋１の時には被乗数入力端子５９よ
り入力される被乗数が選択され、才た、０の時１こは被
乗数入力端子６０より入力される被乗数（現在はＯを用
いている、）が選択され乗算器５５の被乗数となる。

また、乗算器５５では、絶対値入力信号と前述のように
して選択された被乗数との積がとられ加算器６５へ送ら
れる。一方、乗算器５６では被乗数入力端子６１より入
力される被乗数とメモＩＪ−６８の内容との積がとられ
加算器６５へ送られる。

但し、論理和回路５４の出力が０の時はこの乗算は行な
わずメモリー６８の内容がその筐ま出力される。そして
、加算器６５で前述の乗算器５５の出力と乗算器５６の
出力との加算が行なわれその結果がリミッタ−６６を介
してメモリー６８に備えられる。また、それと同時にリ
ミッタ−６６の出力は乗算器５７により、被乗数入力端
子６２より入力される被乗数との槓がとられ、リミッタ
−６７を介して第１の閾値（ＴＨＩ）として、出力端子
６９より出力される。

また、リミッタ−６７の出力は、乗算器５８で被乗数入
力端子６３より入力される被乗数（現在は２を用いてい
る。）との積がとられ、第２の閾値（ＴＨ２）として、
出力端子７０より出力される。

ここで、リミ、り６６．６７を用いているのはメモリー
６８の内容及び閾値（ＴＨＩ）の可変領域を制限するこ
とにより閾値調整速度を敏速にかつ、音声検出器の受信
感度および感動レベル範囲を制限し、雑音信号に対する
免役性を保障するためである。

尚、本発明において前述の様ζこ絶対値信号を一次お低
域通過フィルタに通すことにより、雑音信号のレベルを
算出していたが、それは振幅分布かＧａ　ｕ　ｓ　ｓ　
分布であり分数が♂である雑音信号をそ（２１） の絶対値をとって一次の低域通過フィルタに通して得ら
れる電力Ｐが次式で表す様に近似的に標準偏差σに比例
した値となるためである。

（ｘ”＝ｙとおくと、２ｘｄｘ　＝　ｄｙ　）＝ｆ：ｅ
−ｆｆｄア ＝− ゆえに（１）式は次のようになる。

（２２） ここでσＸをＯの周りでＴａｙｌｏｒ　展開すると一一
１．．＋もｄ、、２ ２　４　２ ３ また　■σ〉■σ２　であるから（２）式は次式で近似
される。

従って、前記処理を施す事により、−次の低域通過フィ
ルタの出力で雑音信号の標準偏差σにほぼ比例した値が
得られることがわかる。

また、第２の閾値発生回路２９を設け、比較回路あで使
用される第３の閾値（ＴＨ３）　を２個用意し、比較回
路銘の出力により使い分けているのは比較回路あの出力
にヒステリシスを設けることにより音声検出器の過剰な
ＯＮ　−０１？Ｆを避けるためである。

本発明で用いられる可逆カウンタ３０．カウンタ設定回
路３１及び判定回路３２としては、第６図の回路が使用
でき、入力端子７１．１サンプル遅延回路７２、論理積
回路７３．カウンタ設定値入力端子７４゜可逆カウンタ
７５．比較回路７６、閾値入力端子７７及力ウンタ設定
回路１判定回路を示している。入力端子７１より入力さ
れた入力信号は一方は可逆カウンタ７５へ、もう一方は
１サンプル遅延回路７２及び論理積回路７３へ送られる
。

論理積回路７３では現入力信号を反転した信号と１サン
プル時刻前の入力信号との積がとられ、その結果を可逆
カウンタ７５へ送出する。可逆カウンタ７５では入力信
号が１の時にはカウンタの内容を１だけ増加させ、また
、０の時にはカウンタの内容を１だけ減少させるととも
に、前記論理積回路の出力が１の時、すなわち、入力信
号が１から０に変化する時に、カウンタの内容を強制的
にカウンタ設定値入力端子７４から入力される予め定め
られた値に設定される。比較器７６では閾値入力端子７
７より入力される閾値（実際は０を使用している。）と
前記可逆カウンタ７５から出力されるカウンタの内容と
を比較し、カウンタの内容が大きい場合に１を出力端子
７８を介して外部に出力する。

以上説明してきたように本発明の第１の可変閾値型音声
検出器は、ＰＣＭ符号化された入力信号を受信し、絶対
値符号に変換し、簡単な１次の低域通過フィルタにより
入力信号中に含まれる雑音信号の平均電力を算出し、そ
の値から得られる閾値を用いて音声検出を行なう可変閾
値型音声検出器である。

また本実施例によれば、ＰＣＭ符号で信号処理を行なっ
ていることにより、ハードウェア規模が増大しないこと
、雑音信号レベルに応じた闇値が得られ、擬似信号に対
して免疫性が強いこと、及び該閾値の最大値、最小値を
規定することにより受信感度や感動レベル範囲を任意に
設定できると（２５） いう利点がある。

第７図は本発明の可変閾値型音声検出器の第２の実施例
であり、入力端子（資）、偶数ビット反転回路８１．符
号変換回路８２．直流オフセット補正回路８３、整流回
路８４．電力計算回路８５．第１の閾値発生回路８６．
レベル検出回路８７．累積回路部、比較回路８９．第２
の閾値発生回路匍、可逆カウンタ９１゜カウンタ設定回
路９２１判定回路９３及び出力端子９４から構成さｎて
いる。

例えば、非線形符号化された入力信号としてＡ　Ｌａｗ
符号信号を考えると、入力端子部から入力されたＡ−Ｌ
ａｗ符号信号は前述の如（偶数ビットが反転されている
ので、偶数ビット反転回路８１によりもとに戻される。

符号変換回路８２では、第４図で示すような方法により
Ａ−Ｌａｗ符号信号をＴｗｏ’　ｓ　Ｃｏｍｐｌｅｍｅ
ｎｔ符号信号に符号変換し、直流オフセット補正回路部
へ送出する。直流オフセット補正回路おでは、入力信号
の正負の極性ビットの発生確率が等しくなるように制御
を加えることにより、入力信号の（２６） 直流オフセットを補正する。そして、直流オフセットが
補正され、た入力信号は整流回路８４により、大きさの
みを表わす絶対値信号に変換され、一方は電力計算回路
８５へ、もう一方はレベル検出回路８７へ送られる。

電力計算回路８５では、入力信号に含まれる雑音信号を
取り出し、雑音信号の平均電力を計算する。

具体的には、音声が検出されない時はすべての入力信号
を雑音信号とみなすとともに、音声が検出された時であ
っても予め定められたレベル以下の信号は雑音信号であ
るとみなし、この雑音信号を低域通過フィルタに入力す
ることにより雑音信号の平均電力を計算し、その結果を
第１の閾値発生回路８６へ送り出す。尚、音声信号が検
出されているのか否かの判定は、後述する比較回路８９
の出力を監視することにより行なわれる。

第１の閾値発生回路８６では、電力計算回路８５からの
出力を定数倍してレベル検出回路８７で使用される第１
の閾値（ＴＨＩ）　と、該第１の閾値より６ｄＢ高い所
に第２の閾値（ＴＨ２）　を設定し、レベル検出回路８
７へ送出する。

レベル検出回路８７では整流回路８４の出力と、第１の
閾値発生回路８６より送出される第１及び第２の閾値と
を比較し、整流回路澗の出力が第２の閾値より大きい場
合には、入力信号が音声信号である確率が高いので＋２
、第１の閾値と第２の閾値との間に位置する場合には入
力信号が音声信号である確率と雑音信号である確率とが
ほぼ等しいか、あるいは前者が少し高い程であるので＋
１、第１の閾値より小さい場合には入力信号が雑音信号
である確率が高いので−１を出力する。

累積回路部では、レベル検出回路８７の出力を累積して
おり、その累積値を比較回路８９へ送出する。

比較回路８９では、後述する第２の閾値発生回路９０か
ら送出される第３の閾値（ＴＨ３）　と前記累積値とを
比較し、後者が前者よりも大きい場合には入力信号が音
声信号であると判定し＋１を、また前者が後者よりも大
きい場合には入力信号が雑音信号であると判定し０を出
力する。

第２の閾値発生回路９０では、前記比較回路８９で使用
される音声信号判定用の第３の閾値（ＴＨ３）として、
レベルの異なる閾値を２つ用意しておき、前記比較回路
８９の出力が０の場合には高いレベルの第３の閾値（Ｔ
Ｈ３Ｈ）　を発生し、また、前記比較回路８９の出力が
１の場合には低いレベルの第３の閾値（ＴＨ３Ｌ　）　
を発生し前記比較回路８９へ送出する。

可逆カウンタ９１では、前記比較回路８９の出力を入力
し、該入力信号が＋１の時にはカウンタの内容を１だけ
増加させ、０の時にはカウンタの内容を１だけ減少させ
前記比較回路の出力を累積している。また、カウンタ設
定回路９２では、前記比較回路の出力を監視しており、
その出力が１からＯに変化する時点を検出し、その時点
で前記可逆カウンタ９１の内容を予め定めらｎた値に設
定する。

判定回路９３では、前記可逆カウンタの内容が予め定め
られた値（通常は０を用いる。）より大きい場合に音声
信号が検出されたとして１を出力端子９４を介して外部
に出力する。もちろん、小さい場合には０を出力するが
、こうすることにより前述（２９） のハングオーバーも付加されることになる。

本発明で用いられる直流オフセット補正回路８４として
は、第８図の回路が使用でき、入力端子１００、加算器
１０１．乗算器１０２．被乗数入力端子１０３、メモリ
ー１０４．加算器１０５．極性ビット抽出回路１０６．
出力端子１０７から構成されており、入力端子１００か
ら入力された入力信号は加算器１０１において、メモ’
）　−１０４の内容を乗算器１０２によりある定数倍し
た値が減じられ、直流オフセット補正回路の出力として
出力端子１０７から出力される。また、それと同時に、
該出力信号は極性ビット抽出回路１０６により極性ビッ
トが抽出され加算器１０５を介してメモＩＪ−１０４に
累積される。

こうして、入力信号の正負の極性ビットの発生確率が等
しくなるように制御がかかり、入力信号に重畳している
直流オフセットが補正され、入力信号の無通話時パター
ンに若干のずれがあってモ検出特性に影響が無くなる。

また、本発明の第２の音声検出器で用いられる電力計算
回路８５及び第１の閾値発生回路８６として（３０） は、第５図の回路がそのまま使用できる。また、本発明
の第２の音声検出器で用いられる可逆カウンタ９１．カ
ウンタ設定回路９２及び判定回路９３は第６図の回路が
そのまま使用できる。

以上説明してきたように、本発明の第２の可変閾値型音
声検出器はＰＣＭ符号化された入力信号を受信し、該入
力信号の直流オフセットを補正したのち該入力信号を絶
対値符号信号に変換し、簡単な１次の低域通過フィルタ
により入力信号中に含まれる雑音信号の平均電力を算出
し、その値から得られる閾値を用いて音声検出を行なう
可変閾値型音声検出器である。

また、本実施例によればＰＣＭ符号で信号処理を行なっ
ていることによりハードウェア規模が増大しないこと、
及び直流オフセット補正回路の使用により雑音信号の振
幅分布をよりＧａｕｓｓ分布に近づけることができるた
め、雑音信号の信号レベルがより正確に把握できるので
擬似信号に対して免疫性が強いこと、及び闇値の最大値
、最小値を規定することにより受信感度や感動レベル範
囲を任意に設定できるという利点がある。

第９図は、本発明による可変閾値型音声検出器の第３の
実施例であり、入力端子１１０．偶数ビット反転回路１
１１．符号変換回路１１２．直流オフセット補正回路１
１３．整流回路１１４．電力計算回路１１５、第１の閾
値発生回路１１６．レベル検出回路１１７、累積回路１
１８゜比較回路１１９．第２の閾値発生回路１２０．可
逆カウンタ１２１．カウンタ設定回路１２２９判定回路
１２３及び出力端子１２４から構成されている。

例えば、ＰＣＭ符号化さｎた入力信号としてＡ−Ｌａｗ
符号信号を考えると、入力端子１１０から入力されたＡ
−Ｌａｗ符号信号は、前述の如く偶数ビットが反転され
ているので、偶数ビット反転回路１１１によりもとに戻
される。

符号変換回路１１２では、第４図で示すような方法によ
りＡ−Ｌａｗ符号信号をＴｗｏ’ｓ　Ｃｏｍｐｌｅｍｅ
ｎｔ符号信号に符号変換し、直流オフセット補正回路１
１３へ送出する。直流オフセット補正回路１１３では、
入力信号の正負の極性ビットの発生確率が等しくなるよ
うに制御を加えることにより、入力信号の直流オフセッ
トを補正する。そして、直流オフセットが補正された入
力信号は整流回路１１４により大きさのみを表わす絶対
値信号に変換され、一方は電力計算回路１１５へ、もう
一方はレベル検出回路１１７へ送出される。

電力計算回路１１５では、入力信号に含まｎる雑音信号
を取り出し雑音信号の平均電力を計算する。

具体的には、音声が検出されない時はすべての信号を雑
音信号とみなすとともに、音声が検出された時であって
も予め定められたレベル以下の信号は雑音信号であると
みなし、この雑音信号を低域通過フィルタに入力するこ
とにより雑音信号の平均電力を計算し、その結果を第１
の閾値発生回路１１６へ送り出す。尚、音声信号が検出
されているのか否かの判定は、後述する比較回路１１９
の出力を監視することにより行なわれる。

第１の閾値発生回路１１６では電力計算回路１１５から
の出力を定数倍してレベル検出回路１１７で使用される
第１の閾値（ＴＨＩ）と、該第１の閾値（３３） より６ｄＢ高い所に第２の閾値（ＴＨ２）　を設定し、
レベル検出回路１１７へ送出する。レベル検出回路１１
７では、整流回路１１４の出力と、第１の閾値発生回路
１１６より送出される第１及び第２の閾値とを比較し、
整流回路１１４の出力が第２の閾値より大きい場合には
入力信号が音声信号である確率が高いので＋２、第１の
閾値と第２の閾値との間に位置する場合には入力信号が
音声信号である確率と雑音信号である確率とがほぼ尋し
いか、あるいは前者が少し高い程であるので＋１、第１
の閾値より小さい場合には入力信号が雑音信号である確
率が高いので−１を出力する。

累積回路１１８ではレベル検出回路１１７の出力を累積
しておりその累積値を比較回路１１９へ送出する。比較
回路１１９では後述する第２の閾値発生回路１２０から
送出される第３の閾値（ＴＨ３）　と前記累積値とを比
較し、後者が前者よりも大きい場合には入力信号が音声
信号であると判定し＋１を、また、前者が後者よりも大
きい場合には入力信号が雑音信号であると判定しＯを出
力する。

（３４） 第２の閾値発生回路１２０では、前記比較回路１１９で
使用される音声判定用の第３の閾値（ＴＨ３）として、
レベルの異なる閾値を２つ用意しておき、前記比較回路
１１９の出力が０の場合には高いレベルの第３の閾値（
ＴＨ３Ｈ）　を発生し、また、前記比較回路１１９の出
力が１の場合には低いレベルの第３の閾値（ＴＨ３Ｌ　
）　を発生し前記比較回路１１９へ送出する。

可逆カウンタ１２１では、前記比較回路１１９の出力を
入力し、該入力信号が１の時にはカウンタの内容を１だ
け増加させ、Ｏの時にはカウンタの内容を１だけ減少さ
せ前記比較回路の出力を累積している。またカウンタ設
定回路１２２では前記比較回路の出力を監視しており、
前記比較回路１１９の出力が１からＯに変化する時点を
検出し、その時点で前記カウンタの内容と予め定められ
た第４の閾値（ＴＨ４）　とを比較し、前者が大きい場
合には内部カウンタの内容を長いハングオーバー用の設
定値に、また、前者が小さい場合には内部カウンタの内
容を短いハングオーバー用の設定値に設定する。判定回
路１２３では、前記可逆カウンタの内容が予め定められ
た第５の閾値（通常は０を用いる。）より大きい場合に
音声信号が検出されたとして１を出力端子１２４を介し
て外部に出力する。

もちろん、小さい場合には０を出力するが、こうするこ
とにより前述のハングオーバーが付加される。

本発明の第３の音声検出器で用いられる直流オフセット
補正回路１１４としては第８図の回路が使用でき、また
、電力計算回路１１５及び第１の閾値発生回路１１６と
しては第５図の回路がそのまま使用できる。

また、可逆カウンタ１２１．カウンタ設定回路１２２及
び判定回路１２３としては第１０図の回路が使用でき、
入力端子１３０　、１サンプル遅延回路１３１゜論理積
回路１３２１選択回路１３３．被選択信号入力端子１３
４，１３５　、第１の比較器１３６．第４の閾値入力端
子１３７．可逆カウンタ１３８．ｅｌＩ２の比較器１３
９、第５の閾値入力端子１４０及び出力端子１４１から
構成されており、破線で示した１２１□１２２．１２３
はそれぞれ可逆カウンタ、カウンタ設定回路及び判定回
路を示している。入力端子１３０から入力された入力信
号は、一方は可逆カウンタ１３８へもう一方は１サンプ
ル遅延回路１３１及び論理積回路１３２へ送られる。

論理積回路１３２では、現入力信号を反転した信号と１
サンプル時刻前の入力信号との論理積をとり、その結果
を可逆カウンタ１３８と第１の比較器１３６へ送出する
。

選択回路１３３では、第１の比較器１３６の出力により
、被選択信号入力端子１３４から入力される長いハング
オーバー設定値かあるいは被選択信号入力端子１３５か
ら入力される短いノーングオ−７（−設定値かどちらか
一方を選択し可逆カウンタ１３８へ出力する第１の比較
器１３６では論理種回路１３２の出力が１ｉこなりた時
に、可逆カウンタの内容と第４の閾値入力端子１３７か
ら入力される予め定められた第４の閾値（ＴＨ４）　と
を比較しその結果を選択回路１３３の選択制御信号とし
て選択回路１３３へ送出する。

（３７） 可逆カウンタ１３８では、入力信号が１の時にはカウン
タの内容を１だけ増加させ％０の時には１だけ減少させ
累積を行っているとともに、前記論理積１３２の出力が
１の時、すなわち、入力信号が１から０に変化する時刻
でカウンタの内容を選択回路１３３から出力される値に
強制的に設定される。

第２の比較器１３９では可逆カウンタ１３９の内容と第
５の閾値入力端子１４０から入力される予め定められた
第５の閾値（通常は０を用いる。）と比較し前者が後者
よりも大きい場合には１を出力端子１４１を介して外部
に出力する。

以上説明してきたように１本発明の第３の可変閾値型音
声検出器はＰＣＭ符号化された入力信号を受信し、該入
力信号の直流オフセットを補正したのち該入力信号を絶
対値符号信号に変換し、簡単な１次の低域通過フィルタ
により入力信号中に含まれる雑音信号の平均電力を算出
し、その値から得られる閾値を用いて音声を検出する可
変閾値型音声検出器である。

また、実施例によればＰＣＭ符号のままで信号（３８） 処理をしているのでハードウェア規模の増大しないこと
、及び、ハングオーバ一時間を入力信号の信号継続時間
に応じて可変にするため、音声検出器の動作率の低下に
つながること、また、直流オフセット補正回路の使用に
より雑音信号の信号レベルが正確に把握できること、及
び、閾値の最大値、最小値を規定することにより受信感
度や感動レベル範囲を任意に設定できるという利点があ
る。

また、本発明の説明中入力信号としてＡ−Ｌａｗ符号信
号を取り扱ってきたが、例えばμ−Ｌａｗ符号信号が入
力信号となった場合には偶数ビット反転回路が省略でき
たり、符号変換方法が正の信号に対しては全ビット反転
、負の信号に対してはＭＯＢ（極性ビット）のみ反転と
いった具合に変化するだけであり、本発明の本質を何ら
かえるものではなく、本発明に含まれる。

また、雑音信号の電力を計算する際に使用する雑音信号
の判定信号として比較回路２８，８９，１１９の出力を
用いていたカミ判定回路の出力３３　、９４　。

１２４を用いても同様の効果が得られ１本発明に含まれ
る。

【図面の簡単な説明】

Ｍ１図は従来の音声検出器を示すブロック図、第２図は
第１図の各部の波形を示す図、第３図は本発明による第
１の可変閾値型音声検出器を示すブロック図、 第４図は符号変換方法を示す図、 第５図、第６図は本発明の第１の可変閾値型音声検出器
に用いる構成要素を示すブロック図、第７図は本発明に
よる第２の可変閾値型音声検出器のブロック図、 第８図は本発明の第２の可変閾値型音声検出器に用いる
構成要素を説明するためのブロック図、第９図は本発明
による第３の可変閾値型音声検出器を示すブロック図、 第１０図は本発明の第３の可変閾値型音声検出器に用い
る構成要素を説明するためのブロック図である。 図において、２０は入力端子、２１は偶数ビット反転回
路、２２は符号変換回路、２３は整流回路、２４は電力
計算回路、２５は第１の閾値発生回路、２６はレベル検
出回路、２７は累積回路、２８は比較回路、２９は第２
の閾値発生回路、３０は可逆カウンタ、３１はカウンタ
設定回路、３２は判定回路、３３は出力端子、釦は入力
端子、８１は偶数ビット反転回路、８２は符号変換回路
、８３は直流オフセット補正回路、８４は整流回路、８
５は電力計算回路、８６は第１の閾値発生回路、８７は
レベル検出回路、８８は累積回路、８９は比較回路、（
３）は第２の閾値発生回路、９１は可逆カウンタ、９２
はカウンタ設定回路、９３は判定回路、９４は出力端子
、１１０は入力端子、１１１は偶数ビット反転回路、１
１２は符号変換回路、１１３は直流オフセット補正回路
、１１４は整流回路、１１５は電力計算回路、１１６は
第１の閾値発生回路、１１７はレベル検出回路、１１８
は累積回路、１１９は比較回路、１２０は第２の閾値発
生回路、１２１は可逆カウンタ、１２２はカウンタ設定
回路、１２３は判定回路、１２４（４１） オ　２　図 （Ｃ） −ＲＱＦ、− 手続補正書輸発） 特許庁長官　殿　）憇 １、事件の表示　昭和５８年　特許願第１５６０９８号
２、発明の名称　可変閾値型音声検出器３６補正をする
者 事件との関係　出　願　人 東京都港区芝五丁目３３番１号 （４２３）　日本電気株式会社 代表者　関本忠弘 ４、代理人 （連絡先　日本電気株式会社特許部） ５、補正の対象 （１）明細書の特許請求の範囲の欄 （２）明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）特許請求の範囲を別紙の過多補正する。 （以　下　余　白）） へ （２）以下の箇所に１雑音信号」とあるのを、「雑音」
と訂正する。 （５）同第２２頁第８行目に「＝」とあるのを、［１ ＝−と補正する。 ２」 （６）同第２２頁の第（２）式を以下の如く補正する。 （７）同第２３頁第１行目よシ第７行目までを削除し、
以下の記載とおきかえる。 ［したがって。 Ｐ　≠　０．８　δ　（３）」 （８）同３７頁第１５行目に「出力する第１の」とある
のを、「出力する。第１の」と補正する。 代理人　弁理士　内　原　晋 （３） 特許請求の範囲 （１）ＰＣＭ符号化された信号を受信し、該入力信号と
閾値との大小関係により音声信号の有無を判定する音声
検出器において、前記入力信号を整流該電力計算回路の
出力から閾値を発生させる第１の閾値発生回路と、前記
整流回路の出力と前記第累積する累積回路と、該累積回
路の出力値と後述する第２の閾値発生回路から出力され
る閾値とを比較する比較回路と、該比較回路が前記累積
回路の出力値の方が大きいと判定した場合には低いレベ
ルの閾値を、小さいと判定した場合には高いレベルの閾
値を発生させる第２の閾値発生回路と、前記比較回路の
出力に応じて正負に歩進する可逆カウンタと、該可逆カ
ウンタの内容により音声信号の有無を判定し、その結果
を出力する判定回路と、前記比較回路の出力から前記累
積回路の出力値が前記第２の閾値発生回路から出力され
る閾値と比べ犬から小に移った時点を検出し、その時点
で前記可逆カウンタの内容を予め定められた値に設定す
るカウンタ設定回路とから少なくとも構成され、入力信
号に含まれるｌ１ｔ＝５とに応じた閾値を用いて音声検
出を行なうことを特徴とする可変閾値型音声検出器。 （２）ＰＣＭ符号化された信号を受信し、該入力信号と
閾値との大小関係によシ音声信号の有無を判定する音声
検出器において、前記入力信号の直流オフセットを補正
する直流オフセット補正回路と、該直流オフセット補正
回路の出力を整流する整流回路と、該整流回路の出力か
ら入力信号に含まれる雑音の電力を計算する電力計算回
路と、該電力計算回路の出力から閾値を発生させる第１
の閾値発生回路と、前記整流回路の出力と前記第１の閾
値発生回路から出力される閾値とを比較するレベル検出
回路と、該レベル検出回路の出力を累積する累積回路・
と、該累積回路の出力値と後述する第２の閾値発生回路
から出力される閾値とを比較する比較回路と、該比較回
路が前記累積回路の出力値の方が大きいと判定した場合
には低いレベルの閾値を、小さいと判定（〜だ場合には
高いレベルの閾値を発生させる第２の閾値発生回路と、
前記比較回路の出力に応じて正負に歩進する可逆カウン
タと、該可逆カラ／りの内容により音声信号の有無を判
定し、その結果を出力する判定回路と、前記比較回路の
出力から前記累積回路の出力値が前記第２の閾値発生回
路から出力される閾値と比べ犬から小に移った時点を検
出し、その時点で前記可逆カウンタの内容を予め定めら
れた値に設定するカウンタ設定回路とから少なくとも構
成され直流オフセットを補正した入力信号に含まれる雑
音レベルに応じた閾値を用いて音声検出を行なうことを
特徴とする可変閾値型音声検出器。 （３）ＰＣＭ符号化された信号を受信し、該入力信号と
閾値との大小関係により音声信号の有無を判定する音声
検出器において、前記入力信号の直流オフセントを補正
する直流オフセット補正回路と、該直流オフセット補正
回路の出力を整流する整流回路と、該整流回路の出力か
ら入力信号に含まれる雑音の電力を計算する電力計算回
路と、該電力計算回路の出力から閾値を発生させる第１
の閾値発生回路と、前記整流回路の出力と前記第１の閾
値発生回路から出力される閾値とを比較するレベル検出
回路と、該レベル検出回路の出力を累積する累積回路と
、該累積回路の出力値と後述する第２の閾値発生回路か
ら出力される閾値とを比較する比較回路と、咳比較回路
が前記累積回路の出力値の方が太きいと判定した場合に
は低いレベルの閾値を、／ドさいと判定した場合には高
いレベルの閾値を発生させる第２の閾値発生回路と、前
記比較回路の出力に応じて正負に歩進する可逆カウンタ
と、該可逆カウンタの内容によシ音声信号の有無を判定
し、その結果を出力する判定回路と、前記比較回路の出
力から前記累積回路の出力値が前記第２の閾値発生回路
から出力される閾値に比べ大から小に移った時点を検出
し、その時点での前記可逆カウンタの内容に応じて前記
可逆カウンタの内容を異なる値に設定するカウンタ設定
回路とから少なくとも構成され、直流オフセットを補正
した入力信号に含まれる雑音レベルに応じた閾値を用い
るとともに、可逆カウンタの内容を設定する値として予
め定められた複数個の値を用いることを特徴とする可変
閾値型音声検出器。 代理人　弁理士　内　原　晋

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ＰＣＭ符号化された信号を受信し、該入力信号と
   閾値との大小関係により音声信号の有無を判定する音声
   検出器において、前記入力信号を整流する整流回路と、
   該整流回路の出力から入力信号に含まれる雑音信号の電
   力を計算する電力計算回路と、該電力計算回路の出力か
   ら閾値を発生させる第１の閾値発生回路と、前記整流回
   路の出力と前記第１の閾値発生回路から出力される閾値
   とを比較するレベル検出回路と、咳レベル検出回路の出
   力を累積する累積回路と、該累積回路の出力値と後述す
   る第２の閾値発生回路から出力される閾値とを比較する
   比較回路と、該比較回路が前記累積回路の出力値の方が
   大きいと判定した場合には低いレベルの閾値を、小さい
   と判定した場合には高いレベルの閾値を発生させる第２
   の閾値発生回路と、前記比較回路の出力に応じて正負に
   歩進する可逆カウンタと、該可逆カウンタの内容により
   音声信号の有無を判定し、その結果を出力する判定回路
   と、前記比較回路の出力から前記累積回路の出力値が前
   記第２の闇値発生回路から出力される閾値と比べ大から
   小に移った時点を検出し、その時点で前記可逆カウンタ
   の内容を予め定められた値に設定するカウンタ設定回路
   とから少なくとも構成され、入力信号に含まれる雑音信
   号レベルに応じた閾値を用いて音声検出を行なうことを
   特徴とする可変閾値型音声検出器。 （２３ＰＣＭ符号化された信号を受信し、該入力信号と
   閾値との大小関係により音声信号の有無を判定する音声
   検出器において、前記入力信号の直流オフセットを補正
   する直流オフセット補正回路と、該直流オフセット補正
   回路の出力を整流する整流回路と、該整流回路の出力か
   ら入力信号に含まれる雑音信号の電力を計算する電力計
   算回路と、該電力計算回路の出力から閾値を発生させる
   第１の闇値発生回路と、前記整流回路の出力と前記第１
   の閾値発生回路から出力される闇値とを比較するレベル
   検出回路と、該レベル検出回路の出力を累積する累積回
   路と、該累積回路の出力値と後述する第２の閾値発生回
   路から出力される閾値とを比較する比較回路と、該比較
   回路が前記累積回路の出力値の方が大きいと判定した場
   合には低いレベルの閾値を、小さいと判定した場合には
   高いレベルの閾値を発生させる第２の閾値発生回路と、
   前記比較回路の出力に応じて正負に歩進する可逆カウン
   タと、該可逆カウンタの内容により音声信号の有無を判
   定し、その結果を出力する判定回路と、前記比較回路の
   出力から前記累積回路の出力値が前記第２の閾値発生回
   路から出力される閾値と比べ大から小に移った時点を検
   出し、その時点で前記可逆カウンタの内容を予め定めら
   れた値に設定するカウンタ設定回路とから少なくとも構
   成され直流オフセットを補正した入力信号に含まれる雑
   音信号レベルに応じた閾値を用いて音声検出を行なうこ
   とを特徴とする可変閾値型音声検出器。 （３）ＰＣＭ符号化された信号を受信し、該入力信（３
   ） 号と閾値との大小関係により音声信号の有無を判定する
   音声検出器において、前記入力信号の直流オフセットを
   補正する直流オフセット補正回路と、該直流オフセット
   補正回路の出力を整流する整流回路と、該整流回路の出
   力から入力信号に含まれる雑音信号の電力を計算する電
   力計算回路と、該電力計算回路の出力から閾値を発生さ
   せる第１の閾値発生回路と、前記整流回路の出力と前記
   第１の閾値発生回路から出力される閾値とを比較するレ
   ベル検出回路と、該レベル検出回路の出力を累積する累
   積回路と、該累積回路の出力値と後述する第２の閾値発
   生回路から出力される閾値とを比較する比較回路と、該
   比較回路が前記累積回路の出力値の方が大きいと判定し
   た場合には低いレベルの閾値を、小さいと判定した場合
   には高いレベルの閾値を発生させる第２の閾値発生回路
   と、前記比較回路の出力に応じて正負に歩進する可逆カ
   ウンタと、該可逆カウンタの内容により音声信号の有無
   を判定し、その結果を出力する判定回路と、前記比較回
   路の出力から前記累積回路の出力値が（４） 前記第２の闇値発生回路から出力される閾値に比べ大か
   ら小に移った時点を検出し、その時点での前記可逆カウ
   ンタの内容に応じて前記可逆カウンタの内容を異なる値
   に設定するカウンタ設定回路とから少なくとも構成され
   、直流オフセットを補正した入力信号に含まれる雑音信
   号レベルに応じた閾値を用いるとともに、可逆カウンタ
   の内容を設定する値として予め定められた複数個の値を
   用いることを特徴とする可変閾値型音声検出器。