JPH01137300A - 音声入力によるスイッチ方式 - 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】 【産業上の利用分野】

本発明は、電気回路のＯＮ・ＯＦＦ、回路の選択切替等
を行なうスイッチ方式に係わり、特に。 外部から音声を入力して動作を行なう音声入力によるス
イッチ方式に関する。 （従来の技術１ 一般に、電気回路のＯＮ・ＯＦＦ、回路の選択切替には
、スイッチが用いられる。このスイッチの方式は、古く
は機械的な接点式スイッチが用いられ、近年、電子機器
の発達に伴い半導体を用いたスイッチング方式が用いら
れるようになった。 また、現在では、生活の多様さから、あるいは生活空間
の拡張から部屋の一方の隅に置かれた電気機器の電源の
ＯＮ・ＯＦＦを部屋の他方の隅において、あるいは他の
部屋から操作して行なうことが要求されるに到り遠隔に
よってスイッチングする方法が考えられている。すなわ
ち、従来行なわれているスイッチ方式には、拍手、大き
な声、物音等を検出して電燈や電子機器のスイッチを入
れたり、切ったりする音声入力によるスイッチ方式、ま
た、超音波等を使用し、複雑なコードを送受信して、テ
レビや空調機器等の各種電子機器の制御を行なう方式、
さらに、人の言葉を認識してスイッチ動作を行なわせた
り、コンピュータの文字入力に使用する言語認識方式な
どがある。

【発明が解決しようとする問題点ｌ しかしながら、従来より実用化されている拍手、大きな
声、物音等を検出して電燈や電子機器のスイッチを入れ
たり、切ったりする音声入力によるスイッチ方式は、入
力信号が最も単純な１パルス入力力式であるため１人間
の意思に拘らず外部で発生する大きな物音等に反応して
スイッチングすることがある。すなわち、このような１
パルススイッチング方式は、外乱を受けやすく、使用者
の意思とは無関係に誤動作するという問題点を有してい
る。また、この１パルス入力スイッチ方式は。 １パルス入力力式であるがために「１」か「ｏ」だけの
判定を行なうだけであるため、入力信号を変えることに
よって複数の機器、複数の機能を同時に使い分けること
ができず、使用上のメリットが少ないという問題点を有
している。 また、超音波等を使用して各種電子機器を遠隔から制御
する遠隔制御方式の場合は、信号を受信する側は勿論の
こと信号を送信する側に専用の複雑かつ高価な発信装置
を必要とし、廉価なものには用いることができないとい
う問題点を有している。 またさらに、言語認識方式の場合音声入力しようとする
人の特定、言葉の限定等不自由な条件の入力信号の制限
が多い、そこで、この言語認識方式において、音声入力
に対しコード化されたパルス列信号を使用しようとする
と、入力しようとする信号と、それ以外の信号及び単な
る雑音とを分離する手段が必要となる。また、入力信号
の元となる音声は、拍手、声、物音等どのような手段に
よっても構わないが、音を発する人のリズム感覚によっ
て、その速度や信号間隔がばらつくので、その許容範囲
を設けなければならず、また、この許容範囲が広すぎた
場合には、コード読み取り精度が損なわれ、誤動作を招
くことがあるという問題点を有している。 【問題点を解決するための手段］ 前述の如く音声入力を電気信号に変換する場合、一定の
音圧以上をパルス化して「１」、それ以下を「Ｏｊと規
定して、ｌパルス検出によってスイッチ回路のＯＮ・Ｏ
ＦＦ動作を作動させるシステムでは、外部で発生する他
の物音（外乱）との分離（弁別）が難しく、２パルスに
しても同様の問題を解決することができないことが判明
した。そこで１本発明者は、３パルス以上のパルス列を
使用すると、予め定めたＩｒ１．Ｉｌ　　了０ｊパター
ンに対し、入力パルス列が一定の許容誤差範囲内で一致
するかどうかの判定をすることによって前記問題点を解
消することができることを見出し本発明をするに到った
。 すなわち、本発明は、自ら、予め音声パターンを設定す
ることができ、この自ら設定した音声パターンと同一の
音声パターンを外部より例えば拍手等の単音で作って音
声パターンとして入力してやることによって雑音、その
他の外乱によって誤動作することなく、この自ら設定し
た音声パターンのみに反応してスイッチングさせること
ができるもので、電気機器のＯＮ・ＯＦＦスイッチング
及び切替スイッチングをするものにおいて、予め音声パ
ターンを複数ビットのパルス信号に変換して設定するこ
とのできる音声パターン設定手段と、外部より入力され
る音声を複数ビットのパルス信号として認識する外部音
声認識手段と、前記外部音声認識手段において認識され
た音声パターンが、前記音声パターン設定手段において
設定された音声パターンと一致するか否かを判定する一
致判定手段と、前記一致判定手段において一致したこと
を検出するとスイッチング信号を出力する一致信号出力
手段と、前記一致信号出力手段から出力される信号によ
ってスイッチをＯＮ・ＯＦＦあるいは切替を行なうスイ
ッチ制御手段とからなるものである。 また、本発明は、音声入力しようとしている信号と、そ
れ以外の信号若しくは雑音とを明確に分離するため、音
声入力の前と音声入力後の各一定時間内に他の信号若し
くは雑音が入った時は、その間の音声入力は全て無効と
判定するようにするため、前記外部音声認識手段におけ
る音声パターンの読み取りは、前最終音から一定時間以
上無音声期間があった後でなければ行なわないようにし
たものである。 さらに、本発明は、前記音声パターン設定手段における
音声パターンを、３パルス以上のプリセットパターンを
有するようにしたものである。 さらにまた、本発明は、音声入力用音源として何を用い
ても可能であるため、音声入力信号を発する人によって
、速度や信号間隔にバラツキを生じるので、前記外部音
声認識手段における外部音声の認識を、外部から入力さ
れる音声の始めの２パルス間の時間を計測し、プリセッ
トパターンの始めの２パルス間の設定値に基づいて、当
該音声入力パルス間隔の最小単位の標準時間を前記計測
した２パルス間の時間から算出して行なうようにし、か
つ、前記一致判定手段における設定音声パターンと外部
入力音声パターンの各パルス一致判定の許容誤差は４０
％以内としたものである。 【実施例】 以下、本発明の実施例について説明する。 第１図には１本発明の一実施例が示されている。 図において、マイク１には、増幅器２が接続されている
。この増幅器２には、ＡＧＣ増幅器３が接続されている
。このＡＧＣ増幅器３は、周囲の音圧が全体的に高くな
ったり、低くなったりすると自動的に増幅器の増幅率を
コントロールするものである。すなわち、このＡＧＣ増
幅器３の役割は、２つある。第１の役割は、入力音声の
強い時。 全体の利得を下げ、入力音声の弱い時は、全体の利得を
上げて、信号検出条件を揃えること。第２の役割は、背
景ノイズの大きい時に、全体の利得を下げてノイズを誤
って信号として検出する確率を下げ、背景ノズルの小さ
い時に、利得を上げて。 小さな音声入力でも十分に信号として検出できるように
すること。このＡＧＣ増幅器３には、包絡線検波回路４
を介して電圧比較回路６が接続されている。また、この
ＡＧＣ増幅器３には、包絡線検波回路４から出力される
制御信号が積分回路５を介して入力するように構成され
ている。この包絡線検波回路４は、交流信号としての音
声を、その周波数に関係なく、音の強さ、大きさとして
の包絡線を検出するもの・である。この電圧比較回路６
においては、包絡線検波回路４においてフィルタをかけ
られた奇麗な交流電圧波形状の信号として出力された交
流電圧波形信号と一定の電圧とが、比較されパルス状の
信号に変換されて電圧比較回路６に接続されているマイ
クロコンピュータ９に入力される。このマイクロコンピ
ュータ９は、第２図に示す如き構成を有している。すな
わち、マイクロコンピュータ９は、外部機器との接続を
行なう工／○インターフェイス９１と、ＲＡＭ９２と、
ＥＰＲＯＭ９３と、タイマカウンタ９４と、ＣＰＵ９５
と、クロック９６とによって構成されている。 一方、このマイクロコンピュータ９には、プリセット／
テストスイッチ７と、プリセットパターン設定スイッチ
８から出力される信号が入力されるように構成されてい
る。このプリセットパターン設定スイッチ８は、音声パ
ターンを自分で設定する場合に用いるもので本実施例に
おいては、８ビツト構成になっている。すなわち、この
プリセットパターン設定スイッチ８は、８ビツトの範囲
で自分のスイッチング音声入カバターンを自ら作り出し
、これをマイクロコンピュータ９内のＲＡＭ９２に記憶
しておくためのものである。従って、このプリセットパ
ターン設定スイッチ８によって設定されたスイッチング
音声入カバターンの音声パターンと同一の音声がマイク
１から入力されたときにスイッチングがされるようにな
る。 また、このマイクロコンピュータ９には、音声時計１０
と、スピーカー１１と、ランプ１２とが接続されている
。このスピーカー１１は、プリセットパターン設定スイ
ッチ８によって設定したスイッチング音声入カバターン
を音声に再生する場合に使用するためのものである。す
なわち、プリセットパターン設定スイッチ８によって自
ら音声パターンを設定した後、プリセット／テストスイ
ッチ７を作動すると、マイクロコンピュータ９のＲＡＭ
９２に記憶されているスイッチング音声入カバターンを
ＣＰＵ９５が読みだし、スピーカー１１によって、音声
（単音）として再生する。また、ランプ１２もスピーカ
ー１１と同様にプリセットパターン設定スイッチ８によ
って自ら音声パターンを設定した後、プリセット／テス
トスイッチ７を作動すると、マイクロコンピュータ９の
ＲＡＭ９２に記憶されているスイッチング音声入カバタ
ーンをＣＰＵ９５が読みだし、ランプ１２によって、光
にして再生するためのものである。 また、音声時計１０は、プリセットパターン設定スイッ
チ８によって設定されたスイッチング音声入カバターン
の音声パターンと同一の音声によってスイッチングする
制御機器であり、現在の時間を音声（合成言語音声）で
知らせるものである。 したがって、音声時計に限らずテレビ、ラジオ、オーデ
ィオ機器等スイッチング制御しようとするものであれば
何でも良い。 このように構成されるものであるから、まず、プリセッ
トパターン設定スイッチ８により８ビツトの範囲内で自
ら任意に音声入カバターンを設定し、オリジナルな音声
パターンを設定しマイクロコンピュータ９のＩ１０イン
ターフェイス９１、ＣＰＵ９５を介してＲＡＭ９２に入
力記憶する。 このＲＡＭ９２に入力記憶されたオリジナルな音声パタ
ーンは、プリセット／テストスイッチ７の操作によって
、記憶されている音声パターンの読み出しが実行され、
スピーカ１１により、又は。 光情報としてランプ１２により確認することができる。 このような状態において、いま、音源（音を発するもの
であれば何でも良いが、通常は１拍手や、単音の発声で
ある）より発生されると、この音源による音声信号は、
マイク１において、電気信号に変換され、マイク１に接
続されるマイク増幅器２によって増幅される。そして、
この増幅された電気信号に変換された音声入力信号は、
次段のＡＧＣ増幅器３に送られ、゛このＡＧＣ増幅器３
において、入力音声が強い時には、全体の利得を下げ、
入力音声が弱い時には、全体の利得を上げ、また、背景
ノイズが大きい時には、全体の利得を下げてノイズを誤
って信号として検出する確率を下げ、背景ノズルが小さ
い時は、利得を上げることによって信号検出条件を揃え
、小さな音声入力でも十分に信号として検出できるよう
にしている。このようにＡＧＣ増幅器３において信号検
出条件を揃えられた交流の音声入力信号は、包絡線検波
回路４に入力され、この包絡線検波回路４において、交
流信号としての音声入力信号を、この音声入力信号の周
波数に関係なく、音の強さ、音の大きさとしての包絡線
を検出し、電圧比較回路６と、積分回路５１こ出力する
。この積分回路５に入力された信号は、ＡＧＣ増幅器３
の制御信号として使用されている。この包絡線検波回路
４において、音宮人力信号の周波数に関係なく、音の強
さ、音の大きさとして検出された包絡線検出信号は、電
圧比較回路６にて一定電圧と比較され、パルス状信号と
して取り出される。この一定電圧以上の検出されたパル
ス状信号は、マイクロコンピュータ９のＩ１０インター
フェイス９１を介してＣＰＵ９５に入力される。このＩ
１０インターフェイス９１を介してマイクロコンピュー
タ９のＣＰＵ９５に入力された８ビツトの音宮人カバタ
ーンは予めプリセットパターン設定スイッチ８によって
８ビツトの範囲内で自ら任意に設定したオリジナルな音
声パターンとマイクロコンピュータ９のＣＰＵ９５にお
いて比較され、一致したと判定すると、マイクロコンピ
ュータ９から機器駆動信号が出力され、本実施例の場合
であれば、音声時計１０の時刻アナウンス指令信号とな
って伝達され、音声時計１０は、その時の時刻をスピー
カ１１を通して音声により外部に出力する。 ところで、プリセットパターン設定スイッチ８によって
８ビツトの範囲内で自ら任意に設定可能な音声パターン
のプリセットパターン設定の組合せ数（設定ビット数と
組合せパターン数）は、第１表に示す如くである。 第１表 第１表に示すように、プリセットパターン設定スイッチ
８が、８ビツトの設定スイッチの場合。 １２０通りの組合せパターンが可能であり、８ビツトで
あるがゆえに単純な組合せパターンから人間が動作し易
い範囲での複雑な音声パターンを作り出すことができる
。したがって、プリセットパターン設定スイッチ８を、
８ビツトの設定スイッチとすることにより、誤動作し易
いパターンを避けた使用法を実行することができ、複数
のパターンを安全に使い分けることができる。 次にプリセットパターン設定スイッチ８によって設定さ
れるプリセットパターンの設定と信号パターンの例を第
３図に示す。 第３図（Ａ）は、８ビツトスイツチを使用した時、各ス
イッチを図示パターンのように、ａ、ｂ、ｄ、ｅ、ｇ、
ｈ番目をＯＮ、ｃとｆ番目をＯＦＦに設定すると、第１
パルスと第２パルスの間が最小単位期間となり、第２パ
ルスと第３パルスの間は、最小単位期間の２倍の長さと
なる。以下各パルスの間は、順次１倍、２倍、１倍のパ
ルス間隔として設定されたことになる。 第３図（Ｂ）は、ａ、　ｃ、　ｅ、ｆ、　ｇ、　ｋ１番
目がＯＮ、ｂ、ｄ番目をＯＦＦに設定すると、第１パル
スと第２パルスの間は最小単位期間の２倍と解釈され以
下各パルスの間は、順次２倍、１倍、１倍、１倍のパル
ス間隔として設定されたことになる。 また、同様にして、第３図（Ｃ）の場合は、第１のパル
スと第２のパルスとの間は最小期間単位の３倍、以下各
パルスの間は、順次１倍、２倍に設定されたものと解釈
される。 次に前記設定された信号パターンに対し、各々対応する
入力信号の許容時間について第４図に示す。 前記設定パターンに対する入力信号の許容時間は、第４
図（Ａ）に示す如き場合、予め設定された前無信号時間
Ｔｆ以内に何の信号も入力されなかった時有効となる。 この条件を満たした後に入って来るパルス入力信号が第
１のパルス入力信号と解釈され、次に入力される第２の
パルス信号との間の時間が計時され、設定パターンによ
り、この時間が最小単位の標準時間Ｔｓ工として記憶さ
れる。次に入ってくる第３のパルス入力信号と。 前記第２のパルス入力信号との時間Ｔａ１は設定パター
ンより、標準時間Ｔｓ１の２倍で一致することになるが
、入力の不安定要素を吸収する為に。 正方向許容率をα、負方向許容率をβとすると、２Ｔｓ
□（１＋α））Ｔａ１）２Ｔｓ、（１−β）の範囲内に
有る時、入力信号パターンは、設定パターンと一致した
と判定する。 同様に Ｔｓ、（１＋ｃｚ）＞Ｔｂ、＞Ｔｓ、（１−β）２　Ｔ
　ｓ　ｘ　（１＋　ａ　）　＞　Ｔ　ｃ　１＞　２　Ｔ
　ｓ　ｔ　（１−β）Ｔｓｌ（１＋α）＞Ｔｄ、＞Ｔｓ
、（１−β）の関係が各々維持され、設定パターンの全
ビットが満足した後、更に、予め設定された後無信号時
間Ｔｒ以内に、何の信号も入力されなかった時、有効と
なり、スイッチとして作動する。 第４図（Ｂ）の場合は、無信号時間Ｔｆを満たした後、
第１と第２のパルス入力信号の間の時間が計時され、設
定パターンより、この時間Ｔｓ２の１／２が最小単位の
標準時間Ｔ　ｓ’、として記憶され、以下は第４図（Ａ
）の場合と同様にして、２Ｔｓ’、（１＋　α）＞Ｔａ
ｘ＞２Ｔｓ’２　（１−β）の範囲内に有る時、入力信
号パターンは、設定パターンと一致したと判定する。 同様に Ｔ　Ｓ’Ｚ　（１＋　α）　＞　Ｔ　ｂ　ｚ　＞　Ｔ　
ｓ’２　（１−β）２Ｔｓ’２　（１＋α）＞Ｔｃ、：
＞２Ｔｓ’２　（１−β）Ｔｓ’、（１＋α）＞Ｔｄ、
：＞Ｔｓ’、（１−β）Ｔｒ２）Ｔｒ の関係が各々維持され、設定パターンの全ビットが満足
した後、更に、予め設定された後無信号時間Ｔｒ以内に
、何の信号も入力されなかった時、有効となり、スイッ
チとして作動する。 第４図（Ｃ）の場合も、 ’ｒ　ｆ、＞Ｔ　ｆ Ｔｒ、＝−Ｔｓ。 Ｔｓ’、（１＋α）＞Ｔａ、＞Ｔｓ’、（１−β）２Ｔ
ｓ’３（１＋（り＞Ｔｂ、）２Ｔｓ’、（１−β）Ｔｒ
、）Ｔｒ を各々満足した時有効となる。また、入力信号がこれら
の条件を満たさなかった時と、第１のパルスと第２のパ
ルスの間が一定時間以上になった時全て無効となり、リ
セットされる。 第５図は、１個のプリセットパターンとＩＭｉの制御機
器の場合を示し、第６図は、３個のプリセットパターン
と３組の制御機能を備えたの場合を示し、第７図は、３
個のプリセットパターンと３組の制御回路を組合せた場
合を示している。 したがって２本実施例によ゛れば、３パルス以上の入力
信号を使用するため、複数種類の組合わせが可能であり
、複数の機器若しくは複数の機能を区別して制御するこ
とができる。また、コードパターンを複雑にすることに
より、外乱や雑音に対し強く、誤動作の可能性を減少さ
せることができ、前無信号時間と、後無信号時間を導入
することにより、ランダム雑音等による誤動作を防止す
ることができる。 さらに、本実施例によれば、音声入力の始めの２パルス
間の時間を計りこれを基準として全体のテンポを規定す
ることにより、入力の速度は、きわめて幅広く取ること
ができ、第２パルス以降のパルス間隔に標準時間に対す
る許容時間誤差方式を導入したことにより、テンポの乱
れも、一定の範囲で吸収でき、老若男女、身体の自由、
不自由に影響されることなく利用することができる。 さらにまた、本実施例の場合の入力信号は、特別の装置
を必要とせず、音源として拍手、足音。 声１口笛、物を叩く音等何でも良く、音声認識のように
、特定の人の特定の言葉を記憶させておく必要がない。 したがって、国家を選ぶこと無く。 利用範囲を求めることができる。

【発明の効果】

以上説明したように１本発明によれば、自ら、予め音声
パターンを設定することができ、この自ら設定した音声
パターンと同一の音声パターンを外部より例えば拍手等
の単音で作って音声パターンとして入力してやることに
よって雑音、その他の外乱によって誤動作することなく
、この自ら設定した音声パターンのみに反応してスイッ
チングさせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る音声入力によるスイッチ方式のブ
ロック図、第２図は第１図図示マイクロコンピュータの
詳細ブロック図、第３図はコードピットの設定と信号パ
ターンを示す図、第４図は設定パターンに対する入力信
号の許容時間を示す図、第５図は１個のプリセットパタ
ーンと１組の制御機器の場合を示すブロック図、第６図
は３個のプリセットパターンと３組の制御機能を備えた
の場合を示すブロック図、第７図は３個のプリセットパ
ターンと３組の制御回路を組合せた場合を示すブロック
図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気機器のＯＮ・ＯＦＦスイッチング及び切替ス
   イッチングをするものにおいて、予め音声パターンを複
   数ビットのパルス信号に変換して設定することのできる
   音声パターン設定手段と、外部より入力される音声を複
   数ビットのパルス信号として認識する外部音声認識手段
   と、前記外部音声認識手段において認識された音声パタ
   ーンが、前記音声パターン設定手段において設定された
   音声パターンと一致するか否かを判定する一致判定手段
   と、前記一致判定手段において一致したことを検出する
   とスイッチング信号を出力する一致信号出力手段と、前
   記一致信号出力手段から出力される信号によってスイッ
   チをＯＮ・ＯＦＦあるいは切替を行なうスイッチ制御手
   段とからなることを特徴とする音声入力によるスイッチ
   方式。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、上記
   外部音声認識手段における音声パターンの読み取りは、
   前最終音から一定時間以上無音声期間があった後でなけ
   れば行なわないことを特徴とする音声入力によるスイッ
   チ方式。
3. （３）特許請求の範囲第１項又は第２項記載のものにお
   いて、上記音声パターン設定手段における音声パターン
   は、３パルス以上のプリセットパターンを有するもので
   あることを特徴とする音声入力によるスイッチ方式。
4. （４）特許請求の範囲第１項、第２項、第３項のいずれ
   か１項記載のものにおいて、上記外部音声認識手段にお
   ける外部音声の認識は、外部から入力される音声の始め
   の２パルス間の時間を計測し、プリセットパターンの始
   めの２パルス間の設定値に基づいて、当該音声入力パル
   ス間隔の最小単位の標準時間を前記計測した２パルス間
   の時間から算出して行なうことを特徴とする音声入力に
   よるスイッチ方式。
5. （５）特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項
   のいずれか１項記載のものにおいて、上記一致判定手段
   における設定音声パターンと外部入力音声パターンの各
   パルス一致判定の許容誤差は４０％以内であることを特
   徴とする音声入力によるスイッチ方式。