JPH01183233A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、たとえばディジタル音声挿入システム、音声
／ｅチケット信システムなどのディジタル音声通信シス
テムに用いられる音声検出器に関する。

（従来の技術） たとえば加藤、西谷、下山、［適応閾値温音声検出器、
電子通信学会通信方式研究会資料Ｃ３８４−１８７に記
載の音声検出では、語頭と語尾の間に無音区間のある語
、例えば英単語の５ｕｃｈ　＋　ｅｎｄ、等の音声を検
出する場合、語尾を雑音とみなして検出しない語尾欠落
や、語尾の大部分が失われる語中脱落を改善する提案が
行われている。

同文献の適応閾値塑音声検出器では、背景雑音のノソワ
ーレベルに比例して変動する適応パワー閾値を無音時に
高く、有音時に低く設定し、入力信号の平均ｉ４ワーを
適応Ａ？ワー閾値と比較して入力信号が大きいとき有音
と判定し、入力信号が小さいとき無音と判定する。そし
て有音から無音に変化したとき、有音判定の状態を所定
期間継続させるために、有音時間の長短により、ロング
ハングオーバ時間とジョートハングオーバ時間が付加さ
れる。これら２種類の）・ングオーパ時間は、適応パワ
ー閾値が大きい場合、仮りに蔗音と判定して直ちに無音
検出信号を出力したとすると弱電力の語尾がカットされ
てし１う音声脱落が起るのを防止するために設けられて
いる。

次に、音声検出器が適応されるディジタル音声挿入シス
テム、音声ノクケット通信システムでは、音声のアクテ
ィビティ、すなわち有音時Ｗ（無音時間＋有音時間）の
百分率が４０％程度であり、残シの無音時間に他の情報
を伝送して伝送路の有効利用を図っている。前述の・・
ングオーパ時間は長すぎるとアクティビティを増加させ
るので、音声検出器としては、アクティビティを大きく
しない程度の長さのハングオーバ時間を付加する方法が
望ましい。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の方法では、有音時間の長短により
、２種類の固定長のロングノ−ングオーパ時間またはシ
ョートハングオーバ時間が付加されるので、次の問題点
があった。

まず、適応パワー閾値は、背景雑音の電力レベルに追従
して高低するので、適応Ａワー閾値以下の音声信号の弱
電力部分は、背景雑音が高いとき増加し、低いとき減少
する。したがって、単に有音区間の長短によって固定時
間長のハングオーバ時間を選択するだけであると、同一
有音時間であっても、背景雑音により音声欠落部分が異
カシ、ハングオーバ時間が音声欠落部分より長すぎたり
、短かすぎたシすることが起り得る。長ずざるとアクテ
ィビティが増加し、無音圧縮率を減少させ、短かすぎる
と語中、語尾切断が起こり、伝送品質を劣化させるとい
う問題が生ずる。

本発明は、上記の問題点を除去し、実質的に過不足のな
いハングオーバ時間を付加することができる音声検出器
を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上述の問題を解決するために、適応／’Ｐワー
閾値が大きくなるのに従って長く可変するハングオーバ
時間を設定する。

本発明による音声検出器は、音声信号を含む入力信号の
電力を算出する電力算出手段と、入力信号の電力を閾値
と比較して、閾値に対して入力信号の電力が大きいとき
は有音状態をとり小さいときは無音状態をとる判定信号
を発生する比較判定手段と、判定信号を受けて判定信号
に応じた検出信号を出力し、判定信号が有音状態から無
音状態に変化したときは検出信号をハングオーバ時間だ
けさらに有音状態に維持するハングオーバ制御手段とを
有し、ハングオーバ制御手段は、電力算出手段で算出し
た電力に適応的に応動する閾値を比較判定手段に与え、
ハングオーバ時間を閾値に関連して可変とする。

（作用） 適応ノクワー閾値が大きくなるに従って音声欠落部分が
多くなるはずであるが、本発明によれば、適応１４？ワ
ー閾値が大きくなるに従ってノ・ングオーパ時間を可変
的に長くする適切な関係を設定することにより、適切な
アクティビティを維持しながら実質的に音声欠落をなく
すことができる。

（実施例） 本発明の詳細な説明に先立って、第４図を参照して前記
文献に記載された従来廻の音声検出器を説明する。

入力端子８より入力されるサンプル信号は、符号変換回
路１０によ多振幅の大きさのみを表わす絶対値信号に変
換されて・ぐワー算出部１１と閾値算出部１４に入力さ
れる。閾値算出部１４では、ハングオーバ制御部１３の
出力Ｖｏｕｔ−が入力され、有音検出信号Ｖｏｕｔが無
音を示しているとき、絶対値信号から背景雑音レベルを
算出する。そしてこの雑音レベルに応じた振幅閾値ＴＨ
Ｉ　、　ＴＨ２を算出してパワー算出部１１に出力する
。また有音・無音判定部１２に出力する判定閾値ＴＨ３
は、ハングオー・９制御部１３の出力Ｖｏｕｔが無音を
示している時は高い閾値に設定し、有音を示している時
は、低い閾値に設定し、かつ雑音レベルに応じて適応的
に変動させる。

パワー算出部１１では、入力される絶対値信号を振幅閾
値ＴＨＩ　、　ＴＨ２と比較し、その比較結果に従い比
較結果＋ｃ　、　＋ｌ）　、　−ａを出力する。

これを累積回路（図示せず）で累積し、累積値として有
音・無音判定部１２へ出力する。有音・無音判定部１２
では、累積値と判定閾値ＴＨ３との比較が行われる。累
積値が閾値ＴＨ３より大きいと有音と判定され、出力Ｖ
が「１」になる。

無音と判定されるとｖ＝０が出力される。この出力Ｖは
ハングオーバ制御部１３に入力される。

ハングオーバ制御部１３では、Ｖ−１のとき、その出力
Ｖｏｕｔが「１」となる。入力Ｖが「１」から「０」に
変化すると、Ｖ−１のそれまでの継続時間に応じてロン
グハングオーバ時間トショートハングオーバ時間のいず
れかが選択的に付加される。ロングハングオーバのとき
、雑音等による短時間誤検出が生じてもショートハング
オーバに切シ替らないように構成されている。

ハングオーバ中の検出信号Ｖ　ｏｕｔは「１」を保って
いる。

次に、本発明による音声検出器の実施例を詳細に説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図である。入力
端子１より入力されるサンプル信号は・ぐワー算出部３
に入力される。パワー算出部３は、サンプル信号につい
てその所定の長さの期間すなわちブロック毎に平均・や
ワーＰを算出し、有音・無音判定部４および適応・ぐワ
ー閾値算出部６にこれを出力する。適応・ぞワー閾値算
出部６には、ハングオーバ制御部５よりその出力Ｖｏｕ
ｔが入力されている。たとえばＶ　ｏｕｔ−＝０のとき
、・クワ−算出部３より入力する平均パワーＰは背景雑
音パワーであるから、閾値算出部”　　６はこれに応じ
た適応・臂ワー閾値ＡＰ１Ｆｔ算出して有音・無音判定
部４およびノ・ングオーパ制御部５にパワー閾値ＡＰを
供給する。

有音・無音判定部４は、パワー算出部３からの平均ノぐ
ワーＰが適応／ぐワー閾値ＡＰより大きいと有音、小さ
いと無音と判定する。この判定結果は有音・無音判定信
号Ｖとしてノ・ングオーパ制御部５に出力される。ノ・
ングオーパ制御部５は入力信号Ｖが有音を示していると
き出力端子２の検出信号Ｖｏｕｔを「工」とし、無音の
ときはＶｏｕｔｗＯを出力する。ハングオーバ制御部５
は塘た、入力信号Ｖが有音から無音になると、それまで
の有音時間の長短によりロングハングオーバ時間または
ショートハングオーバ時間ヲ択−的に付加し、その付加
されたハングオーバ時間中はＶｏｕｔｗｌを出力する。

次に、本音声検出器の各部４，５．６について詳説する
。

有音・無音判定部４では、・ぐワー算出部１１で算出さ
れた所定長のブロックにおける平均パワーＰと適応・母
ワー閾値ＡＰとを用いて、下式（１）に従って有音・無
音を判定して有音・無音の判定信号Ｖを出力する。

ハングオーバ制御部５は、ハングオーバ制御手段の一部
をなし、有音・無音判定信号ＶがＶ−１からＶ−Ｏに変
化した時、ハングオーバ時間だけＶ　ｏｕｔ　ｗ＝　１
を出力する。即ち、ハングオーバ時間の決定は、次によ
る。

ｔｔ）ｖ−１のブロックが連続して所定数以上発生した
場合、ロングハングオーバ時間ＨＬとし、それ以外はシ
ョートハングオーバ時間Ｈ８とする。

（ｉｉ）　　（ｉ）の決定が行なわれた時に用いられた
適応ｉ４ワー閾値によってロングハングオーバ時間ＨＬ
、ショートハングオーバ時間Ｉｓの数値を決定する。

第２図に適応Ａ？クワ−値とハングオーバ時間の対応関
係を示す。適応パワー閾値が大きくなると、ロングハン
グオーバ時間ＨＬも大きな値となるような対応関係を持
たせる。一方シヨードハングオーバ時間Ｈ８は背景雑音
ノクワーに対する誤動作率を一定にするために、適応・
母ワー閾値に対して一定値としている。この対応関係を
保つかぎシ、具体的な設定値は任意でよい。

以上の点が従来例のハングオーバととくに異なる。

適応ｉ４ワ１閾値算出部６は、やはシハングオーパ制御
手段の一部をなす。無音検出信号ＶｏｕｔがｒＯＪのと
き、その無音と判定されているかぎシ連続するブロック
の数をカウントする。その計数値が所定数に達した場合
、それら所定数のブロック全体の平均ノクワー下を求め
、次の（２）式の適応ノ４’ワー閾値ＡＰを算出する。

ＡＰ−α・Ｆ 定数αは１より大きな値をとり、背景雑音のレベルに対
して音声検出器が誤って有音判定することがないように
設定される任意の値である。

次に、本実、雄側の動作について説明する。本音声検出
器は基本的に、入力信号の所定の数のブロックの平均ノ
’ｅワーが適応ノヤワー閾値より大きいとき、そのブロ
ックを有音と判定する。−方、適応パワー閾値は背景雑
音に比例し、しかも背景雑音を誤って有音と判定するこ
とがないような値として計算されている。背景雑音の電
力が高くなると、適応パワー閾値も高くなるので、その
ままでは欠落する弱音声部分も増えるでちろう。しかし
本実施例では、この欠落するはずの弱音声部分を保護す
るために、ハングオーバ制御部５は、適応パワー閾値の
大きさに従って長く可変するハングオーバ時間を発生す
る。

適応ノクワー閾値が高くなると無音時間が増加するので
、適応パワー閾値の増加に応じてハングオーバ時間を長
く可変する好適な関係を設定すれば、アクティビティを
増加させることなく弱音声部分の欠落を防止できる。

次に、第３図の背景雑音レベルと音声検出器のアクティ
ビティの関係を用いて、本実施例の音声検出器と従来例
の音声検出器の効果の差異を説明する。第３図で実線Ａ
は本実施例で得られた特性である。第２図に示したよう
に本実施例でハ、５０ングハングオ一パ時間ＨＬ　ハ４
０ｍｇ〜１６０ｍ５ｔで可変され、ショートハングオー
バ時間Ｈ８は２０ｍ５に固定されている。実線Ｂ。

Ｃは従来の音声検出器の特性で、曲線Ｂはロングハング
オーバ時間ＨＬを１６０ｍ５．ショートハングオーバ時
間Ｈ８を２０ｍ５に固定したもので、同Ｃはロングハン
グオーバ時間ＨＬを４０ｍ５　、ショートハングオーバ
時間Ｈ３を２０　ｍｓとしたものである。ただし、従来
の音声検出器の場合、有音・無音判定部および適応・ぐ
ワー閾値算出部は本実施例のものと同一のものを使用し
た。

特性Ｂでは、ロングハングオーバ時間ＨＬｋ比較的長い
値１６０ｍ５に固定しているので、背景雑音が小さいと
きは、欠落する弱音声部分よりハングオーパ時間ＨＬが
長くなってアクティビティが増加している。一方、特性
Ｃでは、ロングハングオーバ時間ＭＬが比較的短い値４
０ｍＢであるので、背景雑音レベルが高くなると欠落す
る弱音声部分が増加することにより、アクティビティが
減少している。これらに対して本実施例の特性Ａは、背
景雑音の高低に係わらずアクティビティが実質的に一定
となっているので、安定した音声品質を保゛っている。

（′発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、適応パワー閾値が
大きくなるに従い、ハングオーバ時間を長く可変するよ
うにしたので、背景雑音の電力レベルの高低にかかわら
ず、アクティビティが適切に維持され、語中、語切れを
防止し良好な音声品質を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の音声検出器の一実施例を示すブロック
図、 第２図は、第１図に示す実施例における音声検出器の背
景雑音の・ぐワーレベルとアクティビティの関係を示す
図、 第３図は適応パワー閾値とハングオーバ時間の対応関係
を同実施例と従来例について示す説明図、 第４図は従来例の音声検出器を示すブロック図である。 主要部分の符号の説明 １．２１・・・入力端子 ２．２２・・・出力端子 ３．１１・・・パワー算出部 ４．１２・・・有音・無音判定部 ５．１３・・・ハングオーバ制御部 ６・・・適応・やワー閾値算出部 １０・・・符号変換回路 １４・・・閾値算出部 特許出願人　沖電気工業株式会社 代　理　人　　香　　　取　　　孝　　　雑光　　　山
　　　隆　　　夫 迦忘・１ぐワーｌＡ１ヒ八゛ノフ−Ｘ利く１藩（せ忘・
間係、の廿））著、２凹 宅ｔｋ　自　レベ′ノソ　　（ｃｉＢｒｎｏン誓簀」上
白の電力レベルともｙ才今土路のア７カピ゛すイ偽閘係
伎条雫１の告ヤ蝉叱器 幕４　都

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、音声信号を含む入力信号の電力を算出する電力算出
   手段と、 前記入力信号の電力を閾値と比較して、該閾値に対して
   該入力信号の電力が大きいときは有音状態をとり小さい
   ときは無音状態をとる判定信号を発生する比較判定手段
   と、 該判定信号を受けて該判定信号に応じた検出信号を出力
   し、該判定信号が有音状態から無音状態に変化したとき
   は該検出信号をハングオーバ時間だけさらに有音状態に
   維持するハングオーバ制御手段とを有し、 該ハングオーバ制御手段は、 前記電力算出手段で算出した電力に適応的に応動する閾
   値を前記比較判定手段に与え、 前記ハングオーバ時間を該閾値に関連して可変とするこ
   とを特徴とする音声検出器。 ２、ハングオーバ制御手段には、第１のハングオーバ時
   間、および第１のハングオーバ時間より長い第２のハン
   グオーバ時間が設定され、第２のハングオーバ時間が前
   記閾値に関連して可変であることを特徴とする請求項１
   の音声検出器。 ３、電力算出手段は、前記入力信号について所定の長さ
   のブロックごとに電力を算出し、前記ハングオーバ制御
   手段は、前記検出信号が第２の状態をとっているときは
   その間連続する前記ブロックについて平均の電力を算出
   し、該算出された平均電力に関連して前記閾値を設定す
   ることを特徴とする請求項１の音声検出器。