JPH0567039B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ 本発明は音声のみを通過させることにより、音
響雑音を除去するようにした音声通過フイルタに
関するものである。

＜従来技術＞ 音声と雑音とを分離する際に、今までは白色雑
音やパルス性雑音等のある特定の雑音のみを検出
し、それを抑制もしくは除去することにより雑音
の軽減をはかつてきた。

しかし、雑音の種類は無限にあるので、雑音ご
とに抑制もしくは除去するこれまでの方法では全
ての雑音に対処し切れない。

＜目的＞ 本発明はかかる従来の問題点に鑑みて成された
もので、その目的とするところは、音声を検出し
てそれのみを通過させることにより、効果的に多
種類の雑音を取り除くことの出来る音声通過フイ
ルタを提供することにある。

＜実施例＞ 本発明は、日本語音声が母音と子音の組を基本
構造としている点に着目し、まず母音区間を検出
し、その区間と子音区間である確率の高いその前
後の所定長区間のみ、すなわち音声のみ通過させ
るようにしたものである。

また、上記の母音らしい区間は下記の３つの条
件によつて定められる。

母音の標準パターンとのマツチング距離が小
さい区間。

スペクトル変化が小さい区間（音声定常部） パワーが大きい区間。

本発明の音声通過フイルタはこれら３つの条件
にもとづいて母音らしい区間を検出し、この区間
のみ通過させるようにしたものであり、以下、図
にもとづいて今少し詳細に説明する。

図は本発明に係る音声通過フイルタのブロツク
構成図である。図中、１はパワーＰとスペクトル
ｙを求める音声分析部、２は日本語の５母音標準
パターンのスペクトルを記憶するメモリ、３は前
記音声分析部１から出力されるスペクトルｙと前
記メモリ２からのスペクトルとを比較してマツチ
ング距離ｄを求めるマツチング部、４はスペクト
ル変化y′を計算して出力するスペクトル変化計算
部、５は音声波形を一定時間Ｔフレームだけ遅延
させて制御部７へ送る遅延部、６はパワーＰ、ス
ペクトル変化y′及び標準パターンとのマツチング
距離ｄから母音らしい区間を判定する判定部であ
る。

すなわち、音声分折部１にて音声信号を
16KHzでサンプリングし（なお、時刻ｔのサン
プリング値をＳ(t)で示す）、16m秒のハニング窓
をかけて、フレーム周期8m秒毎にサンプリング
値の二乗和であるパワーＰを求め、この窓内でフ
ーリエ変換してスペクトルｙを求めている（ただ
し、ｔ番目のフレームのパワー及びスペクトルを
Ｐ(t)，ｙ(t)で示す）。こゝで求められたスペクト
ルｙ(t)はマツチング部３に、またパワーＰ(t)は判
定部６にそれぞれ送られる。

マツチング部３では各時刻ｔにおけるスペクト
ルｙ(t)とメモリ２の日本語の５母音標準パターン
のスペクトルとを比較し、そのスペクトル間のユ
ークリツド距離（マツチング距離）ｄ（ｉ，ｔ）
（ただし、ｉ＝１，２，３，４，５は母音／
ａ／，／ｉ／，／ｕ／，／ｅ／，／ｏ／に対応す
る）を得て判定部６に出力する。更に、スペクト
ル変化計算部４において数フレーム離れたスペク
トル間のユークリツド距離が求められて、スペク
トル変化y′(t)として判定部６に送られる。

このようにしてマツチング距離ｄ（ｉ，ｔ）と
パワーＰ(t)とスペクトル変化y′(t)が判定部６に入
力されると、判定部６では下記の条件１），２）
を満足するか否か判定され、満足すればそのフレ
ームが母音区間内にあると判定して母音フラグ
VF(t)＝１を、又満足しなければ母音フラグVF(t)
＝０をそれぞれ制御部７に出力する。

条件１ パワーＰ(t)がしきい値ａ１より大きく、
かつスペクトル変化y′(t)がしきい値ａ２より小
さく、かつマツチング距離ｄ（ｉ，ｔ）の最小
値min ｄ（ｉ，ｔ）［ｉ＝１〜５］がしきい値
ａ３より小さい。

条件２ スペクトルy′(t)がしきい値ａ４より大き
く、かつマツチング距離ｄ（２，ｔ）かｄ（３，
ｔ）がしきい値ａ５より小さい。（無声子音に
後続する母音／ｉ／，／ｕ／の無声化を考慮） そして制御部７では、区間ｔ−2T＜ｘ＜ｔに
おいてVF(x)＝１を満足するようなｘが所定のフ
レーム数以上存在すればＯ(t)＝Ｓ（ｔ−Ｔ）を出
力し、存在しなければＯ(t)＝０を出力する。

この様に、本発明の音声通過フイルタは入力音
から母音区間とその前後の所定長の区間すなわち
母音らしい区間を検出して、この区間のみ通過さ
せるものであり、音声のみ通過させるものである
から、多種類の音響雑音も効果的に軽減すること
が出来る。

＜効果＞ 以上詳細に説明したように、本発明の音声通過
フイルタは、入力音のパワーとスペクトルを求め
る音声分析部と、予め記憶された母音の標準パタ
ーンのスペクトルと前記音声分析部から出力され
るスペクトルとを比較して、マツチング距離を求
めるマツチング部と、前記音声分析部から出力さ
れるスペクトルから数フレーム離れたスペクトル
間のスペクトル変化を計算して出力するスペクト
ル変化計算部と、前記パワーが第１のしきい値よ
り大きく、且つ前記スペクトル変化が第２のしき
い値より小さく、且つ前記マツチング距離の最小
値が第３のしきい値より小さいという第１の条
件、或は、前記スペクトル変化が第４のしきい値
より大きく、且つ前記マツチング距離が第５のし
きい値より小さいという第２の条件を満たすか否
かを判定する判定部と、前記判定部の出力に応答
して、前記第１或は第２の条件を満たす場合に、
前記入力音が音声であると判断して、当該入力音
を出力する制御部とを具備することにより、連続
する入力音から母音らしい区間を検出し、該区間
の入力音のみを音声として出力するものであり、
母音らしい区間を検出するために前記第１及び第
２の条件を設け、無声子音に後続する母音の無声
化をも考慮に入れて、母音らしい区間の検出を行
うものであるので、多種類の音響雑音を除去し、
確実に音声のみを出力することが可能となる。更
に、本発明の音声通過フイルタをさまざまな機器
に搭載することにより、以下のような効果を奏す
ることが出来る。

パーソナル無線…普通入力ゲインを上げて使
用すると、小さな雑音まで拡大されて不快感を
与える虞れがあるが、本発明の音声通過フイル
タを通したのちゲインを上げると、音声のみ強
調されるために非常に聞き取り易くなる。

電話器…本発明の音声通過フイルタは飛行機
や車等の騒音を通さないので、電話に使用する
ことにより、飛行場や道路近くからの電話の音
声を明瞭に送ることができる。

テープレコーダ…やかましい環境の中で録音
した内容も、再生時は雑音をカツトして音声の
み明瞭に出力することが出来る。

音声認識装置…音声入力待ち状態の時に雑音
が入ると、音声入力と誤つて認識装置が作動す
る。この場合は認識スコアから雑音による認識
結果をリジエクトすることはできるが、この間
に音声が入つてきても受け付けられない。しか
し本発明フイルタを使用することにより、雑音
による認識装置の誤動作を回避し、よつて音声
入力の受付ミスも防止することが出来る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る音声通過フイルタのブロツク
構成図である。 １は音声分析部、２は母音標準パターンメモ
リ、３はマツチング部、４はスペクトル変化計算
部、５は遅延部、６は判定部、７は制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力音のパワーとスペクトルを求める音声分
   析部と、 予め記憶された母音の標準パターンのスペクト
   ルと前記音声分析部から出力されるスペクトルと
   を比較して、マツチング距離を求めるマツチング
   部と、 前記音声分析部から出力されるスペクトルから
   数フレーム離れたスペクトル間のスペクトル変化
   を計算して出力するスペクトル変化計算部と、 前記パワーが第１のしきい値より大きく、且つ
   前記スペクトル変化が第２のしきい値より小さ
   く、且つ前記マツチング距離の最小値が第３のし
   きい値より小さいという第１の条件、或は、前記
   スペクトル変化が第４のしきい値より大きく、且
   つ前記マツチング距離が第５のしきい値より小さ
   いという第２の条件を満たすか否かを判定する判
   定部と、 前記判定部の出力に応答して、前記第１或は第
   ２の条件を満たす場合に、前記入力音が音声であ
   ると判断して、当該入力音を出力する制御部とを
   具備することを特徴とする音声通過フイルタ。フ
   イルタ。