JPH0816190A - 音声処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、いかなる雑音レベルでも入力され
た音声信号を認識でき、しかもその雑音レベルよらず、
確認できる音声出力を得ることを目的とする。 【構成】 本発明は、入力された信号が音声信号である
かどうかを検出する音声検出回路３で雑音を抜き取り、
その雑音を雑音検出回路９で平均化する。平均化した雑
音レベルにより、音声増幅回路２を制御するとともに、
スピーカ駆動増幅回路６を制御する。それにより、雑音
レベルの変動により、各増幅回路の増幅度を変化でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入力音声信号を識別
し、その認識結果を出力再生する音声処理装置に関す
る。特に、音声認識リモコン等で入力した音声を確認す
るために用いられる。

【０００２】

【従来の技術】図９は第１の従来例を示す回路ブロック
図である。

【０００３】１は音声を電気的な音声信号に変換する音
声信号変換手段であるマイクロホン（以下マイクとい
う）、２はこのマイク１からの音声信号を増幅する音声
増幅回路、３はこの音声増幅回路２からの出力信号より
音声信号の開始終了を認識する音声検出回路である。

【０００４】４は音声開始終了により入力された音声信
号を識別する音声認識回路であり、メモリ８に識別した
音声を記憶しておき、必要に応じて読み出す回路であ
る。

【０００５】５は識別した音声信号をスピーカ７で再生
可能な信号にするデコード回路、６はデコード回路５の
信号を所定ゲインで増幅するスピーカ駆動増幅回路であ
る。

【０００６】次に、同図を用いて動作を説明する。マイ
ク１に入力された音声信号は音声検出回路３で検出さ
れ、その検出された音声信号が音声認識回路４でいかな
る音声が入力されたかを認識する。その際、メモリ８に
貯えられた音声パターンから認識を行ってもよい。そし
て、認識された音声信号はメモリ８に貯えられ、音声呼
び出し命令により、デコーダ回路５で合成された音声信
号が生成される。その合成音声信号は増幅回路６を介し
てスピーカ７で再生され、使用者に知らしめることがで
きる。

【０００７】一般には使用者が入力した音声信号をその
まま合成音声として再生することで使用される。そこ
で、視聴者は再生された音声信号が異なっていると認識
の誤りを確認でき、正しい音声を再入力することができ
る。

【０００８】しかしながら、通常入力音声レベルが大き
かったり、小さかったり様々であり、しかも、出力音声
レベルも周囲の状況や使用者の要望などで、レベルを可
変する必要性が出てくる。

【０００９】そこで、図１０に示すような第２従来例の
回路ブロック図の音声処理装置が用いられる。図９と同
一部分には同一符号を付け説明は省略する。

【００１０】つまり、入力増幅回路２と出力増幅回路６
の増幅度を変化させるために個々に増幅度調整回路１２
及び１３を設けた部分が異なっている。

【００１１】したがって、使用者の要望に応じ、種々の
設定が可能となっている。

【００１２】しかしながら、この回路では入力音声の周
囲での雑音が多い場合や少ない場合、その状況を加味し
て使用者が個々の増幅回路２、６の増幅度を調整する必
要性があり操作が煩わしいといった欠点があった。

【００１３】そこで、図１１に示すような第３従来例の
回路ブロック図の音声処理装置が用いられる。図９と同
一部分には同一符号を付け説明は省略する。

【００１４】つまり、入力部の増幅調整回路１２に換え
て、全ての入力信号のうち増幅回路２を通過したレベル
を検出して、その検出レベルの最大値が大きい場合は増
幅度を減少させ、小さい場合は増幅度を増加させるよう
働く自動レベル制御回路１４を設けたことが異なってい
る。

【００１５】したがって、入力レベルが大きくなれば自
動的に増幅度を下げ、後段の回路へ入力される信号が過
入力にならないようにし、逆に入力レベルが小さくなれ
ば自動的に増幅度を上げ、後段の入力不足にならないよ
うにしている。

【００１６】しかしながら、この回路では入力音声の周
囲での雑音が多い場合や少ない場合において、入力段の
み増幅度を変化させるため、出力が小さすぎたり、出力
が大きすぎたりして、使用者に不都合を生じさせること
になる。したがって、使用者は絶えず周囲の音に気を配
って置かなければならず、使用性が向上しなかった。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】つまり、従来例では周
囲の雑音や入力音声レベル等ために増幅回路の増幅度の
設定が必要となり、操作を行う毎に煩わしい設定を行わ
なければならないといった欠点があった。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、入力された音
声信号を増幅する音声増幅手段と、前記音声信号を検出
する音声検出手段と、検出された音声をあらかじめ記憶
したデータと比較し、音声認識を行う音声認識手段と、
この音声認識手段で認識した音声を音声再生手段で再生
可能な信号にする音声復調手段と、前記音声再生手段の
出力信号を増幅する音声再生増幅手段と、周囲音を検出
する周囲音検出手段と、この周囲音検出手段の出力によ
り、前記音声増幅手段の増幅度を変化させるとともに、
前記音声再生増幅手段の増幅度を変化させる制御信号を
生成する制御手段と、からなる音声処理装置を提供する
ものである。

【００１９】また、本発明は、入力された音声信号を増
幅する音声増幅手段と、前記音声信号を検出する音声検
出手段と、検出された音声をあらかじめ記憶したデータ
と比較し、音声認識を行う音声認識手段と、この音声認
識手段で認識した音声を音声再生手段で再生可能な信号
にする音声復調手段と、前記音声再生手段の出力信号を
増幅する音声再生増幅手段と、周囲の雑音を検出する雑
音検出手段と、この雑音検出手段の出力により、前記音
声増幅手段の増幅度を変化させるとともに、前記音声再
生増幅手段の増幅度を変化させる制御信号を生成する制
御手段と、からなる音声処理装置を提供するものであ
る。

【００２０】さらに、本発明は、入力された音声信号を
増幅する音声増幅手段と、前記音声信号を検出する音声
検出手段と、検出された音声をあらかじめ記憶したデー
タと比較し、音声認識を行う音声認識手段と、この音声
認識手段で認識した音声を音声再生出力手段で再生可能
な信号にする音声復調手段と、前記音声再生出力手段の
出力信号を増幅する音声再生増幅手段と、前記音声増幅
手段の増幅度を変化させるとともに、前記音声再生増幅
手段の増幅度を変化させる制御信号を生成する制御手段
と、この制御手段をスイッチで切り換える切換手段と、
からなり、前記切換手段の切り換えにより夫々の増幅手
段の増幅度を変化させることを特徴とする音声処理装置
を提供するものである。

【００２１】

【作用】本発明は、入力される音声信号以外の雑音信号
を抜き取り、その雑音レベルに応じて、マイク増幅回路
及びスピーカ増幅回路の増幅度を調整するものである。

【００２２】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す回路ブロッ
クであり、従来例と同一部分には同一符号を付け説明は
省略する。

【００２３】９は音声検出回路３で音声以外のレベルが
検出されたときのレベルを得て、そのレベルを平均化す
る雑音検出回路である。１０はこの雑音検出回路９から
の信号により、音声増幅回路２の増幅度を変化させると
ともに、スピーカ駆動増幅回路６の増幅度を変化させる
制御信号を出力する制御回路である。

【００２４】次に同図を用いて本発明を説明する。図示
しない電源回路により各回路に電圧が供給されると、初
期設定として音声増幅回路２及びスピーカ駆動増幅回路
６の増幅度は夫々所定値（あるいは前回使用した最後の
増幅度の値）に設定される。

【００２５】そして、音声検出回路３は音声が検出され
ていない期間だけ、雑音検出回路９に入力信号を出力
し、雑音検出回路９はその入力信号を平均化して直流電
圧を制御回路１０に出力する。その直流電圧は雑音レベ
ルに比例するものであり、雑音が増加すれば電圧が上が
り、減少すれば電圧が下がる。

【００２６】その直流電圧が制御回路１０に入力される
と、その回路１０は各増幅回路の増幅度を調整する制御
信号を出力する。まず、その制御信号によると、音声増
幅回路２の増幅度の値はその直流電圧が増加すると減少
し、直流電圧が減少すると増加する。また、スピーカ駆
動増幅回路６の増幅度の値はその直流電圧が増加すると
増加し、直流電圧が減少すると減少する。

【００２７】それは、入力信号に雑音レベルが高い場
合、音声増幅回路２での増幅度を上げておくと入力信号
を増幅したときに信号が飽和してしまったりするので、
増幅度の値は低めにしておくとともに、スピーカ駆動増
幅回路６での増幅度を下げておくと出力信号を増幅した
ときに信号が雑音に埋もれてしまったりするので、増幅
度の値は高めにしておく必要がある。

【００２８】また、入力信号に雑音レベルが低い場合、
音声増幅回路２での増幅度を下げておくと入力信号を増
幅したときに信号の認識が低下してしまったりするの
で、増幅度の値は高めにしておくとともに、スピーカ駆
動増幅回路６での増幅度を上げておくと出力信号を増幅
したときに信号が静かな周囲で、使用者に必要以上な音
で聞こえるのを防ぐために、増幅度の値は低めにしてお
く必要がある。

【００２９】ここで、合成音声が再生される際、マイク
１で採取されて、再認識しないように、マイク入力を無
効にするようになっている。つまり、スピーカ再生時に
は入力を無効にするとともに、雑音検出回路９で雑音レ
ベルを保持し続けるよう制御している。同図の破線で示
した矢印はその制御の一例を示している。

【００３０】それを図７のタイムチャートを用いて説明
する。

【００３１】同図ａは入力信号、ｂは音声検出回路の動
作状態、ｃは雑音検出回路の動作状態、ｄは合成音声信
号、ｅは合成音声出力状態を示すタイムチャートであ
る。ただし、入力信号は雑音を含んでいる。

【００３２】入力信号は時刻Ｔ１で音声信号が現れ、時
刻Ｔ２で終了する。それにより、音声検出回路で同図ｂ
のように時刻Ｔ１でＨレベルになり、時刻Ｔ２までＨレ
ベルを保持する。また、雑音検出回路は時刻Ｔ１まで検
出を行い、時刻Ｔ１〜Ｔ２間に時刻Ｔ１まで入力された
値を保持し、時刻Ｔ２以降再び検出を始める。

【００３３】時刻Ｔ２で音声が終了すると音声認識が行
われ、時刻Ｔ３で認識した合成音声が同図ｄのように出
力される。しかしながら、この出力された合成音声信号
を再び入力として検出してしまわないように、合成音声
の出力期間である時刻Ｔ３〜Ｔ４に音声信号及び雑音信
号の検出回路を無効にする。つまり、もし合成音声を検
出してしまったら、図ｂの破線で示すような音声信号の
検出が行われるか、出力レベルが低いと雑音検出が図ｃ
の破線のように検出が行われる。そこで、同図ｅの信号
により、各検出回路を動作しないようにするとともに、
マイク入力を無効にするよう制御を行う。

【００３４】したがって、再生音声で認識を行うことは
なくなる。

【００３５】次に、各回路の詳細な説明をする。まず音
声検出回路３は図２に示すような実施例がある。同図ａ
は第１の音声検出回路３である。これは第１及び第２比
較回路３ａ、３ｂを備えており、この第１比較回路３ａ
は一方の入力端に入力された信号が、他方の入力端に基
準値Ｖ１が入力されるとともに、この第２比較回路３ｂ
は一方の入力端に基準値Ｖ１が、他方の入力端に入力さ
れた信号が入力される。尚、この基準値は入力レベルに
よって変化するものであってもよい。また、基準値Ｖ１
は音声信号を判別するレベルに設定してある。

【００３６】第１比較回路３ａは基準値Ｖ１を越えた入
力信号を検出するものであり、基準値Ｖ１を越えた入力
信号のみを出力する。また、第２比較回路３ｂは基準値
Ｖ１を下回る入力信号を検出するものであり、基準値Ｖ
１に満たない入力信号のみを出力する。ここで、基準値
Ｖ１は音声信号を判別するレベルに設定してある。

【００３７】したがって、出力端子Ａには入力された信
号のうち音声信号を出力し、その後段の音声認識回路４
に供給される。また、出力端子Ｂには入力された信号の
うち音声信号以外の信号（つまり、雑音信号）を出力
し、その後段の雑音検出回路９に供給される。

【００３８】同図ｂは第２の音声検出回路３である。こ
れは第３比較回路３ｃを備えており、この第３比較回路
３ｃは一方の入力端に入力された信号が、他方の入力端
に基準値Ｖ１が入力される。また、スイッチ３ｄは入力
された信号を前記第３比較回路３ｃの出力信号で切り換
えるものである。ここで、第３比較回路３ｃは基準値Ｖ
１を越えた入力信号を検出するものであり、この検出に
より出力端子Ａ側に切り換える。

【００３９】したがって、出力端子Ａには入力された信
号のうち音声信号を出力し、その後段の音声認識回路４
に供給される。また、出力端子Ｂには入力された信号の
うち音声信号以外の信号（つまり、雑音信号）を出力
し、その後段の雑音検出回路９に供給される。

【００４０】図３は雑音検出回路９の実施例であり、平
滑部と保持部とからなっている。この回路では入力され
た雑音信号を抵抗及びコンデンサからなる平滑部で平滑
化し、保持部でその直流電圧を保持するものである。し
かしながら、音声信号の期間は雑音検出回路９には入力
がなくなるため、平滑部の電圧が放電してしまい、誤動
作を生じることがある。そのため、保持部は音声期間に
入力されるレベル（雑音検出には無信号となる）を無視
し、現在保持している雑音レベルを維持するよう構成さ
れている。

【００４１】したがって、雑音検出回路９は雑音レベル
を保持し、音声入力期間においてもその雑音レベルを保
持し続けるものである。

【００４２】図４は制御回路１０の実施例であり、同図
ａは簡単なブロック図であり、同図ｂは一実施例の回路
図である。

【００４３】同図ａに示すように入力された信号を増幅
し制御信号としてスピーカ駆動増幅回路６に出力する増
幅部と、入力された信号を反転増幅し制御信号として音
声増幅回路２に出力する反転部とからなり、入力信号の
雑音レベルでなる直流電圧によって、後段接続された回
路の制御が行われる。

【００４４】同図ｂは制御回路の一実施例であり、入力
された信号が抵抗１０ａを介して第１差動対１０ｂの一
端入力（トランジスタのベース）に入力されている。そ
の第１差動対１０ｂの他端入力には電圧源を抵抗で分圧
した所定電圧が入力されている。また、共通に接続され
たエミッタには定電流源が接続され、差動対の制御を行
っている。

【００４５】一方、第１差動対１０ｂの他端入力は第２
差動対１０ｃの一端入力と共通になり、その第２差動対
１０ｃの他端入力は入力信号が抵抗１０ａを介して入力
されている。

【００４６】そして、第１差動対１０ｂの一端入力のト
ランジスタのコレクタ及び、第２差動対１０ｃの他端入
力のトランジスタのコレクタが接続され、入力された信
号が反転増幅されて出力され、音声増幅回路２へ出力さ
れる。

【００４７】また、第１差動対１０ｂの他端入力のトラ
ンジスタのコレクタ及び、第２差動対１０ｃの一端入力
のトランジスタのコレクタが接続され、入力された信号
が増幅されて出力され、スピーカ駆動増幅回路６へ出力
される。

【００４８】これらはアナログ処理の場合を説明したも
のであるが、デジタル処理でも構わない。次に、このデ
ジタル処理について図５を用いて説明する。この図５で
は図１における一部の回路ブロック図である。

【００４９】音声増幅回路２からの信号はＡ／Ｄ変換
（アナログーデジタル変換）回路３１を介して複数のバ
ンドパスフィルタで構成されるバンドパスフィルタ群
（ＢＰＦ）３２に夫々入力される。このバンドパスフィ
ルタ群３２は例えば１６ビットのデジタル信号を夫々通
過させるものであり、後段のローパスフィルタ群（ＬＰ
Ｆ）３３を介して、音声検出回路３に接続される。

【００５０】そして、デジタル的に音声が入力されたか
どうかを検出する。音声が検出されたと判別されると、
この検出回路３は入力されたデータを音声識別回路４に
出力し、デジタル的に処理が行われる。音声認識回路４
で認識された音声信号はデコーダ回路５でデジタル的な
合成音声となり、Ｄ／Ａ変換回路３４でアナログ合成音
声が再現され、後段のスピーカ７で再生される。

【００５１】一方、音声が検出されていないと判別され
ると、この検出回路３は入力されたデータを雑音検出回
路９に出力する。雑音検出回路９に入力された信号は所
定の時間の平均を取りその平均値が保持される。そし
て、保持された雑音レベルより制御回路１０の制御信号
が生成される。

【００５２】図６は本発明の実施例のフローチャートで
ある。これを用いて動作の流れを説明する。

【００５３】動作が開始されると、ステップＳ１で音声
入力の有無を判別する。音声入力がない場合、ステップ
Ｓ２で入力されている雑音より、平均化した雑音レベル
を得る。そして、ステップＳ３でその雑音レベルによ
り、音声増幅回路の増幅度と、スピーカ駆動増幅回路の
増幅度を設定し、制御を行い、再びステップＳ１に戻り
音声入力があるかどうかの判別を行う。

【００５４】また、音声入力がある場合、ステップＳ４
で入力されている信号の音声期間だけ抜き取り、入力音
声を認識する。その認識結果に基づき合成した音声信号
をステップＳ５でデコードし、ステップＳ６で合成音声
としてスピーカから再生される。ここで、ステップＳ６
では同時に雑音検出のステップＳ２と音声認識のステッ
プＳ４を無効にするか、若しくは音声検出のステップＳ
１を無効にするようにし、再生された合成音声を入力音
声として検出しないようにしている。

【００５５】図８は本発明の第２実施例の回路ブロック
図である。この図では設定回路１１を用いて使用者が周
囲の雑音を多く感じたときに各増幅回路の増幅度を切り
換えるものである。これによると、第１実施例に比べ回
路の簡易化が行える。つまり、設定回路１１はリモコン
等のキー操作部に設ければよく、例えばそのスイッチの
オンにより音声増幅回路２の増幅度を下げ、スピーカ駆
動増幅回路６の増幅度を上げて雑音が増減に対応してお
り、二値的に切り換えるものである。

【００５６】したがって、本発明では周囲の雑音のレベ
ルに応じて各増幅回路の増幅度を切り換えて、いかなる
雑音でも音声処理が行えるものを提供できる。

【００５７】

【発明の効果】本発明はいかなる雑音レベルであっても
使用者の音声を正確に認識できるとともに合成を音声を
雑音に埋もれてしまわないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の回路ブロック図である。

【図２】本発明の音声検出回路の実施例である。

【図３】本発明の雑音検出回路の実施例である。

【図４】本発明の制御回路の実施例である。

【図５】本発明のデジタル化の回路ブロック図である。

【図６】本発明のフローチャート図である。

【図７】本発明のタイムチャート図である。

【図８】本発明の第２実施例の回路ブロック図である。

【図９】第１従来例の回路ブロック図である。

【図１０】第２従来例の回路ブロック図である。

【図１１】第３従来例の回路ブロック図である。

【符号の説明】

１ マイクロフォン ２ 音声増幅回路 ３ 音声検出回路 ４ 音声認識回路 ５ デコーダ回路 ６ スピーカ駆動増幅回路 ７ スピーカ ８ メモリ ９ 雑音検出回路 １０ 制御回路 ３１ Ａ／Ｄ変換回路 ３２ ＢＰＦ ３３ ＬＰＦ ３４ Ｄ／Ａ変換回路

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年９月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された音声信号を増幅する音声増幅
   手段と、 前記音声信号を検出する音声検出手段と、 検出された音声をあらかじめ記憶したデータと比較し、
   音声認識を行う音声認識手段と、 この音声認識手段で認識した音声を音声再生手段で再生
   可能な信号にする音声復調手段と、 前記音声再生手段の出力信号を増幅する音声再生増幅手
   段と、 周囲音を検出する周囲音検出手段と、 この周囲音検出手段の出力により、前記音声増幅手段の
   増幅度を変化させるとともに、前記音声再生増幅手段の
   増幅度を変化させる制御信号を生成する制御手段と、 からなる音声処理装置。
2. 【請求項２】 入力された音声信号を増幅する音声増幅
   手段と、 前記音声信号を検出する音声検出手段と、 検出された音声をあらかじめ記憶したデータと比較し、
   音声認識を行う音声認識手段と、 この音声認識手段で認識した音声を音声再生手段で再生
   可能な信号にする音声復調手段と、 前記音声再生手段の出力信号を増幅する音声再生増幅手
   段と、 周囲の雑音を検出する雑音検出手段と、 この雑音検出手段の出力により、前記音声増幅手段の増
   幅度を変化させるとともに、前記音声再生増幅手段の増
   幅度を変化させる制御信号を生成する制御手段と、 からなる音声処理装置。
3. 【請求項３】 入力された音声信号を増幅する音声増幅
   手段と、 前記音声信号を検出する音声検出手段と、 検出された音声をあらかじめ記憶したデータと比較し、
   音声認識を行う音声認識手段と、 この音声認識手段で認識した音声を音声再生出力手段で
   再生可能な信号にする音声復調手段と、 前記音声再生出力手段の出力信号を増幅する音声再生増
   幅手段と、 前記音声増幅手段の増幅度を変化させるとともに、前記
   音声再生増幅手段の増幅度を変化させる制御信号を生成
   する制御手段と、 この制御手段をスイッチで切り換える切換手段と、 からなり、前記切換手段の切り換えにより夫々の増幅手
   段の増幅度を変化させることを特徴とする音声処理装
   置。
4. 【請求項４】 雑音レベルが大きいとき、前記音声増幅
   手段の増幅度を小さくするとともに、前記音声再生増幅
   手段の増幅度を大きくすることを特徴とする請求項１乃
   至請求項３記載の音声処理装置。