JPH1056679A - Sound wave detecting device and sound wave processing device - Google Patents
Sound wave detecting device and sound wave processing deviceInfo
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- JPH1056679A JPH1056679A JP8227712A JP22771296A JPH1056679A JP H1056679 A JPH1056679 A JP H1056679A JP 8227712 A JP8227712 A JP 8227712A JP 22771296 A JP22771296 A JP 22771296A JP H1056679 A JPH1056679 A JP H1056679A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 発明の属する技術分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段(図2) 発明の実施の形態(図1〜図7) 発明の効果[Table of Contents] The present invention will be described in the following order. BACKGROUND OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention Means for Solving the Problems (FIG. 2) Embodiments of the Invention (FIGS. 1 to 7) Effects of the Invention
【0002】[0002]
【発明の属する技術分野】本発明は音波検出装置及び音
波処理装置に関し、例えばマイクロホンに適用して好適
なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sound wave detecting device and a sound wave processing device, and is preferably applied to, for example, a microphone.
【0003】[0003]
【従来の技術】従来のマイクロホンは、音声が与えられ
ると、この音声に応じた時間領域の微小な電気的音声信
号を生成していた。このため、マイクロホンで生成され
た微小な電気的音声信号を増幅する際や、この電気的音
声信号の波形を正しく伝送する際には、ノイズ等を抑え
るよう、大きな注意を払う必要があつた。2. Description of the Related Art A conventional microphone, when given a sound, generates a minute electric sound signal in a time domain corresponding to the sound. For this reason, when amplifying a minute electrical audio signal generated by a microphone or transmitting the waveform of the electrical audio signal correctly, great care must be taken to suppress noise and the like.
【0004】ところで、マイクロホンで生成された電気
的音声信号をコンピユータへ入力し、この電気的音声信
号の中から、言葉の音味内容をコンピユータによつて機
械的に抽出させるいわゆる音声認識させることが考えら
れる。この場合、コンピユータは、マイクロホンより与
えられた電気的音声信号をサンプリング期間毎に区切
り、サンプリング期間毎の時間領域の音声データを周波
数領域の音声データに変換するいわゆるベクトル量子化
する必要があつた。このベクトル量子化の際、コンピユ
ータは、サンプリング期間毎の時間領域の音声データを
ソフトウエアによつて高速フーリエ変換していた。[0004] By the way, an electrical voice signal generated by a microphone is input to a computer, and from this electrical voice signal, a so-called voice recognition in which the computer is used to mechanically extract the tone content of a word by a computer. Conceivable. In this case, it is necessary for the computer to perform so-called vector quantization, which divides the electrical audio signal supplied from the microphone for each sampling period, and converts time-domain audio data into frequency-domain audio data for each sampling period. At the time of this vector quantization, the computer has performed fast Fourier transform of the audio data in the time domain for each sampling period by software.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のマイ
クロホンより得た時間領域の電気的音声信号を高速フー
リエ変換によつてベクトル量子化するには多くの時間が
かかるという問題があつた。このため、人間が通常の速
度で連続的に発した音声により生成された時間領域の電
気的音声信号を実時間でベクトル量子化することは、コ
ンピユータにとつて大きな負荷となつていた。また時間
領域の電気的音声信号を所定周期でベクトル量子化する
機能をハードウエアだけで構成しようとすると、膨大な
数の並列チヤネルが必要となり構成が大がかりになると
いう問題もあつた。However, there is a problem that it takes a lot of time to vector quantize the electric voice signal in the time domain obtained from the microphone by the fast Fourier transform. For this reason, vector quantization in real time of an electrical audio signal in the time domain generated by a human continuously uttered at a normal speed is a heavy load on a computer. Further, if the function of vector quantizing the electrical audio signal in the time domain at a predetermined period is to be constituted only by hardware, an enormous number of parallel channels are required and the structure becomes large.
【0006】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、音波を周波数領域のパラレルの電気的信号に簡易な
構成で高速に変換し得る音波検出装置及びこれを使用し
た音波処理装置を提案しようとするものである。The present invention has been made in view of the above points, and provides a sound wave detecting device capable of converting sound waves into parallel electric signals in the frequency domain at a high speed with a simple configuration, and a sound wave processing device using the same. It is something to propose.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、音波で振動する振動膜と、この振
動膜の複数位置のそれぞれの振幅を検出する複数の振幅
検出手段とを設ける。振動膜は、流体を媒体として音波
が与えられて膜厚方向に振動し、音波に含まれた全ての
周波数成分のそれぞれの最大振幅位置が面内で互いに異
なる。複数の振幅検出手段は、複数の最大振幅位置にそ
れぞれ対応して配置され、複数の当該最大振幅位置のそ
れぞれの振幅を別個に検出する。According to the present invention, there is provided a vibrating membrane vibrating with a sound wave, and a plurality of amplitude detecting means for detecting respective amplitudes at a plurality of positions on the vibrating membrane. The vibrating membrane is vibrated in the thickness direction by receiving a sound wave using a fluid as a medium, and the maximum amplitude positions of all frequency components included in the sound wave are different from each other in the plane. The plurality of amplitude detection means are arranged corresponding to the plurality of maximum amplitude positions, respectively, and separately detect the respective amplitudes of the plurality of maximum amplitude positions.
【0008】音波により振動膜を膜厚方向に振動させ、
振動膜の面内に互いに異なるよう存在する周波数成分毎
の最大振幅位置のそれぞれの振幅を複数の振幅検出手段
によつて別個に検出することによつて、音波を周波数領
域のパラレルの電気信号に従来に比して一段と簡易な構
成で高速に変換することができる。The vibrating membrane is vibrated in the thickness direction by a sound wave,
The sound waves are converted into parallel electric signals in the frequency domain by separately detecting the respective amplitudes at the maximum amplitude positions for the respective frequency components differently present in the plane of the vibrating membrane by a plurality of amplitude detecting means. High-speed conversion can be achieved with a simpler configuration than in the past.
【0009】また本発明においては、音波を電気信号に
変換する音波電気信号変換手段と、音波電気信号変換手
段の出力信号を処理する信号処理手段とを有する音波処
理電子装置において、音波電気信号変換手段には、音波
で振動する振動膜と、この振動膜の複数位置のそれぞれ
の振幅を検出する複数の振幅検出手段とを設ける。振動
膜は、流体を媒体として音波が与えられて膜厚方向に振
動し、音波に含まれた全ての周波数成分のそれぞれの最
大振幅位置が面内で互いに異なる。複数の振幅検出手段
は、複数の最大振幅位置にそれぞれ対応して配置され、
複数の当該最大振幅位置のそれぞれの振幅を別個に検出
する。According to another aspect of the present invention, there is provided a sound processing electronic apparatus comprising a sound wave electric signal converting means for converting a sound wave into an electric signal, and a signal processing means for processing an output signal of the sound wave electric signal converting means. The means includes a vibrating membrane vibrating with a sound wave and a plurality of amplitude detecting means for detecting respective amplitudes at a plurality of positions on the vibrating membrane. The vibrating membrane is vibrated in the thickness direction by receiving a sound wave using a fluid as a medium, and the maximum amplitude positions of all the frequency components included in the sound wave are different from each other in the plane. The plurality of amplitude detection means are arranged corresponding to the plurality of maximum amplitude positions, respectively.
The respective amplitudes of the plurality of maximum amplitude positions are separately detected.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施例を詳述する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0011】図1において、1は全体として音波処理装
置としての音声認識装置を示し、音波としての音声2を
進行波型マイクロホン3に与える。進行波型マイクロホ
ン3は、音声2を周波数領域のパラレルの電気的音声信
号に実時間で直接に変換し、この電気的音声信号に基づ
いて例えば時分割多重したシリアルの音声データS1を
生成する。進行波型マイクロホン3は、この音声データ
S1をインタフエースケーブル5を介して信号処理手段
としてのコンピユータ6に与える。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a voice recognition device as a sound processing device as a whole, and a voice 2 as a sound wave is given to a traveling wave microphone 3. The traveling wave microphone 3 directly converts the sound 2 into a parallel electric sound signal in the frequency domain in real time, and generates, for example, time-division multiplexed serial sound data S1 based on the electric sound signal. The traveling wave microphone 3 supplies the audio data S1 to a computer 6 as a signal processing means via an interface cable 5.
【0012】コンピユータ6は、音声データS1に基づ
いて、ベクトル量子化された音声データを復号し、この
音声データを基準データと比較して音声2を実時間で認
識する。またコンピユータ6は、認識した音声2から意
味や内容を抽出し、この抽出結果に基づいて音声2の意
味や内容の文字を表示部7の表示画面8上に表示する。The computer 6 decodes the vector-quantized audio data based on the audio data S1, compares the audio data with reference data, and recognizes the audio 2 in real time. Further, the computer 6 extracts the meaning and content from the recognized voice 2 and displays the meaning and content of the voice 2 on the display screen 8 of the display unit 7 based on the extraction result.
【0013】進行波型マイクロホン3は、流体としての
空気中を伝わつて来た音声2をコーン形状の集音部9で
受けて、音声2の機械的振動を音波検出装置としての音
声電気信号変換部10に与える。音声電気信号変換部1
0は、時間領域の信号であるこの機械的振動を周波数領
域のパラレルの電気的信号である音声信号S2に実時間
で直接に変換し、この音声信号S2を電気的振幅信号生
成手段としての最大値検出部11に与える。The traveling wave type microphone 3 receives the sound 2 transmitted through the air as a fluid by the cone-shaped sound collection unit 9 and converts the mechanical vibration of the sound 2 into a sound electric signal as a sound wave detecting device. Give to part 10. Audio electric signal converter 1
0 directly converts this mechanical vibration, which is a signal in the time domain, into an audio signal S2, which is a parallel electrical signal in the frequency domain, in real time, and converts this audio signal S2 into a maximum as an electrical amplitude signal generating means. The value is given to the value detection unit 11.
【0014】最大値検出部11は、所定サンプリング期
間毎に音声信号S2のパラレルの信号毎の最大値を同時
に検出する。最大値検出部11は、電気信号S2のパラ
レルの信号毎の最大値をパラレルの標本化振幅信号とし
ての音声信号S3としてアナログデジタル変換手段とし
てのインタフエース部12に与える。インタフエース部
12は、音声信号S3をコンピユータ6の音声情報伝送
用フオーマツトに従つて符号化すると共に、時分割多重
してシリアルの音声データS1を生成する。The maximum value detecting section 11 simultaneously detects the maximum value of each parallel signal of the audio signal S2 for each predetermined sampling period. The maximum value detector 11 supplies the maximum value of each parallel signal of the electric signal S2 as an audio signal S3 as a parallel sampling amplitude signal to an interface unit 12 as analog-to-digital conversion means. The interface unit 12 encodes the audio signal S3 in accordance with the audio information transmission format of the computer 6, and performs time division multiplexing to generate serial audio data S1.
【0015】音声電気信号変換部10は、紙面に平行な
断面が略三角形の外箱13を有し、この外箱13内に振
動膜としての進行波型振動膜14及び電極支持板15が
配設されている。The audio-electrical signal converter 10 has an outer box 13 having a substantially triangular cross section parallel to the plane of the drawing, in which a traveling wave type vibrating film 14 as a vibrating film and an electrode support plate 15 are arranged. Has been established.
【0016】図2(A)に示すように、外箱13は、上
面及び底面が矩形であり、両側面が三角形状であり、全
体として楔形状に形成されている。外箱13は、進行波
型振動膜14を支える進行波型振動膜ささえ板16と、
矩形の電極支持板(図示せず)15とによつて両側面間
が接続されている。これにより、外箱13は、空気を満
たす内部の空間が2つに分割されて、進行波型振動膜1
4の上下にそれぞれ上階室17及び下階室18が配置さ
れている。また外箱13は、最も奥に孔19が配置され
ており、この孔19によつて上階室17及び下階室18
内の空気を連絡し静止空気圧差を生じないようになされ
ている。As shown in FIG. 2 (A), the outer box 13 has a rectangular top and bottom surfaces, triangular sides, and is formed in a wedge shape as a whole. The outer case 13 includes a traveling wave type diaphragm supporting plate 16 that supports the traveling wave type diaphragm 14,
Both sides are connected by a rectangular electrode support plate (not shown) 15. As a result, the inner space of the outer case 13 that fills the air is divided into two, and the traveling wave type vibrating membrane 1 is divided.
An upper floor room 17 and a lower floor room 18 are respectively arranged above and below the 4. The outer box 13 is provided with a hole 19 at the innermost position, and the upper hole room 17 and the lower floor room 18 are formed by the hole 19.
The inside air is communicated so as not to generate a static air pressure difference.
【0017】外箱13は、音声2の振動に共振しない十
分に硬い材質で形成されており、所定の厚さと進行波型
振動膜14を全て収納するサイズとをもつ。また外箱1
3は、長軸と直交する面内の断面積が奥に向かうに従つ
て所定の率で減少し、孔19によつて奥を終端すること
によつて、音声2の振動に対する反射をほぼ無くしてい
る。The outer case 13 is formed of a sufficiently hard material that does not resonate with the vibration of the sound 2 and has a predetermined thickness and a size that accommodates all the traveling wave type vibration film 14. Outer box 1
3 is that the cross-sectional area in a plane orthogonal to the long axis decreases at a predetermined rate toward the back, and the back of the sound is terminated by the hole 19, thereby substantially eliminating the reflection of the sound 2 against the vibration. ing.
【0018】進行波型振動膜ささえ板16は、音声2の
振動に共振しない十分に硬い材質でなる。進行波型振動
膜14は、細長い矩形に形成されており、対向した2つ
の長辺が進行波型振動膜ささえ板16によつて支えられ
ている。また進行波型振動膜14は、音声2の振動周波
数に対する選択度Qが低く設定されている。The traveling wave type diaphragm supporting plate 16 is made of a sufficiently hard material that does not resonate with the vibration of the sound 2. The traveling wave type vibrating film 14 is formed in an elongated rectangular shape, and two opposing long sides are supported by a traveling wave type vibrating film support plate 16. The traveling wave type vibration film 14 has a low selectivity Q with respect to the vibration frequency of the sound 2.
【0019】これにより、音声2が上階室17の開口部
20に与えられ、孔19及び下階室18を介して下階室
18の開口部21へ抜ける期間に、進行波型振動膜14
には、膜厚方向の振動が発生する。この振動は、進行波
型振動膜14の長軸に沿つて進む進行波によつて発生す
る。As a result, the sound 2 is given to the opening 20 of the upper floor room 17 and passes through the hole 19 and the lower floor room 18 to the opening 21 of the lower floor room 18.
Causes vibration in the thickness direction. This vibration is generated by a traveling wave traveling along the long axis of the traveling wave type vibration film 14.
【0020】図2(B)に示すように、進行波型振動膜
14は、上階室17の開口部20側の短辺22の幅が
0.1〔mm〕、上階室17最奥側の短辺23の幅が 0.5〔m
m〕、全長24が35〔mm〕程度の金属薄膜で形成されて
いる。これにより、進行波型振動膜14に発生する進行
波は、 100〔μsec 〕毎に35〔mm〕進み、人間の可聴周
波数帯域内の周波数成分をもつ。また進行波型振動膜1
4上には、この周波数帯域(20〔Hz〕〜20〔KHz〕)の
全周波数成分のそれぞれ最大振幅位置が進行波型振動膜
14の長軸に沿つて周波数順に存在する。As shown in FIG. 2B, the traveling-wave vibrating membrane 14 has a width of the short side 22 on the opening 20 side of the upper floor chamber 17.
0.1 [mm], width of short side 23 on the innermost side of upper floor room 17 is 0.5 [m
m], and the entire length 24 is formed of a metal thin film of about 35 [mm]. As a result, the traveling wave generated in the traveling wave type vibrating film 14 advances by 35 [mm] every 100 [μsec] and has a frequency component within the human audible frequency band. Traveling wave type vibrating membrane 1
4, the maximum amplitude positions of all the frequency components in this frequency band (20 [Hz] to 20 [KHz]) are present in order of frequency along the long axis of the traveling wave type vibration film 14.
【0021】因みに、進行波に含まれた周波数成分のそ
れぞれの最大振幅位置は、周波数が高くなるに従つて、
進行波型振動膜14の短辺22に近接する。これらの形
状、寸法は人間の蝸牛管のモデル化によつて得たデータ
に基づいて設定されている。これにより、上述の音声認
識の際に、音声2を人間と同様の聴感特性で認識するこ
とができると考えられる。Incidentally, the maximum amplitude position of each of the frequency components included in the traveling wave increases as the frequency increases.
It is close to the short side 22 of the traveling wave type vibration film 14. These shapes and dimensions are set based on data obtained by modeling a human cochlea. Thus, it is considered that the speech 2 can be recognized with the same audible characteristics as a human in the above-described speech recognition.
【0022】図2(C)に示すように、電極支持板15
上には、一定の微小間隙によつて電気的に相互に分離さ
れた複数の振幅検出手段としての電極25が進行波型振
動膜14の長軸方向に沿つて等間隔で複数(図中には2
0個を示す)配列されている。複数の電極25全体の長
さは、進行波型振動膜14の全長24に等しい。全ての
電極25は、進行波型振動膜14の下面に近接して平行
に対向している。また図2(D)に示すように、複数の
電極25は、細長い矩形に形成されており、長手方向が
進行波型振動膜14の短軸方向と平行に配置されてい
る。これにより、複数の電極25のそれぞれの位置は、
進行波型振動膜14上に周波数順に存在する周波数成分
毎の最大振幅位置に順次対応している。As shown in FIG. 2C, the electrode support plate 15
On the upper side, a plurality of electrodes 25 as a plurality of amplitude detecting means electrically separated from each other by a fixed minute gap are arranged at equal intervals along the longitudinal direction of the traveling wave type vibrating film 14 (in FIG. Is 2
0 is shown). The entire length of the plurality of electrodes 25 is equal to the total length 24 of the traveling wave type vibration film 14. All the electrodes 25 are opposed in parallel in proximity to the lower surface of the traveling wave type vibration film 14. Further, as shown in FIG. 2D, the plurality of electrodes 25 are formed in an elongated rectangular shape, and the longitudinal direction is arranged in parallel with the short axis direction of the traveling wave type vibration film 14. Thereby, each position of the plurality of electrodes 25 is
It corresponds to the maximum amplitude position for each frequency component existing on the traveling wave type vibration film 14 in order of frequency.
【0023】複数の電極25は、進行波型振動膜14の
うち対向した複数の部分領域の振幅に応じた静電電圧を
それぞれ生成して最大値検出部11に与えることにな
る。すなわち、図3に示すように、複数の電極25は、
それぞれの電位をパラレルの音声信号S2として最大値
検出部11に同時に与える。図4に示すように、複数の
電極25は、最大値検出部11内の複数の微小コンデン
サ26の一端にそれぞれ接続されている。複数の微小コ
ンデンサ26の他端は、最大値検出部11内の定電圧源
27の陽極に共通に接続されている。定電圧源27の陰
極及び進行波型振動膜14は接地され、同一電位となつ
ている。The plurality of electrodes 25 generate electrostatic voltages corresponding to the amplitudes of a plurality of opposing partial regions of the traveling wave type vibrating film 14 and supply the generated electrostatic voltages to the maximum value detecting unit 11. That is, as shown in FIG.
Each potential is applied to the maximum value detection unit 11 at the same time as a parallel audio signal S2. As shown in FIG. 4, the plurality of electrodes 25 are respectively connected to one ends of the plurality of micro capacitors 26 in the maximum value detection unit 11. The other ends of the plurality of minute capacitors 26 are commonly connected to the anode of the constant voltage source 27 in the maximum value detection unit 11. The cathode of the constant voltage source 27 and the traveling wave type vibration film 14 are grounded and have the same potential.
【0024】これにより、複数の電極25は、進行波型
振動膜14との間にそれぞれ微小な浮遊容量(図中、点
線のコンデンサで示す)が発生する。従つて、複数の電
極25は、進行波型振動膜14との距離に応じた静電電
圧VC を生成する。この静電電圧VC は、定電圧源27
の陽極電圧をEとし、浮遊容量をCfloatとし、微小コ
ンデンサ26の固定容量をCfix として、VC =E×C
fix /(Cfix +Cfloat )で求められる。As a result, a small floating capacitance (indicated by a dotted-line capacitor in the figure) is generated between the plurality of electrodes 25 and the traveling-wave-type vibrating membrane 14. Therefore, the plurality of electrodes 25 generate an electrostatic voltage V C according to the distance from the traveling wave type vibration film 14. The electrostatic voltage V C is a constant voltage source 27
, The stray capacitance is C float , the fixed capacitance of the micro capacitor 26 is C fix , and V C = E × C
fix / (C fix + C float ).
【0025】それぞれの電極25に発生する浮遊容量C
float は、それぞれの電極25と進行波型振動膜14と
の間の距離に応じて決まる。この距離は、複数の電極2
5に対向した進行波型振動膜14のそれぞれの部分領域
の振幅に応じて増減する。これにより、複数の電極25
は、進行波型振動膜14のうちそれぞれ対向した複数の
部分領域の振幅に応じた静電電圧VC を生成することに
なる。The stray capacitance C generated at each electrode 25
The float is determined according to the distance between each electrode 25 and the traveling wave type vibrating film 14. This distance is determined by the number of electrodes 2
5 is increased or decreased in accordance with the amplitude of each partial region of the traveling wave type vibration film 14 opposed to 5. Thereby, the plurality of electrodes 25
Generates an electrostatic voltage V C according to the amplitudes of a plurality of opposing partial regions of the traveling wave type vibration film 14.
【0026】上述したように、複数の電極25のそれぞ
れの位置は、進行波型振動膜14上に周波数順に存在す
る周波数成分毎の最大振幅位置に順次対応している。こ
れにより、複数の電極25は、進行波型振動膜14が対
応する周波数帯域の周波数成分を周波数順に実時間で別
個に弁別していることになる。また上述したように、複
数の電極25全体の長さは進行波型振動膜14と同一で
ある。これにより、複数の電極25は、進行波型振動膜
14が対応する周波数帯域の上下端付近の周波数成分を
含む電極25と同数の周波数成分を弁別している。As described above, each position of the plurality of electrodes 25 sequentially corresponds to the maximum amplitude position for each frequency component existing on the traveling wave type vibrating membrane 14 in order of frequency. Accordingly, the plurality of electrodes 25 separately discriminate the frequency components of the frequency band corresponding to the traveling wave type vibration film 14 in real time in the order of frequency. Further, as described above, the entire length of the plurality of electrodes 25 is the same as that of the traveling wave type vibration film 14. Thereby, the plurality of electrodes 25 discriminate the same number of frequency components as the electrodes 25 including the frequency components near the upper and lower ends of the frequency band corresponding to the traveling wave type vibrating film 14.
【0027】従つて、複数の電極25は、音声2の周波
数帯域の上下端付近の周波数成分を含む電極25と同数
の周波数成分を周波数順に実時間で別個に弁別し、弁別
したそれぞれの周波数成分の振幅に応じた静電電圧VC
を生成することになる。複数の電極25は、生成したそ
れぞれの静電電圧VC をパラレルの音声信号S2として
複数の増幅器28に別個に与える。Accordingly, the plurality of electrodes 25 separately discriminate in real time the same number of frequency components as the electrodes 25 including the frequency components near the upper and lower ends of the frequency band of the sound 2 in real time, and each of the discriminated frequency components Voltage V C according to the amplitude of
Will be generated. A plurality of electrodes 25 gives the generated respective electrostatic voltage V C separately to a plurality of amplifier 28 as parallel audio signal S2.
【0028】複数の増幅器28は、パラレルの音声信号
S2をそれぞれ増幅し、パラレルの音声信号S4として
複数の標本化回路としての最大値検出回路29にそれぞ
れ与える。最大値検出回路29は、所定のサンプリング
期間、例えば10〔ms〕毎の音声信号S4の最大値を検出
し、この最大値を次のサンプリング期間まで保持する。
また最大値検出回路29は、保持した複数の最大値をパ
ラレルの音声信号S3としてインタフエース部12に与
える。インタフエース部12は、最大値検出回路29よ
り与えられた音声信号S3をこれに応じたデジタルデー
タに符号化すると共に、時分割多重してシリアルの音声
データS1を生成する。The plurality of amplifiers 28 amplify the parallel audio signal S2, respectively, and supply the amplified signals to the maximum value detection circuit 29 as a plurality of sampling circuits as the parallel audio signal S4. The maximum value detection circuit 29 detects the maximum value of the audio signal S4 every predetermined sampling period, for example, every 10 [ms], and holds this maximum value until the next sampling period.
Further, the maximum value detection circuit 29 supplies the plurality of stored maximum values to the interface unit 12 as parallel audio signals S3. The interface unit 12 encodes the audio signal S3 supplied from the maximum value detection circuit 29 into digital data corresponding to the audio signal S3, and performs time division multiplexing to generate serial audio data S1.
【0029】ここで、f1 >fn とし、進行波に含まれ
た全ての周波数成分のうちn個の周波数f1 、f2 、…
…、fn-1 、fn にそれぞれ対応したn個の電極25を
設けて、音声2からパラレルの音声信号S3を得る過程
を説明する。但し、f1 は、最も開口部20寄りで最大
振幅となる周波数成分であり、fn は、最も孔19寄り
で最大振幅となる周波数成分であるとする。またnは、
必要な分解能に応じて設定されている。Here, it is assumed that f 1 > f n and n frequencies f 1 , f 2 ,... Of all the frequency components included in the traveling wave.
, F n−1 , f n are provided, and a process of obtaining a parallel audio signal S3 from the audio 2 by providing n electrodes 25 will be described. Here, it is assumed that f 1 is the frequency component having the maximum amplitude near the opening 20, and f n is the frequency component having the maximum amplitude near the hole 19. And n is
It is set according to the required resolution.
【0030】進行波型マイクロホン3の集音部9に到達
したときの音声2は、例えば図5(A)に示した時間領
域の信号波形30をもつ。図5(B)に示すように、あ
る時刻t1 に、進行波型振動膜14上の進行波の周波数
領域の低周波数成分31による進行波型振動膜14の振
幅は、開口部20側で小さく、孔19側に移動するに従
つて大きくなる。またこの低周波数成分31による進行
波型振動膜14の振幅は、進行波型振動膜14の孔19
寄りのある位置で最大値となる。The sound 2 when it reaches the sound collecting section 9 of the traveling wave type microphone 3 has, for example, a signal waveform 30 in the time domain shown in FIG. As shown in FIG. 5B, at a certain time t 1 , the amplitude of the traveling wave type vibration film 14 due to the low frequency component 31 in the frequency domain of the traveling wave on the traveling wave type vibration film 14 changes at the opening 20 side. It becomes smaller as it moves toward the hole 19 side. The amplitude of the traveling wave type vibration film 14 due to the low frequency component 31 is the same as that of the hole 19 of the traveling wave type vibration film 14.
It becomes the maximum value at the position where there is a shift.
【0031】一方、進行波の周波数領域の高周波数成分
32による進行波型振動膜14の振幅は、開口部20側
で大きく、孔19側に移動するに従つて小さくなる。ま
たこの高周波数成分32による進行波型振動膜14の振
幅は、開口部20寄りのある位置で最大となる。On the other hand, the amplitude of the traveling wave type vibrating membrane 14 due to the high frequency component 32 in the traveling wave frequency domain is large on the opening 20 side and becomes smaller as it moves toward the hole 19 side. Further, the amplitude of the traveling wave type vibration film 14 due to the high frequency component 32 becomes maximum at a position close to the opening 20.
【0032】このようにして、時刻t1 の進行波型振動
膜14の振幅は、進行波に含まれた全ての周波数成分の
合成振幅の包絡線33で表されることになる。また時刻
t1の進行波型振動膜14の長軸方向に沿つたそれぞれ
の位置の振幅は、進行波のそれぞれの周波数成分の強度
に応じた大きさとなる。これにより、n個の電極25
は、この包絡線33が示す振幅に応じてそれぞれの浮遊
容量Cfloat が変化して、この浮遊容量Cfloat に応じ
た静電電圧VC をそれぞれ発生させることになる。従つ
て、図5(C)に示すように、n個の最大値検出回路2
9は、この包絡線33のそれぞれの周波数成分の位置の
振幅に対応したn個の最大値ei をそれぞれ検出する。As described above, the amplitude of the traveling wave type diaphragm 14 at the time t 1 is represented by the envelope 33 of the combined amplitude of all the frequency components included in the traveling wave. Further, the amplitude of each position along the long axis direction of the traveling wave type vibration film 14 at the time t 1 has a magnitude corresponding to the intensity of each frequency component of the traveling wave. Thereby, the n electrodes 25
Changes the respective stray capacitances C float in accordance with the amplitude indicated by the envelope 33, and generates an electrostatic voltage V C corresponding to the stray capacitance C float . Therefore, as shown in FIG. 5C, n maximum value detection circuits 2
9 detects n maximum values e i corresponding to the amplitudes of the positions of the respective frequency components of the envelope 33.
【0033】最大値検出部11が検出したn個の最大値
ei の合成値eMAX は、i=1、2、……n−1、nと
して、eMAX =(e1 ,e2 ,……en-1 ,en )とな
る。これは、合成値eMAX が、サンプリング期間毎の音
声2の周波数帯域をn個に区切つて得た複数の周波数帯
域をそれぞれ代表した複数の周波数成分の強度値を要素
として周波数順に配列した集合いわゆるベクトルである
ことを意味する。The composite value e MAX of the n maximum values e i detected by the maximum value detection unit 11 is i MAX = (e 1 , e 2 , n), where i = 1, 2,... ... e n-1 , e n ). This is a so-called set in which the synthesized value e MAX is arranged in the order of frequency using, as elements, intensity values of a plurality of frequency components each representing a plurality of frequency bands obtained by dividing the frequency band of the sound 2 into n pieces for each sampling period. Means a vector.
【0034】最大値検出部11は、検出したn個の最大
値ei をパラレルに音声信号S3としてインタフエース
部12に与えて、n個の最大値ei をそれぞれ符号化さ
せる。これにより、符号化された合成値eMAX は、コン
ピユータ6によつて容易に処理することができるサンプ
リング期間毎のベクトル量子化データに変換されたこと
になる。The maximum value detecting section 11 supplies the detected n maximum values e i in parallel to the interface section 12 as an audio signal S3, and encodes the n maximum values e i . Thus, the encoded synthesized value e MAX is converted into vector quantized data for each sampling period that can be easily processed by the computer 6.
【0035】以上の構成において、ユーザが音声2を与
えると、進行波型マイクロホン3は、音声2を周波数領
域のパラレルの音声信号S2に実時間で変換し、この音
声信号S2に基づいてサンプリング期間毎に合成値e
MAX を生成する。続いて、進行波型マイクロホン3は、
サンプリング期間毎に合成値eMAX のn個の最大値ei
をそれぞれ符号化し、符号化データを時分割多重してシ
リアルの音声データS1を生成する。コンピユータ6
は、この音声データS1に基づいて、サンプリング期間
毎の合成値eMAX を復号し、時系列の合成値eMAX を直
ちに得ることになる。In the above configuration, when the user gives the voice 2, the traveling wave microphone 3 converts the voice 2 into a parallel voice signal S2 in the frequency domain in real time, and performs a sampling period based on the voice signal S2. Composite value e for each
Generate MAX . Subsequently, the traveling wave microphone 3
N maximum values e i of the composite value e MAX for each sampling period
, And time-division multiplexes the encoded data to generate serial audio data S1. Computer 6
Decodes the synthesized value e MAX for each sampling period based on the audio data S1, and immediately obtains the time-series synthesized value e MAX .
【0036】これにより、コンピユータ6は、時間領域
の音声データをサンプリング期間毎に区切る処理と、サ
ンプリング期間毎の時間領域の音声データをソフトウエ
アによつて高速フーリエ変換してベクトル量子化する作
業が不要となる。これは、ユーザが与えた音声2の意味
や内容の文字を表示部7の表示画面8上に表示するまで
に必要な3段階の処理のうち、連続して与えられた音声
2をコンピユータ6自身で処理できる信号形態であるベ
クトル量子化した音声データに変換する第1段階の処理
をコンピユータ6側から無くすことができることを意味
する。Thus, the computer 6 performs the process of dividing the audio data in the time domain for each sampling period, and the operation of performing the fast Fourier transform by software to quantize the vector in the time domain audio data for each sampling period. It becomes unnecessary. This means that, of the three steps required to display the character of the meaning and the content of the voice 2 given by the user on the display screen 8 of the display unit 7, the continuously provided voice 2 is converted into the computer 6 itself. Means that the processing of the first stage for converting into the vector-quantized audio data which is a signal form that can be processed by the computer 6 can be eliminated from the computer 6 side.
【0037】これによりコンピユータ6は、周波数領域
の音声データとコンピユータ6に登録されている音声の
基準パターンとの類似度を例えばホルマントの位置や出
現頻度により定量化する第2段階の処理に直ちに移るこ
とができる。第3段階において、コンピユータ6は、第
2段階における定量結果に基づいて、定量化対象の音声
データに対応する言葉を選択し、選択した言葉を表示画
面8上に表示する。このようにして、コンピユータ6
は、第2及び第3段階の処理だけに専念することができ
ることにより、音声2を認識するに必要な時間を従来に
比して格段的に短縮することができる。As a result, the computer 6 immediately shifts to the second stage processing for quantifying the similarity between the audio data in the frequency domain and the reference pattern of the audio registered in the computer 6 based on, for example, the formant position and appearance frequency. be able to. In the third stage, the computer 6 selects a word corresponding to the voice data to be quantified based on the result of the quantification in the second stage, and displays the selected word on the display screen 8. Thus, the computer 6
Can concentrate on only the processing of the second and third stages, so that the time required for recognizing the voice 2 can be significantly reduced as compared with the related art.
【0038】以上の構成によれば、音声2により進行波
型振動膜14の長軸方向に進む進行波を発生させ、進行
波型振動膜14の長軸方向に互いに異なるように存在す
る周波数成分毎の最大振幅位置のそれぞれの振幅を複数
の電極25によつて別個に検出することによつて、音声
2を周波数領域のパラレルの音声信号S2に従来に比し
て一段と簡易な構成で高速に変換することができる。According to the above configuration, the traveling wave generated in the major axis direction of the traveling wave type vibration film 14 is generated by the sound 2, and the frequency components existing differently from each other in the major axis direction of the traveling wave type vibration film 14 are generated. By separately detecting the amplitude of each maximum amplitude position by the plurality of electrodes 25, the sound 2 can be converted into a parallel sound signal S2 in the frequency domain at a higher speed with a simpler configuration than in the past. Can be converted.
【0039】また進行波型マイクロホン3が実時間でn
個パラレルに生成した音声信号S2からサンプリング期
間毎にn個の最大値ei を生成しそれぞれ符号化してベ
クトル量子化データを生成することにより、音声認識処
理の大部分を占めるサンプリング期間毎のベクトル量子
化処理が進行波型マイクロホン3で完了してしまう。こ
れにより、コンピユータ6側の音声認識処理の負担を各
段的に減少させることができる。従つて、コンピユータ
6は、音声2の意味論的な部分のみを一段と高度のレベ
ルで扱つて認識することができるようになる。The traveling wave type microphone 3 is n in real time.
By generating n maximum values e i for each sampling period from the audio signal S2 generated in parallel for each sampling period and encoding them to generate vector quantized data, a vector for each sampling period that occupies most of the voice recognition processing is generated. The quantization process is completed by the traveling wave microphone 3. Thereby, the burden of the voice recognition processing on the computer 6 side can be reduced step by step. Therefore, the computer 6 can handle and recognize only the semantic portion of the speech 2 at a higher level.
【0040】なお上述の実施例においては、進行波型マ
イクロホン3が、音声2を実時間で変換して生成したパ
ラレルの音声信号S2に基づいて、シリアルの音声デー
タS1を生成する場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、パラレルの音声信号S2に基づいて、コンピ
ユータ6が容易に扱うことができるパラレルの音声デー
タを生成する場合にも適用し得る。この場合にも上述と
同様の効果を得ることができる。因みに、インタフエー
ス方式は特に限定されないが、通信速度が進行波型マイ
クロホン3の分解能に対応していることが必要である。
このため、ultra fast SCSI やserial SCSI 等の高速の
インタフエース方式が望ましい。In the above-described embodiment, the case where the traveling wave microphone 3 generates the serial audio data S1 based on the parallel audio signal S2 generated by converting the audio 2 in real time has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a case where parallel audio data that can be easily handled by the computer 6 is generated based on the parallel audio signal S2. In this case, the same effect as described above can be obtained. Incidentally, the interface system is not particularly limited, but the communication speed needs to correspond to the resolution of the traveling wave microphone 3.
For this reason, a high-speed interface system such as ultra fast SCSI or serial SCSI is desirable.
【0041】また上述の実施例においては、複数の電極
25の静電容量変動を検知する際に、複数の電極25に
直流電圧を印加する場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、高周波電圧を印加する場合にも適用でき
る。これにより、直流バランスを改善することができ
る。In the above-described embodiment, the case where a DC voltage is applied to the plurality of electrodes 25 when detecting a change in the capacitance of the plurality of electrodes 25 has been described. However, the present invention is not limited to this. It is also applicable when applying a high frequency voltage. Thereby, DC balance can be improved.
【0042】さらに上述の実施例においては、進行波型
振動膜14に電位を与える際、進行波型振動膜14を金
属薄膜で形成し、接地ラインに接続する場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、任意の材質の振動膜を
形成しこの振動膜面上に金属薄膜を付着して接地ライン
に接続する場合や、振動膜をエレクトレツト帯電するフ
イルム等の静電的に帯電する部材で形成したりこの部材
を振動膜面上に付着する場合にも適用できる。Further, in the above-mentioned embodiment, the case where the traveling wave type vibration film 14 is formed of a metal thin film and is connected to the ground line when the potential is applied to the traveling wave type vibration film 14 has been described. The present invention is not limited to this. A vibrating film of any material is formed and a thin metal film is adhered on the vibrating film surface to be connected to a ground line, or the vibrating film is electrostatically charged such as a film for electret charging. The present invention can also be applied to a case where the member is formed of a member or the member is attached to the surface of the diaphragm.
【0043】さらに上述の実施例においては、進行波型
振動膜14の振幅を検出する際、複数の電極25を進行
波型振動膜14の下方にだけ配置する場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、図6に示すように、電極
25を進行波型振動膜14の両面に配置する場合にも適
用できる。この場合には、電極25に接続する最大値検
出部内のコンデンサ26と電極25とをブリツジ接続し
て検出感度を上げることができる。Further, in the above-described embodiment, the case where the plurality of electrodes 25 are arranged only below the traveling wave type vibration film 14 when detecting the amplitude of the traveling wave type vibration film 14 has been described. The present invention is not limited to this, and can be applied to the case where the electrodes 25 are arranged on both surfaces of the traveling wave type vibration film 14 as shown in FIG. In this case, the detection sensitivity can be increased by bridging the electrode 26 with the capacitor 26 in the maximum value detection unit connected to the electrode 25.
【0044】例えば図7に示すように、電極25及び進
行波型振動膜14間の浮遊容量34と最大値検出部内の
コンデンサ26との2つの接続中点の電圧を2つのハイ
入力インピーダンスのバツフア35及び36にそれぞれ
与える。バツフア35及び36は、接続中点の電圧をそ
れぞれ増幅して電圧増幅器37に与え、差動増幅させ
る。電圧増幅器37は、出力をコンデンサ38を介して
交流成分だけを整流回路に与える。For example, as shown in FIG. 7, the voltage at the two connection midpoints between the stray capacitance 34 between the electrode 25 and the traveling wave type vibrating film 14 and the capacitor 26 in the maximum value detection unit is converted into two high input impedance buffers. 35 and 36 respectively. The buffers 35 and 36 respectively amplify the voltage at the connection midpoint and supply the amplified voltage to the voltage amplifier 37 for differential amplification. The voltage amplifier 37 supplies an output via the capacitor 38 to the rectifier circuit with only the AC component.
【0045】整流回路は、ダイオード39及び40とコ
ンデンサ41及び42とがブリツジ接続されており、ダ
イオード39及びコンデンサ41の接続中点の電圧と、
ダイオード40及びコンデンサ42の接続中点の電圧と
を最大値検出回路43に与える。最大値検出回路43
は、サンプリング期間毎に整流回路の出力の最大値を検
出し、この検出結果をアナログデジタル変換回路44に
与える。アナログデジタル変換回路44は、デジタル化
した音声データを例えばマイクロコンピユータに与え
る。In the rectifier circuit, the diodes 39 and 40 and the capacitors 41 and 42 are bridge-connected, and the voltage at the connection point between the diode 39 and the capacitor 41 is
The voltage at the midpoint of connection between the diode 40 and the capacitor 42 is supplied to the maximum value detection circuit 43. Maximum value detection circuit 43
Detects the maximum value of the output of the rectifier circuit for each sampling period, and supplies the detection result to the analog-to-digital conversion circuit 44. The analog-to-digital conversion circuit 44 supplies the digitized audio data to, for example, a micro computer.
【0046】さらに上述の実施例においては、進行波型
振動膜14に近接して対向した複数の電極25の静電容
量変動に基づいて、進行波型振動膜14の長軸方向のそ
れぞれの位置の振幅を検出する場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、振動膜の所定位置の振幅を任意
の方式、例えば光学的現象、電磁気的現象、圧電現象に
よつて検出する場合にも適用できる。Further, in the above-described embodiment, each position in the long axis direction of the traveling wave type vibration film 14 is determined on the basis of the capacitance variation of the plurality of electrodes 25 which are close to and opposed to the traveling wave type vibration film 14. We described the case of detecting the amplitude of
The present invention is not limited to this, and can be applied to a case where the amplitude at a predetermined position of the vibrating membrane is detected by an arbitrary method, for example, an optical phenomenon, an electromagnetic phenomenon, or a piezoelectric phenomenon.
【0047】さらに上述の実施例においては、進行波型
マイクロホン3をコンピユータ6の外部に配置し、進行
波型マイクロホン3が生成した音声データS1をインタ
フエースケーブル5を介してコンピユータ6に与える場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、進行波型
マイクロホン3をコンピユータ内部に配設する場合にも
適用できる。この場合には、音声電気信号変換部10が
実時間でパラレルに生成した電気的音声信号を所定期間
毎にサンプリングしそれぞれ符号化して生成したパラレ
ルの音声データをコンピユータ用インタフエース手段を
介さず、メモリセルに直接に展開することができる。Further, in the above-described embodiment, the case where the traveling wave type microphone 3 is arranged outside the computer 6 and the audio data S1 generated by the traveling wave type microphone 3 is supplied to the computer 6 via the interface cable 5 is described. As described above, the present invention is not limited to this, and can be applied to a case where the traveling wave microphone 3 is provided inside the computer. In this case, the audio-electrical-signal conversion unit 10 samples and encodes the electric audio signal generated in parallel in real time at predetermined time intervals, and generates and encodes the parallel audio data without passing through the computer interface means. It can be directly expanded to memory cells.
【0048】さらに上述の実施例においては、進行波型
振動膜14が全長24が35〔mm〕程度の金属薄膜で形成
されている場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、任意の周波数帯域の音波による振動が発生するよ
う、任意の基板、例えば集積回路を形成する基板上に任
意の処理工程、例えば集積回路と同一工程で振動膜を小
型に形成しても良い。Further, in the above embodiment, the case where the traveling wave type vibrating film 14 is formed of a metal thin film having a total length 24 of about 35 [mm] has been described. A vibrating film may be formed in a small size on an arbitrary substrate, for example, a substrate on which an integrated circuit is formed, in an arbitrary processing step, for example, the same step as the integrated circuit, so that vibration due to sound waves in a frequency band is generated.
【0049】さらに上述の実施例においては、外箱13
の内部に空気を満たす場合について述べたが、本発明は
これに限らず、空気以外の任意の流体を満たす場合にも
適用できる。Further, in the above embodiment, the outer box 13
Although the case where the inside is filled with air has been described, the present invention is not limited to this, and can be applied to a case where any fluid other than air is filled.
【0050】さらに上述の実施例においては、人間の可
聴周波数帯域内の音声2をパラレルの音声信号S2に変
換する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
流体を媒体として与えた任意の周波数帯域の音波をパラ
レルの電気的音声信号に変換する場合にも適用できる。Further, in the above-described embodiment, the case where the sound 2 in the human audible frequency band is converted into the parallel sound signal S2 has been described, but the present invention is not limited to this.
The present invention is also applicable to a case where a sound wave in an arbitrary frequency band provided with a fluid as a medium is converted into a parallel electric sound signal.
【0051】さらに上述の実施例においては、進行波型
振動膜14が細長い矩形に形成されている場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、流体を媒体として与
えた任意の周波数帯域の音波により発生する膜厚方向の
振動の全ての周波数成分のそれぞれの最大振幅位置が面
内方向で互いに異なる限り、振動膜は任意の形状、例え
ば螺旋形状でも良い。Further, in the above-described embodiment, the case where the traveling wave type vibrating film 14 is formed in an elongated rectangular shape has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. As long as the maximum amplitude positions of all the frequency components of the vibration in the film thickness direction generated by the sound wave are different from each other in the in-plane direction, the vibration film may have an arbitrary shape, for example, a spiral shape.
【0052】さらに上述の実施例においては、複数の電
極25が、進行波型振動膜14が対応する周波数帯域の
上下端付近の周波数成分を含む周波数成分を連続して弁
別する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
複数の振動検出手段の相互の間隔を広げて最小限の特定
周波数帯域の周波数成分を検出する場合にも適用でき
る。また人間の可聴周波数帯域のうち例えば中音域だけ
の周波数成分の振幅を数個の振幅検出手段により最小限
の分解能で検出する場合にも適用できる。これにより、
人間の音声認識処理の際に例えば4つの周波数帯域だけ
からパラレルな電気的音声信号を生成し、この4つパラ
レルな電気的音声信号に基づいて量子化データを生成す
ることにより、コンピユータの音声認識処理を高速化し
たり、全体の構成を簡略化することができる。また最小
限の周波数帯域や最小限の分解能に設定することにより
振動膜を短くすることができる。Further, in the above-described embodiment, the case where the plurality of electrodes 25 continuously discriminate the frequency components including the frequency components near the upper and lower ends of the frequency band corresponding to the traveling wave type vibration film 14 has been described. The present invention is not limited to this,
The present invention can also be applied to a case where the interval between a plurality of vibration detecting means is widened to detect a minimum frequency component in a specific frequency band. Further, the present invention can be applied to a case where the amplitude of a frequency component of, for example, only the middle sound range in the human audible frequency band is detected with a minimum resolution by several amplitude detecting means. This allows
At the time of human voice recognition processing, for example, a parallel electrical voice signal is generated only from four frequency bands, and quantized data is generated based on the four parallel electrical voice signals, thereby enabling computer voice recognition. The processing can be speeded up and the overall configuration can be simplified. By setting the minimum frequency band and the minimum resolution, the diaphragm can be shortened.
【0053】さらに上述の実施例においては、外箱13
が全体として楔形状に形成されている場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、流体を媒体とする任意の
周波数帯域の音波により振動膜に発生する膜厚方向の振
動の全ての周波数成分のそれぞれの最大振幅位置が振動
膜の面内方向で互いに異なるように形成する限り、振動
膜を収納する容器手段は任意の形状、例えば螺旋形状
や、両端に開口部をもつ筒形状でも良い。Further, in the above embodiment, the outer box 13
Has been described as a whole in the form of a wedge, but the present invention is not limited to this, and all frequencies of vibration in the film thickness direction generated in the vibration film by sound waves in an arbitrary frequency band using a fluid as a medium are described. As long as the maximum amplitude positions of the components are formed so as to be different from each other in the in-plane direction of the diaphragm, the container means for storing the diaphragm may have any shape, for example, a spiral shape or a cylindrical shape having openings at both ends. .
【0054】さらに上述の実施例においては、音声2を
コンピユータ6で認識する音声認識装置1に本発明を適
用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
音声電気信号変換部10が実時間でパラレルに生成した
電気的音声信号に基づいて抽出した音声の意味や内容に
応じた制御データを生成し、この制御データを与えて任
意の電子機器、例えばタイプライタ、ロボツト、ビデオ
カメラ、テレビジヨン受像機、コンピユータ、電話機、
自動車ナビゲーシヨン装置等を制御する場合や、抽出し
た音声の意味や内容に応じた音声情報を応答させる場合
にも適用できる。また音声電気信号変換部10が実時間
でパラレルに生成した電気的音声信号に基づいて話者が
発生した音声の例えばホルマントの位置や出現頻度を測
定して、話者を識別する場合にも適用できる。Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the voice recognition device 1 for recognizing the voice 2 by the computer 6 has been described, but the present invention is not limited to this.
The audio electric signal converter 10 generates control data corresponding to the meaning and content of the audio extracted based on the electric audio signal generated in parallel in real time, and gives this control data to any electronic device such as a type. Writers, robots, video cameras, television receivers, computers, telephones,
The present invention can also be applied to the case of controlling an automobile navigation device or the like, or the case of responding to voice information corresponding to the meaning and content of the extracted voice. Further, the present invention is also applicable to a case in which the position and appearance frequency of, for example, a formant of a voice generated by a speaker are measured based on an electric voice signal generated in parallel in real time by the voice electric signal converter 10 to identify the speaker. it can.
【0055】[0055]
【発明の効果】上述のように本発明によれば、音波によ
り振動膜を膜厚方向に振動させ、振動膜の面内に互いに
異なるよう存在する周波数成分毎の最大振幅位置のそれ
ぞれの振幅を複数の振幅検出手段によつて別個に検出す
ることによつて、音波を周波数領域のパラレルの電気信
号に従来に比して一段と簡易な構成で高速に変換し得る
音波検出装置及び音波処理装置を実現できる。As described above, according to the present invention, the vibration film is vibrated in the film thickness direction by the sound wave, and the amplitude of each of the maximum amplitude positions for each of the frequency components differently present in the plane of the vibration film is determined. A sound wave detection device and a sound wave processing device capable of converting a sound wave into a parallel electric signal in the frequency domain at a higher speed with a simpler configuration as compared with the related art by separately detecting by a plurality of amplitude detection means. realizable.
【図1】本発明による音波検出装置及び音波処理装置の
一実施例を示すブロツク図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a sound wave detecting device and a sound wave processing device according to the present invention.
【図2】音声電気信号変換部の説明に供する略線図であ
る。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a sound electric signal conversion unit;
【図3】複数の電極の接続状態を示すブロツク図であ
る。FIG. 3 is a block diagram showing a connection state of a plurality of electrodes.
【図4】最大値検出部の構成を示す接続図である。FIG. 4 is a connection diagram illustrating a configuration of a maximum value detection unit.
【図5】時間領域の音声の振動から周波数領域の電気的
な音声信号への直接変換の説明に供する信号波形図であ
る。FIG. 5 is a signal waveform diagram for explaining direct conversion from vibration of time-domain sound to electrical sound signal in a frequency domain.
【図6】他の実施例の複数の電極配置を示す略線的構成
図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating a plurality of electrode arrangements according to another embodiment.
【図7】他の実施例の複数の電極による振動膜の振動状
態を検出する最大値検出回路を示す接続図である。FIG. 7 is a connection diagram illustrating a maximum value detection circuit for detecting a vibration state of a vibration film by a plurality of electrodes according to another embodiment.
1……音声認識装置、2……音声、3……進行波型マイ
クロホン、4……ケーブルコネクタ、5……インタフエ
ースケーブル、6……コンピユータ、7……表示部、8
……表示画面、9……集音部、10……音声電気信号変
換部、11……最大値検出部、12……インタフエース
部、13……外箱、14……進行波型振動膜、15……
電極支持板、16……進行波型振動膜ささえ板、17…
…上階室、18……下階室、19……孔、20、21…
…開口部、22、23……短辺、25……電極、26…
…微小コンデンサ、27……定電圧源、28……増幅
器、29、43……最大値検出回路、30……時間領域
の信号波形、31……低周波数成分、32……高周波数
成分、33……包絡線、34……浮遊容量、35、36
……バツフア、37……電圧増幅器、38、41、41
……コンデンサ、39、40……ダイオード、44……
アナログデジタル変換回路。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Voice recognition apparatus, 2 ... Voice, 3 ... Traveling wave type microphone, 4 ... Cable connector, 5 ... Interface cable, 6 ... Computer, 7 ... Display part, 8
...... Display screen, 9 ... Sound collection unit, 10 ... Audio electric signal conversion unit, 11 ... Maximum value detection unit, 12 ... Interface unit, 13 ... Outer box, 14 ... Travel wave type diaphragm , 15 ...
Electrode support plate, 16 ... Traveling wave type diaphragm support plate, 17 ...
... upper floor room, 18 ... lower floor room, 19 ... holes, 20, 21 ...
... opening, 22, 23 ... short side, 25 ... electrode, 26 ...
... A minute capacitor, 27... A constant voltage source, 28... An amplifier, 29, 43... A maximum value detection circuit, 30... A time-domain signal waveform, 31. …… Envelope, 34 …… Stray capacitance, 35, 36
… Buffer, 37… voltage amplifier, 38, 41, 41
... capacitors, 39, 40 ... diodes, 44 ...
Analog-to-digital conversion circuit.
Claims (19)
向に振動し、上記音波に含まれた全ての周波数成分のそ
れぞれの最大振幅位置が面内で互いに異なる振動膜と、 複数の上記最大振幅位置にそれぞれ対応して配置され、
複数の当該最大振幅位置のそれぞれの振幅を別個に検出
する複数の振幅検出手段とを具えることを特徴とする音
波検出装置。1. A vibrating membrane which is vibrated in a film thickness direction upon application of a sound wave using a fluid as a medium, and in which the maximum amplitude positions of all frequency components included in the sound wave are different from each other in a plane. It is arranged corresponding to each maximum amplitude position,
A plurality of amplitude detecting means for separately detecting respective amplitudes of the plurality of maximum amplitude positions.
進行波によつて発生することを特徴とする請求項1に記
載の音波検出装置。2. The sound wave detecting device according to claim 1, wherein the vibration is generated by a traveling wave propagating in an in-plane direction of the vibrating film based on the sound wave.
伝播することを特徴とする請求項2に記載の音波検出装
置。3. The sound wave detecting device according to claim 2, wherein the vibrating film is formed to be elongated, and the traveling wave propagates in a longitudinal direction of the vibrating film.
検出装置。4. The sound wave detecting device according to claim 1, wherein said vibrating film is made of a metal thin film.
とを特徴とする請求項1に記載の音波検出装置。5. The sound wave detecting device according to claim 1, wherein the vibrating film has a metal thin film adhered on a film surface made of an arbitrary material.
1に記載の音波検出装置。6. The sound wave detecting device according to claim 1, wherein the vibrating film has a member that is electrostatically charged.
電極であり、上記最大振幅位置との間に発生した浮遊容
量に応じた電位を出力することを特徴とする請求項1に
記載の音波検出装置。7. The amplitude detecting means is an electrode arranged in proximity to at least one surface of the vibrating membrane, and outputs an electric potential according to a stray capacitance generated between the electrode and the maximum amplitude position. The sound wave detection device according to claim 1, wherein:
徴とする請求項1に記載の音波検出装置。8. The sound wave detecting device according to claim 1, wherein the vibrating film vibrates at least in a human audible frequency band.
ことを特徴とする請求項1に記載の音波検出装置。9. The sound wave detecting device according to claim 1, wherein at least the vibrating film is formed on a substrate.
出結果に対応した複数の電気的振幅信号を生成する電気
的振幅信号生成手段を有することを特徴とする請求項1
に記載の音波検出装置。10. An electric amplitude signal generating means for generating a plurality of electric amplitude signals corresponding to respective detection results of said plurality of amplitude detecting means.
The sound wave detection device according to claim 1.
化振幅信号を生成する標本化回路を有することを特徴と
する請求項10に記載の音波検出装置。11. The sound wave according to claim 10, wherein said electric amplitude signal generating means has a sampling circuit which samples said electric amplitude signal at a predetermined timing to generate a sampled amplitude signal. Detection device.
特徴とする請求項11に記載の音波検出装置。12. The sound wave detecting apparatus according to claim 11, wherein said sampled amplitude signal is a maximum value of said electric amplitude signal every predetermined period.
変換するアナログデジタル変換手段を有することを特徴
とする請求項11又は請求項12に記載の音波検出装
置。13. The sound wave detecting apparatus according to claim 11, further comprising an analog-to-digital converter for converting said sampled amplitude signal into digital data.
応じたデータに変換して出力するインタフエース手段を
有することを特徴とする請求項11に記載の音波検出装
置。14. The sound wave detecting apparatus according to claim 11, further comprising an interface means for converting the digital data into data according to an external processing method and outputting the converted data.
変換手段と、上記音波電気信号変換手段の出力信号を処
理する信号処理手段とを有する音波処理装置において、 上記音波電気信号変換手段は、 流体を媒体として上記音波が与えられて膜厚方向に振動
し、上記音波に含まれた全ての周波数成分のそれぞれの
最大振幅位置が面内で互いに異なる振動膜と、 複数の上記最大振幅位置にそれぞれ対応して配置され、
複数の当該最大振幅位置のそれぞれの振幅を別個に検出
する複数の振幅検出手段とを具えることを特徴とする音
波処理装置。15. A sound wave processing apparatus comprising: a sound wave electric signal converting means for converting a sound wave into an electric signal; and a signal processing means for processing an output signal of the sound wave electric signal converting means. The sound wave is given by using the fluid as a medium and vibrates in the film thickness direction, and the maximum amplitude positions of all the frequency components included in the sound wave are different from each other in the plane. Each is arranged correspondingly,
A sound processing apparatus comprising: a plurality of amplitude detecting means for separately detecting respective amplitudes of the plurality of maximum amplitude positions.
求項15に記載の音波処理装置。16. The sonicator according to claim 15, wherein the vibrating membrane vibrates in a human audible frequency band.
ることを特徴とする請求項15に記載の音波処理装置。17. The sonication device according to claim 15, wherein at least the vibrating film is formed on a substrate.
数の上記検出結果に基づいて、上記音声の特徴を抽出
し、当該抽出結果に基づいて当該音声を認識することを
特徴とする請求項16に記載の音波処理装置。18. The signal processing means extracts features of the sound based on a plurality of detection results generated in the same period by a plurality of amplitude detection means, and outputs the sound based on the extraction result. The sonicator according to claim 16, wherein the recognition is performed.
し、当該制御データを任意の被制御対象に与えて当該被
制御対象を制御することを特徴とする請求項18に記載
の音波処理装置。19. The signal processing means generates control data according to the meaning of the recognized voice, and supplies the control data to an arbitrary controlled object to control the controlled object. The sonicator according to claim 18, wherein
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8227712A JPH1056679A (en) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | Sound wave detecting device and sound wave processing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8227712A JPH1056679A (en) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | Sound wave detecting device and sound wave processing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1056679A true JPH1056679A (en) | 1998-02-24 |
Family
ID=16865175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8227712A Pending JPH1056679A (en) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | Sound wave detecting device and sound wave processing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1056679A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8253578B2 (en) | 2006-05-12 | 2012-08-28 | Panasonic Corporation | Smoke sensor of the sound wave type including a smoke density estimation unit |
| WO2013119093A1 (en) * | 2012-02-10 | 2013-08-15 | 서울대학교 산학협력단 | Cochlear implant apparatus for active feedback control, and method for same |
| CN108769882A (en) * | 2018-07-03 | 2018-11-06 | 惠州学院 | The frequency partitions the MEMS matrix microphone sensor of environmental noise monitoring |
-
1996
- 1996-08-08 JP JP8227712A patent/JPH1056679A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8253578B2 (en) | 2006-05-12 | 2012-08-28 | Panasonic Corporation | Smoke sensor of the sound wave type including a smoke density estimation unit |
| WO2013119093A1 (en) * | 2012-02-10 | 2013-08-15 | 서울대학교 산학협력단 | Cochlear implant apparatus for active feedback control, and method for same |
| KR101346710B1 (en) * | 2012-02-10 | 2014-01-16 | 한국기계연구원 | Cochlear implant device with active feedback control, the method |
| US9656072B2 (en) | 2012-02-10 | 2017-05-23 | Korea Institute Of Machinery & Materials | Cochlear implant apparatus for active feedback control and active feedback control method for the same |
| CN108769882A (en) * | 2018-07-03 | 2018-11-06 | 惠州学院 | The frequency partitions the MEMS matrix microphone sensor of environmental noise monitoring |
| CN108769882B (en) * | 2018-07-03 | 2024-04-05 | 惠州学院 | MEMS frequency partition matrix microphone sensor for environmental noise monitoring |
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