JPS59105695A - 音声ポ−ズ認識方法 - Google Patents

音声ポ−ズ認識方法

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JPS59105695A
JPS59105695A JP58220467A JP22046783A JPS59105695A JP S59105695 A JPS59105695 A JP S59105695A JP 58220467 A JP58220467 A JP 58220467A JP 22046783 A JP22046783 A JP 22046783A JP S59105695 A JPS59105695 A JP S59105695A
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JP
Japan
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short
recognition method
average value
time average
Prior art date
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JP58220467A
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English (en)
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ベルント・ゼルバツハ
ペ−タ・ヴアリイ
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Koninklijke Philips NV
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
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    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
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    • G10L25/87Detection of discrete points within a voice signal
    • GPHYSICS
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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】 本発明は、雑音を重畳される音声信号における音声ポー
ズ(pause )を認識する方法に関する。
この形式方法は、例えば、音響的擾乱のある環境から電
話通話を行う揚台雑音信号を抑圧するために必要である
。音声ポーズに当り雑音信号の特性パラメータを測定し
、これを用いて、送信すべき信号の送信前に、送信すべ
き信号から、適応形フィルタを使用して雑音をほぼ完全
に除去するようにする。
ドイツ特許第2.45547号明細書第10醐には、次
の方法により、音声ポーズをアナログ方式で認識する装
置が開示されており、すなわち、音声信号を長さの等し
い音声信号部分Gこ分割し、各音声信号部分を整流しか
つ平均値を求めることによって各音声信号部分の平均音
量に比例する電圧値を求め、最後に、数個の音声信号部
分の平均値を求めることにより、通話の平均ラウンド゛
ネスに比例する別の電圧値を導出している。そして、こ
れら2つの平均値を比較することにより、音声信号部分
が音声ポーズに関連するか否かを決定するように1して
いる。
上記の音声ポーズ認識方法では、例えば、無声音部によ
り音声信号における総電力が殆んど低減されてしまうこ
と、従って、関連する音声信号部分が誤って音声ポーズ
として認識されてしまうことは考慮されていない。従来
のポーズ認識方法ではかかる誤った決定は、雑音信号が
音声信号に重畳される範囲が大きくなるに従って一層頻
繁に行われる。
そこで本発明の目的は、上記誤った決定を防止する、擾
乱された音声信号における音声ポーズ認識方法を提供す
るにある。更に本発明の目的は、ディジタル方式により
、平均雑音電力が緩慢に変化する場合にも音声ポーズを
認識できる音声ポーズ認識方法を提供するにある。
かかる目的を達成するため本発明の音声ポーズ認識方法
は、 (イ)約100m秒の周期を有するクロックの各クロッ
ク瞬時に次の3つの量を決定し、即ちクロック瞬時T(
n−1)およびT(n)の間に位置する擾乱きれた音声
信号のすべてのサンプル値またはその自乗の平均値を示
す短時間平均値G(n)、 先行うロック瞬時Gこおける推定値P(n−1,)およ
び短時間平均値G(n)の関数として発生する雑音電力
の推定値P(n)、 瞬時短時間平均値から平滑化動作によって形成する平滑
化短時間平均値CG(n)、(ロ)各クロック瞬時T(
n)に、平滑化された短時間平均値GG(n)が、推定
値p(n)&こ依存する第一1閾値(S)より小さい状
態にあるか否かをチェックし、この状態が1回または数
回連続して満足された場合、音声ポーズが存在すること
を示す信号を発生することを特徴とする。
次に、図面につき本発明を説明する。
第1図に示したブロック図においては、端子Eに供給さ
れた、擾乱された音声信号からアナログ・ディジタル・
コンバータA/Dを介してサンプリング瞬時kTo(世
しkは自然数、1/Toはサンブリ、ング周波数)にサ
ンプル値x(k)が得られる。時間mToだけ離間され
たすべてのクロック瞬時’L’(n)に平均値発生器M
はm個の順次のサンプル値の合計からいわゆる短時間平
均イE+5. G (n )を発生し、これは次式%式
% サンプル値の合計からの算術平均は平均値として使用さ
れ、その理由は平均値は、例えば、実効値より少ない数
の要素と共に決定できるからである。各短時間平均値G
(n )は約100m秒の期間Gこわたる、擾乱された
音声信号の平均電力のほぼ目安となる。またこの情報お
よびサンプリング周波数Gこより、短時間平均値G(n
lの一つを決定するのに必要なサンプル値の数mが決ま
る。例えば、擾乱された音声信号を10 kHzでサン
プリングした場合、mはほぼ1000とする必要がある
。従って、はぼ1000個の順次のサンプル値から容量
G(lL G(2L −一一が得られる。
化動作の目的、形式および態様の詳細は後で説明する。
短時間平均値に対する平滑化動作と並列に1.第1図の
推定値発生装置PAを介して、平均雑音′m力すなわち
雑音信号の平均電力に対する推定値P(n)を決定する
。この推定値の詳細も後で説明する。第1図の比較器V
により、推定値P(n)に依存する閾値Sと、平滑化さ
れた短時間平均値CG(n)とを比較する。平滑化され
た短時間平均値GG(n)が閾値Sより小さい場合、ポ
ーズ指示装置ENに信号が供給される。装置ENがかか
る信号を、例えば、2個の順次のクロック一時T(n−
1)およびT(n)に供給された場合、装置ENはその
端子Aにおける特定出力信号により、音声ポーズが存在
することを示す。
第2図aは平均値発生器Mの出力信号AMの一例すなわ
ち短時間平均値G(13、G(2)、−−一の系列の一
例を糸す。第2図aにおいては出方信号AMは、その最
大絶対値が値1となるよう標準化されている。第2図に
示した振幅閾値は推定値P(n)(破線で示した下側の
閾値)および閾値S(実線で示した上側の閾値)に関連
する。第2図すは真のポーズPと関連する音声信号Sを
図面に示す。
上側の閾値に基づいてポーズの決定を行う必要がある場
合(このポーズ決定の結果を第2図0に示す)には、第
2図すおよびCを比較すれば明らかなよう(こ、多数の
誤った決定が行われる。上側の閾値を下方ヘシフトする
ことにより第2図Gに含まれる総電力の低減が起り、こ
れは音声ポーズに基づいておらず、ポーズの長さに関す
る情報が著しく損われる。
従って、本発明の方法では、ポーズの存在が決定される
以前に、再び線形ディジタル・フィルタと共に出力信号
A Mの平滑化を行い、線形ディジタル・フィルタまた
はメジアン・フィルタを介して3個の順次の短時間平均
値G(n)、 G(n−1>およびG(n−2)から、
平滑化された信号値GG(n)を得るようにする。
線形F波動作のためには、係数’/41 ’/2および
1/4を有するフィルタが有利であることを見出した。
メジアン戸波動作Gこおい、では、値に応じて例文は5
個の順次の短時間平均値G(n)、 −−−G(n−+
、)を配列し、平均値をフィルタの出力値CG(n)と
して読出す。第3図aは平均値発生器Mの入力信号を線
形ディジタル・フィルタで平滑化した信号を示す。第3
図すには音声信号における真の音声部および真のポーズ
を図面に示し、第3図Cは第2図Cと同様にして得られ
る音声部およびポーズを示す。線形平滑化動作のため、
第2および3図を比較すると明らかなように、電圧決定
の回数が著しく低減される。また、メジアン・フィルタ
で平滑化を行った場合にも、第4図Cから明らかなよう
に、誤った決定の回数が低減される。
擾乱された音声信号における一層短期間の著しい総電力
低減が誤ってポーズと判断されるのを防止する他の方法
では、例えば、著しい総電力低減が第2.3または4図
Gこおける高い方の振幅閾値・に達しない状態が2度起
るまで、著しい総電力低減が音声ポーズと判断されない
ようにする。
第2,3および4図Qこ示した振幅閾値は、先に述べた
ようGこ、第1図の推定値発生装置PAによって発生し
、特に、まず雑音電力の推定値P(n)を各瞬時T(n
) cこつき決定する。この量は雑音信号の平均電力の
近似的な目安となるものでなければならず、平均期間は
]秒程度である。
延長された音声ポーズ(かかる音声ポーズが認識される
態様は後で詳述する)の際の雑音電力の推定値P(n)
を実際の値Oこ調整するから、本発明の方法Gこよれば
、雑音信号の上記平均電力が緩慢にのみ変化する場合に
も、Vllち延長された音声ポーズか1または2秒程度
の期間Gこおいて定常と判断される場合にも、良好な結
果が得られる。
瞬時T(n)が延長された音声ポーズ内に存在する場合
、推定値P(n)は再び、先の推定値P(n−11)お
よび短時間平均値G(n)の線形合成として次式%式%
() に従って決定される。この式における定数αは0および
]の間の値であり・αの典型的な値は0.5である。延
長された音声ポーズが存在しない場合には、先の推定値
をそのまま維持し、ずなわちP(n)二P(n−1,)
とする。本発明方法の開始時における推定値は値ゼロに
選定する。
延長された音声ポーズを認識できるようにするため、2
個の順次の短時間平均値の大きさの差が閾値りより小さ
いか否かを連続的にチェックする。
例えば、K回連続して不等式 %式%() が満足された場合Gこは、これにより、延長された音声
ポーズの存在することが指示され、新たな推定値P(n
)が前式に従って決定される。閾値りは短時間平均値C
(n )に比例するよう選定して・例えば、すべての信
号をレベルを2倍にした場合Gこ同一結果が得られるよ
うにする。比例係数γおよび数には、この認識方法によ
る誤った決定の回数が可能な最小回数となるよう実験に
より決定ぎれ典型的な値はに−10およびγ二1゜■で
ある。
緩慢に変化する雑音電力に対する可能な最良推定値を得
るための他の方法では、推定値P(n−1)が短時間平
均値G(n>より小さい場合、各サンプリング瞬時に、
既存の推定値p(n−1)を固定値Cだけ増大するよう
Oこする。従って、不等式P(n−1)< G(nlが
満足きれる毎に、P(n、) = P(n−1) + 
cとなる。
定数Gは、妨害されない増大が起る場合推定値が1〜2
秒で過負荷レベルに到達するよう選定することができる
、一方、既存の推定値P(n−1)が瞬時短時間平均値
G(n)より大きい場合には、新たな推定値P(n)が
既存の推定値につき次式%式%() に従って低減され、この式は、新たな推定値を、先の推
定値および瞬時短時間平均値G(n)の線形合成として
示している。新たな推定値の低減は、定数βの値を1に
選定したとき、最も明確に認められる。その場合にはP
[n) = G(nl<P(n−1)とな・る。しかし
、定数βに対しては0.5の近辺の値が遥に有利である
ことを見出した。
ポーズが存在するか否かを決定するために使用する閾値
Sは推定値P(n)に比例する。閾値Sおよび推定値P
(n)の間の典型的な関係はS = 1.、IP(r+
)である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を実施するための装置の一例を示す
ブロック図、 第2,3および4図は本発明の作動説明図である。 A/D・・・アナログ・ディジタル・コンバータ14・
・・平均値発生器 PA・・・推定値発生装置 C7L・・・平滑化装置 ■・・・比較器 EN・・・ポーズ指示装置。 (IL IG1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L 雑音信号を重畳される音声信号における音声ポーズ
    を認識するに当り (イ)約100m秒の周期を有するクロックの各クロッ
    ク瞬時に次の3つの量を決定し・即ちクロック瞬時T(
    n−x)およびT(n)の間に位置する擾乱された音声
    信号のすべてのサンプル値またはその自乗の平均値を示
    す短時間平均値G(n)、 先行うロック瞬時(こおける推定値p(n−1)および
    短時間平均値G(n )の関数として発生する雑音電力
    の推定値P(n)、 瞬時短時間平均値C(n)および先行短時間平均値から
    平滑化動作によって形成する平滑化短時間平均値GG(
    n)、 (ロ)各クロック瞬時T(n)に、平滑化きれた短時間
    平均値GG(n)が、推定値P(n)に依存する第1閾
    値(S)より小さい状態にあるか否かをチェックし、こ
    の状態が1回または数回連続して満足された場合、音声
    ポーズが存在することを示す信号を発生することを特徴
    とする音声ポーズ認識方法。 a サンプル値の大きさの算術平均値を短時間平均値と
    して使用する特許請求の範囲第1項記載の音声ポーズ認
    識方法。 3 短時間平均値G(n) −C(n−1)の間の大き
    さの差が第2閾値(D)より小さい状態である場合およ
    びこの状態かに回の先行うロック瞬時に連続的に生じた
    場合、推定値を次式 %式%() Gこ従って決定しくここでαは第1定数)、かかる状態
    が生じない場合、推定値P(n)を先行推定値P(n4
    )に等しくする特許請求の範囲第1項記載の音声ポーズ
    認識方法。 本 不等式 %式%() が満足された場合、推定値P(n)を次式P(nl =
     P(n−1) + C に従って決定しくCは第2定数)、 上記不等式が満足されない場合、推定値P(n)を次式 %式%() に従って決定する(βは第8定数)特許請求の範囲第1
    項記載の音声ポーズ認識方法。 五 第1R値(S)を推定値P(n)に比例して選定す
    る特許請求の範囲第1項記載の音声ポーズ認識方法。 & 平滑化動作を8個の短時間平均値G(n)、C(n
    −1)およびG(n−2)につき次式に従って行い、こ
    こで各定数C8+ C’1+ 02ハゼロ以上であり、
    かつその和が1に等しい特許請求の範囲第1項記載の音
    声ポーズ認識方法。 7、 平滑化動作をメジアン・フィルタと共に行う特許
    請求の範囲第1項記載の音声ポーズ認識方法。 8 第2閾値(D)を短時間平均値G(n)に比例し。 て選定する特許請求の範囲第8項記載の音声ポーズ認識
    方法。
JP58220467A 1982-11-23 1983-11-22 音声ポ−ズ認識方法 Pending JPS59105695A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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DE19823243231 DE3243231A1 (de) 1982-11-23 1982-11-23 Verfahren zur erkennung von sprachpausen
DE32432313 1982-11-23

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JP (1) JPS59105695A (ja)
AU (1) AU561076B2 (ja)
CA (1) CA1203627A (ja)
DE (2) DE3243231A1 (ja)

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