JPS62149000A - 音声分析装置 - 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〕 本発明は音声分析装置の構成に関し、特と音声認識装置
において、帯域フィルタ群によって音７Ｉ・（スペクト
ル成分を抽出する方式の音声分析装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、音声認識装置等に用いる音声分析装置としては第
５図に示すような帯域フィルタ群に、Ｌっで音声スペク
トル成分の時間変化を分析する方法が広く用いられてい
る。すなわち、入力された音声信号を利得可変増幅器１
によって適当な揚幅に増幅し、次に６ｄＢ１０ｃｔの周
波数特性を持っ等化器２で高周波数成分を強調する。こ
カＬ　ｉＪ：　１１声伯号の周波数スペクトルが一定で
なく、高周波数成分はど減衰し、その傾きが一６ｄＢ１
０ｃｔとかっているからである。次に、分析する周波数
帯域の分割数Ｎに対応するＮ次の時分割多重スイｙイト
キャパシタで構成される帯域フィルタ群３によ、って入
力信号をＮチャンネルの周波数成分に分解［−７、整流
器４によって整流し、周波数成分毎に置かれた低域フィ
ルタ群５によって直流化してアナログ・ディジタル変換
器６によってディジタル信号に変換する。帯域フィルタ
群３は、例えば第６図に示すように構成することができ
る。各スイッチは第４図に示すようにオンオフする。す
なわち一定のクロックで相補的にオン、オフするスイッ
チφ。、φ８とｉ番目の帯域フィルタの選択時にスイッ
チφｌがオンするようなＮ個のスイッチφ１・・・・・
・、φ１゜・・・・・・φＮと、これらスイッチによっ
て入力端子と演算増幅器Ａ１の入力間、または演算増幅
器Ａ１の出力と演算増幅器Ａ２の入力間、または、演算
増幅器Ａ１の入出力間、または、演算増幅器Ａ２の入出
力間に接続され、または接地されるコンデンサ群（Ｃａ
ｌ　　（４２＋　”””＋　ＣａＮ＋　Ｃｂｌ　＋　Ｃ
ｂ２＋　”””　＋ＣｂＮ＋　Ｃｃｌ　＋　Ｃａ２　＋
　”””　＋　ＣｃＮ＋　ｃｉ　＋　Ｃ２＋　Ｃ３、Ｃ
４）を備えたスイッチトキャパシタフィルタで、Ｎ次の
時分割多重帯域フィルタが構成される。低域フィルタ群
５も同様に時分割多重スイッチトキャパシタフィルタで
構成される。これによって第４図に示す音声分析装置は
モノリシックＩＣで実現される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の音声分析装置において、帯」Ｊρフフィ
タ群を構成する演算増幅器で生じる直流オフセット等に
よりフィルタ内部で発生する入力直流オフセットは、そ
のフィルタ特性によって決゛まる係数倍されて出力直流
オフセットとして現れる。

帯域フィルタ群は、互いに周波数特性が異なるため入力
直流オフセットに掛る係数の値が異なり、出力直流オフ
セットが各帯域フィルタ毎に異なる。

したがって音声分析装置の出力端には、入力丁１声のス
ペクトル成分に各帯域フィルタで発生した直流オフセッ
トが重畳されて出力される。帯域フィルタ群がＮ個の帯
域フィルタによって構成される場合、各帯域フィルタの
出力と整流器の入力の間にコンデンサーを接続すること
により直流オフセットを消去することができるが、帯域
フィ、／Ｌり群と同数のコンデンサが必要なため、モノ
リシックＩＣ化する場合、チップ面積が極めて大きくな
るという欠点がある。特に、帯域フィルタ群をスイッチ
トキャパシタを用いた時分割多重方式によって実現する
場合、各フィルタ特性によって直流オフセットの大きさ
が異なるため、コンデンサによって直流オフセットをし
ゃ断することは不可能であるという欠点がある。

帯域フィルタ群によって音声スペクトルを分析すること
を特徴とする音声認識装置においては音声分析装置から
出力される音声スペクトルパターンを基準となる複数の
音声スペクトルパターンと比較し、最も類似しているパ
ターンを入力した音声のパターンと等しいと判断する。

したがって音声分析装置から出力される音声スペクトル
に直流オフセットが含まれる場合、本来の音声スペクト
ルパターンに誤差を含むため、認識率が低下するという
欠点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の音声分析装置は、音声入力信号を所望の振幅に
増幅する利得可変増幅器と前記利得可変増幅器の出力信
号の周波数特性を補正する等化量と前記等化器の出力信
号をＮ個の周波数帯域に分割する時分割多重方式の帯域
フィルタ群と、前Ｗｉ２帯域帯域フィルタ量力信号を整
流する整流器と、前記整流器の出力信号を直流信号に変
換する時分割多重方式の低域フィルタ群と、前記低域フ
ィルタの出力信号をディジタル信号に変換するアナログ
・ディジタル変換器によって構成される音声分析装置に
おいて、前記帯域フィルタ群と前記整流器との間に直流
信号をしゃ断する時分割多重方式の高域フィルタ群を接
続したことを特徴とする。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図で４！・。

る。音声信号は利得可変増幅器】に入力され、最大振幅
がダイナミックレンジ内に力るように調節される。次に
等化量２によって＋６ｄＢ１０ｃｊ　　の利得を持ち、
時分割多重スイッチトキャパシタフィルタで構成される
帯域フィルタ群３でＮ個の周波数成分に分解される。帯
域フィルタ群３の出力は、高域フィルタ群７に入力し、
帯域フィルタ群３の各帯域で発生した直流オフセットが
しゃ断さね、る。高域フィルタ群７の出力は整流器４で
整流され、時分割多重スイッチトキャパシタフィルタで
構成される低域フィルタ群５で直流信号に変換された後
、アナログ・ディジタル変換器６でティジタル信号に変
換される。

高域フィルタ群７は時分割多重スイッチトキャパシタフ
ィルタで実現され、例えば第２図のように構成すること
ができる。各スイッチは第４図に示すようにオンオフす
る。すなわち、一定のクロックで相補的にオン、オフす
るスイッチφ。、φ８とｉ番目の高域フィルタの選択時
にスイッチφｉがオンするようなＮ個のスイッチφ１．
・・・・・・、φ、。

・・・・・・、φＮとこれらのスイッチによって入力端
子と演算増幅器Ａの入力間、または演算増幅器Ａの入出
力間に接続され、または接地されるコンデンサ群Ｃ３１
Ｃａ２　＋・・・・・・ＩＣａＮ＋　Ｃｂｌ＋　Ｃｂ２
＋・・・・・・、ＣｂＮ＋ＣＩ）を備えたスイッチトキ
ャパシタフィルタでＮ次の時分割多重高域フィルタが構
成される。各高域フィルタの周波数特性を等しくするた
めコンデンサＣｌ１ｌ　＋　Ｃｉ２＋・・・・・・Ｉ　
ＣａＮけ各々等しく、寸だコンデンサＣｂｌ＋Ｃｂ２＋
・・・・・・＋ＣｂＮも各々等しい。

スイッチφ１．φ２．・・・・・・、φＮの各々がオン
オフする周期をＴとすれば、入力電圧ＶＩＮと出力［庄
ＶＯＵＴ間の伝達関数Ｈ（ｚ）は、 となる。ここで　ｉ＝ｘ、２．　・・・・・・、　　Ｎ
、　　ｚ＝・ｅｘｐ（ｊωＴ）であジωは入力信号の角
周波数である。

各高域フィルタの通過帯域における損失をＯｄＢとすれ
ば、しゃ断層波数ｆｃは となる。高域フィルタ群７のしゃ断層波数ｆｃｔＪ帯域
フィルタ群３の出力信号の損失を伴わ外〈するため、帯
域フィルタ群３の中心周波数の最小値よりも小さくなる
必要がある。しゃ断層波数ｆｃは積分容ｆ：Ｃ＋＋＋と
サンプリング容量Ｃ１の比ＶＣ反比例するため、し中断
周波数ｆｃが小さいとき、積分容ｔｅａ＋とサンプリン
グ容量Ｃ１の比が大きくなる。サンプリング容量Ｃ１の
大きさは容量の比精度で決まるため、積分容量Ｃ１Ｉの
値が大きくなる。積分容量Ｃａｔの総数は２Ｎ個である
から容量の占める面積が大きくなり、チップ面積が増大
する。第３図は、上記の欠点を含まない高域フィルタ群
である。すなわち、第２図の高域フィルタ群においてス
イッチφ。と演算増幅器Ａの出力端子間に演算増幅器Ａ
の出力電圧■ｏＵＴを分圧する抵抗ｒ１＋ｒ２を接続す
る。このとき、入力電圧ＶＩＮと出力電圧ｖｏｔｙ’ｒ
間の伝達関数Ｈ（ｚ）は、となる。しゃ断層波数ｆｃは
、 となる。したがってしゃ断層波数ｆ。は抵抗ｒ１＋ｒ２
と抵抗ｒ１の比に反比例するため、抵抗ｒ１＋ｒ２と抵
抗ｒ１の比を大きくすることによって、積分容量の小さ
な、モノリシックＩＣに好適な高吠フィルタ群を構成す
ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、帯域フィルタ群を用いた
音声分析装置において、帯域フィルタ群の出力と整流器
の間に直流オフセットをしや断する高域フィルタ群を接
続し、各フィルタ群を時分割多重スイッチトキャパシタ
フィルタによって構成することによって帯域フィルタ群
で発生し各帯域フィルタで大きさの異なる直流オフセッ
トヲシゃ断し、よシ高精度且つモノリシックＩＣに好適
な音声認識装置を実現する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の高域フィルタ群７の一例を示す第１の回路図、
第３図は第１図の高域フィルタ群７の一例を示す第２の
回路図、第４図は第２図、第３図および第６図のスイッ
チの動作を示すタイムチヤード、第５図は従来の音声分
析装置を示すブロック図、第６図は第５図の帯域フィル
タ群の一例を示す回路図。 １・・・・・・利得可変増幅器、２・・・・・・等化量
、３・・・・・・帯域フィルタ群、４・・・・・・整流
器、５・・・・・・低域フィルタ群、６・・・・・・ア
ナログ・ディジタル変換器、７・・・・・・帯域フィル
タ群 （φ１．φ２．・・・・・・、φＮ）・・・・・・時分
割多重用スイッチφ。、φ。・・・・・・スイッチトキ
ャパシタ用スイッチ（Ｃａｌ＋Ｃａ２＋・・・・・・＋
　ＣａＮ＋　Ｃｂｌ＋　Ｃｂ２＋・・・・・・＋ＣｂＮ
＋Ｃｃｌ＋Ｃｃ２＋”””＋ＣｃＮ＋Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３
＋　Ｃ４）・・・・・・コンデンサー Ａ、、ＡＩ、Ａ２・・・・・・演算増幅器ｒｘ＋ｒ２・
・・・・・抵抗 ′（。 第２　図 壬 も３　■

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 音声入力信号を所望の振幅に増幅する利得可変増幅器と
   、前記利得可変増幅器の出力信号の周波数特性を補正す
   る等化器と、前記等化器の出力信号をＮチャンネルの周
   波数帯域に分割する時分割多重方式の帯域フィルタ群と
   、前記帯域フィルタ群の出力信号を整流する整流器と、
   前記整流器の出力信号を直流信号に変換する時分割多重
   方式の低域フィルタ群と、前記低域フィルタ群の出力信
   号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル変
   換器によって構成される音声分析装置において、前記帯
   域フィルタ群と、前記整流器との間に直流信号をしゃ断
   する時分割多重方式の高域フィルタ群を接続したことを
   特徴とする音声分析装置。