(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定めた周波数幅（サブバンド）毎に、複数のマイクからそれぞれ入力された信号のパワーの和（サブバンドパワー）を計算する帯域別パワー計算部と、
前記サブバンド毎の雑音パワーを推定する帯域別ノイズ推定部と、
前記サブバンド毎に、サブバンドＳＮＲを計算し、一番大きなサブバンドＳＮＲを、当該マイクのＳＮＲとして出力する帯域別ＳＮＲ計算部と、
前記ＳＮＲを用いて音声・非音声を判定する音声・非音声判定部と、を備え、
前記帯域別ノイズ推定部は、前記サブバンドパワーをマイク毎に比較し、サブバンドパワーが大きいマイクと小さいマイクをそれぞれ一つずつ選択し、前記サブバンドパワーが大きい方のマイクの当該サブバンドに対応するサブバンド雑音パワーを、前記サブバンドパワーが小さいマイクのサブバンドパワーとする音声検出装置。
【請求項２】
前記帯域別ノイズ推定部は、その他のマイクのサブバンド雑音パワーを当該マイクのサブバンドパワーとする請求項１に記載の音声検出装置。
【請求項３】
前記サブバンドは、低周波数域では狭く、高周波数域では広い間隔となるよう設定されている請求項１または２に記載の音声検出装置。
【請求項４】
更に、前記複数のマイクから入力された信号の遅延を補正する遅延補正部を備える、請求項１、２、３いずれか一に記載の音声検出装置。
【請求項５】
更に、前記各マイクそれぞれの信号のパワーが大きく変化する時刻を測定しておき、それら時刻の差分を遅延時間として前記遅延補正部に出力する遅延時間測定部を備える、
請求項４に記載の音声検出装置。
【請求項６】
更に、前記複数のマイクから入力された信号の音量を補正する音量補正部を備える、請求項１乃至５いずれか一に記載の音声検出装置。
【請求項７】
更に、前記各マイクそれぞれの信号のパワーの比を計算し前記音量を補正する際の補正係数を前記音量補正部に出力する補正音量推定部を備える、
請求項６に記載の音声検出装置。
【請求項８】
更に、短時間に突発的な音を出力する突発音発生部を備える、
請求項５又は７に記載の音声検出装置。
【請求項９】
前記帯域別パワー計算部は、所定の周波数幅（サブバンド）毎に、所定の時間範囲の周波数毎のパワーの和（サブバンドパワー）を計算する請求項１乃至８いずれか一に記載の音声検出装置。
【請求項１０】
複数の話者がそれぞれのマイクから同時に発声することを許容する対話システムにおける音声区間を検出するための音声検出方法であって、
予め定めた周波数幅（サブバンド）毎に、複数のマイクからそれぞれ入力された信号のパワーの和（サブバンドパワー）を計算する帯域別パワー計算ステップと、
前記サブバンド毎の雑音パワーを推定する帯域別ノイズ推定ステップと、
前記サブバンド毎に、サブバンドＳＮＲを計算し、一番大きなサブバンドＳＮＲを、当該マイクのＳＮＲとして出力する帯域別ＳＮＲ計算ステップと、
前記ＳＮＲを用いて音声・非音声を判定する音声・非音声判定ステップと、を含み、
帯域別ノイズ推定ステップにおいて、前記サブバンドパワーをマイク毎に比較し、サブバンドパワーが大きいマイクと小さいマイクをそれぞれ一つずつ選択し、前記サブバンドパワーが大きい方のマイクの当該サブバンドに対応するサブバンド雑音パワーを、前記サブバンドパワーが小さいマイクのサブバンドパワーとすることを特徴とする音声検出方法。
【請求項１１】
前記帯域別ノイズ推定ステップにおいて、その他のマイクのサブバンド雑音パワーを当該マイクのサブバンドパワーとする請求項１０に記載の音声検出方法。
【請求項１２】
前記サブバンドは、低周波数域では狭く、高周波数域では広い間隔となるよう設定されている請求項１０または１１に記載の音声検出方法。
【請求項１３】
更に、前記複数のマイクから入力された信号の遅延を補正する遅延補正ステップを含む請求項１０、１１、１２いずれか一に記載の音声検出方法。
【請求項１４】
更に、前記各マイクそれぞれの信号のパワーが大きく変化する時刻を測定しておき、それら時刻の差分を遅延時間として出力する遅延時間測定ステップを含み、
前記遅延補正ステップにおいて、前記遅延時間分の補正を行なう請求項１３に記載の音声検出方法。
【請求項１５】
更に、前記複数のマイクから入力された信号の音量を補正する音量補正ステップを含む請求項１０乃至１４いずれか一に記載の音声検出方法。
【請求項１６】
更に、前記各マイクそれぞれの信号のパワーの比を計算し、前記音量を補正する際の補正係数を出力する補正音量推定ステップを含み、
前記音量補正ステップにおいて、前記補正係数を用いた補正を行なう請求項１５に記載の音声検出方法。
【請求項１７】
更に、短時間に突発的な音を出力する突発音発生部からの出力信号に基づいて、前記各マイクそれぞれの信号の遅延時間又はパワーの比を計算する請求項１４又は１６に記載の音声検出方法。
【請求項１８】
前記帯域別パワー計算ステップにおいて、所定の周波数幅（サブバンド）毎に、所定の時間範囲の周波数毎のパワーの和（サブバンドパワー）を計算する請求項１０乃至１７いずれか一に記載の音声検出方法。
【請求項１９】
複数の話者がそれぞれのマイクから同時に発声することを許容する対話システムにおける音声区間を検出するためにコンピュータに実行させる音声検出プログラムであって、
予め定めた周波数幅（サブバンド）毎に、複数のマイクからそれぞれ入力された信号のパワーの和（サブバンドパワー）を計算する帯域別パワー計算処理と、
前記サブバンド毎の雑音パワーを推定する帯域別ノイズ推定処理と、
前記サブバンド毎に、サブバンドＳＮＲを計算し、一番大きなサブバンドＳＮＲを、当該マイクのＳＮＲとして出力する帯域別ＳＮＲ計算処理と、
前記ＳＮＲを用いて音声・非音声を判定する音声・非音声判定処理と、を前記コンピュータに実行させ、
前記帯域別ノイズ推定処理において、前記サブバンドパワーをマイク毎に比較し、サブバンドパワーが大きいマイクと小さいマイクをそれぞれ一つずつ選択し、前記サブバンドパワーが大きい方のマイクの当該サブバンドに対応するサブバンド雑音パワーを、前記サブバンドパワーが小さいマイクのサブバンドパワーとする処理を実行する音声検出プログラム。
【請求項２０】
前記帯域別ノイズ推定処理において、その他のマイクのサブバンド雑音パワーを当該マイクのサブバンドパワーとする請求項１９に記載の音声検出プログラム。
【請求項２１】
前記サブバンドは、低周波数域では狭く、高周波数域では広い間隔となるよう設定されている請求項１９または２０に記載の音声検出プログラム。
【請求項２２】
更に、前記複数のマイクから入力された信号の遅延を補正する遅延補正処理を実行させる請求項１９、２０、２１いずれか一に記載の音声検出プログラム。
【請求項２３】
前記各マイクそれぞれの信号のパワーが大きく変化する時刻を測定しておき、それら時刻の差分を遅延時間として出力する遅延時間測定処理を実行させ、
前記遅延補正処理において、前記遅延時間分の補正を行なう請求項２２に記載の音声検出プログラム。
【請求項２４】
更に、前記複数のマイクから入力された信号の音量を補正する音量補正処理を実行させる請求項１９乃至２３いずれか一に記載の音声検出プログラム。
【請求項２５】
更に、前記各マイクそれぞれの信号のパワーの比を計算し、前記音量を補正する際の補正係数を出力する補正音量推定処理を実行させ、
前記音量補正処理において、前記補正係数を用いた補正を行なう請求項２４に記載の音声検出プログラム。
【請求項２６】
更に、短時間に突発的な音を出力する突発音発生部を作動させ、該突発音発生部からの出力信号に基づいて、前記各マイクそれぞれの信号の遅延時間又はパワーの比を計算する請求項２３又は２５に記載の音声検出プログラム。
【請求項２７】
前記帯域別パワー計算処理において、所定の周波数幅（サブバンド）毎に、所定の時間範囲の周波数毎のパワーの和（サブバンドパワー）を計算する請求項１９乃至２６いずれか一に記載の音声検出プログラム。
【請求項２８】
請求項１９乃至２７いずれか一に記載の音声検出プログラムを格納した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願についての記載）
本発明は、日本国特許出願：特願２００８−１３９５４１号（２００８年５月２８日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、音声検出装置、音声検出方法、音声検出プログラム及び記録媒体に関し、特に、複数の話者がそれぞれのマイクから同時に発声することを許容する対話システムにおける音声区間を検出するための音声検出装置、音声検出方法、音声検出プログラム及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、２つのマイクの出力をそれぞれ周波数帯域に分割し、これらマイクの位置に起因して変化するマイクに到達する各音響信号のパラメータ値の差を検出し、この検出差をもとに、各音響信号の周波数成分を選択して音源を分離し、目的音と目的外の音との周波数特性の違いにより識別し、目的外の音を周波数軸上で抑圧し、その出力を音源信号に合成する収音方法が開示されている。【０００３】
特許文献２には、入力時系列信号を信号分離部により分離し、分離信号に含まれる雑音成分を、複数の分離信号を用いて、雑音推定部で推定し、雑音除去部では、分離信号から推定した雑音を除去する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−０８１９００号公報
【特許文献２】特開２００５−３０８７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
なお、上記特許文献１、２の全開示内容はその引用をもって本書に繰込み記載する。以下の分析は、本発明によって与えられたものである。
上記した特許文献１、２の方法は、複数の話者の音声が重なる（クロストーク）区間の音声検出が正確にできないという問題点がある。その理由を以下に説明する。上記した特許文献１、２の方法は、一旦各マイクの周波数パワーの大小比較をした後、所定の帯域あるいは全帯域の周波数パワーを足し合わせることで全体のパワーを計算する。その結果、クロストーク区間のうち、全体的なパワーが大きい方の話者の声が優先されることになる。【０００６】
例えば、マイクＡの前にいる話者Ａが発声している最中に、マイクＢの前にいる話者Ｂが発声した場合を考える。この場合、話者Ａの音声のパワーと話者Ｂの音声のパワーの大小が入れ替わる時刻にて検出区間の入れ替えが起こる。このとき、話者Ａについては発声が終了しないうちに検出が打ち切られ、話者Ｂについては、発声が始まってしばらく後に検出が始まるという状況になることが考えられる。更に、話者Ａと話者Ｂの発声のタイミングによっては、マイクＡ、マイクＢの音声が細切れに検出されることになることも考えられる。【０００７】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、複数の話者がそれぞれのマイクから同時に発声することを許容する対話システムにおける上記クロストーク区間の音声検出を高精度に行なうことのできる音声検出装置、音声検出方法、音声検出プログラム及び記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の視点によれば、予め定められた周波数幅（サブバンド）毎に、複数のマイクからそれぞれ入力された信号のパワーの和（サブバンドパワー）を計算する帯域別パワー計算部と、前記サブバンド毎の雑音パワーを推定する帯域別ノイズ推定部と、前記サブバンド毎に、サブバンドＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を計算し、一番大きなサブバンドＳＮＲを、当該マイクのＳＮＲとして出力する帯域別ＳＮＲ計算部と、前記ＳＮＲを用いて音声・非音声を判定する音声・非音声判定部と、を備える音声検出装置が提供される。【０００９】
本発明の第２の視点によれば、複数の話者がそれぞれのマイクから同時に発声することを許容する対話システムにおける音声区間を検出するための音声検出方法であって、予め定めた周波数幅（サブバンド）毎に、複数のマイクからそれぞれ入力された信号のパワーの和（サブバンドパワー）を計算する帯域別パワー計算ステップと、前記サブバンド毎の雑音パワーを推定する帯域別ノイズ推定ステップと、前記サブバンド毎に、サブバンドＳＮＲを計算し、一番大きなサブバンドＳＮＲを、当該マイクのＳＮＲとして出力する帯域別ＳＮＲ計算ステップと、前記ＳＮＲを用いて音声・非音声を判定する音声・非音声判定ステップと、を含む音声検出方法が提供される。【００１０】
本発明の第３の視点によれば、複数の話者がそれぞれのマイクから同時に発声することを許容する対話システムにおける音声区間を検出するためにコンピュータに実行させる音声検出プログラムであって、予め定めた周波数幅（サブバンド）毎に、複数のマイクからそれぞれ入力された信号のパワーの和（サブバンドパワー）を計算する帯域別パワー計算処理と、前記サブバンド毎の雑音パワーを推定する帯域別ノイズ推定処理と、前記サブバンド毎に、サブバンドＳＮＲを計算し、一番大きなサブバンドＳＮＲを、当該マイクのＳＮＲとして出力する帯域別ＳＮＲ計算処理と、前記ＳＮＲを用いて音声・非音声を判定する音声・非音声判定処理と、を前記コンピュータに実行させる音声検出プログラム及び該プログラムを格納した記録媒体が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数の話者の音声が重なる（クロストーク）区間の音声検出を高精度に行なうことが可能となる。その理由は、複数のマイクからそれぞれ入力された信号のパワーをサブバンド毎に集計して、サブバンドＳＮＲを計算し、一番大きなサブバンドＳＮＲを用いて当該マイクの音声・非音声の判定を行なうよう構成したことにある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る音声検出装置の構成を表したブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る音声検出装置の構成を表したブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る音声検出装置の構成を表したブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の音声検出装置の効果を説明するための音声検出装置の参考構成である。
【図５】クロストーク区間における音声検出の原理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［第１の実施形態］
続いて、本発明の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る音声検出装置の構成を表したブロック図である。図１を参照すると、本発明の第１の実施形態に係る音声検出装置は、帯域別パワー計算部２００と、帯域別ノイズ推定部２０２と、帯域別ＳＮＲ計算部２０３と、音声・非音声判定部１０４と、を備えた音声検出装置２０が示されている。なお、上記帯域別パワー計算部２００から音声・非音声判定部１０４までの各処理手段は、音声検出装置２０を構成するコンピュータに後記する各処理を実行させ、あるいは、該コンピュータを後記各処理手段として機能させるプログラムを用いて実現することができる。
【００１４】
帯域別パワー計算部２００は、周波数パワー計算部１０１と、帯域別パワー統合部２０１と、を含んで構成されている。
【００１５】
周波数パワー計算部１０１は、入力された信号を一定区間（例えば、１０ｍｓｅｃ）毎に切り出し、プリエンファシス、窓関数をかけるなどの処理を行った後、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）を行う。周波数パワー計算部１０１は、ＦＦＴ後、一定の周波数間隔Ｍ毎のパワーを計算し、出力する。例えば、サンプリング周波数４４．１ｋＨｚの信号に対し、１０２４点でＦＦＴを行った場合、約４３Ｈｚ間隔毎のパワーを計算することができる。これらの処理は、同時に入力された複数のマイクの信号に対しそれぞれ行われる。なお、周波数毎のパワーは、ＦＦＴ後に得られた実数部と虚数部の２乗和を行うことで計算できる。ここで、このような一定の周波数毎のパワーを周波数パワーと定義する。
【００１６】
帯域別パワー統合部２０１は、周波数パワー計算部１０１で出力された周波数パワーを更に周波数間隔Ｎ（但し、Ｎ＞Ｍ）毎の和を計算する。ここで記述される周波数間隔Ｎをサブバンドと称する。また、このサブバンド毎のパワーをサブバンドパワーと呼ぶ。さらに、帯域別パワー統合部２０１は、予め定められた時間分のサブバンドパワーを保存し、その定められた時間分のサブバンドパワーの和を計算する。
【００１７】
サブバンドとしては、Ｎ＞Ｍとなる一定の周波数間隔Ｎを用いることができるが、帯域に応じて和をとる幅（周波数間隔）を変えるようにしてもよい。帯域に応じて和をとる幅（周波数間隔）を変える例としては、音声の主要な成分を強調して表現できるメル周波数毎の間隔を挙げることができる。メル周波数毎に和を計算する場合、低周波数領域においては細かな（狭い）間隔になり、高周波数領域については大まかな（広い）間隔になる。なお、サブバンドパワーを保存する期間は、一定の間隔でもよいし、また、各サブバンド毎にそれぞれサブバンドパワーの保存期間を個別に設定しても良い。
【００１８】
帯域別ノイズ推定部２０２は、サブバンド毎の雑音のパワーであるサブバンド雑音パワーを計算する。サブバンド雑音パワーはサブバンド毎に次の手順で計算することができる。まず、マイク毎にサブバンドパワーを比較し最もパワーの大きなマイクを選ぶ。次にマイク毎にサブバンドパワーを比較し、最小のパワーのマイクを選択し、その選ばれたマイクのサブバンドパワーを記憶する。最もパワーの大きなマイクに対応する、サブバンド雑音のパワーを前記記憶した最小のパワーとする。その他のマイクに対応する、サブバンド雑音パワーは各マイクのサブバンドパワーそのものとする。なお、その他のマイクの雑音のパワーをそのマイクのサブバンドパワーそのものとしているのは、回り込み音声による誤検出を抑制するためである。一方、一番パワーの大きなマイクは、雑音のパワーが最小のサブバンドパワーに置き換えられるため、ＳＮＲが引き上げられることになる。
【００１９】
上記帯域別ノイズ推定処理について図５を用いて説明する。サブバンドＳＢｎにおいて、話者Ａ（実線）の音声パワーが最も大きいと判定され、話者Ｂの音声（破線）が最も小さいと判定されている場合、話者Ａが用いるマイクのサブバンド雑音パワーは、話者Ｂのサブバンドパワーとなる。同様に、サブバンドＳＢｎ＋３において、話者Ｂ（破線）の音声パワーが最も大きいと判定され、話者Ａの音声（実線）が最も小さいと判定されている場合、話者Ｂが用いるマイクのサブバンド雑音パワーは、話者Ａのサブバンドパワーとなる。
【００２０】
帯域別ＳＮＲ計算部２０３は、各マイクについて、サブバンド毎にサブバンドパワーをサブバンド雑音パワーで割り、サブバンド毎の信号と雑音のパワー比（ＳＮＲ）を計算する。これをサブバンドＳＮＲと呼ぶ。このようにマイク毎に計算したサブバンドＳＮＲの中から最も大きな値のものを、そのマイクのＳＮＲとして選択する。
【００２１】
上記帯域別ＳＮＲ計算処理について図５を用いて説明する。話者Ａが用いるマイクのＳＮＲのすべてのサブバンドについてサブバンドＳＮＲが計算され、最も大きいサブバンドＳＮＲ（例えば、サブバンドＳＢｎのサブバンドＳＮＲ）が選択される。この値が話者ＡのＳＮＲとなる。同様に、話者Ｂが用いるマイクについても、すべてのサブバンドについてサブバンドＳＮＲが計算され、最も大きいサブバンドＳＮＲ（例えば、サブバンドＳＢｎ＋３のサブバンドＳＮＲ）が選択され、この値が話者ＢのＳＮＲとなる。
【００２２】
音声・非音声判定部１０４は、前記帯域別ＳＮＲ計算部２０３で計算されたＳＮＲを用いて、予め定められた閾値より小さい場合は非音声、予め定められた閾値より大きい場合は音声と判定する。
【００２３】
上記のように帯域別ＳＮＲ計算部２０３にて計算されるＳＮＲは、話者毎の声の性質や発声している内容の差で使っている周波数が違う場合があることを考慮したものとなっている（図５の話者Ａと話者Ｂの音声パワー波形参照）。つまり、クロストーク区間であっても、図５に示すようにサブバンドレベルでピークが異なれば、それぞれの音声を検出することが可能である。従って、複数の話者の音声が重なる（クロストーク）区間の音声検出の高精度化及び頑健性が確保される。
【００２４】
上記本実施形態の効果をより明らかにするため、以下、サブバンドパワーの集計を行なわない音声検出装置の構成を図４を用いて説明する。ノイズ推定部１０２は、周波数パワー計算部１０１にて計算された周波数パワーに基づいて雑音のパワーを計算する。雑音のパワーは次の手順で計算される。まず、マイクごとに周波数パワーを比較し、一番パワーの大きなマイクを選ぶ。次にマイク毎に周波数パワーを比較し、最小のパワーのマイクを選択する。一番パワーの大きなマイクに対応する、雑音のパワーを、前述の最小のパワーのマイクの最小のパワーとする。その他のマイクに対応する雑音のパワーは、そのマイクの周波数パワーそのものとする。
【００２５】
図４のＳＮＲ計算部１０３は、周波数毎に求められたパワーを全帯域に渡って足し合わせることで全帯域パワーを計算し、ノイズ推定部１０２において周波数毎に決定された雑音のパワーを全周波数に渡って足し合わせ全帯域雑音パワーを計算し、全帯域パワーを全帯域雑音パワーで割ることでＳＮＲを計算する。このＳＮＲは全マイクの信号に対してそれぞれ計算される。これは、図５の各波形全体の面積からＳＮＲを求める処理に相当し、このとき、全体の面積が小さい話者Ｂの音声は検出されないことになる。
【００２６】
このように図４の構成では、全帯域でＳＮＲを計算しているため、全体的なパワーが大きい方の話者の声が優先されることになる。しかし、クロストーク区間では、パワーの大小が入れ替わる時刻にて検出区間の入れ替えが起こると、先に話している話者の発声が終了しないうちに検出が打ち切られ、話者Ｂについては、発声が始まってしばらく後に検出が始まるといった現象が生じうる。これに対し、本実施形態の構成ではサブバンド毎に、サブバンドＳＮＲを計算し、一番大きなサブバンドＳＮＲをそのマイクのＳＮＲとする構成を採用しているため、２以上の話者のそれぞれの周波数成分が異なるとの前提の下では、クロストーク区間における各話者の音声をそれぞれ検出できることになる。
【００２７】
［第２の実施形態］
続いて、各話者が用いるマイクの種類や入力音声の伝送系がそれぞれ異なる環境等への適用を考慮した本発明の第２の実施形態について説明する。複数のマイクに対しそれぞれの前に話者がいる状況において、上述した図４の構成では「入力される音声信号は話者の前にあるマイクで収録された音声のパワーが一番大きい」という仮定の基に、それぞれのマイクから得られる同じ時刻のパワーを比較し、一番大きなものを音声信号として選択している。
【００２８】
この仮定が成り立つのは、すべてのマイクが同じものであり、かつ各マイクと録音機器との間の接続方法が同じであることが前提とされる。一方で、これらの前提が成り立たない場合、すなわちマイクの種類が固定マイクやピンマイク等、またマイクから録音機器への伝送系が有線や無線など様々な場合も考えられる。そのような場合、マイクの種類によりその特性が大きく変わり同じ大きさの信号が入力された場合でも、マイクから得られるパワーに差異が生じる可能性がある。同様に、マイクで得られた信号が、無線、電話などの伝送系を経ることにより録音機器に到達する時刻の差異が生じる可能性も考えられる。
【００２９】
このような相違までを考慮に入れると、話者の前にあるマイクの音声が一番大きくなるという、図４の構成で仮定されていたことが成り立たない。さらに、伝送系の違いから遅延も生じ、「同じ時刻における信号のパワーの比較」も困難になり、音声区間の検出性能が低下することが考えられる。
【００３０】
図２は、本発明の第２の実施形態に係る音声検出装置の構成を表したブロック図である。図２を参照すると、本発明における音声検出装置は、上記した第１の実施形態や図４の参考構成に示した音声検出装置２０に、遅延推定部２１と遅延補正部２２と補正音量推定部２３と音量補正部２４とを追加した構成となっている。
【００３１】
遅延推定部２１は、全マイクについて一定間隔毎に音声のパワーを計算し、パワーが急激に大きくなる時刻を測定し、一番早い時刻からの差分を計算し、遅延時間として遅延補正部２２に出力する。このとき、パワーの計算はＡ／Ｄ変換された区間の波形に対し、それぞれの２乗を足し合わせたものとすることができる。パワーの急激に大きくなる時刻とは、パワーが定められた閾値よりも大きくなった時刻とすることができる。
【００３２】
また、上記のようにパワーそのものを閾値と比較する方法の他にも、録音開始からある一定時間を雑音であると仮定し、その区間を用いて定常雑音のパワーを推定しておき、その定常雑音のパワーと各時刻の信号のパワーの比を用いたＳＮＲを用い、それが閾値よりも大きくなった時刻を用いてもよい。そのようにして測定された各マイクの時刻について、一番早い時刻を各マイクの時刻から引くことで、遅延時間を測定することができる。
【００３３】
遅延補正部２２は、各マイクから入力された信号を、一定時間分保持し、前記遅延推定部２１より出力された遅延時間だけ早めたタイミングで出力する。ここで、遅延補正部２２が保持する信号量は、最低限マイク間で生じている遅延（信号の到達時間の差）以上とする。例えば、１本目のマイクに遅延がなく、２本目のマイクに遅延が５００ｍｓｅｃ生じている場合、遅延推定部２１から遅延時間として５００ｍｓｅｃが出力される。この場合、遅延補正部２２は、１本目のマイクの信号を５００ｍｓｅｃ遅らせて出力することになる。
【００３４】
より具体的には、入力された信号をサンプリング周波数４４．１ｋＨｚ、量子化ビット数２４ビットでＡ／Ｄ変換を行ったとき、５００ｍｓｅｃ分の信号として２２０５０サンプルを保持しておく。この信号の保持に用いるメモリをバッファと呼ぶ。遅延補正部２２は、バッファの先頭から１本目のマイクの信号を取り出すとともに、バッファの最後尾から２本のマイクの信号を取り出し、それぞれ同時に出力する。バッファ内の信号はＡ／Ｄ変換された信号が入力されるとその都度新しい信号に更新される。このため、前述の操作をし続けることで遅延のない信号を出力し続けることが可能である。
【００３５】
補正音量推定部２３は、予め定められた時間だけ各マイクの信号のパワーを計算し、計算後そのパワーを時間長で割り平均することで平均パワーを計算し、各マイクの平均パワーのうち、一番大きな値で全マイクの信号のパワーを割り、得られた値を補正係数として音量補正部２４に出力する。ここで、補正係数の計算に用いる信号としては、すべてのマイクに均等に入力される、背景雑音のような信号を好適に用いることができる。
【００３６】
あるいは、一番大きなパワーの代わりに、一番小さな値や平均値など基準となるパワーを定め、これらに対する各マイクのパワーの比率を補正係数としても良い。
【００３７】
音量補正部２４は、各マイクから入力された信号に、補正音量推定部２３より出力された補正係数を掛けて出力する。具体的には、Ａ／Ｄ変換された信号の値に、前記補正係数を乗ずることで実現される。また、Ａ／Ｄ変換される前のアナログ信号に対し、汎用のオーディオ機器等の増幅器を用いて行ってもよい。この動作は、各マイクの信号に対して実施されるものとする。
【００３８】
上記のように、マイクで生ずる遅延と、音量の違いを解消する機構を備えた本実施形態の音声検出装置によれば、遅延時間分のタイミングの調整と、補正係数による音量の補正が行なわれた信号が入力されるため、多種、複数マイク環境や伝送系がそれぞれ異なる環境における音声検出の精度を上げることが可能である。
【００３９】
特に、上記した第１の実施形態の音声検出装置に適用すれば、クロストーク区間における音声検出精度をより向上させることができる。もちろん、図４に示した音声検出装置に適用しても、多種、複数マイク環境や伝送系がそれぞれ異なる環境における音声検出の精度を上げることが可能である。
【００４０】
［第３の実施形態］
続いて、上記本発明の第２の実施形態に改良を加えた本発明の第３の実施形態について説明する。
【００４１】
図３は、本発明の第３の実施形態に係る音声検出装置の構成を表したブロック図である。図３を参照すると、本発明における音声検出装置は、上記した第２の実施形態に、突発音発生部２５を追加した構成となっている。
【００４２】
突発音発生部２５は、所定の起動手段（スイッチ）により動作し、大きな音（突発音）を出力する。突発音としては、全周波数にわたり、かつ急激にパワーの大きくなる音が望ましい。
【００４３】
突発音発生部２５より出力された突発音により、前記遅延推定部２１又は補正音量推定部２３、あるいはその両方を動作させることで、遅延時間及び補正係数の測定精度を向上させることが可能である。例えば、多種・複数マイクがセットされた部屋で、しばらく静かにしておき、突発音発生部２５を作動させることで遅延時間及び補正係数がそれぞれ正確に計算される。
【００４４】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、遅延が生じない環境では、上記した第２、第３の実施形態の遅延推定部２１と遅延補正部２２とを省略することができる。同様に、マイク間で音量の差が生じない環境では、上記した第２の実施形態の補正音量推定部２３と音量補正部２４とを省略することができる。
【００４５】
また、上記した第１の実施形態では、周波数パワー計算部１０１と、帯域別パワー統合部２０１との構成で、帯域別パワー（サブバンドパワー）を計算するものとして説明したが、周波数パワー計算部１０１及び帯域別パワー統合部２０１における各処理を１つの処理ブロックで実行する構成も採用可能である。
【００４６】
また、上記した実施形態で示した信号パワーやＳＮＲの計算式は、それぞれの説明に好適な例を示したものであり、当業者が採用できる各種の計算方法を採用できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明によれば、音声検出を行う音声検出装置や、音声検出装置をコンピュータに実現するためのプログラムといった用途に適用できる。
本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施例ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【符号の説明】
【００４８】
１０、２０  音声検出装置
２１  遅延推定部
２２  遅延補正部
２３  補正音量推定部
２４  音量補正部
２５  突発音発生部
１０１  周波数パワー計算部
１０２  ノイズ推定部
１０３  ＳＮＲ計算部
１０４  音声・非音声判定部
２００  帯域別パワー計算部
２０１  帯域別パワー統合部
２０２  帯域別ノイズ推定部
２０３  帯域別ＳＮＲ計算部
【図１】
0005381982.tif 000002
【図２】
0005381982.tif 000003
【図３】
0005381982.tif 000004
【図４】
0005381982.tif 000005
【図５】
0005381982.tif 000006