(57)【要約】【課題】入力信号において音声成分が含まれている場合にのみスケルチがオープンするスケルチ機能を提供する。【解決手段】スケルチ装置において、入力信号における所定データ数のフレーム毎にピッチ周波数を検出する検出手段１２、２０と、検出手段の出力に対して所定フレーム数分の遅延を付与する第１の遅延手段３１と、検出手段及び第１遅延手段の出力の差が所定値以下であることを条件としてオン信号を生成する第１のオン信号生成手段３９と、第１オン信号生成手段からのオン信号が所定期間継続したことに基づいて前記入力信号についてのスケルチオープン信号の出力を開始するスケルチ信号出力手段１４とを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号における所定データ数のフレーム毎にピッチ周波数を検出する検出手段と、
前記検出手段の出力に対して所定フレーム数分の遅延を付与する第１の遅延手段と、
前記検出手段及び第１遅延手段の出力の差が所定値以下であることを条件としてオン信号を生成する第１のオン信号生成手段と、
前記第１オン信号生成手段からのオン信号が所定期間継続したことに基づいて前記入力信号についてのスケルチオープン信号の出力を開始するスケルチ信号出力手段とを具備することを特徴とするスケルチ装置。
【請求項２】
前記スケルチ信号出力手段は、
前記第１オン信号生成手段からのオン信号が前記所定期間以上継続している間だけオン信号を出力する第２のオン信号生成手段を備え、
前記第２オン信号生成手段からのオン信号の出力開始に応答して前記スケルチオープン信号の出力を開始し、前記第２オン信号生成手段からのオン信号がオフ状態に移行してから一定期間が経過したことに応答して前記スケルチオープン信号をオフ状態に移行させるものであることを特徴とする請求項１に記載のスケルチ装置。
【請求項３】
前記検出手段の出力に対して前記所定フレーム数より多いフレーム数分の遅延を付与する第３の遅延手段と、
前記検出手段及び第３遅延手段の出力の差と、前記検出手段及び第２遅延手段の出力の差との差を出力する減算手段とを備え、
前記第１オン信号生成手段は、前記減算手段の出力がゼロでないことをさらに条件として前記オン信号の生成を行うものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のスケルチ装置。
【請求項４】
前記第１オン信号生成手段は、前記検出手段が出力するピッチ周波数が所定の周波数範囲内にあることをさらに条件として前記オン信号の生成を行うものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスケルチ装置。
【請求項５】
前記所定期間を設定するための所定の操作子を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のスケルチ装置。
【請求項６】
前記入力信号に対し、前記所定期間の遅延を付与する第４の遅延手段と、
前記スケルチ信号出力手段が出力するスケルチ信号を前記第４遅延手段の出力に乗算する乗算手段を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のスケルチ装置。
【請求項７】
入力信号における所定データ数のフレーム毎にピッチ周波数を検出する検出工程と、
前記検出工程において検出されるピッチ周波数に対して所定フレーム数分の遅延を付与する第１の遅延工程と、
前記検出工程において検出されるピッチ周波数及び前記第１遅延工程において遅延が付与されるピッチ周波数の差が所定値以下であることを条件としてオン信号を出力するオン信号出力工程と、
前記オン信号出力工程において出力されるオン信号が所定期間継続したことに基づいて前記入力信号についてのスケルチオープン信号の出力を開始するスケルチ信号出力工程とを具備することを特徴とするスケルチ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力信号におけるピッチ周波数の変動に基づいて、入力信号に音声成分が含まれるかどうかを判定することによって、入力信号に対するボイススケルチを可能としたスケルチ装置及びスケルチ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、無線機や無線受信機には、無信号時においてスピーカの出力をミュート状態とすることにより雑音等の放音を遮断するようにしたスケルチ機能が設けられている。スケルチ機能は従来、受信信号強度が所定の閾値以上であるか否かに応じてスケルチ（ミュート）をオープンして音声出力状態とし、又はクローズしてミュート状態とすることにより実現されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
たとえば、ＦＭ受信機においては一般的に、ＦＭ−ＩＣ（ＦＭチューナＩＣ）が、ＲＳＳＩ信号（受信信号強度表示信号）の生成や、検波信号の整流や積分を行う回路を備え、これによりスケルチのオープン・クローズを制御するためのノイズスケルチ信号を得るようにしている。また、ＳＳＢ受信機等のように振幅変調方式を用いる場合には、ＩＦ−ＡＧＣ（中間周波数自動利得制御）の電圧をＲＳＳＩ信号として利用し、スケルチ信号を生成するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２３２３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のスケルチ機能によれば、受信信号強度に基づいてスケルチのオープン・クローズを制御するようにしているため、使用目的によってはスケルチ機能を良好に果たすことができない場合がある。たとえば、音声通信を目的として無線機を操作する際に、音声以外のデータ通信等の信号強度によってスケルチがオープンする場合がある。この場合、ユーザは聞く意味のないデータ通信の変調音を耳にすることになる。
【０００６】
また、ＳＳＢ受信機等の振幅変調方式の場合、アンテナ端子の入力におけるノイズ等によってもＡＧＣ電圧が変化する。このため、ＩＦ−ＡＧＣ電圧をスケルチ信号とする場合には、意図しないノイズによってもスケルチがオープンする場合がある。
【０００７】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、入力信号において極力音声成分が含まれている場合にのみスケルチがオープンするスケルチ機能を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、第１の発明に係るスケルチ装置は、入力信号における所定データ数のフレーム毎にピッチ周波数を検出する検出手段と、前記検出手段の出力に対して所定フレーム数分の遅延を付与する第１の遅延手段と、前記検出手段及び第１遅延手段の出力の差が所定値以下であることを条件としてオン信号を生成する第１のオン信号生成手段と、前記第１オン信号生成手段からのオン信号が所定期間継続したことに基づいて前記入力信号についてのスケルチオープン信号を出力するスケルチ信号出力手段とを具備することを特徴とする。
【０００９】
ここで、入力信号としては、たとえばＦＭ受信機やＳＳＢ受信機における復調信号をデジタル化したものが該当する。所定の１フレームのデータとしては、たとえば２５６個のデータが該当する。フレーム毎のピッチ周波数は、たとえば各フレームについて、そのデータに基づいて公知の方法により自己相関関数を求め、そのピークの周期に基づいて検出することができる。
【００１０】
この構成において、入力信号についてフレーム毎のピッチ周波数が順次検出手段から出力される。第１遅延手段は、検出手段が順次出力する各ピッチ周波数に対し、所定数のフレーム分の遅延を付与する。そして、第１オン信号生成手段は、検出手段及び第１遅延手段の出力の差が所定値以下である場合にオン信号を出力する。このオン信号が所定期間継続したとき、スケルチ信号出力手段はスケルチオープン信号の出力を開始する。
【００１１】
オン信号が所定期間継続したということは、第１遅延手段による遅延期間の間におけるピッチ周波数の変化量が前記所定値以下である状態が前記所定期間継続したこと、すなわちピッチ周波数が変動したとしてもその変動は緩やかであることを意味する。このような緩やかなピッチ周波数の変動は入力信号に音声成分が含まれる場合に特有のものである。入力信号が雑音のみを含む場合には、ピッチ周波数の変動量は大きいので、オン信号は前記所定期間継続することはない。したがって、スケルチ信号出力手段は、オン信号出力手段が出力するオン信号に基づき、入力信号に音声成分が含まれることになるタイミングに合致させてスケルチオープン信号の出力を開始することができる。
【００１２】
第２の発明に係るスケルチ装置は、第１発明において、前記スケルチ信号出力手段は、前記第１オン信号生成手段からのオン信号が前記所定期間以上継続している間だけオン信号を出力する第２のオン信号生成手段を備え、前記第２オン信号生成手段からのオン信号の出力開始に応答して前記スケルチオープン信号の出力を開始し、前記第２オン信号生成手段からのオン信号がオフ状態に移行してから一定期間が経過したことに応答して前記スケルチオープン信号をオフ状態に移行させるものであることを特徴とする。
【００１３】
第３の発明に係るスケルチ装置は、第１又は第２発明において、前記検出手段の出力に対して前記所定フレーム数より多いフレーム数分の遅延を付与する第３の遅延手段と、前記検出手段及び第３遅延手段の出力の差と、前記検出手段及び第２遅延手段の出力の差との差を出力する減算手段とを備え、前記第１オン信号生成手段は、前記減算手段の出力がゼロでないことをさらに条件として前記オン信号の生成を行うものであることを特徴とする。
【００１４】
第４の発明に係るスケルチ装置は、第１〜第３のいずれかの発明において、前記第１オン信号生成手段は、前記検出手段が出力するピッチ周波数が所定の周波数範囲内にあることをさらに条件として前記オン信号の生成を行うものであることを特徴とする。
【００１５】
第５の発明に係るスケルチ装置は、第１〜第４のいずれかの発明において、前記所定期間を設定するための所定の操作子を有することを特徴とする。操作子としては、たとえば無線機のスケルチつまみを利用することができる。
【００１６】
第６の発明に係るスケルチ装置は、第１〜第５のいずれかの発明において、前記入力信号に対し、前記所定期間の遅延を付与する第４の遅延手段と、前記スケルチ信号出力手段が出力するスケルチ信号を前記第４遅延手段の出力に乗算する乗算手段を有することを特徴とする。
【００１７】
第７の発明に係るスケルチ装置は、入力信号における所定データ数のフレーム毎にピッチ周波数を検出する検出工程と、前記検出工程において検出されるピッチ周波数に対して所定フレーム数分の遅延を付与する第１の遅延工程と、前記検出工程において検出されるピッチ周波数及び前記第１遅延工程において遅延が付与されるピッチ周波数の差が所定値以下であることを条件としてオン信号を出力するオン信号出力工程と、前記オン信号出力工程において出力されるオン信号が所定期間継続したことに基づいて前記入力信号についてのスケルチオープン信号の出力を開始するスケルチ信号出力工程とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、所定フレーム数間におけるピッチ周波数の変動量が所定値以下である期間が所定期間継続した場合にスケルチオープン信号を出力するようにしたため、入力信号において人の声に基づく信号が含まれるようになるタイミング、すなわち発話開始に対応したタイミングでスケルチを解除することができる。したがって、ノイズスケルチやＲＳＳＩ信号を利用することなく、人の声だけに反応するボイススケルチ機能を備えたスケルチ装置を提供することができる。
【００１９】
また、第２オン信号生成手段からのオン信号の出力開始に応答してスケルチオープン信号の出力を開始し、該オン信号がオフ状態に移行してから一定期間が経過したことに応答してスケルチオープン信号をオフ状態に移行させるようにしたため、適切なスケルチオープン信号を出力することができる。
【００２０】
また、検出手段及び第３遅延手段の出力の差と、検出手段及び第２遅延手段の出力の差との差がゼロでないことをさらに条件として第１オン信号生成手段によるオン信号の生成を行うようにしたため、ピッチ周波数が変動しない低周波のビート音（単一トーン信号）を音声として誤検出し、スケルチオープン信号を出力してしまうのを防止することができる。
【００２１】
検出手段が出力するピッチ周波数が所定の周波数範囲内にあることをさらに条件として第１オン信号生成手段によるオン信号の生成を行うようにしたため、入力信号中に音声が含まれる区間をより精確に検出し、スケルチオープン信号を出力することができる。
【００２２】
スケルチオープン信号の出力開始の条件となるオン信号が継続すべき所定期間を設定するための所定の操作子を設けたため、この操作子により、スケルチオープン信号の出力期間中の入力信号に含まれる音声信号が有すべき品質を調整することができる。
【００２３】
入力信号に対し、スケルチオープン信号の出力開始の条件となるオン信号が継続すべき所定期間と同一の遅延を付与し、これに対してスケルチ信号を乗算するようにしたため、入力信号とスケルチ信号のタイミングを合致させることができる。
【００２４】
また、スケルチ機能を備えた受信機において、スキャン中に信号のあるチャネルを見つけると、スケルチに連動してスキャンが停止するビジーストップ機能がはたらくが、その際、ノイズスケルチによれば、目的外のチャネルにおける停止期間が比較的長い。これに対し、本発明によれば、そのボイススケルチ機能により、不要な停止期間の発生を防止し、スキャン速度を向上させることができる。
【００２５】
また、既存のノイズスケルチと組み合わせることにより、人の声以外の信号に基づく入力信号を判定することもできる。したがって、データ通信等のシステムに有効なスケルチ制御を提供することができる。
【００２６】
また、ユーザが希望しないチャネルの音声を聞くことなく、快適にチャネルを選択することができる。そして、ＳＳＢ受信機においても快適なスケルチ機能を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は本発明の一実施形態に係るスケルチ装置の構成を示すブロック図である。この装置は無線機に組み込まれ、無線機に対してボイススケルチ機能を提供する。この機能は、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）等を用いたデジタル信号処理により実現される。無線機における変調方式はどのようなものであってもよく、特に制限はない。
【００２８】
同図に示すように、この装置は、無線機における復調信号であるオーディオ信号をサンプリングしてデジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータ１１、Ａ／Ｄコンバータ１１からのオーディオ信号について自己相関関数を求める自己相関関数算出部２０、自己相関関数算出部２０が出力する自己相関関数のピークに基づいてピッチ周波数を求めるピッチ周波数判定部１２、ピッチ周波数判定部１２が出力するピッチ周波数の変動を評価することにより、その変動パターンが人の声（以下、「音声」という。）のものである可能性が高いか否かを判定するピッチ周波数変動評価部３０、ピッチ周波数判定部１２が出力するピッチ周波数の範囲を評価することによりそのピッチ周波数の範囲が音声のものである可能性が高いか否かを判定するピッチ周波数範囲評価部４０、及び無線機のスケルチつまみにより設定された電圧をサンプリングしてデジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータ１３を備える。本スケルチ装置は音声のみに対応することができるが、スケルチつまみはその音声の品質としてのＳＮＲ（信号対ノイズ比）を調整するために用いられる。
【００２９】
スケルチ装置はさらに、ピッチ周波数変動評価部３０、ピッチ周波数範囲評価部４０、及びＡ／Ｄコンバータ１３の出力に基づいて総合的に復調信号において音声が含まれる区間（以下、「音声区間」という。）であるかどうかを判定し、判定結果をスケルチ信号として出力する総合評価部１４、総合評価部１４からのスケルチ信号に基づき、Ａ／Ｄコンバータ１１からのオーディオ信号のレベルを制御するミュート制御部５０、並びにミュート制御部５０の出力をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ１５を備える。Ｄ／Ａコンバータ１５は、スケルチオープン時には音声信号を出力し、クローズ時（ミュート時）には無音信号を出力することになる。
【００３０】
Ａ／Ｄコンバータ１１におけるサンプリング周波数ｆｓとしては通話に支障のない周波数が用いられる。たとえばｆｓ＝６［ｋＨｚ］が該当する。自己相関関数算出部２０は、Ａ／Ｄコンバータ１１からのデジタル化されたオーディオ信号を蓄積するバッファ２１、バッファ２１からデータを１フレームずつ取り出すフレーム化部２２、窓関数を出力する窓関数出力部２３、フレーム化部２２の出力に対して窓関数を掛け合わせる乗算部２４、乗算部２４の出力に対してＦＦＴ（高速フーリエ変換）を施すＦＦＴ部２５、ＦＦＴ部２５の出力に基づいてパワースペクトラムを求めるパワースペクトラム算出部２６、及びパワースペクトラム算出部２６の出力に対してＩＦＦＴ（逆フーリエ変換）を施すことにより自己相関関数を求めるＩＦＦＴ部２７を備える。
【００３１】
フレーム化部２２がバッファ２１から取り出す１フレーム毎のデータ数ＮはＦＦＴ部２５における処理のために２のべき乗であることが望ましい。たとえば、Ｎ＝２５６が該当する。この１フレーム毎のデータの取出し動作をフレーム化という。窓関数出力部２３が出力する窓関数としては、ハニング窓やハミング窓が用いられる。
【００３２】
ピッチ周波数評価部３０は、ピッチ周波数判定部１２の出力に対して所定の遅延量ｐｅｒｉｏｄ１を与える遅延部３１、ピッチ周波数判定部１２の出力に対して所定の遅延量ｐｅｒｉｏｄ２を与える遅延部３２、ピッチ周波数判定部１２が出力するピッチ周波数から遅延部３１の出力を減算する減算部３３、ピッチ周波数判定部１２が出力するピッチ周波数から遅延部３２の出力を減算する減算部３４、減算部３３の出力の絶対値を出力する絶対値変換部３５、減算部３４の出力の絶対値を出力する絶対値変換部３６、絶対値変換部３５の出力から絶対値変換部３６の出力を減算する減算部３７、ピッチ周波数の変動範囲を評価するための所定の値が設定されるピッチ周波数変動範囲設定部３８、並びに絶対値変換部３５、減算部３７、及びピッチ周波数変動範囲設定部３８の出力に基づいてピッチ周波数の変動が音声についてのものである可能性が高いか否かを判定するピッチ周波数変動評価部３９を備える。
【００３３】
ここで、遅延量ｐｅｒｉｏｄ１を与えるということは、現在のフレームについてのピッチ周波数よりもｐｅｒｉｏｄ１で与えられるフレーム数だけ前のフレームについてのピッチ周波数を出力することを意味する。たとえば、ｎ番目のフレームｎについてピッチ周波数判定部１２が出力するピッチ周波数をｐｉｔｃｈ＿ｆｒｅｑ［ｎ］とすると、これに対応する遅延部１の出力はｐｉｔｃｈ＿ｆｒｅｑ［ｎ−ｐｅｒｉｏｄ１］であり、遅延部２の出力はｐｉｔｃｈ＿ｆｒｅｑ［ｎ−ｐｅｒｉｏｄ２］である。ただし、遅延部３１における遅延量ｐｅｒｉｏｄ１は１以上とする。たとえば、ｐｅｒｉｏｄ１が１であるとすれば、遅延部１の出力は、前回のフレーム（ｎ−１）におけるピッチ周波数ということになる。遅延部３２における遅延量ｐｅｒｉｏｄ２はｐｅｒｉｏｄ１より大きい値とする。たとえばｐｅｒｉｏｄ２が５であるとすれば、遅延部２が出力する信号は、５フレーム前のフレーム（ｎ−５）におけるピッチ周波数ということになる。
【００３４】
ピッチ周波数変動範囲設定部３８に設定される値としては、ピッチ周波数の変動範囲が音声に該当する可能性が高い場合のピッチ周波数の変動量の上限値が設定される。単位は［Ｈｚ］を用いることができる。音声のピッチ周波数の平均値は一般的には、男性の場合が１２５［Ｈｚ］であり、女性の場合はその２倍程度といわれている。その変動範囲は一定ではなく、緩やかに変化する。設定されるピッチ周波数の変動量の上限値としては、たとえば２０［Ｈｚ］を採用することができる。
【００３５】
ピッチ周波数範囲評価部４０は、設定された所定の周波数範囲を出力するピッチ周波数範囲設定部４１、及びピッチ周波数判定部１２からのピッチ周波数及びピッチ周波数範囲設定部４１が出力する周波数範囲に基づいて該ピッチ周波数が音声のものである可能性が高いか否かを判定するピッチ周波数範囲評価手段４２を備える。ピッチ周波数範囲設定部４１にはピッチ周波数範囲設定部４１が出力するピッチ周波数がその範囲内にあれば該ピッチ周波数が音声のものである可能性が高いと判定することができる周波数範囲が［Ｈｚ］を単位として設定される。たとえば、上述の音声のピッチ周波数の平均値に基づき、５０〜３５０［Ｈｚ］が設定される。
【００３６】
ミュート制御部５０は、Ａ／Ｄコンバータ１１からのデジタル化されたオーディオ信号に対して所定の遅延を付与する遅延部５１、及び遅延部５１の出力に対して総合評価部１４からのスケルチ信号を乗じて出力する乗算部５２を備える。
【００３７】
この構成において、無線機のスケルチつまみによって受信品質（ＳＮＲ）に対応する電圧値が設定され、無線機が受信を開始すると、Ａ／Ｄコンバータ１１への復調信号の供給が開始される。Ａ／Ｄコンバータ１１は復調信号をデジタル信号に変換し、自己相関関数算出部２０及びミュート制御部５０に供給する。これ応じて自己相関関数算出部２０は、Ａ／Ｄコンバータ１１からのデジタル化されたオーディオ信号をバッファ２１に蓄積し、バッファ２１からデータを１フレームずつ取り出しながら、各フレームのデータについてフーリエ変換及びフーリエ逆変換を行うことにより、既知の方法に従って自己相関関数を求める。
【００３８】
すなわち自己相関関数算出部２０は、フレーム化部２２が取り出した１フレームのデータに対し、まず、窓関数出力部２３が出力する窓関数を、乗算部２４において乗算する。これにより、たとえば図２に示すようなハニング窓の関数が、図３に示すような２５６個のデータからなる１フレームのデータに乗算され、図４に示すような結果が得られる。
【００３９】
次に、窓関数が乗算された１フレームのデータに対し、ＦＦＴ部２５において、次式に従い、ＦＦＴを施す。ただし、Ｎは１フレームのデータ数である。
【数１】
2008053786.tif 000003
【００４０】
さらに、ＦＦＴ部２５の出力に基づき、パワースペクトラム算出部２６において、パワースペクトラムを算出する。この算出は、ＦＦＴ部２５の出力における実数部（Ｒｅａｌ）及び虚数部（Ｉｍａｇ）に基づき、次式に従って行われる。これにより、たとえば図４のデータに基づき、図５に示すようなパワースペクトラムを得ることができる。
【数２】
2008053786.tif 000004
【００４１】
そして、パワースペクトラム算出部２６の出力に基づき、ＩＦＦＴ部２７において、次式で示されるＩＦＦＴを施すことにより、自己相関関数を求める。これにより、たとえば図５のパワースペクトラムに基づき、図６に示すような自己相関関数を得ることができる。
【数３】
2008053786.tif 000005
このようにして得られる各フレームの自己相関関数に基づき、ピッチ周波数判定部１２は、ピーク値を検出し、ピッチ周波数に変換する。ただし、ＩＦＦＴ部２７が出力するデータ数Ｎの１フレームについての自己相関関数のうち、サンプリング周波数の半分の帯域が、目的とする自己相関関数であるため、Ｎ／２ポイントまでのデータを用いて、ピッチ周波数を求める。自己相関関数は時間的なずれ量ｔ＝０のとき、すなわち自身の積をとったときに最大となり、関数の波形が周期的であれば自己相関関数も同じ周期でピーク値を示す。
【００４２】
したがって、あるフレームについて、図７に示すような自己相関関数が得られたとすれば、ｔ＝０から最初のピーク点までのポイント数に基づいてピーク周期を求め、その逆数をとることによりピッチ周波数を求めることができる。得られた結果は、当該フレームにおけるピッチ周波数として、ピッチ周波数変動評価部３０及びピッチ周波数範囲評価部４０に供給される。
【００４３】
図８はＡ／Ｄコンバータ１１を経て入力される入力信号に基づき、ピッチ周波数判定部１２から出力されるピッチ周波数の一例を示す。図８（ａ）は入力信号の時間的変化を示しており、図８（ｂ）はピッチ周波数の時間的変化を示している。音声が含まれている区間において、ピッチ周波数が緩やかに変動している様子が分かる。
【００４４】
このようなピッチ周波数に基づき、ピッチ周波数変動評価部３０は、ピッチ周波数の変動を求め、その変動が音声の場合の変動である可能性が高いか否かを判定する。すなわちまず、現フレームｎのピッチ周波数から、遅延部３１が出力するｐｅｒｉｏｄ１フレームだけ前のピッチ周波数を減算部３３において減算し、絶対値変換部３５において絶対値をとることにより、フレームｎ及びフレーム（ｎ−ｐｅｒｉｏｄ１）間のピッチ周波数の差分ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ１（＝｜ｐｉｔｃｈ＿ｆｒｅｑ［ｎ］−ｐｉｔｃｈ＿ｆｒｅｑ［ｎ−ｐｅｒｉｏｄ１］｜）を求める。
【００４５】
これと同時に、現フレームｎのピッチ周波数から、遅延部３２が出力するｐｅｒｉｏｄ２フレームだけ前のピッチ周波数を減算部３４において減算し、絶対値変換部３６において絶対値をとることにより、フレームｎ及びフレーム（ｎ−ｐｅｒｉｏｄ２）間のピッチ周波数の差分ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ２（＝｜ｐｉｔｃｈ＿ｆｒｅｑ［ｎ］−ｐｉｔｃｈ＿ｆｒｅｑ［ｎ−ｐｅｒｉｏｄ２］｜）を求める。
【００４６】
次に、差分ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ１からｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ２を、減算部３７において減算し、得られた結果ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ３（＝ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ１−ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ２）、及び差分ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ１をピッチ周波数変動評価部３９に供給する。これに応じ、ピッチ周波数変動評価部３９は、ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ１がピッチ周波数変動範囲設定部３８が出力する周波数変動量の上限値、たとえば２０［Ｈｚ］以下であると判定した場合には音声が含まれる可能性が高いとみなし、評価結果ｐ＿ｄ＿ｅｖａとして論理値「１」を出力する。一方、該上限値を超える場合には音声が含まれる可能性が低いとみなし「０」を出力する。
【００４７】
図９はピッチ周波数の変動量ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ１及びピッチ周波数変動評価部３９による評価結果ｐ＿ｄ＿ｅｖａの一例を示す。図９（ａ）はピッチ周波数の変動量ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ１の時間的変化を示している。図９（ｂ）は評価結果ｐ＿ｄ＿ｅｖａの時間的変化を示している。ピッチ周波数の変動が少ない区間において評価結果が「１」である区間が連続していることが分かる。
【００４８】
ただし、ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ３＝０の場合には、ピッチ周波数変動評価部３９は、ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ１が、ピッチ周波数変動範囲設定部３８が出力する変動量の上限値以下であると判定した場合であっても、評価結果ｐ＿ｄ＿ｅｖａとして「０」を出力する。ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ３は短期間での変動量ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ１及び長期間での変動量ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ２の差分であり、この値が０であるということは、変調信号に音声が含まれる可能性は低く、周波数の変動が無い低周波のビートつまり単一トーン信号が含まれる可能性が高いからである。
【００４９】
一方、ピッチ周波数範囲評価部４０は、ピッチ周波数判定部１２が出力するピッチ周波数が、ピッチ周波数範囲設定部４１が出力するピッチ周波数範囲の範囲内にあるか否かをピッチ周波数範囲評価手段４２において判定する。ピッチ周波数範囲評価手段４２は、ピッチ周波数が該ピッチ周波数範囲の範囲内にあると判定した場合には評価結果ｐ＿ｆ＿ｅｖａとして、復調信号に音声が含まれる可能性が高い旨を示す「１」を出力し、範囲内にはないと判定した場合には音声が含まれる可能性が低い旨を示す「０」を出力する。
【００５０】
図１０はピッチ周波数判定部１２が出力するピッチ周波数及びこれに対するピッチ周波数範囲評価部４０による評価結果ｐ＿ｆ＿ｅｖａの一例を示す。図１０（ａ）ではピッチ周波数の時間的変化を示している。図１０（ｂ）では評価結果ｐ＿ｆ＿ｅｖａの時間的変化を示している。ピッチ周波数が緩やかに変化している範囲において評価結果が「１」である区間が連続していることが分かる。
【００５１】
総合評価部１４は、ピッチ周波数変動評価部３０による評価結果ｐ＿ｄ＿ｅｖａ、ピッチ周波数範囲評価部４０による評価結果ｐ＿ｆ＿ｅｖａ、及びＡ／Ｄコンバータ１３の出力に基づいて総合的な評価を行い、その結果をスケルチ信号として出力する。すなわち、まず、評価結果ｐ＿ｄ＿ｅｖａ及びｐ＿ｆ＿ｅｖａの積ｐ＿ｄ＿ｒｅｓｕｌｔｓ（＝ｐ＿ｄ＿ｅｖａ  ＡＮＤ  ｐ＿ｆ＿ｅｖａ）を算出する。
【００５２】
図１１はこの様子を示す。図１１（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図９（ｂ）及び図１０（ｂ）と同じ評価結果を示す。これらの積をとって得られた評価結果ｐ＿ｄ＿ｒｅｓｕｌｔｓを示すのが図１１（ｃ）である。ｐ＿ｄ＿ｒｅｓｕｌｔｓは理想的には、人の声が続く限り「１」となるが、実際には、音声には単語や文節の要素が存在するので、同図に示されるように、途切れ途切れになる。また、復調信号においてＳＮＲ（信号対ノイズ比）が悪化すると、ｐ＿ｄ＿ｒｅｓｕｌｔｓは、音声が含まれている期間においても「１」と「０」が短期間で繰り返すバタツキを生じることになる。
【００５３】
本スケルチ装置は、人の声のみに対応することができるものであるが、ユーザとしては品質の劣化した（ＳＮＲの悪化した）音声を聞きたくない場合がある。そこで、総合評価部１４は、Ａ／Ｄコンバータ１３からのスケルチつまみによる設定電圧に対応した検出窓を用いて評価結果ｐ＿ｄ＿ｒｅｓｕｌｔｓの所定期間分をバッファに蓄積し、その期間内でバタツキが生じなかった場合、すなわちバッファ内のデータがすべて「１」である場合に総合評価結果としてスケルチオープン信号「１」を一定期間出力し、それ以外の場合にはスケルチクローズ信号「０」を出力する。
【００５４】
図１２はこの様子を示す。図１２（ａ）は、図１１（ｃ）と同様の評価結果ｐ＿ｄ＿ｒｅｓｕｌｔｓを示す。図１２（ｂ）はこれに対し、スケルチつまみの設定電圧に対応した検出窓による所定期間内においてデータが「１」である場合の検出結果を示す。図１２（ｃ）はこの検出結果に基づいて出力されるスケルチオープン信号を示す。図１２（ａ）の評価結果ｐ＿ｄ＿ｒｅｓｕｌｔｓにおいて所定期間「１」が連続すると、これを検出した旨を示す図１２（ｂ）の検出信号が「１」となる。その後、評価結果ｐ＿ｄ＿ｒｅｓｕｌｔｓが「０」になると、直ちに図１２（ｂ）の検出信号が「０」となる。また、図１２（ｃ）に示されるように、図１２（ｂ）の検出信号が「１」となった時点から一定期間、図の場合には１秒程度、スケルチオープン信号「１」が出力される。つまり図１２（ｂ）の検出信号が「０」となった場合でも一定期間内に検出信号が「１」である区間が出現する場合にはスケルチオープン信号の出力が持続し、検出信号が「０」となってから前記一定期間が経過すると、スケルチクローズ信号「０」に変わる。
【００５５】
ミュート制御部５０は、Ａ／Ｄコンバータ１１が出力するデジタル化された音声信号に対し、上記評価結果ｐ＿ｄ＿ｒｅｓｕｌｔｓについての検出窓として設定される所定期間の遅延と同一の遅延量を遅延部５１において付与する。そして、遅延された音声信号に対して総合評価部１４からのスケルチ信号を乗算部５２において乗算し、Ａ／Ｄコンバータ１５に供給する。すなわち、スケルチ信号としてスケルチオープン信号が出力される間、遅延された音声信号がそのままＡ／Ｄコンバータ１５に供給され、スケルチクローズ信号が出力される間、無音信号がＡ／Ｄコンバータ１５に供給される。Ａ／Ｄコンバータ１５は、供給される信号をアナログ信号に変換し、音声出力のためにスピーカ等に供給する。
【００５６】
図１３はこの処理の様子を示す。図１３（ａ）は遅延部５１において遅延された入力信号、図１３（ｂ）は総合評価部１４からのスケルチ信号、図１３（ｃ）は該入力信号に対してスケルチ信号を適用した乗算部５２の出力信号をそれぞれ示している。図１３（ｃ）の出力信号は、図１３（ａ）の入力信号から、図１３（ｂ）のスケルチオープン信号により、音声区間を切り出した信号となっており、他の区間では無音信号となっていることがわかる。
【００５７】
本実施形態によれば、復調信号におけるピッチ周波数の変動量が所定値以下である期間が所定期間継続した場合にスケルチオープン信号を出力するようにしたため、ノイズスケルチやＲＳＳＩ信号を利用することなく、人の声だけに反応するボイススケルチ機能を備えたスケルチ装置を提供することができる。
【００５８】
また、図１２（ｂ）の検出信号が「１」となった時点からスケルチオープン信号の出力を開始し、図１２（ｂ）の検出信号が「０」となってから「１」となることなく一定期間が経過すると、スケルチクローズ信号「０」に変わるようにしたため、適切なスケルチオープン信号を出力することができる。
【００５９】
また、ピッチ周波数変動評価部３９は、ピッチ周波数判定部１２及び遅延部３１の出力の差と、ピッチ周波数判定部１２及び遅延部３２の出力の差との差がゼロでないことをさらに条件としてオン信号「１」の生成を行うようにしたため、ピッチ周波数が変動しない低周波のビート音（単一トーン信号）を音声として誤検出し、スケルチオープン信号を出力してしまうのを防止することができる。
【００６０】
総合評価部１４は、ピッチ周波数判定部１２が出力するピッチ周波数が所定の周波数範囲内にあることをさらに条件として図１１（ｃ）のオン信号「１」の生成を行うようにしたため、入力信号中に音声が含まれる区間をより正確に検出し、スケルチオープン信号を出力することができる。
【００６１】
スケルチオープン信号の出力開始の条件となる図１２（ａ）のオン信号「１」が継続すべき所定期間を設定するためにスケルチつまみを用いるようにしたため、このスケルチつまみにより、スケルチオープン信号の出力期間中に、対応する復調信号に含まれる音声成分が有すべき品質を調整することができる。
【００６２】
復調信号に対し、スケルチオープン信号の出力開始の条件となる図１２（ａ）オン信号「１」が継続すべき所定期間と同一の遅延を付与し、これに対してスケルチ信号を乗算するようにしたため、図１３に示すように、復調信号（入力信号）とスケルチ信号のタイミングを合致させることができる。
【００６３】
また、スケルチ機能を備えた受信機において、スキャン中に信号のあるチャネルを見つけると、スケルチに連動してスキャンが停止するビジーストップ機能がはたらくが、その際、ノイズスケルチによれば、目的外のチャネルにおける停止期間が比較的長い。これに対し、本実施形態によれば、そのボイススケルチ機能により、不要な停止期間の発生を防止し、スキャン速度を向上させることができる。
【００６４】
また、既存のノイズスケルチと組み合わせることにより、人の声以外の信号に基づく入力信号を判定することもできる。したがって、データ通信等のシステムに有効なスケルチ制御を提供することができる。
【００６５】
また、スケルチつまみによって音声信号の品質を希望のものに設定することにより、ユーザが希望しない、受信信号の品質が良好でないチャネルの音声を聞くことなく、快適にチャネルを選択することができる。そして、ＳＳＢ受信機においても快適なスケルチ機能を提供することができる。
【００６６】
なお、本発明は上述実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することができる。たとえば、上述においてはＦＦＴの対象となる１フレームのデータ数を固定とし、２５６を例示したが、この代わりに、復調信号におけるＳＮＲ（信号対ノイズ比）が悪化した場合には１フレームのデータ数を増加させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態に係るスケルチ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の装置に適用することができるハニング窓の関数を示す図である。
【図３】図１の装置における１フレームのデータの一例を示す図である。
【図４】図３のデータに対し、図２のハニング窓の関数を乗算して得られる結果を示す図である。
【図５】図４のデータに基づいて得られるパワースペクトラムを示す図である。
【図６】図５のパワースペクトラムに基づいて得られる自己相関関数を示す図である。
【図７】図６の自己相関関数に基づいてピッチ周波数を求める様子を示す図である。
【図８】図１の装置において、入力信号に基づいて得られるピッチ周波数の一例を示す図である。
【図９】図１の装置におけるピッチ周波数の変動量及びピッチ周波数変動評価部による評価結果の一例を示す図である。
【図１０】図１の装置におけるピッチ周波数判定部が出力するピッチ周波数及びこれに対するピッチ周波数範囲評価部による評価結果の一例を示す図である。
【図１１】図１の装置の総合評価部における処理を示す図である。
【図１２】図１の装置の総合評価部における別の処理を示す図である。
【図１３】図１の装置のミュート制御部における処理を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１１：Ａ／Ｄコンバータ、１２：ピッチ周波数判定部、１３：Ａ／Ｄコンバータ、１４：総合評価部、１５：Ｄ／Ａコンバータ、２０：自己相関関数算出部、２１：バッファ、２２：フレーム化部、２３：窓関数出力部、２４：乗算部、２５：ＦＦＴ部、２６：パワースペクトラム算出部、２７：ＩＦＦＴ部、３０：ピッチ周波数変動評価部、３１：遅延部、３２：遅延部、３３：減算部、３４：減算部、３５：絶対値変換部、３６：絶対値変換部、３７：減算部、３８：ピッチ周波数変動範囲設定部、３９：ピッチ周波数変動評価部、４０：ピッチ周波数範囲評価部、４１：ピッチ周波数範囲設定部、４２：ピッチ周波数範囲評価手段、５０：ミュート制御部、５１：遅延部、５２：乗算部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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