(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１信号を生成する第１信号生成手段と、第２信号を生成する第２信号生成手段と、判断手段とを備え、
該第１信号生成手段は、音声信号のレベル値の包絡信号たる該第１信号を生成し、
該第２信号生成手段は、該第２信号のレベル値が、該音声信号のレベル値に所定値を加えた値以上であるときには時間的に変化しないことを条件として、該第１信号を時間軸上で平滑化することによって該第２信号を生成し、
該判断手段は、該第２信号のレベル値が、該音声信号のレベル値に該所定値を加えた値以上である状態が第１所定期間続いた時点を、該音声信号の話し終わり時点であると判断する、音声信号判断装置。
【請求項２】
該判断手段は、該音声信号の話し終わり時点の後、該第２信号のレベル値が、該音声信号のレベル値に該所定値を加えた値よりも小さくなった時点を、該音声信号の話し始め時点であると判断する、請求項１記載の音声信号判断装置。
【請求項３】
該音声信号の話し始め時点に続く第２所定期間内においては、該第２信号生成手段が、該第２信号のレベル値を該第１信号のレベル値に一致させる、請求項２記載の音声信号判断装置。
【請求項４】
第１信号を生成する第１信号生成手段と、第２信号を生成する第２信号生成手段と、判断手段とを備え、
該第１信号生成手段は、音声信号のレベル値の包絡信号たる該第１信号を生成し、
該第２信号生成手段は、該第２信号のレベル値が、該音声信号のレベル値に所定値を加えた値以上であるときには時間的に変化しないことを条件として、該第１信号を時間軸上で平滑化することによって該第２信号を生成し、
該判断手段は、該第２信号のレベル値が、該音声信号のレベル値に該所定値を加えた値以上である状態を無音状態であると判断し、かつ、該無音状態が発生する頻度に基づいて該音声信号が話声信号であるか音楽信号であるかを判断する、音声信号判断装置。
【請求項５】
該判断手段は、第３所定期間内に無音状態が発生する回数を計数し、計数された回数が所定回数以上であるとき該音声信号を話声信号であると判断し、計数された回数が該所定回数未満であるとき該音声信号を音楽信号であると判断する、請求項４記載の音声信号判断装置。
【請求項６】
該判断手段は、連続する二の無音状態の内の先の無音状態が終了してから後の無音状態が開始するまでの時間に基づいて、該音声信号が話声信号であるか音楽信号であるかを判断する、請求項４記載の音声信号判断装置。
【請求項７】
該第１信号生成手段は、第４所定期間毎に、直近の該第４所定期間における音声信号のレベル値の最大値を検出し、検出した最大値を該第４所定期間だけ維持することによって該第１信号を生成する、請求項１乃至６のいずれか一の項に記載の音声信号判断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声信号の状態や種類を判断する音声信号判断装置に関する。
【０００２】
ここに言う「音声信号」とは、可聴周波数帯域にその成分を有する信号のことであり、その信号形態は問わない。例えば、アナログ信号であってもよいし、ディジタル信号であってもよい。また、電気信号であってもよいし、光信号であってもよい。例えば、話者の声をマイクロホンで受音したときにマイクロホンから出力される話声信号は音声信号である。また、音楽ＣＤに記録されている音楽信号も音声信号である。
【背景技術】
【０００３】
音響装置において、入力される音声信号の話し始め時点や話し終わり時点を判断するものがある。例えば、話し始めにおいて録音を開始し、話し終わりにおいて録音を停止させるような、自動録音装置のようなものである。
【０００４】
話し始め時点や話し終わり時点の検出のために、従来の装置では、所定のゲートレベルを設定しておき、入力される音声信号のレベルとこのゲートレベルとを比較することにより、話し始め時点や話し終わり時点を判断している。
【０００５】
しかし予め設定されたゲートレベルに基づく上記方法によれば、判断の誤りが生ずることが多い。
【０００６】
例えば、マイクロホンに入力される話声が小さいために、音声信号レベルの大きさがゲートレベルに到達せず、よって、話者が会話やアナウンスを開始しているにもかかわらず、音響装置がその開始（話し始め）時点を判断できない場合がある。
【０００７】
また、話者の周囲騒音が大きいためにマイクロホンからの出力信号がゲートレベルを超えており、よって話者が会話やアナウンスを終了しているにもかかわらず、音響装置がその終了（話し終わり）時点を検出できない場合がある。
【０００８】
さらに、入力される音声信号が、会話やアナウンスによる話声信号であるのか、それとも音楽信号であるのかを判断（識別）し、その判断の結果に応じて、拡声装置における異なるゲイン調整をしたいような場合がある。
【０００９】
つまり、音声信号が話声信号である場合は、話者がマイクロホンに近づいたり、マイクロホンから遠ざかったりすることによって、音声信号のレベルが変動する。また、複数人によってなされる会話においては、話者によって声の大きさに差があるので、音声信号レベルの変動が生ずる。よって、音声信号が話声信号である場合は、音声信号のレベルの変動に応じて、比較的敏感なゲイン調整を行うことが望ましい。
【００１０】
一方、音声信号が音楽信号である場合にも、音声信号のレベルは変動する。一の音楽の中には比較的レベルの大きな部分と比較的レベルの小さな部分とが混在するからである。しかし、音声信号が音楽信号である場合には、その音楽性を損なわないようにするためにも、レベル変動に応じた敏感なゲイン調整は行わない方がよい。
【００１１】
このように、音声信号が話声信号であるのか音楽信号であるのかによって、ゲイン調整の方法を変えたい場合があるのである。そのためには、音声信号が話声信号であるのか音楽信号であるのかを判断する方法が必要である。しかし、そのための有効な方法はいまだ提案されていない。
【００１２】
なお、信号の自己相関に基づいて、話声信号と音楽信号とを識別する技術が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３６６１８９号公報（第１頁、要約欄）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本願に係る発明の目的は、音声信号における話し終わりの時点を確実に判断することができる音声信号判断装置を提供することにある。
【００１４】
また、本願に係るもう一つの発明の目的は、音声信号が話声信号であるのか音楽信号であるのかを正確に判断することができる音声信号判断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本願発明に係る音声信号判断装置は、第１信号を生成する第１信号生成手段と、第２信号を生成する第２信号生成手段と、判断手段とを備え、該第１信号生成手段は、音声信号のレベル値の包絡信号たる該第１信号を生成し、該第２信号生成手段は、該第２信号のレベル値が、該音声信号のレベル値に所定値を加えた値以上であるときには時間的に変化しないことを条件として、該第１信号を時間軸上で平滑化することによって該第２信号を生成し、該判断手段は、該第２信号のレベル値が、該音声信号のレベル値に該所定値を加えた値以上である状態が第１所定期間続いた時点を、該音声信号の話し終わり時点であると判断する。この装置では、第２信号のレベル値が、音声信号のレベル値に所定値を加えた値以上である状態を無音状態と判断できることを利用し、この無音状態が一定時間持続したことをもって、話し終わりであると判断しているのである。ゲートレベルを用いることなく、無音状態の検出およびその観測の結果から話し終わりを判断しているので、周囲騒音に影響されず、的確に話し終わり時点を判断できる。
【００１６】
上記音声信号判断装置において、該判断手段は、該音声信号の話し終わり時点の後、該第２信号のレベル値が、該音声信号のレベル値に該所定値を加えた値よりも小さくなった時点を、該音声信号の話し始め時点であると判断してもよい。話し終わり時点を的確に判断しているので、この装置によって的確に話し始め時点を判断できる。
【００１７】
上記音声信号判断装置において、該音声信号の話し始め時点に続く第２所定期間内においては、該第２信号生成手段が、該第２信号のレベル値を該第１信号のレベル値に一致させるようにしてもよい。
【００１８】
また、上記課題を解決するため、本願発明に係るもう一つの音声信号判断装置は、第１信号を生成する第１信号生成手段と、第２信号を生成する第２信号生成手段と、判断手段とを備え、該第１信号生成手段は、音声信号のレベル値の包絡信号たる該第１信号を生成し、該第２信号生成手段は、該第２信号のレベル値が、該音声信号のレベル値に所定値を加えた値以上であるときには時間的に変化しないことを条件として、該第１信号を時間軸上で平滑化することによって該第２信号を生成し、該判断手段は、該第２信号のレベル値が、該音声信号のレベル値に該所定値を加えた値以上である状態を無音状態であると判断し、かつ、該無音状態が発生する頻度に基づいて該音声信号が話声信号であるか音楽信号であるかを判断する。この装置では、話声信号と音楽信号とではそこに表れる無音状態の頻度が異なるということに基づいて、音声信号が話声信号であるか音楽信号であるかを正確に判断することができる。
【００１９】
上記音声信号判断装置において、該判断手段は、第３所定期間内に無音状態が発生する回数を計数し、計数された回数が所定回数以上であるとき該音声信号を話声信号であると判断し、計数された回数が該所定回数未満であるとき該音声信号を音楽信号であると判断してもよい。
【００２０】
また、上記音声信号判断装置において、該判断手段は、連続する二の無音状態の内の先の無音状態が終了してから後の無音状態が開始するまでの時間に基づいて、該音声信号が話声信号であるか音楽信号であるかを判断するようにしてもよい。
【００２１】
また上記音声信号判断装置において、該第１信号生成手段は、第４所定期間毎に、直近の該第４所定期間における音声信号のレベル値の最大値を検出し、検出した最大値を該第４所定期間だけ維持することによって該第１信号を生成するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本願に係る音声信号判断装置によれば、話者の周囲騒音にあまり影響されることなく確実に話し終わりを検出することができる。
【００２３】
また、本願に係るもう一つの音声信号判断装置によれば、音声信号が話声信号であるのか音楽信号であるのかを正確に判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本願発明の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２５】
まず、図１を参照しつつ、本願に係る音声信号判断装置の構成が採用されたゲイン自動調整装置２０を説明する。
【００２６】
図１は、音響システムＳの概略構成を示すブロック図である。この音響システムＳは、拡声空間に設置されており、該拡声空間にアナウンスや音楽を提供するために使用される。拡声空間の代表的な例としては、空港構内がある。
【００２７】
音響システムＳは、主に、ＣＤ(コンパクトディスク)プレーヤ１１、マイクロホンＭａ,Ｍｂ,Ｍｃ、切り換えスイッチ１５、ゲイン自動調整装置２０、パワーアンプ１７及びスピ−カ１８で構成されている。この音響システムＳでは、切り換えスイッチ１５によって、音源をＣＤプレーヤ１１、マイクロホンＭａ、マイクロホンＭｂ、マイクロホンＭｃのうちのいずれかに切り換えることができる。
【００２８】
アナウンサーのアナウンスを拡声空間に提供するときは、切り換えスイッチ１５によって、マイクロホンＭａ,マイクロホンＭｂ又はマイクロホンＭｃが音源として選択される。アナウンサーがこれらマイクロホンＭａ,Ｍｂ,Ｍｃを使用してアナウンスを行うと、マイクロホンＭａ,Ｍｂ,Ｍｃが、ゲイン自動調整装置２０に入力されるべき音声信号としての話声信号を発生する。
【００２９】
音楽を拡声空間に提供するときは、切り換えスイッチ１５によって、ＣＤプレーヤ１１が音源として選択される。ＣＤプレーヤ１１には音楽ＣＤが装着されているので、ＣＤプレーヤ１１はゲイン自動調整装置２０に入力されるべき音声信号としての音楽信号を発生する。
【００３０】
ゲイン自動調整装置２０は音源（ＣＤプレーヤ１１、マイクロホンＭａ,Ｍｂ,Ｍｃ）からの音声信号を切り換えスイッチ１５を介して入力し、その音声信号にゲインを与えてからパワーアンプ１７に送出する。ゲイン自動調整装置２０のゲインは、入力される音声信号に基づいて自動的に調整される。
【００３１】
パワーアンプ１７は、ゲイン自動調整装置２０からの音声信号を増幅して、スピーカ１８に送出する。そしてスピーカ１８から、アナウンスや音楽が拡声空間に放射される。
【００３２】
ゲイン自動調整装置２０は、音声信号入力部２１と、信号増幅部２２と、制御信号生成部２３と、音声信号出力部２４とを有する。音声信号入力部２１は、音源からの音声信号を入力する部分である。音声信号入力部２１に入力された音声信号は、信号増幅部２２と制御信号生成部２３とに送出される。信号増幅部２２は入力した音声信号にゲインを与えてから、その音声信号を音声信号出力部２４に送出する。信号増幅部２２のゲインは、外部からの制御信号によって制御される。制御信号生成部２３は、入力された音声信号に基づいて各種演算・処理を行うことによって制御信号を生成し、その制御信号を信号増幅部２２に送出する。音声信号出力部２４は、信号増幅部２２からの音声信号をパワーアンプ１７に送出する。
【００３３】
次に、図２を参照しつつ、制御信号生成部２３における各種演算・処理を説明する。
【００３４】
制御信号生成部２３は、入力された音声信号から種々の信号（レベル信号、第１信号、第２信号、信号増幅部２２に与えるべき制御信号）を生成する。また制御信号生成部２３には、各種のフラグ（無音検出フラグ、話し終わり検出フラグ、話し始め検出フラグ）が設定されている。さらに制御信号生成部２３は、これら信号やフラグに基づいて各種の判断（話し終わり時点の判断、話し始め時点の判断、音声信号が話声信号であるのか音楽信号であるのかの判断）を行う。
【００３５】
図２は、制御信号生成部２３での各種演算・処理によって生成される各種信号や各種フラグを示す図である。図２の横軸は時間を示し、縦軸は各信号のレベルやフラグの状態を示す。
【００３６】
制御信号生成部２３では、入力された音声信号のレベルを示すレベル信号Ｄが生成される。さらに、レベル信号Ｄに基づいて、第１信号Ｅが生成される。さらに、レベル信号Ｄと第１信号Ｅとに基づいて、第２信号Ｆが生成される。さらに、レベル信号Ｄと第２信号Ｆとに基づいて、無音検出フラグＪの状態が定められる。さらに無音検出フラグＪに基づいて、話し終わり検出フラグＫの状態が定められる。さらに無音検出フラグＪと話し終わり検出フラグＫとに基づいて、話し始め検出フラグＬの状態が定められる。なお、話し始め検出フラグＬと第１信号Ｅとに基づいて、第２信号Ｆに対する修正が加えられる。
【００３７】
さらに第２信号Ｆに基づいて制御信号が生成される。制御信号生成部２３は、この制御信号を信号増幅部２２に送出する。
【００３８】
図２には、レベル信号Ｄが破線で示され、第１信号Ｅが実線で示され、第２信号Ｆが一点鎖線で示されている。
【００３９】
レベル信号Ｄについてさらに説明すると、図中のレベル信号Ｄは、アナウンサーが交代しながら、拡声空間にアナウンスを提供したときに生ずる話声信号に基づいて生成されたものである。
【００４０】
図中の矢印Ｐａで示される期間（以下、「期間Ｐａ」という）は、アナウンサーＡがマイクロホンＭａを使用してアナウンスを行った期間である。図中の矢印Ｐｂで示される期間（以下、「期間Ｐｂ」という）は、アナウンサーＢがマイクロホンＭｂを使用してアナウンスを行った期間である。図中の矢印Ｐｃで示される期間（以下、「期間Ｐｃ」という）は、アナウンサーＣがマイクロホンＭｃを使用してアナウンスを行った期間である。
【００４１】
レベル信号Ｄに着目すると、アナウンサーによって音声信号の大きさに差があることがわかる。期間Ｐａにおける音声信号は比較的小さく、そのときのレベル信号Ｄのピーク値は約−３０ｄＢである。期間Ｐｂにおける音声信号は比較的大きく、そのときのレベル信号Ｄのピーク値は約＋５ｄＢである。期間Ｐｃにおける音声信号はさらに大きく、そのときのレベル信号Ｄのピーク値は約＋１０ｄＢである。
【００４２】
次に第１信号Ｅについて説明する。
【００４３】
第１信号Ｅは、レベル信号Ｄの包絡（エンベロープ）線として表れている。つまり第１信号Ｅはレベル信号Ｄの包絡信号である。
【００４４】
第１信号Ｅを生成する方法として、種々の方法を採用することができる。その中の最も単純な方法として、レベル信号Ｄをローパスフィルタに通過させることにより、その包絡信号を得るという方法を採用することもできる。しかし、本実施形態では、次のような方法によって、第１信号Ｅを生成している。
【００４５】
つまり、第４所定期間（Ｐ４秒）毎に、その直近のＰ４秒間におけるレベル信号Ｄの最大値を検出し、検出した該最大値をその後Ｐ４秒間だけホールドすることによって、第１信号Ｅを生成しているのである。第４所定期間である「Ｐ４秒」は、例えば、０．１秒以上５秒以下であってもよい。このようにして第１信号Ｅを生成しているために、図中の第１信号Ｅの波形は、ステップ状になっている。ステップ状の波形ではあるが、第１信号Ｅはレベル信号Ｄを包絡している。
【００４６】
第１信号Ｅの波形には、レベル信号Ｄの波形において見られる急峻なピークやディップは表れていない。
【００４７】
次に第２信号Ｆについて説明する。
【００４８】
第２信号Ｆは、第１信号Ｅ等に基づいて生成される。信号増幅器２２に与える制御信号は、第２信号Ｆに基づいて生成される。つまり、第２信号Ｆが大きいときには、信号増幅器２２のゲインを小さくし、第２信号Ｆが小さいときには、信号増幅器２２のゲインを大きくするような制御信号を生成するのである。
【００４９】
第２信号Ｆの変化は、後述する話し始め検出フラグＬの状態によって異なる。話し始め検出フラグＬの状態が「１」であるときには、制御信号生成部２３は、第２信号Ｆを第１信号Ｅに一致させる。その理由は後述する。
【００５０】
話し始め検出フラグＬの状態が「０」であるときには、第２信号Ｆは、レベル信号Ｄと第１信号Ｅとに基づいて生成される。より具体的には、第２信号Ｆは次のようにして生成される。
【００５１】
つまり、制御信号生成部２３は、第２信号Ｆとレベル信号Ｄとを常時観測している。そして、第２信号Ｆがレベル信号Ｄよりも所定値（Ｗ(ｄＢ)）以上大きいときは、第２信号Ｆを時間的に変化させないで、そのときの大きさに維持する。つまり、第２信号Ｆは増大も減少もしない。所定値である「Ｗ(ｄＢ)」は、例えば、１０ｄＢ以上４０ｄＢ以下であってもよい。
【００５２】
第２信号Ｆのレベルが、レベル信号Ｄのレベル値にＷ(ｄＢ)を加えた値よりも小さい場合は、第２信号Ｆと第１信号Ｅとの大小関係に応じて、第２信号Ｆの大きさを変化させる。つまり、第２信号Ｆよりも第１信号Ｅの方が大きければ、第２信号Ｆを所定の第１変化速度（Ｒ１(ｄＢ)／秒）で増加させる。ここで、Ｒ１の大きさは、０．１以上３以下であってもよい。第２信号Ｆよりも第１信号Ｅの方が小さければ、第２信号Ｆを（Ｒ１(ｄＢ)／秒）の速度で減少させる。第２信号Ｆと第１信号Ｅとが等しい場合は、第２信号Ｆの大きさを時間的に変化させないようにする。
【００５３】
その結果、話し始め検出フラグＬの状態が「０」である期間において、第２信号Ｆがレベル信号ＤよりもＷ(ｄＢ)以上大きい部分では、第２信号Ｆの波形は水平線状になり、それ以外の部分では、第２信号Ｆの波形は第１信号Ｅの波形を時間軸上で平滑化したような波形になる。
【００５４】
第２信号Ｆがレベル信号ＤよりもＷ(ｄＢ)以上大きいということは、アナウンスが無音状態になっていると判断できるのであるが、そのときには第２信号Ｆの波形が水平線状になるので信号増幅器２２のゲインは変化しない。よって、急にアナウンスが再開されたとしても、音声信号に対して適正なゲインを与えることができる。
【００５５】
また、アナウンスが無音状態ではないときには、第２信号Ｆの波形が第１信号Ｅの波形を時間軸上で平滑化したような波形になる。よって、アナウンスによる話声信号のレベル変化に応じて、緩やかに信号増幅器２２のゲインが変化する。その結果、自然で聞きやすいアナウンスを拡声空間に提供することができる。
【００５６】
次に無音検出フラグＪについて説明する。
【００５７】
無音検出フラグＪの状態は、レベル信号Ｄと第２信号Ｆとに基づいて定められる。制御信号生成部２３は、レベル信号Ｄと第２信号Ｆとを常時観測しており、これら信号のレベルから無音検出フラグＪの状態を設定するのである。
【００５８】
より詳細に説明すると、第２信号Ｆがレベル信号ＤよりもＷ(ｄＢ)以上大きいときは、無音検出フラグＪを「１」の状態に設定し、そうでないときは、無音検出フラグＪを「０」の状態に設定するのである。無音検出フラグＪの状態はこのようにして設定されるので、この無音検出フラグＪの状態が「１」のときは、音声信号が無音状態にあると判断することができる。
【００５９】
このような無音状態は、アナウンスや会話のような話声において頻繁に出現する。例えばアナウンスや会話における文節の区切りにおいても出現するし、会話における話者の交代のときにも出現する。よって、無音状態が検出されたことによって、話声信号が話し終わり時点に達したと直ちに判断するのは適切ではない。本実施例では、話声信号が話し終わり時点に達したか否かの判断結果は、次に説明する話し終わり検出フラグＫの状態に表れる。
【００６０】
次に、話し終わり検出フラグＫについて説明する。
【００６１】
話し終わり検出フラグＫの初期状態は「０」である。話し終わり検出フラグＫの状態は、無音検出フラグＪに基づいて定められる。制御信号生成部２３は、無音検出フラグＪの状態を常時観測しており、無音検出フラグＪが「１」である状態が第１所定期間（Ｐ１秒）続いた時点で、「０」の状態にある話し終わりフラグＫを「１」の状態に設定する。そして、その後に無音検出フラグＪが「０」の状態になった時点で、話し終わり検出フラグＫを「０」の状態に戻す。ここで、第１所定期間（Ｐ１秒）は、第４所定期間（Ｐ４秒）よりも長くすべきである。第１所定期間（Ｐ１秒）は、０．５秒以上１０秒以下であってもよい。
【００６２】
このように、話し終わり検出フラグＫは、無音状態がＰ１秒持続した時点で、「０」から「１」に変化する。よって、この話し終わり検出フラグＫの状態が「０」から「１」に変化した時点が、話声信号における話し終わり時点であると判断することができる。
【００６３】
このように、一定のゲートレベルを設けることなく、無音状態の検出およびその観測の結果から話し終わり時点を判断している。よって、話者の周囲騒音の影響をあまり受けることなく、的確に話し終わり時点を判断することができる。
【００６４】
次に、話し始め検出フラグＬについて説明する。
【００６５】
話し始め検出フラグＬの初期状態は「０」である。話し始め検出フラグＬの状態は、話し終わり検出フラグＫに基づいて定められる。制御信号生成部２３は、話し終わり検出フラグＫの状態を常時観測しており、話し終わり検出フラグＫが「１」から「０」に変化した時点で、「０」の状態にある話し始め検出フラグＬを「１」の状態に設定する。そして、その後、第２所定期間（Ｐ２秒）経過した時点で、話し始め検出フラグＬを「０」の状態に戻す。ここで、第２所定期間（Ｐ２秒）は、第４所定期間（Ｐ４秒）よりも長くすべきである。第２所定期間（Ｐ２秒）は、０．５秒以上１０秒以下であってもよい。
【００６６】
このように、話し始め検出フラグＬは、話し終わりが検出された後、音声信号が無音状態ではなくなった時点で、「０」から「１」に変化する。よって、この話し始め検出フラグＬの状態が「０」から「１」に変化した時点が、話し始め時点であると判断することができる。このように、話し終わりを適正に検出することによって、話し始めを適正に検出することができる。
【００６７】
次に、話し始め検出フラグＬと第２信号Ｆとの関係について説明する。
【００６８】
話し始め検出フラグＬが「０」から「１」に変化した時点を、新しいアナウンスが開始された時点であると判断することができる。このときには、アナウンサーが代わっている可能性や、使用されるマイクロホンが代わっている可能性が高い。よって、新たに入力される音声信号のレベルに対応して、素早く信号増幅器２２のゲインを調整しなければならない。そのために、制御信号生成部２３は、話し始め検出フラグＬの状態が「１」に設定されているＰ２秒間だけは、第２信号Ｆを第１信号Ｅに一致させる。これにより、第２信号Ｆを、音声信号のレベルに応じて素早く変化させることができる。その結果、信号増幅器２２のゲインを、新たに開始されるアナウンスの音声信号に応じたレベルに、素早く変化させることができる。
【００６９】
次に、信号増幅器２２のゲインについて説明する。
【００７０】
図３は、第２信号Ｆと信号増幅器２２のゲインＧとを示す図である。横軸は時間を示し、縦軸はレベルを示す。図３における第２信号Ｆの波形は、図２における第２信号Ｆの波形と同一である。
【００７１】
信号増幅器２２に与える制御信号は、第２信号Ｆに基づいて生成されるということ、および、第２信号Ｆが大きいときには、信号増幅器２２のゲインを小さくし、第２信号Ｆが小さいときには、信号増幅器２２のゲインを大きくするということを前述した。
【００７２】
信号増幅器２２のゲインＧ(dB)は、次のようにして定められる。つまり、第２信号ＦのレベルをＦ(dB)とすると、Ｆが０よりも小さいときは、「Ｇ(dB)＝１２(dB)」に設定される。また、Ｆが１２よりも大きいときは、「Ｇ(dB)＝０(dB)」に設定される。Ｆが０以上１２以下であるときは、「Ｇ(dB)＝（１２−Ｆ）(dB)」に設定される。
【００７３】
信号増幅器２２のゲインが上述のとおりに設定されるように、制御信号生成部２３は、第２信号Ｆに基づいて制御信号（信号増幅器２２に与えられるべき制御信号）を生成する。
【００７４】
図３から、信号増幅器２２のゲインＧが、期間Ｐｃの初期において素早く変化していることが理解される。これは、話し始め検出フラグＬの状態が「１」に設定されているＰ２秒間は、第２信号Ｆを第１信号Ｅに一致させるようにしていることによる。
【００７５】
次に、無音検出フラグＪを観測することにより、ゲイン自動調整装置２０に入力される音声信号が話声信号であるのか音楽信号であるのかを識別することができるということを説明する。
【００７６】
本願の発明者は、種々の話声信号から得られる無音検出フラグＪの状態の変化と、種々の音楽信号から得られる無音検出フラグＪの状態の変化とを分析した。そして、話声信号から得られる無音検出フラグＪの状態の変化と、音楽信号から得られる無音検出フラグＪの状態の変化とが異なる特徴を有するということを見出した。
【００７７】
つまり、話声信号から得られる無音検出フラグＪは、音楽信号から得られる無音検出フラグＪに比べて、「０」から「１」に変化する頻度、つまりフラグが立ち上がる頻度が高いのである。その理由は次のとおりであると推測できる。
【００７８】
図２のレベル信号Ｄから理解されるように、音声信号が話声信号であるときには、レベル信号Ｄにおいて急峻なディップが生ずることが多い。このディップは、アナウンスにおける文節の区切り等によって生ずるものである。つまり、アナウンスにおける文節の区切り等では無音状態となるのである。アナウンスのみならず、複数人の話者が参加する会話においても、このような無音状態が頻繁に発生する。会話においても文節の区切りが存在するし、また、話者が交代するときにも無音状態が発生するからである。
【００７９】
アナウンスや会話のような話声に比べると、音楽には無音状態が少ない。よって、音声信号が音楽信号であるときには、レベル信号Ｄにおいて急峻なディップが表れる頻度は低い。その結果、無音検出フラグＪが、「０」から「１」に変化する頻度も低い。
【００８０】
このことを利用して、音声信号が話声信号であるのか音楽信号であるのかを判断（識別）することができる。つまり、無音検出フラグＪに基づいて、その判断（識別）ができるのである。換言すれば、無音状態の頻度を検出し、それに基づいて、音声信号が話声信号であるか音楽信号であるかを判断（識別）することができる。その具体的な方法にはいくつかある。
【００８１】
例えば、第３所定期間（Ｐ３秒）の間に、第１所定回（Ｎ１回）以上、無音検出フラグＪが立ち上がれば（「０」から「１」に変化すれば）、入力された音声信号が話声信号であると判断し、立ち上がり回数が該第１所定回に満たないときは、入力された音声信号が音楽信号であると判断してもよい。換言すれば、レベル信号Ｄと第２信号Ｆとに基づいて一定時間において無音状態に陥る回数を計数し、その計数された回数に基づいて、入力された音声信号が話声信号であるか音楽信号であるかを判断（識別）するのである。ここで、第３所定期間（Ｐ３秒）は、第４所定期間（Ｐ４秒）よりも長くすべきである。第３所定期間（Ｐ３秒）は、２秒以上２０秒以下であってもよい。また、第１所定回（Ｎ１回）は、２回以上にすべきである。第１所定回（Ｎ１回）は、２回以上５回以下であってもよい。
【００８２】
入力されている音声信号が音楽信号であると判断するためには、第３所定期間（Ｐ３秒）の計時を開始してから少なくともＰ３秒間は無音検出フラグＪの状態を観測する必要がある。Ｐ３秒経過することによって初めて、そのＰ３秒間における無音検出フラグＪの立ち上がり回数がＮ１回未満であることを知ることができるからである。Ｐ３秒間の観測の結果、その間（Ｐ３秒間）における無音検出フラグＪの立ち上がり回数がＮ１回未満であるということがわかれば、その時点で、入力されている音声信号が音楽信号であると判断することができる。
【００８３】
入力されている音声信号が話声信号であると判断するためには、第３所定期間（Ｐ３秒）の計時を開始してからＰ３秒間、無音検出フラグＪの状態を観測し、そのＰ３秒間における無音検出フラグＪの立ち上がり回数が何回であるのかを検出してから判断することもできる。計数された回数が例えば（Ｎ１＋２）回であれば、音声信号が話声信号であると判断することができる。
【００８４】
しかし、入力されている音声信号が話声信号であると判断するためには、第３所定期間（Ｐ３秒）の計時を開始してから必ずしもＰ３秒間、無音検出フラグＪの状態を観測する必要はない。第３所定期間（Ｐ３秒）の計時中に、無音検出フラグＪの立ち上がりがＮ１回検出された時点で、音声信号が話声信号であると判断することができる。そして、その時点から次の第３所定期間（Ｐ３秒）の計時を開始するのである。
【００８５】
また、無音状態の頻度を検出して、それに基づいて、音声信号が話声信号であるか音楽信号であるかを判断（識別）するための別の具体的な方法として、次のような方法もある。
【００８６】
つまり、無音検出フラグＪが「１」から「０」に変化した後に、それが「１」に戻るまでの時間Ｔを観測し、その時間Ｔが所定時間たるＴ１秒以内である状態が続いている間は、入力された音声信号を話声信号であると判断することができる。その後、その時間ＴがＴ１秒を超えることが第２所定回たるＮ２回連続して観測されたときは、音声信号が話声信号から音楽信号に変化したと判断することができる。さらにその後、その時間ＴがＴ１秒以内である状態が第３所定回たるＮ３回連続して観測されたときには、音声信号が音楽信号から話声信号に変化したと判断することもできる。つまり、無音状態が終了してから次の無音状態が開始されるまでの時間を連続的に観測し、その観測された時間に基づいて、入力された音声信号が話声信号であるか音楽信号であるかを識別するのである。なお、図２において、無音検出フラグＪが「１」から「０」に変化した後に、それが「１」に戻るまでの時間Ｔがｔ秒である場合を例示している。ここで、所定時間（Ｔ１秒）は、２秒以上１０秒以下であってもよい。また、第２所定回（Ｎ２回）は、２回以上１０回以下であってもよい。また、第３所定回（Ｎ３回）は、２回以上１０回以下であってもよい。
【００８７】
以上のように、無音状態の頻度を検出し、それに基づいて音声信号が話声信号であるか音楽信号であるかを判断（識別）することができる。そのような判断結果を、信号増幅器２２のゲインの調整に反映させることもできる。例えば、音声信号が話声信号であるか音楽信号であるかによって、第２信号Ｆの変化速度を変えるようにすることもできる。つまり、第２信号Ｆは、所定条件下において、（Ｒ１(ｄＢ)／秒）の速度で増加したり、（Ｒ１(ｄＢ)／秒）の速度で減少したりするということを前述したが、この変化速度を音声信号の種類によって変えるようにするのである。
【００８８】
例えば、音声信号が話声信号であると判断されたときには、第２信号Ｆの変化速度を、第１変化速度である（Ｒ１(ｄＢ)／秒）とし、音声信号が音楽信号であると判断されたときには、第２信号Ｆの変化速度を、第２変化速度である（Ｒ２(ｄＢ)／秒）としてもよい。Ｒ２の大きさは、Ｒ１よりも小さい。よって、音楽信号の場合には変化速度がより遅くなる。Ｒ２の大きさは、０．０１以上２以下であってもよい。このように、第２信号Ｆの変化速度を音声信号の種類によって変えるようにすると、信号増幅部２２のゲインの変化速度も音声信号の種類によって変わることになる。
【００８９】
上述の例のように、音楽信号の場合には変化速度がより遅くなるようにしたのは、音楽性を損なわないようにするためである。
【００９０】
以上、本願発明の一実施形態を説明した。上記実施形態では、本願に係る音声信号判断装置を、ゲイン自動調整装置に利用する例を示した。しかし、本願に係る音声信号判断装置は、ゲイン自動調整装置のみならず、他にも利用の用途がある。例えば、話し始めと同時に音声信号の録音を開始し、話し終わりと同時にその録音を停止させるような、自動録音装置に利用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本願の音声信号判断装置を用いることにより、音声信号における話し終わり時点を判断することができ、また、音声信号の種類を判断することができるので、電気音響の技術分野に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】音響システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】制御信号生成部での各種演算・処理によって生成される各種信号や各種フラグを示す図である。
【図３】第２信号と信号増幅器のゲインとを示す図である。
【符号の説明】
【００９３】
１１  ＣＤプレーヤ
１５  切り換えスイッチ
１７  パワーアンプ
１８  スピーカ
２０  ゲイン自動調整装置
２１  音声信号入力部
２２  信号増幅部
２３  制御信号生成部
２４  音声信号出力部
Ｍａ,Ｍｂ,Ｍｃ  マイクロホン
Ｄ  レベル信号
Ｅ  第１信号
Ｆ  第２信号
Ｇ  ゲイン
Ｓ  音響システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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