(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号および／またはトーン信号(CNG,BSY)を含むことが出来る入力信号(ES)を受信するように構成されている入力手段(14)を含む、入力信号(ES)内の音声信号(SS)を検出するための音声検出装置(13)であって、
前記入力信号(ES)を処理するためと、前記入力信号(ES)の少なくとも第1および第2特性情報(FS1、FS2、FS3、FS4)を供給するための処理手段(15)と、
前記第1および第2特性情報(FS1、FS2、FS3、FS4)がしきい値を超えているかを調べるためと、検出情報(D1、D2、D3、D4)の少なくとも1つの項を供給するためのしきい値テスト手段(16)と
検出情報(D1、D2、D3、D4)の少なくとも1つの項を評価するためと、前記入力信号内の音声信号(SS)の存在の特徴である音声検出情報(SDI)を供給するための評価手段(17)と
を含み、
前記処理手段(15)が、前記入力信号(ES)の第1周波数帯(FB1)から第1周波数帯信号(FS1)を第1特性情報として取り出し、かつ前記入力信号(ES)の第2周波数帯(FB2)から第2周波数帯信号(FS2)を第2特性情報として取り出すように構成されているフィルタ手段(22)を含み、前記第1周波数帯(FB1)と前記第2周波数帯(FB2)が互いに重ならず、
前記しきい値テスト手段(16)が、前記第1周波数帯信号(FS1)が第1振幅しきい値(SW)を超えると、第1検出情報(D1)を供給し、かつ前記第2周波数帯信号(FS2)が第2振幅しきい値(SW)を超えると、第2検出情報(D2)を供給するように、構成されていて、かつ
前記評価手段(17)が、テスト時間間隔PZ内で前記第1検出情報(D1(PZ))と前記第2検出情報(D2(PZ))が、少なくともしきい値時間間隔(SZ)の間に発生するときに、音声検出情報(SDI)を供給するように、構成されている、
音声検出装置において、
テスト時間間隔(PZ)内で前記第1検出情報(D1(PZ))のみまたは前記第2検出情報(D２(PZ))のみが発生したときには、前記しきい値テスト手段(16)が、
・前記入力信号ESの前記第1周波数帯(FB1)または前記第2周波数帯(FB2)の低周波数帯(LFB1,LFB2)からそれぞれ前記フィルタ手段(22)によって抽出された第3周波数帯信号(FS3)が、振幅しきい値SWを超えるときに、第3検出情報(D3)を供給し、かつ
・前記入力信号ESの前記第1周波数帯(FB1)または前記第2周波数帯(FB2)の高周波数帯(HFB1,HFB2)からそれぞれ前記フィルタ手段(22)によって抽出された第4周波数帯信号(FS4)が、第4振幅しきい値SWを超えるときに、第4検出情報(D4)を供給する
ように、構成されていて、かつ
前記評価手段(17)が、前記テスト時間間隔(PZ)内で前記第3検出情報(D3(PZ))と前記第4検出情報(D4(PZ))が、少なくともしきい値時間間隔(SZ)に発生したときに、前記音声検出情報(SDI)を供給するように、構成されている、
ことを特徴とする音声検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載される音声検出装置(13)であって、前記テスト時間間隔(PZ)内で前記第3検出情報(D3(PZ))のみまたは前記第4検出情報(D4(PZ))のみが発生したときに、前記しきい値テスト手段(16)が、前記第1検出情報(D1))および／または前記第2検出情報(D2)を再び供給するように、構成されていることを特徴とする、音声検出装置。
【請求項３】
請求項1に記載される音声検出装置(13)であって、第1テスト時間間隔(PZ1)のあとに、少なくとも前記しきい値検出手段によって供給される検出情報(D1(PZ)、D2(PZ)、D3(PZ)、D4(PZ))を格納するように構成されている履歴メモリ手段(27) を備え、前記評価手段(17)が、さらに、前記第1テスト時間間隔(PZ)に続く前記第2テスト時間間隔(PZ)のあとに、少なくとも前記第1および第2テスト時間間隔(PZ)の検出情報(D1(PZ)、D2(PZ)、D3(PZ)、D4(PZ))を評価するように、構成されていることを特徴とする、音声検出装置。
【請求項４】
請求項1に記載される音声検出装置(13)であって、前記フィルタ手段(22)が、フィルタ係数(FK)が可変である少なくとも1つのデジタルフィルタ(23、24)によって形成されることを特徴とする音声検出装置。
【請求項５】
通信装置(1)であって、前記通信装置(1)を電話網(PSTN)に接続するためと、入力信号(ES)を受信するための接続手段(2)を含み、前記入力信号(ES)に含まれる音声信号(SS)を処理するための電話手段(5)を含み、前記入力信号(ES)に含まれ、かつ前記入力信号(ES)に含まれる少なくとも1つのCNGトーン信号(CNG)によって識別されるファックス信号(FS)を処理するためのファックス手段を含み、前記入力信号(ES)内のCNGトーン信号(CNG)を検出することができ、かつ正の検出結果(CNGI)の場合に第1制御情報(ST1)を供給することができるトーン信号検出装置(9)を含み、第1制御情報(ST1)が存在するときには前記接続手段(2)から前記ファックス手段(7)に前記入力信号(ES)を転送し、かつ前記第1制御情報(ST1)が存在しないときには前記接続手段(2)から前記電話手段(5)に前記入力信号(ES)を転送するための転送手段(8)を含み、
請求項1に記載される音声検出装置(13) を備え、音声検出情報(SDI)が存在するときには、前記トーン信号検出装置(9)が、前記転送手段(8)に最後に与えられた前記第1制御情報(ST1)の変更を禁止することを特徴とする、
通信装置。
【請求項６】
通信装置(1)であって、前記通信装置(1)を前記電話網(PSTN)に接続するためと、入力信号(ES)を受信するための接続手段(2)を含み、前記入力信号(ES)に含まれる音声信号(SS)を格納するためのメモリ手段(6)を含み、前記入力信号(ES)内のBUSYトーン信号(BSY)を検出することができ、かつ正の検出結果(BSYI)の場合に前記入力信号(ES)の格納を終了するために第2制御情報(ST2)を前記メモリ手段(6)に供給することができるトーン信号検出装置(9)を含み、
請求項1に記載される音声検出装置(13)を備え、音声検出情報(SDI)が存在するときには、前記トーン信号検出装置(9)が、前記メモリ手段(6)に第2制御情報(ST2)を供給することができないことを特徴とする、通信装置。
【発明の詳細な説明】
【発明が属する技術分野】
請求項1の於て書きで定義されるタイプの音声検出装置は、米国特許US-A-5,321,745から公知であり、電話システムの形態をとる。この公知の電話システムは、公衆電話網に接続され、トーン信号および／または音声信号を含む入力信号を受信するように構成されている。
【従来の技術】
この電話システムは、シグナリングトーンを含む入力信号の中のトーン信号を検出するように構成されたトーン検出装置を含む。シグナリングトーンは、例えば、周波数1.1kHzを有し、入力信号内の着信ファックス信号を特徴づけるCNGトーン(呼び出しトーン)によって形成することができる。トーン検出装置がCNGトーンを検出すると、入力信号が電話システムのファックス手段に送られる。
受信された信号が、ある瞬間に周波数1.1kHzの周波数成分も含む音声信号を含むときには、音声検出手段は、CNGトーンを誤って検出することがあり、その場合、音声信号がファックス手段に転送されてしまう。受信された信号内からシグナリングトーンを誤って検出することを防ぐため、この公知の電話システムは、音声検出装置を含む。
この音声検出装置は、入力信号に対して高速フーリエ変換を実行し、かつ入力信号の周波数ドメインをチェックする処理手段を有する。この目的のため、この処理手段は、変換された入力信号の3つの最大振幅M1、M2、M3と、これらの振幅値が発生する周波数f1(M1)、f2(M2)、f3(M3)とを判断する。
音声検出装置のしきい値テスト手段は、周波数f1(M1)とf2(M2)が周波数しきい値300Hzより高いか否かと、M1/M3が係数しきい値より大きいか否かを調べる。しきい値テスト手段は、テストの結果に対応する検出情報を供給する。
音声検出手段の評価手段は、検出情報を評価し、必要に応じ、入力信号内の音声信号の存在を特徴づける音声検出情報を供給する。音声検出情報が存在するときには、たとえトーン検出手段がCNGトーンを検出していても、入力信号は電話システムのファックス手段に転送されない。
公知の音声検出装置は、高速フーリエ変換を実行するために非常に高い計算能力を必要とし、この理由から、公知の音声検出装置は、386プロセッサを有するIBM互換コンピュータを使用しなければならないという欠点を有する。
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、電話、ファックス機器、電話アンサリング装置に組み込むことができ、かつ386プロセッサよりもずっと低い計算能力で足りる音声検出装置を提供することである。この目的は、請求項1の特徴記載部分で定義されている方法の手段によって達成される。このことは、時間ドメインにおいて入力信号を監視でき、かつ高速フーリエ変換を必要としないという利点を有する。しきい値テスト手段を用いて、入力信号の2つの周波数範囲に含まれる2つの周波数帯信号が、しきい値時間間隔中に振幅しきい値を超えているか否かをテストすることにより、これらの2つの周波数範囲内の入力信号のエネルギコンテントが、しきい値時間間隔を内包するテスト時間間隔中にエネルギしきい値を超えているか否かが決定される。シグナリングトーンは、2つの周波数範囲内に大きなエネルギコンテントを有さないので、超えている場合、評価手段は、入力信号内に音声信号を検出する。
請求項2に定義されている方法は、入力信号に異なるタイプの音声信号が含まれている場合にも信頼性のある検出が可能であるという利点をもたらす。また、音声信号が、第1周波数範囲または第2周波数範囲のみに大きなエネルギコンテントを有する、非常に低いまたは非常に高い声の話し手からの音声信号である場合にも、信頼性のある検出が可能である。
請求項3に定義されている方法は、音声信号が検出されているか否かを判断するために、サブ周波数帯からの情報と、第1および第2周波数帯からの情報の両方を、評価手段から使用することを可能とし、これによって入力信号の全体的なエネルギ分散を考慮できるという利点が得られる。
請求項4に定義されている方法は、入力信号に音声信号が含まれているか否かを判断するために、少なくとも2つのテスト時間間隔からの情報を、評価手段から使用することができるという利点をもたらす。
請求項5に定義されている方法は、入力信号の2つの周波数範囲から情報を得るためにテスト時間間隔中にフィルタ係数が2回変更される1つのデジタルフィルタのみによって、音声検出装置のフィルタ手段が形成されるという利点をもたらす。この結果、音声検出装置のフィルタ手段のコストが低減される。
請求項6に定義されている方法は、特に信頼性の高いファックススイッチを有する、電話手段とファックス手段を含む通信装置を提供する。
請求項7に定義されている方法は、特に信頼性の高い方式で入力信号に含まれる音声信号の格納を終了させる電話アンサリング装置を提供する。
【発明を実施するための形態】
以下に、図示されかつ具体例により提示されている実施例の3例を参照しながら、本発明について詳しく説明する。なお、本発明は、この実施例に限定されない。
図1は、公衆電話網PSTNに通信装置1を接続するための接続手段2を有する通信装置1を線図的に示す。通信装置1は、電話、ファックス機器、電話アンサリング装置の機能を1つにまとめている。
さらに、電話3は、公衆電話網PSTNに接続されている。通信装置1との電話接続を確立、終了させるために、電話3は、シグナリングトーンを電話網PSTNに供給し、シグナリングトーンを電話網から受信することができる。このようなシグナリングトーンは、例えば、通信装置1または電話3による電話接続の終了を特徴づけ、かつ周波数425Hzを有するBUSYトーン信号BSYである。電話が接続されている場合、電話3は、音声信号SSを受信して、このような信号を電話網PSTNに供給することができる。
さらに、ファックス機器4も、電話網PSTNに接続されている。電話接続を確立および終了するために、ファックス機器4は、シグナリングトーンを電話網PSTNに供給し、シグナリングトーンを電話網から受信することができる。このようなシグナリングトーンは、例えば、ファックス信号FSがそれ以降受信されることをファックス機器4に知らせる、周波数1100Hzを有するCNGトーン信号CNGである。ファックス機器4によって受信されるファックス信号FSは、ファックス機器4によって用紙に印刷することができるファックスメッセージを含む。電話網PSTNは、特に音声信号SS、ファックス信号FS、CNGトーン信号またはBUSYトーン信号BSYを含むことができる入力信号ESを、通信装置1の接続手段2に供給することができる。
通信装置1は、入力信号ESに含まれる音声信号SSを処理するための電話手段5を含む。処理された音声信号SSは、電話手段5のスピーカーに与えることができる。電話手段5のマイクロフォンは、音声信号SSを拾うように構成されている。
通信装置1は、さらに、通信装置1の呼出アンサリングモード時に入力信号ESに含まれる音声信号SSを格納するように構成されているメモリ手段6を含む。本例の場合、メモリ手段6は、EEPROMによって形成される。格納された音声信号SSは、通常の電話アンサリング装置と同様に、後にメモリ手段6から読み出して、使用者に対し再生させることができる。
通信装置1は、さらに、入力信号ESに含まれるファックス信号FSを処理するため、およびファックスメッセージをプリントアウトするためのファックス手段7を含む。
通信装置1は、さらに、転送手段を形成するファックススイッチ8を有する。ファックススイッチ8は、第1制御情報ST1が発生したときに接続手段2からの入力信号ESをファックス手段7に送り、そして第1制御情報ST1が存在していないときには接続手段2からの入力信号ESを電話手段5とメモリ手段6に送るように、構成されている。電話網PSTNを介して電話3から通信装置1に供給される音声信号SSは、ファックススイッチ8を介して、電話手段7に与えられ、通信装置1が電話アンサリングモードのときには、メモリ手段6に与えられる。ファックススイッチ8は、さらに、電話網PSTNを介して通信装置1に供給されるファックス信号FSをファックス手段7に送る。
通信装置1は、さらに、接続手段2に与えられた入力信号ESを受信するように構成されたトーン信号検出装置9を含む。トーン信号検出装置9は、入力信号ESの中のCNGトーン信号CNGを検出し、その検出に応じ、第1制御情報ST1をファックススイッチ8に供給するように構成されている。この目的のため、トーン信号検出装置9は、入力信号ESの中のCNGトーン信号CNGを検出するように構成されている第1トーン信号検出器10を含む。トーン信号検出装置9は、さらに、音声検出情報SDIを受信するように構成されている制御手段11を有する。この制御手段11については、後に詳しく説明する。
第1トーン信号検出器10が入力信号ESにCNGトーン信号CNGを検出すると、第1トーン信号検出器10は、CNG情報CNGIを制御手段11に供給することができる。制御手段11は、CNG情報CNGIが発生したときに第1制御情報ST1をファックススイッチ8に供給し、これに音声検出情報SDIが与えられるように、構成されている。この結果、通信装置1に入力信号ESとして与えられ、かつCNGトーン信号CNGによって識別されるファックス信号FSが、ファックススイッチ8からファックス手段7に与えられる。
トーン信号検出装置9は、さらに、入力信号内のBUSYトーン信号BSYを検出し、それに応答して、第2制御情報ST2をメモリ手段6に供給するように、構成されている。この目的のため、トーン信号検出装置9は、接続手段2から入力信号ESを受信するように構成されている第2トーン信号検出器12を含む。
第2トーン信号検出器12が入力信号ESにBUSYトーン信号BSYを検出すると、第2トーン信号検出器12は、制御手段11にBUSY情報BSYIを供給することができる。制御手段11は、BSYIが発生すると、第2制御情報ST2をメモリ手段6に供給し、これに音声検出情報SDIが与えられるように、構成されている。メモリ手段6は、第2制御情報ST2が発生すると、メモリ手段6に与えられる音声信号SSの格納を終了するように、構成されている。
通信装置1が電話アンサリングモードにあるときには、電話3から受信されていた音声信号SSの格納を終了するために、BUSYトーン信号BSYが、電話3の使用者が受信器をフックに置いたことを検出するために、検出される。
通信装置1は、また、入力信号ESの中の音声信号SSを検出するように構成されている音声検出装置13も含む。この目的のため、音声検出装置13は、入力手段14、処理手段15、しきい値テスト手段16、評価手段17を含む。
入力手段14は、第1増幅器18、第2増幅器19、第1制御段20、第2制御段21を含む。接続手段2に供給される入力信号ESは、第1増幅器18と第2増幅器19に与えることができる。処理手段15によって処理され、かつ第1増幅器18によって供給される入力信号は、第1制御段20に与えることができ、処理手段15によって処理され、かつ第2増幅器19によって供給される入力信号は、第2制御段21に与えることができる。第1制御段20は、第1制御情報R1を第1増幅器18に供給することで、第1増幅器18によって供給される増幅された入力信号ESをある特定のレベルに維持することができ、第2制御段21は、第2制御情報R2を第2増幅器19に供給することにより、第2増幅器19によって供給される増幅された入力信号ESをある特定のレベルに維持することができる。フィードバック制御段を有する増幅器のこのような制御は、自動ゲイン制御として一般に公知である。
音声検出装置13の処理手段15は、入力手段14によって供給される増幅された入力信号ESを処理し、入力信号ESの少なくとも第1および第2特性情報を供給するように構成されている。この目的のため、処理手段15は、さらに、入力信号ESの第1周波数帯FB1から第1周波数帯信号FS1を第1特性情報として取り出し、かつ入力信号ESの第2周波数帯FB2から第2周波数帯信号FS2を第2特性情報として取り出すように構成されているフィルタ手段22を含む。
入力手段14によって増幅された入力信号ESをフィルタ処理するため、フィルタ手段22は、第1デジタルフィルタ23と、第2デジタルフィルタ24を有する。第1デジタルフィルタ23は、評価手段17から第1フィルタ係数情報FK1を受信するように構成されていて、第2デジタルフィルタ24は、評価手段17から第2フィルタ係数情報FK2を受信するように構成されている。
デジタルフィルタ23または24は、フィルタ係数情報FKがデジタルフィルタ23または24に与えらると、自身のフィルタ曲線を変更し、安定化時間間隔EZ(例えば、10ms)の経過後に、フィルタ係数情報FKを含む周波数帯信号FSを入力信号ESから取り出すように、構成されている。
このことは、第1デジタルフィルタ23と第2デジタルフィルタ24の両方が、入力信号ESの複数の周波数帯を適切にフィルタ処理して、フィルタ処理された周波数帯から周波数帯信号FSを特性情報として引き出せるという利点を有する。従って、本来なら必要であるフィルタを追加することが不要となり、これによって音声検出装置13を低コストで生産することができる。
図2は、デジタルフィルタのフィルタ係数を変化させることによって実現できる、第1デジタルフィルタ23と第2デジタルフィルタ24のフィルタ曲線を示す。入力信号ESから、第1周波数帯FB1と、第1周波数帯FB1の低周波数帯LFB1と、第2周波数帯FB2の低周波数帯LFB2とを取り出すために、フィルタ係数情報FK1の3つの異なる値を、第1デジタルフィルタ23に与えることができる。この場合、第1周波数帯FB1の低周波数帯LFB1は、300Hz+/-150Hzのフィルタ曲線を有する。第2周波数帯FB2の低周波数帯LFB2は、1600Hz+/-250Hzのフィルタ曲線を有する。
第1周波数帯FB1が第1デジタルフィルタ23によって入力信号ESから取り出されると、第1デジタルフィルタ23は、第1周波数帯信号FS1を供給することができ、そして低周波数帯LFBが入力信号ESから取り出されると、第1デジタルフィルタ23は、第3周波数帯信号FS3を供給することができる。図3Aは、第1デジタルフィルタ23によって供給される周波数帯信号FSを時間の関数として表す。この信号は、テスト時間間隔PZ1中には第1周波数帯信号FS1を含み、テスト時間間隔PZ2、PZ3、PZ4中には第3周波数帯信号FS3を含む。
入力信号ESから、第2周波数帯FB2、第1周波数帯FB1の高周波数帯HFB1、第2周波数帯FB2の高周波数帯HFB2を取り出すために、第2デジタルフィルタ24に、第2フィルタ係数情報FK2の3つの異なる値を与えることできる。そして、第1周波数帯FB1の高周波数帯HFB1は、700Hz+/-200Hzのフィルタ曲線を有し、第2周波数帯FB2の高周波数帯HFB2は、2500Hz+/-300Hzのフィルタ曲線を有する。
第2周波数帯FB2が第2デジタルフィルタ24によって入力信号ESから取り出されると、第2デジタルフィルタ24は、第2周波数帯信号FS2を供給することができ、そして高周波数帯HFBが入力信号ESから取り出されると、第2デジタルフィルタ24は、第4周波数帯信号FS4を供給することができる。図3Bは、第2デジタルフィルタ24によって供給される周波数帯信号FSを時間の関数として表す。この信号は、テスト時間間隔PZ1中には第2周波数帯信号FS2を含み、テスト時間間隔PZ2、PZ3、PZ4中には第4周波数帯信号FS4を含む。
第1周波数帯FB1は、第1周波数帯FB1の低周波数帯LFB1と高周波数帯HFB1を含み、第2周波数帯FB2は、第2周波数帯FB2の低周波数帯LFB2と高周波数帯HFB2を含む。ここで注意すべきことは、後述するように、第1周波数帯FB1と第2周波数帯FB2が互いに重ならないことである。
周波数帯は、入力信号ES内に予期されるトーン信号が、フィルタ処理された周波数帯信号の中に大きなエネルギ成分をまったく含まないように定義される。実際に、予期されるトーン信号は、隣接する周波数帯の2つの周波数帯信号の中に大きなエネルギ成分を有さないはずである。ここで注意すべきことは、これらのフィルタ曲線用に指定されているこれらの周波数は、単なる一例にすぎず、当業者には、さらに多数の使用可能なフィルタ曲線が明らかであろう。
音声検出装置13のしきい値テスト手段16は、第1周波数帯信号FS1が図3Aに示されている振幅しきい値SWを超えると第1検出情報D1を供給し、そして第2周波数帯信号FS2が図3Bに示されている振幅しきい値SWを超えると第2検出情報D2を供給するように、構成されている。音声検出装置13のしきい値テスト手段16は、さらに、第3周波数帯信号FS3が図3Aに示されている振幅しきい値SWを超えると第3検出情報D3を供給し、そして第4周波数帯信号FS4が図3Bに示されている振幅しきい値SWを超えると第4検出情報D4を供給するように、構成されている。
この目的のため、しきい値テスト手段16は、第1しきい値検出器25と第2しきい値検出器26を含む。第1しきい値検出器25は、第1デジタルフィルタ23から第1周波数帯信号FS1と第3周波数帯信号FS3を受信するように構成されていて、そして第1しきい値検出器25は、第1検出情報D1と第3検出情報D3を評価手段17に供給するように構成されている。第2しきい値検出器26は、第2デジタルフィルタ24から第2周波数帯信号FS2と第4周波数帯信号FS4を受信するように構成されていて、そして第2しきい値検出器26は、第2検出情報D2と第4検出情報D4を評価手段17に供給するように構成されている。
第1ゲイン情報を、第1制御段20からしきい値検出器25に与えることができ、第2ゲイン情報を、第2制御段21から第2しきい値検出器26に与えることができる。これらの情報は、入力信号ESが増幅されたときのゲイン係数に関連する。しきい値検出器25と26は、ゲイン情報を評価することによって増幅しきい値SWを定義するように、構成されている。
図3は、第1しきい値検出器25によって供給される検出情報の変化を、時間の関数として表す。テスト時間間隔PZ1中の検出情報は、第1周波数帯信号FS1から引き出された第1検出情報D1を含み、テスト時間間隔PZ2、PZ3、PZ4中の検出情報は、第3周波数帯信号FS3から引き出された第3検出情報を含む。
図3Dは、第2しきい値検出器26によって供給される検出情報の変化を、時間の関数として表す。テスト時間間隔PZ1中の検出情報は、第2周波数帯信号FS2から引き出された第2検出情報D2を含み、テスト時間間隔PZ2、PZ3、PZ4中の検出情報は、第4周波数帯信号FS4から引き出された第4検出情報を含む。検出情報D1、D2、D3、D4は、検出情報の引き出し元の周波数帯信号FSが増幅しきい値SWを超えると値「1」を有し、逆に、対応する周波数帯信号FSが増幅しきい値SWを超えないときには値「0」を有する。ここで注意すべきことは、音声信号SSは、図2に示される少なくとも2つの周波数帯が、音声信号SSの主要なエネルギ成分を含む、相対的に広い周波数スペクトルを示すことを、一般に、特徴とする点である。逆に、トーン信号は、その基本エネルギコンテントが特定の周波数で発生し、隣接する周波数帯はトーン信号のいかなるエネルギ成分も示さないことを特徴とする。
テスト時間間隔PZ内の第1検出情報D1(PZ)と第2検出情報D2(PZ)が、少なくともしきい値時間間隔SZに発生すると、つまり値「1」を有すると、評価手段17は、音声検出情報SDI(図3E)を制御手段11に供給するように、構成されている。この目的のため、評価手段17は、40msのテスト時間間隔PZを定義するように構成されている。この値は有利である。その理由は、音声信号SSのエネルギ成分は、一般に約40〜100msに対してはほぼ一定のままであり、かつこれより短い時間間隔PZを使用しても、評価手段17に対して必要な計算能力がより多くなるだけであるからである。
さらに、評価手段17においては、テスト時間間隔PZの時間の70%のしきい値時間間隔SZ、つまり28msが定義される。評価手段17は、テスト時間間隔PZ中に、しきい値検出器25と26の両方によって供給される検出情報が少なくともしきい値時間間隔SZ中に値「1」を有しているか否かを調べる。この条件が満たされているときには、音声信号SS（これに応じて評価手段17は、音声検出情報SDIを制御手段11に供給する）が入力信号ESに含まれている可能性が非常に高い。制御手段11は、音声検出情報SDIが発生すると、たとえ同時にCNG情報CNGIが制御手段11に供給されていても、ファックススイッチ8に最後に供給された第1制御情報STIの変更を禁止するように、構成されている。また制御手段11は、通信装置1が電話アンサリングモードにあるときには、音声検出情報SDIとBUSY情報BSYIが同時に発生した場合には、第2制御情報ST2をメモリ手段6に供給しないように、構成されている。
このことは、例えば、トーン信号が音声信号SSに重なっているという理由で、あるいは音声信号SSがトーン信号に似た周波数成分を含んでいるという理由で、トーン検出装置9がトーン信号を検出してしまうときにも、制御手段11によってファックススイッチ8が切り替えられたり、メモリ手段6によって音声信号SSの格納が完了前に終了してしまうことが防止されるという利点を有する。このため電話の会話が中断されることが防止され、これは大きな利点である。
さらに、入力信号ESの複数の周波数帯のエネルギコンテントが時間ドメイン内でテストされるので、音声検出装置13に必要とされる計算能力が小さくてすむという利点が得られる。
音声検出装置13は、さらに、第1テスト時間間隔PZ1のあとに、少なくともしきい値検出手段16によって供給される検出情報D(PZ1)を格納するように構成されている履歴メモリ手段27を有する。このことは、評価手段17が、複数のテスト時間間隔PZから入力信号ESの特性情報を得るという利点をもたらす。
評価手段17は、さらに、第1テスト時間間隔PZ1に続く第2テスト時間間隔PZ2のあとに、少なくとも第1テスト時間間隔PZ1の検出情報D(PZ2)と、第2テスト時間間隔PZ2の検出情報D(PZ2)を評価するように、構成されている。そして、評価手段17は、少なくとも2つの連続するテスト時間間隔PZ内に、両方の検出情報値が「1」であったという条件が満たされているか否かを調べ、例えば、2つ以上の連続するテスト時間間隔PZについてこの条件が満たされていれば、評価手段17は、値「1」を音声検出情報SDIとして供給する。
このことは、入力信号ES内の短い疑似成分に起因して、入力信号ES内に音声信号SSが誤って検出されることがなくなるという利点を有する。音声検出装置13の信頼性は、履歴メモリ手段27を備えることと、格納された検出情報D(PZ)が評価手段によって考慮されることによって大きく向上する。
テスト時間間隔PZ内で第1検出情報D1(PZ)のみ、または第2検出情報D2(PZ)のみが発生したときには、しきい値テスト手段16は、入力信号ESの第1周波数帯FB1の低周波数帯LFB1から、または入力信号ESの低周波数帯LFB2から、それぞれ、フィルタ手段22により抽出された第3周波数帯信号FS3が、振幅しきい値SWを超えると、第3検出情報D3を供給するように、構成されている。さらに、テスト時間間隔中に第1検出情報D1(PZ)のみ、または第2検出情報D2(PZ)のみが発生したときには、しきい値テスト手段16は、入力信号ESの第1周波数帯FB1の高周波数帯HFB1から、または高周波数帯HFB2から、それぞれ、フィルタ手段によって抽出された第4周波数帯信号FS4が振幅しきい値SWを超えると、第4検出情報D4を供給するように、構成されている。
この場合、評価手段17は、テスト時間間隔PZ内で少なくともしきい値時間間隔SZの間第3検出情報D3(PZ)と第4検出情報D4(PZ)が値「1」を示すと、値「1」を音声検出情報SDIとして供給するように、構成されている。以下に、この点を、音声検出装置13の使用例を参照しながら詳しく説明する。
以下、通信装置1の音声検出装置13の動作について、音声検出装置13を使用する具体例を、図3に示されている信号波形と、図4に示されている評価テーブル28を参照しながら説明する。評価テーブル28は、評価手段17によって生成され、履歴メモリ手段27に格納される。
評価テーブル28は、テーブルの第1列に、連続するテスト時間間隔PZ1〜PZ11の情報を指定する。評価テーブル28の第2列は、各テスト時間間隔PZについて第1デジタルフィルタ23に供給される第1フィルタ係数情報FK1(PZ)を示し、評価テーブル28の第3列は、各テスト時間間隔PZについて第2デジタルフィルタ24に供給される第2フィルタ係数情報FK2(PZ)を示す。評価テーブルの第4、5、6、7列は、しきい値テスト手段16によって供給される検出情報Dから評価手段17によって導出される、各テスト時間間隔PZの検出情報D(PZ)の値を示す。評価テーブル28の第8列は、評価手段17によって制御手段11に供給される音声検出情報SDIの値を示す。
評価テーブル28に示されているように、テスト時間間隔PZ1中には、第1デジタルフィルタ23に第1フィルタ係数情報FK1(PZ1) = FB1が適用され、第2デジタルフィルタ24に第2フィルタ係数情報FK2(PZ2) = FB2が適用される。従って、安定化時間間隔EZ1のあと、図3Aに示されている第1周波数帯信号FS1と、図3Bに示されている第2周波数帯信号FS2が、第1テスト時間間隔PZ1中にしきい値テスト手段16に与えられる。続いて、第1時間間隔PZ1中に、第1しきい値検出器25は、図3Cに示されている第1検出情報D1を評価手段17に供給し、第2しきい値検出器26は、図3Dに示されている第2検出情報D2を評価手段17に供給する。
評価手段17は、第1検出情報D1が第1テスト時間間隔PZ1内でしきい時間間隔SZに対し値「1」を有していたことを検出し、そして第1テスト時間間隔PZ1の検出情報D1(PZ1)の値「1」を評価テーブル28に入力する。3つの評価手段17は、さらに、第2検出情報D2が第2テスト時間間隔PZ1内でしきい時間間隔SZより短い時間間隔T1中に値「1」を有していたことを検出し、このことから、評価手段17は、第1テスト時間間隔PZ1の第2検出情報D2(PZ1)として値「0」を評価テーブル28に入力する。第1テスト時間間隔PZ1中に評価手段17に与えられるのは第1検出情報D1と第2検出情報D2のみであるため、第1テスト時間間隔PZ1の第3検出情報D3(PZ1)と第4検出情報D4(PZ1)を、評価手段によって判断することはできない。
評価テーブル28の第2行に入力された第1テスト時間間隔PZ1の検出情報D(PZ1)の値から、評価手段17は、入力信号ESが、第1周波数帯FB1のみに大きなエネルギ成分を有し、第2周波数帯FB2には有していないと推論する。後述するように、音声信号SSは、一般に、第1および第2周波数帯の両方に大きなエネルギ成分を有するので、入力信号ESは、音声信号SSを含んでいない可能性が非常に高い。このため評価手段17は、音声検出情報SDIとして値「0」を制御手段11に供給し、評価テーブル28に値「0」を入力する。
第1テスト時間間隔PZ1の2つの検出情報値D(PZ1)のうちの1つのみが「1」であるので、入力信号ESが第1テスト時間間隔PZ1中に大きなエネルギ成分を有していた周波数帯FB1について、第2テスト時間間隔PZ2中により正確なテストを行うため、評価手段17は、第1テスト時間間隔PZ1のあとに、対応するフィルタ係数情報FKをフィルタ手段22に供給する。第1周波数帯FB1についてのこのより正確なテストは、第1周波数帯FB1の低周波数帯LFB1と高周波数帯HFB1のみに大きなエネルギ成分を有する、声の低い話し手によって話される音声信号を高い信頼性で検出する目的でも行われる。
第2安定化時間間隔EZ2の終了後、第2テスト時間間隔PZ2における図3Aに示されている第3周波数帯信号FS3と、第2テスト時間間隔PZ2における図3Bに示されている第4周波数帯信号FS4とが、しきい値テスト手段16に供給される。それに応答して、しきい値テスト手段16によって供給される第3検出情報D3と第4検出情報D4は、第2テスト時間間隔PZ2全体にわたって値「1」を有する。その結果、第3検出情報D3(PZ2)と第4検出情報D4(PZ2)に対して、値「1」が評価テーブル28に入力される。
評価テーブル28の第2行に入力された第1テスト時間間隔PZ1の検出情報D(PZ1)の値と、評価テーブル28の第3行に入力された第2テスト時間間隔PZ2の検出情報D(PZ2)の値から、評価手段17は、入力信号ESが、少なくとも2つの周波数帯において大きなエネルギ成分を短時間しか示していないと推測する。入力信号ESの擬似的な成分の結果として音声信号SSを誤って検出することを防ぐため、評価手段17は、値「0」を音声検出情報SDIとして制御手段11に供給し、この値を評価テーブル28にロードする。
両方の検出情報値D(PZ2)は、第2テスト時間間隔PZ2の間は「1」であるので、評価手段17は、第3テスト時間間隔PZ3内でも、第1周波数帯FB1の低周波数帯LFB1と高周波数帯HFB1における入力信号ESのエネルギコンテントをテストするため、第1および第2フィルタ係数情報FKを変更しない。
第3安定化時間間隔EZ3のあとの第3テスト時間間隔PZ3中にしきい値テスト手段16によって供給される第3検出情報D3は、値「1」を有し、第4検出情報D4は、時間間隔T2と時間間隔T3中に値「1」を有する。時間間隔T2とT3の合計はしきい値時間間隔SZを超えるので、評価手段17は、第3テスト時間間隔PZ3の検出情報D3(PZ3)とD4(PZ3)に対して値「1」を評価テーブル28にロードする。
評価テーブル28の第3行に入力された第2テスト時間間隔PZ2の検出情報D(PZ2)の値と、評価テーブル28の第4行に入力された第3テスト時間間隔PZ3の検出情報D(PZ3)の値から、評価手段17は、入力信号ESが少なくとも2つの周波数帯において大きなエネルギ成分を長時間にわたり示していると推測する。この結果、評価手段17は、音声検出情報SDIとして値「1」を制御手段11に供給し、この値を評価テーブル28にロードする。
評価手段17が第3テスト時間間隔PZ3の両方の検出情報値D3(PZ3)とD4(PZ4)に対して値「1」を評価テーブル28に入力したので、評価手段17は、第4テスト時間間隔PZ4内でも第1周波数帯FB1の低周波数帯LFB1と高周波数帯HFB1における入力信号ESのエネルギコンテントをテストするために、フィルタ係数情報FKを変更しない。次に評価手段17は、高周波数帯HFB1においてのみ入力信号ESの大きなエネルギ成分を検出し、この理由から、評価手段17は、第4テスト時間間隔PZ4の音声検出情報SDIに対し値「0」を制御手段11に供給する。
第4テスト時間間隔PZ4の2つの検出情報値D(PZ4)のうちの1つのみが「1」であるので、評価手段17は、第5テスト時間間隔PZ5における入力信号ESの第1周波数帯FB1と第2周波数帯FB2のエネルギコンテントを調べるために、第4テスト時間間隔PZ4のあとに、対応するフィルタ係数情報FKをフィルタ手段22に供給する。次いで、評価手段17は、第2周波数帯FB2において入力信号ESの大きなエネルギ成分を検出し、この理由から、第2周波数帯FB2内の入力信号ESのエネルギ成分をより正確に調べるため、第6テスト時間間隔PZ6のフィルタ係数情報FKが変更される。
評価手段17は、第6テスト時間間隔PZ6中には第2周波数帯FB2の低周波数帯LFB2内ではなく第2周波数帯FB2の高周波数帯HFB2内にのみ入力信号ESに大きなエネルギ成分が含まれることを検出するので、値「0」が音声検出情報SDIとして制御手段11に供給される。
これに応答して、評価手段17は、第7テスト時間間隔PZ7中に第1周波数帯FB1と第2周波数帯FB2内の入力信号ESのエネルギ成分を調べるために、フィルタ係数情報FKを再び変更する。評価手段17は、第7テスト時間間隔PZ7において第2周波数帯FB2内にのみ入力信号ESの大きなエネルギ成分を検出し、この理由から、第8テスト時間間隔PZ8中に第2周波数帯FB2における入力信号ESのエネルギ成分をより正確に調べるために、評価手段17によって供給されるフィルタ係数情報FKは変更される。
以降の第8、9、10、11テスト時間間隔PZでは、入力信号ESの大きなエネルギ成分は、第2周波数帯FB2の低周波数帯LFB2と高周波数帯HFB2の両方に検出され、その結果として、第9テスト時間間隔PZ9以降は、音声検出情報SDIとして値「1」が制御手段11に供給され、評価テーブル28にロードされる。
このことは、音声検出装置13が、各テスト時間間隔PZのあとに最新の音声検出情報SDI(PZ)を制御手段11に供給し、その結果として、ファックススイッチ8の切替またはメモり手段6による格納の終了が特に高い信頼性で行われるという利点をもたらす。音声検出装置13は、単純かつ低コストの構成であるため、如何なる、電話、ファックス機器、電話アンサリング装置にも組み込むことができる。
通信装置1の使用の最初の具体例では、通信装置1は、電話3によって呼び出される。電話網PSTNとファックススイッチ8を介して、電話手段5との電話接続が電話3によって確立されると、音声信号SSが電話3から電話手段5に送信される。
電話3の使用者が電話3の受話器に話している間、その使用者の家の前のエクスカベータ（excavator）は、周波数1100Hzを有するトーンを生成する。この結果、トーン信号が重畳された音声信号SSが、入力信号ESとして通信装置1に供給される。そして、第1トーン信号検出器10は、CNGトーン信号CNGを検出し、CNG情報CNGIを制御手段11に供給する。同時に、音声検出装置13は、音声検出情報SDIを制御手段11に供給する。
この結果として、制御手段11は、第1制御情報ST1がそれ以前には供給されていなかった場合には、CNG情報CNGIと音声検出情報SDIが同時に発生すると、第1制御情報SDT1を供給しない。このため、電話3と電話手段5の間の電話接続は中断されないという利点を有する。
通信装置1の使用の2番目の例では、通信装置1は、電話アンサリングモードにあり、通信装置1が電話3によって呼び出される。電話網PSTNとファックススイッチ8を介して、電話3からメモリ手段6への電話接続が確立されると、音声信号SSは、電話3からメモリ手段6に送信され、メモリ手段6に格納される。
電話3の使用者が電話3の受話器に話している間、バックグラウンドにおける無線が、425Hzに大きなエネルギ成分を有するトーン信号を生成する。この結果、トーン信号が重畳された音声信号SSが、入力信号ESとして通信装置1に供給される。次に、第2トーン信号検出器12は、BUSYトーン信号BSYを検出し、BUSY情報BSYIを制御手段11に供給する。同時に、音声検出装置13は、音声検出情報SDIを制御手段11に供給する。
利点として、制御手段11は、BUSY情報BSYIと音声検出情報SDIが同時に発生する場合には第2制御情報ST2を供給せず、そのため、電話3とメモリ手段6の間の電話接続が音声信号の格納前に中断されることがない。
電気通信技術やコンピュータ技術の分野においては、さらなる多数のトーン信号が公知である。そのようなトーン信号の検出と組み合わせた音声検出装置は、膨大な用途に有利に使用することができる。
評価手段は、多数のテスト時間間隔の特性情報を評価し、必要に応じ音声検出情報を供給するようにしてもよい。これにより、正しい判断の確率をさらに向上させることができる。
フィルタ手段は、入力信号のエネルギ成分をより正確に検出するために、3つ、または5つ、あるいは10の周波数範囲から周波数帯信号を同時に取り出すことができる。
個々の周波数帯をより正確に評価するために、フィルタ手段によって供給される各周波数帯信号用に、別の振幅しきい値を定義してもよい。
フィルタ手段は、フィルタ係数が可変である1つのデジタルフィルタのみによって形成してもよい。
しきい値検出器によって供給される検出情報は、長期的な挙動を監視するために、評価手段において別の評価に使用してもよい。そして検出情報値に、例えばガウス分布に従って重み係数を掛けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】通信装置内に備えられるトーン検出装置と、通信装置内に備えられる音声検出装置によって入力信号が制御され、電話手段、ファックス手段、電話アンサリング手段を含む通信装置を線図的に示すブロック線図である。
【図２】入力信号の周波数帯をフィルタ処理することができる、図1に示されている音声検出装置の第1および第2フィルタのフィルタ曲線を示す。
【図３】第1および第2フィルタによって供給できる周波数帯信号の信号波形と、音声検出装置のしきい値テスト手段によって供給できる検出情報と、音声検出装置の評価手段によって供給できる音声検出情報を示す。
【図４】音声検出装置の評価手段において生成することのできる評価テーブルを示す。
【符号の説明】
1  通信装置
2  接続手段
3  電話
4  ファックス機器
5  電話手段
6  メモリ手段
7  ファックス手段
8  ファックススイッチ
9  トーン信号検出装置
10  第1トーン信号検出器
11  制御手段
12  第2トーン信号検出器
13  音声検出装置
14  入力手段
15  処理手段
16  しきい値テスト手段
17  評価手段
18  第1増幅器
19  第2増幅器
20  第1制御段
21  第2制御段
22  フィルタ手段
23  第1デジタルフィルタ
24  第2デジタルフィルタ
25  第1しきい値検出器
26  第2しきい値検出器
27  履歴メモリ手段
28  評価テーブル
【図１】
0004441125.tif 000002
【図２】
0004441125.tif 000003
【図３】
0004441125.tif 000004
【図４】
0004441125.tif 000005