JP2712691B2 - Signal processing device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は音声処理に用いる信号処理装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a signal processing device used for audio processing.
従来の技術 第２図は従来の信号処理装置のブロック図である。図
に示すようにケプストラム算出部16は音声入力のケプス
トラムを算出してピーク検出部17に供給する。ピーク検
出部17はケプストラム算出部16のケプストラムが供給さ
れ、そのピークを検出して音声検出部19に供給する。音
声検出部19はピーク検出部17のピーク信号を受けて音声
検出を行ない、その結果をマッチング部20に供給する。
音声分析18は音声入力の分析を行なってマッチング部20
に供給する。そしてマッチング部20は音声分析部18の信
号を音声検出部19から供給される信号に応じて処理し
て、認識出力を得る構成となっている。FIG. 2 is a block diagram of a conventional signal processing device. As shown in the figure, the cepstrum calculation unit 16 calculates the cepstrum of the voice input and supplies it to the peak detection unit 17. The peak detection unit 17 is supplied with the cepstrum of the cepstrum calculation unit 16, detects the peak, and supplies the peak to the speech detection unit 19. The voice detector 19 receives the peak signal of the peak detector 17 and performs voice detection, and supplies the result to the matching unit 20.
Speech analysis 18 analyzes speech input and performs matching 20
To supply. The matching unit 20 is configured to process the signal of the voice analysis unit 18 according to the signal supplied from the voice detection unit 19 to obtain a recognition output.
以上のように構成された従来の信号処理装置について
その動作を以下に説明する。音声入力はケプストラム算
出部16でそのケプストラムを算出される。そしてピーク
検出部17でケプストラムピークが検出される。音声検出
部19ではそのケプストラムピークの有無あるいはその大
きさで音声の有無を判定し、音声の有無に対応した制御
信号をマッチング部20へ供給する。また一方、音声入力
は音声分析部18においてマッチング部20でパータンマッ
チングが行えるうように分析して得た信号をマッチング
部20に供給する。マッチング部20では音声検出部19から
の制御信号によって、音声分析部18より供給される信号
を基準パターンとマッチングさせることで音声認識を行
ない、認識出力を得る。ここで音声検出部19からの制御
信号は、音声が検出された場合はすべて、マッチング部
20のマッチング動作を行なうように制御する。The operation of the conventional signal processing device configured as described above will be described below. The cepstrum of the voice input is calculated by the cepstrum calculation unit 16. Then, the cepstral peak is detected by the peak detecting unit 17. The sound detection unit 19 determines the presence or absence of the sound based on the presence or absence of the cepstrum peak, and supplies a control signal corresponding to the presence or absence of the sound to the matching unit 20. On the other hand, as for the voice input, a signal obtained by analyzing the voice analysis unit 18 so that pattern matching can be performed by the matching unit 20 is supplied to the matching unit 20. The matching unit 20 performs speech recognition by matching the signal supplied from the speech analysis unit 18 with the reference pattern according to the control signal from the speech detection unit 19, and obtains a recognition output. Here, the control signal from the voice detection unit 19 is used only when the voice is detected.
Control is performed to perform 20 matching operations.
発明が解決しようとする課題 しかしながら、このような従来の信号処理装置では、
音声が入力された場合は音声検出部が作動して制御信号
が出力され、常にマッチング動作を行なうために音声認
識対象外の音声入力に対しても動作し、不要な信号処理
とそのための不要な処理時間が発生するとともに、誤認
識が多く発生するという不都合が生じていた。However, in such a conventional signal processing device,
When a voice is input, the voice detection unit operates to output a control signal, and also operates for a voice input that is not a target for voice recognition in order to always perform a matching operation, thereby performing unnecessary signal processing and unnecessary signal processing. Inconvenience occurs that processing time is generated and misrecognition frequently occurs.
本発明は上記課題を解決するもので、認識の対象とす
る音声入力に対してのみ動作する信号処理装置を提供す
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a signal processing device that operates only for a speech input to be recognized.
課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、音声入力を分析
して分析信号を出力する音声分析部と、その分析信号を
テンプレートと比較して認識出力を出力するマッチング
部を備えた音声認識手段において、前記マッチング部に
第１の制御信号入力手段と第２の制御信号入力手段を設
け、音声入力から算出してケプストラムを出力するケプ
ストラム算出部と、前記ケプストラムのピークを検出し
てピーク信号を出力するピーク検出部と、前記ピーク信
号から音声の有無を判定して第１の制御信号を出力する
音声検出部と、モード設定入力および前記ピーク信号に
対応して第２の制御信号を出力する制御部と、前記ピー
ク信号を記憶するピーク値メモリを設け、前記制御部は
モード設定入力が“設定”に対応して前記ピーク信号を
前記メモリに書き込み、また、前記制御部はモード設定
入力が“認識”に対応して前記メモリのピーク信号とし
て音声入力のケプストラムピーク信号を比較して、それ
ぞれのケフレンシの差に対応して前記第２の制御信号を
出力し、前記マッチング部が第１の制御信号および第２
の制御信号の入力により認識出力を出力する構成とした
ものとする。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention provides a voice analysis unit that analyzes a voice input and outputs an analysis signal, and a matching unit that compares the analysis signal with a template and outputs a recognition output. In the voice recognition means comprising: a first control signal input means and a second control signal input means provided in the matching unit, a cepstrum calculation unit that calculates a cepstrum from a voice input and outputs a cepstrum; A peak detector for detecting and outputting a peak signal; a voice detector for determining the presence or absence of voice from the peak signal and outputting a first control signal; and a second detector corresponding to a mode setting input and the peak signal. And a peak value memory for storing said peak signal, wherein said control unit outputs said peak signal in response to a mode setting input of "setting". A signal is written to the memory, and the control unit compares the cepstrum peak signal of the audio input as a peak signal of the memory in response to the mode setting input corresponding to “recognition”, and responds to the difference of each ceffrency. Outputting the second control signal, wherein the matching unit outputs the first control signal and the second control signal;
And outputs a recognition output in response to the input of the control signal.
作用 本発明は上記した構成により、音声入力はケプストラ
ム算出部とピーク検出部を経てケプストラムのピークが
検出される。そして音声検出部ではケプストラムのピー
クを基に音声の有無の判別を行い、マッチング部に音声
の有無に対応した第１の制御信号を供給する。また制御
部においては、モード設定入力が“登録”である場合は
ピーク検出部で得られるケプストラムのピーク信号をピ
ーク値メモリに記憶し、またモード設定入力が“認識”
である場合はピーク検出部で得られるケプストラムのピ
ーク信号と、ピーク値メモリに記憶されたピーク値信号
を比較し、それぞれのケフレンシーの差に応じてマッチ
ング部に第２の制御信号を供給する。さらに、音声入力
は音声分析部でマッチング部で用いるように分析され、
マッチング部においてあらかじめ登録されているデータ
とマッチング処理を行ない認識出力を得る。このときマ
ッチング処理の動作の開始は、音声検出部および制御部
からの第１および第２の制御信号によって制御される。
すなわち音声検出部からの第１の制御信号は、音声が検
出された場合にマッチングの動作を開始させるように、
また制御部からの第２の制御信号はモード設定入力が
“認識”である場合には音声入力のケプストラムピーク
信号のケフレンシーとモード設定が“設定”のときにメ
モリにあらかじめ登録されたピーク信号のケフレンシー
値に差がないと判定した場合にマッチングの動作を開始
させる。According to the present invention, the peak of the cepstrum is detected from the speech input through the cepstrum calculation unit and the peak detection unit. Then, the voice detection unit determines the presence or absence of the voice based on the peak of the cepstrum, and supplies a first control signal corresponding to the presence or absence of the voice to the matching unit. When the mode setting input is “registered”, the cepstral peak signal obtained by the peak detector is stored in the peak value memory, and the mode setting input is “recognized”.
In the case of, the peak signal of the cepstrum obtained by the peak detecting unit is compared with the peak value signal stored in the peak value memory, and the second control signal is supplied to the matching unit according to the difference of the respective quefrencies. Further, the speech input is analyzed by the speech analysis unit for use by the matching unit,
The matching unit performs matching processing with data registered in advance to obtain a recognition output. At this time, the start of the operation of the matching process is controlled by the first and second control signals from the voice detection unit and the control unit.
That is, the first control signal from the voice detection unit starts the matching operation when voice is detected,
When the mode setting input is "recognition", the second control signal from the control unit is the clarity of the cepstrum peak signal of the voice input and the peak signal of the peak signal registered in advance in the memory when the mode setting is "setting". When it is determined that there is no difference between the quefrency values, the matching operation is started.
実 施 例 以下、本発明の一実施例について第１図を参照しなが
ら説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
第１図は本発明の一実施例における信号処理装置のブ
ロック図である。図において、ケプストラム算出部１は
音声入力よりケプストラムを算出しピーク検出部２に供
給する。ピーク検出部６はそのケプストラムからピーク
を検出して制御部3,音声検出部６へそれぞれ供給する。
音声検出部６はピーク検出部２から供給されるケプスト
ラムピーク信号の有無により音声の有無の検出を行な
い、マッチング部７へ第１の制御信号を供給する。制御
部３は、ピーク検出部２から供給されるケプストラムピ
ーク信号を、モード設定入力に従って、ピーク値メモリ
４に供給あるいは、ピーク値メモリ４から供給されるデ
ータを用いてマッチング部７へ第２の制御信号を出力す
る。ピーク値メモリ４はピーク検出部２のケプストラム
ピーク信号を記憶するもので、制御部３を介してデータ
の記憶，読み出しを行なう。音声分析部５は音声入力を
マッチング部７で用いるデータ形式に分析し、マッチン
グ部７へ分析信号を供給する。マッチング部７は、音声
分析部５で分析された分析信号と、音声検出部６および
制御部３から第１および第２の制御信号が供給され、そ
の制御信号に応じて、音声分析部５から供給される分析
された分析信号をテンプレートと照合して認識出力を得
る構成となっている。FIG. 1 is a block diagram of a signal processing device according to one embodiment of the present invention. In the figure, a cepstrum calculation unit 1 calculates a cepstrum from a voice input and supplies it to a peak detection unit 2. The peak detecting unit 6 detects a peak from the cepstrum and supplies the peak to the control unit 3 and the voice detecting unit 6, respectively.
The voice detector 6 detects the presence or absence of voice based on the presence or absence of the cepstrum peak signal supplied from the peak detector 2, and supplies a first control signal to the matching unit 7. The control section 3 supplies the cepstrum peak signal supplied from the peak detection section 2 to the peak value memory 4 according to the mode setting input or to the matching section 7 using the data supplied from the peak value memory 4 to the second section. Outputs control signal. The peak value memory 4 stores a cepstrum peak signal of the peak detection unit 2, and stores and reads data via the control unit 3. The voice analysis unit 5 analyzes the voice input into a data format used by the matching unit 7 and supplies an analysis signal to the matching unit 7. The matching unit 7 is supplied with the analysis signal analyzed by the voice analysis unit 5 and the first and second control signals from the voice detection unit 6 and the control unit 3. The supplied analysis signal is compared with a template to obtain a recognition output.
上記構成において動作を説明する。まずモード設定入
力が“登録”の場合は、ケプストラム算出部１で音声入
力のケプストラムが算出され、そしてピーク検出部２で
そのケプストラムピークが検出されて制御部３へ供給さ
れ、制御部３を介してピーク値メモリ４に記憶される。
そして制御部３はマッチング部７へマッチング処理を行
なわないための第２の制御信号を送る。つぎにモード設
定入力が“認識”の場合は、同様に、ケプストラム算出
部１で音声入力のケプストラムが算出され、そしてピー
ク検出部２でそのケプストラムピークが検出される。そ
してピーク検出部２のケプストラムピーク信号の有無に
よって音声検出部６で音声の有無が判別され、音声であ
る場合はマッチング処理を行なうための第１の制御信号
を送り、また音声でない場合はマッチング処理を行なわ
ないための第１の制御信号をマッチング部７へ送る。同
時にピーク検出部２のケプストラムピーク信号は、制御
部３であらかじめ記憶されたピーク値メモリ４の内容と
比較され、両者のケフレンシー値が近接している場合に
はマッチング部７へマッチング処理を行うための第２の
制御信号を送り、また両者のケフレンシー値が近接して
いない場合には、マッチング部７へマッチング処理を行
なわないための第２の制御信号を送る。そして、マッチ
ング部７では音声分析部５で分析された分析信号を、音
声検出部６および制御部３から供給される第１および第
２の制御信号がどちらもマッチング処理を行なう状態の
信号のときに、テンプレートのデータと比較し、認識処
理動作を行ない、その結果を認識出力として出力する。
このように本発明の実施例の信号処理装置によれば、音
声入力のケプストラムピークのケフレンシーすなわち話
者のピッチ周波数が、あらかじめ登録したものに近い場
合にのみ、テンプレートとのマッチング処理を行なうの
で、登録した話者以外の音声入力のときはマッチング処
理を行なわず、マッチング部のマッチング処理に要する
処理時間を除くことができ、登録話者以外の音声入力が
入力されたときは即座にリジェクト結果が出力される。The operation of the above configuration will be described. First, when the mode setting input is “registration”, the cepstrum of the voice input is calculated by the cepstrum calculation unit 1, and the cepstrum peak is detected by the peak detection unit 2, supplied to the control unit 3, and transmitted through the control unit 3. And stored in the peak value memory 4.
Then, the control unit 3 sends a second control signal to the matching unit 7 for not performing the matching process. Next, when the mode setting input is “recognition”, similarly, the cepstrum of the voice input is calculated by the cepstrum calculation unit 1, and the cepstrum peak is detected by the peak detection unit 2. The presence / absence of voice is determined by the voice detection unit 6 based on the presence / absence of the cepstrum peak signal of the peak detection unit 2. If the voice is voice, a first control signal for performing a matching process is sent. Is sent to the matching unit 7 for not performing. At the same time, the cepstrum peak signal of the peak detection unit 2 is compared with the contents of the peak value memory 4 stored in advance by the control unit 3, and when the quefrency values are close to each other, the matching process is performed to the matching unit 7. And if the quefrency values are not close to each other, a second control signal for not performing the matching process is sent to the matching unit 7. Then, the matching unit 7 compares the analysis signal analyzed by the voice analysis unit 5 when the first and second control signals supplied from the voice detection unit 6 and the control unit 3 are both signals in a state in which matching processing is performed. Then, the data is compared with the template data, a recognition processing operation is performed, and the result is output as a recognition output.
As described above, according to the signal processing device of the embodiment of the present invention, the matching process with the template is performed only when the quefrency of the cepstrum peak of the voice input, that is, the pitch frequency of the speaker is close to the one registered in advance. The matching process is not performed when the voice input is for a speaker other than the registered speaker, and the processing time required for the matching process of the matching unit can be eliminated. When a voice input for a speaker other than the registered speaker is input, the reject result is immediately displayed. Is output.
さらに装置をマイクロプロセッサなどで構成する場
合、マッチング処理プロセスを最小限に抑えることがで
きるので、CPUの負荷が軽減でき、その分を他の処理プ
ロセスに当てることができるようになる。Further, when the apparatus is configured by a microprocessor or the like, the number of matching processing processes can be minimized, so that the load on the CPU can be reduced and that amount can be used for other processing processes.
なお、認識出力として、登録話者と異なる、という結
果を出すことは制御部３の制御信号を用いれば容易に行
なえるということは言うまでもない。It goes without saying that using the control signal of the control section 3 to easily produce a result different from the registered speaker as the recognition output.
発明の効果 以上の実施例から明らかなように、本発明は、モード
設定入力に応じて、ケプストラムピーク検出部のピーク
信号出力をピーク値メモリに記憶あるいは、ピーク検出
部のピーク信号出力をピーク値メモリと比較してマッチ
ング部に第２の制御信号を供給する制御部を備えた構成
によって、音声入力のピッチ周波数があらかじめ登録し
たものに近い場合にのみマッチング動作を行なうように
できるので、登録した話者以外の音声が入力されたとき
は、マッチング処理を行なわず、その処理プロセスが省
略できるとともに、高速でリジェクト結果が得られると
いう効果が得られる。さらに装置をマイクロプロセッサ
などで構成した場合のマッチング処理プロセスを必要最
小限に抑えることが可能となり、CPUの負荷が非常に軽
減でき、その分を他の処理プロセスに当てることができ
るのでCPU設計の合理化が図れるという効果がある。As is clear from the above embodiments, the present invention stores the peak signal output of the cepstrum peak detector in the peak value memory or changes the peak signal output of the peak detector to the peak value according to the mode setting input. With the configuration including the control unit that supplies the second control signal to the matching unit as compared with the memory, the matching operation can be performed only when the pitch frequency of the voice input is close to the previously registered one. When a voice other than the speaker is input, the matching process is not performed, the process can be omitted, and the reject result can be obtained at high speed. Furthermore, it is possible to minimize the matching process when the device is composed of a microprocessor, etc., and to greatly reduce the load on the CPU, which can be used for other processing processes. There is an effect that rationalization can be achieved.
第１図は本発明の一実施例の信号処理装置のブロック
図、第２図は従来例の信号処理装置のブロック図であ
る。 １……ケプストラム算出部、２……ピーク検出部、３…
…制御部、４……ピーク値メモリ、５……音声分析部、
６……音声検出部、７……マッチング部。FIG. 1 is a block diagram of a signal processing device according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a conventional signal processing device. 1 ... cepstrum calculation unit, 2 ... peak detection unit, 3 ...
... Control part, 4 ... Peak value memory, 5 ... Speech analysis part,
6: voice detection unit, 7: matching unit.
Claims (1)
声分析部と、その分析信号をテンプレートと比較して認
識出力を出力するマッチング部を備えた音声認識手段に
おいて、前記マッチング部に第１の制御信号入力手段と
第２の制御信号入力手段を設け、音声入力から算出して
ケプストラムを出力するケプストラム算出部と、前記ケ
プストラムのピークを検出してピーク信号を出力するピ
ーク検出部と、前記ピーク信号から音声の有無を判定し
て第１の制御信号を出力する音声検出部と、モード設定
入力および前記ピーク信号に対応して第２の制御信号を
出力する制御部と、前記ピーク信号を記憶するピーク値
メモリを設け、前記制御部はモード設定入力が“設定”
に対応して前記ピーク信号を前記メモリに書き込み、ま
た、前記制御部はモード設定入力が“認識”に対応して
前記メモリのピーク信号と音声入力のケプストラムピー
ク信号を比較して、それぞれのケフレンシの差に対応し
て前記第２の制御信号を出力し、前記マッチング部が第
１の制御信号および第２の制御信号の入力により認識出
力を出力するようにした信号処理装置。1. A speech recognition means comprising: a speech analysis unit that analyzes a speech input and outputs an analysis signal; and a matching unit that compares the analysis signal with a template and outputs a recognition output. A cepstrum calculation unit that calculates a cepstrum based on a voice input and outputs a cepstrum, a peak detection unit that detects a peak of the cepstrum and outputs a peak signal, provided with the first control signal input unit and the second control signal input unit; A voice detection unit that determines the presence or absence of voice from the peak signal and outputs a first control signal; a control unit that outputs a second control signal in response to a mode setting input and the peak signal; Is provided, and the control unit sets the mode setting input to “set”.
The controller writes the peak signal to the memory in response to the mode setting input "recognition", and compares the peak signal of the memory with the cepstrum peak signal of the voice input in response to the "recognition" mode. A signal processing device that outputs the second control signal in response to the difference between the first control signal and the first control signal and the second control signal.
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