JPH02257200A - Voice inputting device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To output distinct voice signals by outputting the electric signal formed by decreasing the noise component contained in the electric signal outputted by an auxiliary sound inputting means at the rear center in a vehicle chamber from the electric signal outputted by a main sound inputting means at the front center in the vehicle chamber. CONSTITUTION:The electric signal formed by decreasing the noise component contained in the electric signal outputted by the auxiliary sound inputting means 6 disposed in the rear central part in the vehicle chamber from the electric signal outputted by the main sound inputting means 2 disposed in the front central part in the vehicle chamber is outputted. The noise component contained in the signal of the main sound inputting means 2 and the noise component contained in the signal of the auxiliary sound inputting means 6 are made to coincide approximately with each other by a specific time correction and amplitude correction and the extraction of only the voice component is possible.

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ ［産業上の利用分野］ 本発明は、音声入力装置に関し、例えば、音声認識によ
って車上機器を制御する場合に利用できる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Objective of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a voice input device, and can be used, for example, when controlling on-vehicle equipment by voice recognition.

［従来の技術］ 例えば車輌上でドライバが各種車載機器を操作する場合
、操作可能なスイッチの数が多いと、操作すべきスイッ
チの位置・を捜し、指をそのスイッチ」二に位置決めす
るまでの確認を視覚的に行なう必要があるので、車輌の
走行中は安全性の点で問題がある。[Prior Art] For example, when a driver operates various in-vehicle devices in a vehicle, when there are many operable switches, it takes a long time to find the position of the switch to be operated and to position the finger on the switch. Since the confirmation needs to be performed visually, there is a problem in terms of safety while the vehicle is in motion.

そこで、視覚的な操作を不要にするために、音声認識装
置を用いて、車載機器を音声入力によって制御すること
が提案されている。Therefore, in order to eliminate the need for visual operations, it has been proposed to use a voice recognition device to control in-vehicle equipment through voice input.

ところが、特に車上においては、入力音声とともに認識
装置に入力される外部雑音のレベルが大きい場合があり
、音声認識に著しく不都合をきたす場合がある。外部雑
音としては、車外からの音。However, especially in a car, the level of external noise that is input to the recognition device together with the input voice may be large, which may significantly impede voice recognition. External noise is the sound from outside the car.

自軍のエンジン音、車内の音響装置からの音等々がある
。There are the engine sounds of your own troops, the sounds from the sound equipment inside the car, etc.

そこで、特公昭６３−２９７５５号公報の技術において
は、特定のスイッチが操作されると、音声入力に備えて
、雑音のレベルを低減するために、音響装置の出力を下
げ、窓ガラスを閉じるようにしている。Therefore, in the technology disclosed in Japanese Patent Publication No. 63-29755, when a specific switch is operated, the output of the audio device is lowered and the window glass is closed in preparation for voice input in order to reduce the noise level. I have to.

［発明が解決しようとする課題］ 従来例（特公昭６３−２９７５５号公報）によれば、雑
音の影響を小さくし、音声認識装置の認識率を向上させ
ることができる。しかしながら、音声認識を行なう度に
ドライバがスイッチを操作しなければならないし、窓ガ
ラスが全閉になるまで待たなければならないので、音声
入力を開始できるまでに時間がかかり、煩わしさは解消
されなり１゜ 本発明は、各種の音声入力装置において、目的とする音
声以外の雑音成分を低減し明瞭な音声信号を出力するこ
とを共通の課題とする。[Problems to be Solved by the Invention] According to the conventional example (Japanese Patent Publication No. 63-29755), it is possible to reduce the influence of noise and improve the recognition rate of the speech recognition device. However, each time voice recognition is performed, the driver must operate a switch and wait until the window glass is fully closed, so it takes time before voice input can be started, and this inconvenience cannot be resolved. 1. A common objective of the present invention is to output a clear audio signal by reducing noise components other than the target audio in various audio input devices.

［発明の構成コ ［課題を解決するための手段１］ 上記課題を解決するために、本発明においては、車室内
前方の中央部に配置され、音響を電気信号に変換する主
音響入力手段；車室内後方の中央部に配置され、音響を
電気信号に変換する副音響入力手段；車室内後方の左側
と右側の車室中央に対し実質上対称な位置に配置され、
各々電気信号を音響に変換する音響出力手段；及び前記
主音響入力手段が出力する電気信号と副音響入力手段が
出一 カする電気信号とを処理し、後者の電気信号に含まれる
雑音成分を前者の電気信号から低減した電気信号を出力
する、雑音低減手段；を設ける。[Structure of the Invention [Means for Solving the Problems 1] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention includes a main sound input means that is arranged in the center of the front of the vehicle interior and converts sound into electrical signals; Sub-sound input means is placed in the center of the rear of the vehicle interior and converts sound into electrical signals; positioned substantially symmetrically with respect to the center of the vehicle interior on the left and right sides of the rear of the vehicle interior;
a sound output means for converting each electrical signal into sound; and processing the electrical signal outputted by the main sound input means and the electrical signal outputted by the auxiliary sound input means, and eliminates noise components contained in the latter electrical signal. A noise reduction means is provided for outputting an electrical signal reduced from the former electrical signal.

［作用１］ 本発明においては、ドライバの発する音声成分を車室前
方の主音響入力手段（例えばマイクロホン）で検知し、
雑音成分を車室後方の副音響入力手段で検知する。副音
響入力手段はドライバから離れた位置に存在するので、
それが出力する信号に含まれる音声成分の比率は小さい
。従って、主音響入力手段が出力する電気信号と副音響
入力手段が出力する電気信号とに基づいて、主音響入力
手段が出力する電気信号から、雑音成分を低減した電気
信号、即ち音声信号を抽出することができる。[Effect 1] In the present invention, the audio component emitted by the driver is detected by the main sound input means (for example, a microphone) in the front of the passenger compartment,
Noise components are detected by auxiliary sound input means at the rear of the vehicle compartment. Since the auxiliary sound input means is located away from the driver,
The proportion of audio components contained in the signal it outputs is small. Therefore, based on the electric signal output by the main sound input means and the electric signal output by the auxiliary sound input means, an electric signal with reduced noise components, that is, an audio signal, is extracted from the electric signal output by the main sound input means. can do.

ところで、車室内で音声認識を行なう場合に雑音となる
音響のうち最も比重の大きいものは、オディオ装置など
のスピーカから出力される音響である。またこの種のオ
ーディオ装置は左右で互いに異なる音響を発するステレ
オ装置である場合がほとんどであるので、この種の雑音
を入力された信号から消去するためには、各々の雑音成
分を独立して検知するために、副音響入力手段を複数段
けなければならない。Incidentally, when voice recognition is performed in a vehicle interior, among the sounds that become noise, the one with the greatest weight is the sound output from a speaker such as an audio device. Also, most of these types of audio devices are stereo devices that emit different sounds on the left and right sides, so in order to eliminate this type of noise from the input signal, it is necessary to detect each noise component independently. In order to do this, it is necessary to provide multiple stages of auxiliary sound input means.

しかし本発明では、単一の主音響入力手段と単一の副音
響入力手段だけで雑音成分を低減している。即ち、主音
響入力手段が車室内前方の中央に配置しであるので、車
内雑音源である左と右の音響出力手段（一般にスピーカ
）から出る雑音は、互いにほぼ同一の時間遅れ及び減衰
量を伴なって、主音響入力手段に入力され、また副音響
入力手段も車室後方の中央に配置しであるので、左と右
の音響出力手段から出る雑音は、互いにほぼ同一の時間
遅れ及び減衰量を伴なって、副音響入力手段に入力され
る。従って、主音響入力手段の信号に含まれる雑音成分
と副音響入力手段の信号に含まれる雑音成分とは、特定
の時間補正及び振幅補正により、略一致させることがで
き、音声成分だけを抽出することができる。これにより
、装置の構成が簡単になる。However, in the present invention, noise components are reduced using only a single main sound input means and a single auxiliary sound input means. In other words, since the main sound input means is placed in the center of the front of the vehicle interior, the noise coming from the left and right sound output means (generally speakers), which are the noise sources inside the vehicle, have almost the same time delay and attenuation amount. Accordingly, since the noise is input to the main sound input means, and the auxiliary sound input means is also located at the center of the rear of the passenger compartment, the noise coming from the left and right sound output means has almost the same time delay and attenuation. It is input to the auxiliary sound input means along with the amount. Therefore, the noise components contained in the signal of the main sound input means and the noise components contained in the signal of the auxiliary sound input means can be substantially matched by specific time correction and amplitude correction, and only the sound component can be extracted. be able to. This simplifies the configuration of the device.

［課題を解決するための手段２コ 前記課題を解決するために、本発明においては、車室内
前方の話者の近傍に配置され、音響を電気信号に変換す
る主音響入力手段；車室内後方の左側に配置され、電気
信号を音響に変換する第１の音響出力手段；車室内後方
の右側に配置され、電気信号を音響に変換する第２の音
響出力手段；前記第１及び第２の音響出力手段の各々の
近傍に配置された複数の副音響入力手段；及び前記主音
響入力手段が出力する電気信号と前記複数の副音響入力
手段が出力する電気信号とを処理し、後者の電気信号に
含まれる雑音成分を前者の電気信号から低減した電気信
号を出力する、雑音低減手段；を設ける。[Means for Solving the Problems 2] In order to solve the above problems, in the present invention, main sound input means is arranged near the speaker at the front of the vehicle interior and converts sound into an electrical signal; a first sound output means arranged on the left side of the vehicle and converts the electrical signal into sound; a second sound output means arranged on the right side of the rear of the vehicle interior and converts the electrical signal into sound; a plurality of auxiliary sound input means disposed near each of the sound output means; and processing the electrical signals outputted by the main sound input means and the electrical signals outputted by the plurality of auxiliary sound input means, A noise reduction means is provided for outputting an electrical signal obtained by reducing noise components contained in the signal from the former electrical signal.

［作用２］ 本発明においては、ドライバの発する音声成分をその近
傍に配置した主音響入力手段によって検知し、車内雑音
成分を、雑音の音源である第１の音響出力手段及び第２
の音響出力手段の各々の近傍に配置した副音響入力手段
によって検知する。[Effect 2] In the present invention, the audio component emitted by the driver is detected by the main sound input means arranged in the vicinity, and the in-vehicle noise component is detected by the first sound output means and the second sound output means, which are the sound sources of the noise.
The detection is performed by sub-sound input means arranged near each of the sound output means.

各々の副音響入力手段は、ドライバから離れた位置で、
しかも雑音源の近くに存在するので、それが出力する信
号に含まれる音声成分の比率は小さく、雑音成分の比率
が大きい。従って、主音響入力手段が出力する電気信号
と複数の副音響入力手段が出力する電気信号とに基づい
て、主音響入力手段が出力する信号から、雑音成分を低
減した電気信号、即ち音声の信号のみを抽出することが
できる。Each auxiliary sound input means is located at a position remote from the driver.
Moreover, since it is located near the noise source, the signal it outputs contains a small proportion of audio components and a large proportion of noise components. Therefore, based on the electrical signal outputted by the main sound input means and the electrical signals outputted by the plurality of auxiliary sound input means, an electrical signal, that is, a voice signal, is obtained by reducing the noise component from the signal outputted by the main sound input means. can only be extracted.

本発明の他の目的及び特徴は、以下の、図面を参照した
実施例説明により明らかになろう。Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the drawings.

［実施例］ 第１図に、本発明を実施する装置を搭載した自動車の車
室内の外観を示す。この実施例においては、ナビゲーシ
ョン装置の操作を音声入力によって行なうシステムが備
わっている。[Example] Fig. 1 shows the appearance of the interior of an automobile equipped with a device implementing the present invention. This embodiment is equipped with a system for operating the navigation device through voice input.

第１図を参照すると、センタコンソール部分にナビゲー
ション装置のモニタテレビ３が組込まれており、その近
傍の隠れた位置に、ナビゲーション装置の本体であるナ
ビゲーションユニット４が設けられている。また、モニ
タテレビ３の上方の、ダツシュボード１上の略中央部（
車輌の左右方向に対する中央）に、マイクロホン２が組
込まれている。このマイクロホン２は、ドライバが発声
する音声を検知するために設けられている。Referring to FIG. 1, a monitor television 3 of a navigation device is built into the center console, and a navigation unit 4, which is the main body of the navigation device, is provided in a hidden position nearby. In addition, the approximate center of the dash board 1 above the monitor television 3 (
A microphone 2 is incorporated in the center of the vehicle in the left-right direction. This microphone 2 is provided to detect the voice uttered by the driver.

また、リアトレイ５上には、左端及び右端の互いに対称
な位置に、スピーカ７及び８が組込まれている。これら
のスピーカ７、８は、車上に備わったオーディオ装置及
びテレビ受像機の音信号を音響に変換して出力するため
に利用される。更にリアトレイ５上には、その左右方向
の中央部（スピーカ７と８に対して等距離の位置）に、
マイクロホン６が組込まれている。このマイクロホン６
は、主としてスピーカ７、８から出力される音響を、音
声認識の際のノイズとして検出するために設けられてい
る。Further, speakers 7 and 8 are installed on the rear tray 5 at mutually symmetrical positions on the left end and the right end. These speakers 7 and 8 are used to convert sound signals from an on-vehicle audio device and a television receiver into sound and output the sound. Furthermore, on the rear tray 5, at the center in the left and right direction (at a position equidistant from the speakers 7 and 8),
A microphone 6 is incorporated. This microphone 6
are provided mainly to detect the sound output from the speakers 7 and 8 as noise during speech recognition.

即ち、前方のマイクロホン２は、ドライバの音声の他に
、スピーカ７、８から出る音響や様々な空気振動を同時
に検出してしまうので、マイクロホン２で検出される電
気信号には比較的大きなノイズ成分が含まれる場合が多
い。そこで、後方のマイクロホン６でノイズ成分の信号
を検出し、２つのマイクロホン２，６で検出した電気信
号を処理することにより、ノイズ成分のレベルが小さく
比較的明瞭度の高い音声信号を抽出するようにしている
。In other words, the front microphone 2 simultaneously detects the sound coming from the speakers 7 and 8 and various air vibrations in addition to the driver's voice, so the electrical signal detected by the microphone 2 contains a relatively large noise component. is often included. Therefore, by detecting the noise component signal using the rear microphone 6 and processing the electrical signals detected by the two microphones 2 and 6, an audio signal with a relatively high clarity and low noise component level is extracted. I have to.

ところで、ステレオ音源の音響を再生する場合、２つの
スピーカ７、８は、互いに異なる音響を発生する。従っ
て、２つのスピーカ７、８から出る各々のノイズの成分
を、マイクロホン２で検出した信号から除去するために
は、マイクロホン６で検出される各々のノイズ成分と、
それらのマイクロホン２で検出されるノイズ成分との時
間及び振幅を、それぞれ一致させる必要がある。By the way, when reproducing sound from a stereo sound source, the two speakers 7 and 8 generate mutually different sounds. Therefore, in order to remove each noise component emitted from the two speakers 7 and 8 from the signal detected by the microphone 2, each noise component detected by the microphone 6 and
It is necessary to match the time and amplitude with the noise components detected by those microphones 2.

しかしこの実施例では、前方のマイクロホン２が前方中
央部に配置してあり、ノイズ源であるスピーカ７、８は
車室内の互いに左右対称な位置に配置されているので、
左側のスピーカ７から出た音響がマイクロホン２で検出
されるまでの伝播遅延時間と、右側のスピーカ８から出
た音響がマイクロホン２で検出されるまでの伝播遅延時
間とは実質上はぼ一致する。しかも、後方のマイクロホ
ン６が２つのスピーカ７．８の中央部に配置しであるの
で、左側のスピーカ７から出た音響がマイクロホン６で
検出されるまでの伝播遅延時間と、右側のスピーカ８か
ら出た音響がマイクロホン６で検出されるまでの伝播遅
延時間とが一致する。However, in this embodiment, the front microphone 2 is placed at the center of the front, and the speakers 7 and 8, which are noise sources, are placed at symmetrical positions in the vehicle interior.
The propagation delay time until the sound emitted from the left speaker 7 is detected by the microphone 2 and the propagation delay time until the sound emitted from the right speaker 8 is detected by the microphone 2 are substantially the same. . Moreover, since the rear microphone 6 is placed in the center of the two speakers 7 and 8, the propagation delay time until the sound emitted from the left speaker 7 is detected by the microphone 6 and the sound emitted from the right speaker 8 is The propagation delay time until the emitted sound is detected by the microphone 6 coincides.

従って、左側のスピーカ７から出た同一の音響が前方の
マイクロホン２で検出される時と、後方のマイクロホン
６で検出される時との時間差Ｔｄｌと右側のスピーカ８
から出た同一の音響が前方のマイクロホン２で検出され
る時と、後方のマイクロホン６で検出される時との時間
差Ｔｄｒとが一致する。Therefore, the time difference Tdl between when the same sound emitted from the left speaker 7 is detected by the front microphone 2 and when it is detected by the rear microphone 6,
The time difference Tdr between when the same sound emitted from the front microphone 2 is detected by the front microphone 2 and when it is detected by the rear microphone 6 is the same.

つまり、特定の時間差Ｔｄ　（＝Ｔｄｌ＝Ｔｄｒ）によ
って、マイクロホン６で検出した信号を遅延させてやれ
ば、遅苑した信号のタイミングを、マイクロホン２で検
出した信号のノイズ成分のタイミングと一致させる二と
ができ、それらの差分を抽出することにより、左及び右
のいずれのスピーカから出たノイズについても、それを
低減して、音声成分を明瞭にすることができる。この場
合、ノイズ成分を検出するためのマイクロホン及びそれ
が検出した信号を処理する電気回路が１組だけで済み、
装置の構成が簡単になる。In other words, if the signal detected by microphone 6 is delayed by a specific time difference Td (=Tdl=Tdr), the timing of the delayed signal can be made to match the timing of the noise component of the signal detected by microphone 2. By extracting the difference between them, it is possible to reduce the noise emitted from both the left and right speakers and make the audio component clear. In this case, only one set of microphone and electric circuit to process the signal detected by the microphone is required to detect the noise component.
The configuration of the device becomes simple.

第２図に、第１図の自動車の搭載した音声入力装置の電
装部の構成を示す。第２図を参照して説明する。前方の
マイクロホン２で検出された音声を主体とする信号は、
ローパスフィルタ１０で周波数の高い成分（Ａ／Ｄ変換
のサンプリング周波数の半分以上の周波数）が除去され
た後、Δ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器２０によっ
てデジタル信号に変換され、バンドパスフィルタ３０を
通り、増幅器（乗算器）４０を通って、ノイズキャンセ
ラ２００の一方の入力端子に印加される。また、後方の
マイクロホン６で検出されたノイズを主体とする信号は
、ローパスフィルタ５０で周波数の高い成分が除去され
た後、Ａ／Ｄ変換器６０によってデジタル信号に変換さ
れ、バンドパスフィルタ７０を通り、増幅器（乗算器）
８０を通ってノイズキャンセラ２００の他方の入力端子
に印加される。FIG. 2 shows the configuration of an electrical component of the voice input device mounted on the vehicle shown in FIG. 1. This will be explained with reference to FIG. The signal mainly consisting of voice detected by the front microphone 2 is
After high-frequency components (frequency equal to or higher than half of the sampling frequency of A/D conversion) are removed by a low-pass filter 10, the signal is converted into a digital signal by a Δ/D (analog/digital) converter 20, and the signal is converted to a digital signal by a band-pass filter 30. The signal passes through the amplifier (multiplier) 40 and is applied to one input terminal of the noise canceller 200. Further, a signal mainly composed of noise detected by the rear microphone 6 is converted into a digital signal by an A/D converter 60 after high frequency components are removed by a low-pass filter 50, and then passed through a band-pass filter 70. street, amplifier (multiplier)
80 and is applied to the other input terminal of the noise canceller 200.

バンドパスフィルタ３０及び７０は、話者、即ちドライ
バの音声の周波数帯域と一致する周波数の信号成分だけ
を通過させるデジタルフィルタである。勿論、人間の音
声の周波数帯域には大きな個人差があるので、バンドパ
スフィルタ３０及び７ｏの特性を実際の話者の特性に適
合させる調整作業が必要になる。The bandpass filters 30 and 70 are digital filters that pass only signal components of frequencies that match the frequency band of the voice of the speaker, that is, the driver. Of course, since there are large individual differences in the frequency band of human speech, adjustment work is required to adapt the characteristics of the bandpass filters 30 and 7o to the characteristics of the actual speaker.

しかしこの実施例においては、バンドパスフィルタ３０
．７０の周波数特性の調整を自動的に行なうように構成
しであるので、通常の音声入力時における調整は不要に
なっている。However, in this embodiment, the bandpass filter 30
．． Since the frequency characteristics of 70 are configured to be adjusted automatically, there is no need for adjustment during normal audio input.

即ち、この装置に備わったマイクロコンピュータ（以下
、ＣＰＵと記載する）９０は、特定の条件の時にＡ／Ｄ
変換器２０から出力される信号の周波数特性を分析し、
その結果に応じてバンドパスフィルタ３０．７０の特性
を調整するようになっている。That is, a microcomputer (hereinafter referred to as CPU) 90 provided in this device controls the A/D under certain conditions.
Analyzing the frequency characteristics of the signal output from the converter 20,
The characteristics of the bandpass filters 30.70 are adjusted according to the results.

ＣＰＵ９０には、それに指示を与えるために、イグニッ
ションスイッチＴＧＳとキャンセルスイッチＣ８が接続
されている。An ignition switch TGS and a cancel switch C8 are connected to the CPU 90 in order to give instructions to it.

ＣＰＵ９０の動作の概略を第３図に示す。第３図を参照
してＣＰＵ９０の動作を説明する。ステップ１では、イ
グニッションスイッチＩＧＳの電気接点がアクセサリ位
置ＡＣＣにあるか否かを識別する。■ＧＳＩＪ＜ＡＣＣ
位置になると、次の処理に進む。FIG. 3 shows an outline of the operation of the CPU 90. The operation of the CPU 90 will be explained with reference to FIG. Step 1 identifies whether the electrical contacts of the ignition switch IGS are in the accessory position ACC. ■GSIJ<ACC
Once the position is reached, proceed to the next process.

ステップ２ではタイマ１をスタートし、ステップ３では
タイマ１の計数する時間ｔ１を参照する。In step 2, timer 1 is started, and in step 3, time t1 counted by timer 1 is referred to.

ｔｌが０．５秒になると、つまりイグニッションスイッ
チがＡＣＣ位置になってから０．５秒が経過すると、ス
テップ４に進む。When tl reaches 0.5 seconds, that is, when 0.5 seconds have passed since the ignition switch was placed in the ACC position, the process proceeds to step 4.

ステップ４では、タイマ２をスタートし次のステップ５
に進む。ステップ５では、Ａ／Ｄ変換器２０から一定の
サンプリング周期で出力されるデジタル信号を順次に入
力し、内部のメモリ上にストアする。ステップ５の処理
は、ｔ２、即ちタイマ２の計数値が２秒になるまで繰り
返される。つまり、２秒間の間に検出された音響情報の
デジタルデータが、メモリ」二に蓄積される。In step 4, start timer 2 and proceed to step 5.
Proceed to. In step 5, digital signals outputted from the A/D converter 20 at a constant sampling period are sequentially input and stored on the internal memory. The process of step 5 is repeated until t2, that is, the count value of timer 2 reaches 2 seconds. In other words, digital data of acoustic information detected for two seconds is stored in the memory.

ＣＰＵ９０がステップ５，６を実行する際中には、話者
となるドライバは、任意の言葉を発声する必要がある。While the CPU 90 executes steps 5 and 6, the driver, who is the speaker, needs to utter arbitrary words.

ドライバが２秒間の発声を行なうと、その音声波形の情
報が測定され、その結果がメモリ上に保存される。When the driver speaks for two seconds, information on the audio waveform is measured and the results are stored in memory.

ＣＰＵ９０は、ステップ７に進むと、メモリ上に蓄積さ
れた音声波形の情報について、公知の高速フーリエ変換
（ＦＦＴ）処理を実行する。その結果、測定したドライ
バの音声エネルギーの周波数分布のデータが得られる。Proceeding to step 7, the CPU 90 executes a known fast Fourier transform (FFT) process on the audio waveform information stored in the memory. As a result, data on the frequency distribution of the measured audio energy of the driver is obtained.

このデータを更に処理し、音声周波数帯域の上限周波数
と下限周波数を求める。具体的には、この実施例では、
エネルギー分布の最大値に対して所定比率以上のエネル
ギーが検知された全周波数範囲の上限及び下限を求める
ようにしている。This data is further processed to determine the upper limit frequency and lower limit frequency of the audio frequency band. Specifically, in this example,
The upper and lower limits of the entire frequency range in which energy of a predetermined ratio or more is detected relative to the maximum value of the energy distribution are determined.

次のステップ８では、ステップ７で求めた周波数の上限
値及び下限値と一致する選択信号を生成する。In the next step 8, a selection signal matching the upper and lower frequency limits determined in step 7 is generated.

第２図を参照すると、ＣＰＵ９０に接続されたＲＯＭ　
１００には、バンドパスフィルタ３０及び７０の周波数
特性を決定する係数のデータが、周波数帯域毎に区分し
て、互いに異なるアドレス領域に予め記憶させである。Referring to FIG. 2, the ROM connected to the CPU 90
In 100, data of coefficients that determine the frequency characteristics of the bandpass filters 30 and 70 are stored in advance in different address areas, divided into frequency bands.

従って、ＣＰＵ９０は、ステップ７で求めた周波数帯域
に割り当てた係数データを記憶したメモリアドレスを選
択する信号ＳＥＬを生成し、それをＲＯＭ１．ＯＯのア
ドレス端子に印加する。Therefore, the CPU 90 generates a signal SEL that selects the memory address storing the coefficient data assigned to the frequency band obtained in step 7, and transfers it to the ROM1. Apply to the address terminal of OO.

次のステップ９では、キャンセルスイッチＣ８の状態を
チエツクする。キャンセルスイッチＳＣがオンの場合に
は、ステップ２に戻って再び分析の処理を行なう。In the next step 9, the state of the cancel switch C8 is checked. If the cancel switch SC is on, the process returns to step 2 and the analysis process is performed again.

次のステップ１０では、イグニッションスイッチＩＧ’
Ｓが、ＯＮ位置か否かを識別する。ＯＮ位置を検知した
場合には次にステップ１１に進む。In the next step 10, the ignition switch IG'
Identify whether S is in the ON position. If the ON position is detected, the process proceeds to step 11.

ステップ１１では、バンドパスフィルタ３０及び７０を
制御して、ＲＯＭ　１００が出力する係数データＰｆを
各々のフィルタに係数としてラッチさせる。In step 11, the bandpass filters 30 and 70 are controlled to cause each filter to latch the coefficient data Pf output from the ROM 100 as a coefficient.

ステップ１２では、イグニッションスイッチエＧＳがＯ
ＦＦ位置か否かを識別する。ＯＦＦ位置を検知すると、
次にステップ１に戻る。In step 12, the ignition switch GS is turned to O.
Identifies whether it is in the FF position or not. When the OFF position is detected,
Then return to step 1.

つまり、自動車のエンジンが停止している状態（ＩＧＳ
がＯＦＦ位置）でイグニッションキーをＯＦＦ位置から
ＡＣＣ位置に動かすと、ドライバの声の周波数特性を分
析するモードに入り、ノイズの少ない状態でドライバの
音声のみの周波数特性を自動的に測定し、それに適合す
るように、バンドパスフィルタ３０．７０の特性が自動
的に調整される。In other words, the car engine is stopped (IGS
When the ignition key is moved from the OFF position to the ACC position, the system enters the mode that analyzes the frequency characteristics of the driver's voice. The characteristics of the bandpass filter 30.70 are automatically adjusted to suit.

なお、ＣＰＵ９０はその内部に不揮発性メモリを備えて
おり、ＣＰＵ９０が出力する選択信号ＳＥＬの状態は、
装置の電源がオフした場合でも保存される。この実施例
では一担、話者の特性にバンドパスフィルタの特性を適
合させた後は、話者、即ちドライバが変わらない限り、
再びその調整を行なう必要はない。Note that the CPU 90 includes a non-volatile memory therein, and the state of the selection signal SEL output by the CPU 90 is as follows.
Saved even if the device is powered off. In this embodiment, after adapting the characteristics of the bandpass filter to the characteristics of the speaker, as long as the speaker, that is, the driver, does not change,
There is no need to make that adjustment again.

つまり、バンドパスフィルタの調整が済んでいる場合に
は、ドライバは停止状態のエンジンをスタートする時に
通常の操作を行なえばよい。ドライバが、イグニッショ
ンキーの位置をＯＦＦ位置からＡＣＣ，位置に切換えた
後、時間待ちをすることなく直ちにＯＮ位置に切換えれ
ば、ＣＰＵ９０の処理は、第３図のステップ１−２−３
−１３を通って１１に進むので１選択信号ＳＥＬの更新
は行なわれず、電源がオフする前と同一の選択信号ＳＥ
Ｌによって、バンドパスフィルタ３０．７０の特性は、
以前に調整した周波数帯域特性と同一の特性に設定され
る。In other words, if the bandpass filter has been adjusted, the driver only needs to perform normal operations when starting the engine from a stopped state. If the driver switches the ignition key from the OFF position to the ACC position and then immediately switches it to the ON position without waiting, the process of the CPU 90 will be performed in step 1-2-3 of FIG.
-13 to proceed to 11, the 1 selection signal SEL is not updated, and the selection signal SE is the same as before the power was turned off.
By L, the characteristics of the bandpass filter 30.70 are:
The frequency band characteristics are set to be the same as the previously adjusted frequency band characteristics.

再び第２図を参照すると、ノイズキャンセラ２００には
、遅延回路２１０．適応フィルタ２２０及び係数制御回
路２３０が備わっている。遅延回路２１０は、所定時間
（６、４ｍ５ｅｃ）入力信号を遅延した信号ｄｋを出力
する。適応フィルタ２２０は、１２７段の遅延要素（Ｚ
−１）、１２８段の可変増幅要素（Ａｔ−Ａｌ２Ｂ：乗
算器）及び１２８段の加算要素を含んでおり、可変増幅
要素の各々に設定する係数を調整することにより、この
フィルタの特性を様々に変化させることができる。Referring again to FIG. 2, the noise canceller 200 includes a delay circuit 210. An adaptive filter 220 and a coefficient control circuit 230 are provided. The delay circuit 210 outputs a signal dk obtained by delaying the input signal for a predetermined period (6,4 m5ec). The adaptive filter 220 has 127 stages of delay elements (Z
-1), includes 128 stages of variable amplification elements (At-Al2B: multiplier) and 128 stages of addition elements, and the characteristics of this filter can be varied by adjusting the coefficients set for each of the variable amplification elements. can be changed to

係数制御回路２３０は、遅延回路２１０が出力する信号
ｄｋと適応フィルタ２２０が出力する信号ｙｋとの差分
ｅｋを入力し、その二乗平均値が最小になるような係数
群を生成し、それらを可変増幅要素の各々に印加する。The coefficient control circuit 230 inputs the difference ek between the signal dk output by the delay circuit 210 and the signal yk output by the adaptive filter 220, generates a group of coefficients whose root mean square value is minimized, and makes them variable. to each of the amplification elements.

この例では、係数制御回路２３０は、公知のＬ　Ｍ　Ｓ
アルゴリズムを実行するようになっている。In this example, the coefficient control circuit 230 uses the known LMS
It is designed to run an algorithm.

つまり、ドライバの音声を目的とする信号成分（Ｓ）と
し、それ以外の音響を全てノイズ成分（Ｎ）とみなせば
、増幅器４０からノイズキャンセラ２００に印加される
電気信号には、ＳとＮの両方の成分が含まれ、増幅器８
０からノイズキャンセラ２００に印加される電気信号は
、主としてＮの成分で構成されるので、両者を処理した
結果を最小にすることは、Ｓの成分だけを抽出すること
を意味する。In other words, if we consider the driver's audio as the target signal component (S) and all other sounds as noise components (N), the electrical signal applied from the amplifier 40 to the noise canceller 200 includes both S and N. contains the components of amplifier 8
Since the electrical signal applied from 0 to the noise canceller 200 is mainly composed of N components, minimizing the result of processing both means extracting only the S component.

ノイズキャンセラ２００に入力される２つの電気信号に
含まれるノイズ成分は互いに時間及び振幅が異なるが、
その違いは各々の信号を遅延回路２１０及び適応フィル
タ２２０を通すことによってなくすることができる。Although the noise components included in the two electrical signals input to the noise canceller 200 are different in time and amplitude,
The difference can be eliminated by passing each signal through a delay circuit 210 and an adaptive filter 220.

ノイズキャンセラ２００によって出力される抽出された
音声信号は、音声認識ユニット３００に印加される。こ
の音声認識ユニット３００は、公知の認識アルゴリズム
を実行して、ドライバの発した音声の認識を行ない、更
に、認識した音声情報と予め定めた指令語（拡大、縮小
、オン、オフ。The extracted audio signal output by the noise canceller 200 is applied to a speech recognition unit 300. This voice recognition unit 300 executes a known recognition algorithm to recognize the voice uttered by the driver, and further uses the recognized voice information and predetermined command words (enlargement, reduction, on, off, etc.).

上、下、右、左等々）の各々との適合の有無を識別し、
適合した場合には、その指令語に対応する指令信号を、
ナビゲーションユニット４００に出力する。(top, bottom, right, left, etc.).
If it matches, the command signal corresponding to the command word is
Output to navigation unit 400.

従ってこの例では、ドライバの音声入力によって、ナビ
ゲーションユニット４００に指示を与えてそれを制御す
ることができる。Therefore, in this example, the driver's voice input can provide instructions to and control the navigation unit 400.

次にもう１つの実施例を説明する。なお、上記実施例と
同一の構成要素には同一の符号を付しである。Next, another embodiment will be described. Note that the same components as in the above embodiment are given the same reference numerals.

この実施例においては、雑音成分を検出するためのマイ
クロホンが２つ設けてあり、各々のマイクロホンは、オ
ーディオ装置のスピーカ７．８の２〇− 各々の近傍に配置されている。即ち、第４図に示すよう
にＪ左側のスピーカ７の前面に設けられた網状の保護カ
バー７８の内面の中央部に、検出軸をスピーカの中央部
に向けた状態で、マイクロホン６Ｌが固着されている。In this embodiment, two microphones are provided for detecting noise components, and each microphone is placed near each of the speakers 7.8 of the audio device. That is, as shown in FIG. 4, the microphone 6L is fixed to the center of the inner surface of the net-like protective cover 78 provided on the front surface of the speaker 7 on the left side of J, with the detection axis facing the center of the speaker. ing.

６１はマイクロホンのコードである。同様に、右側のス
ピーカ８には、マイクロホン６Ｒが固着されている。61 is a microphone cord. Similarly, a microphone 6R is fixed to the right speaker 8.

従ってこの例では、マイクロホン６Ｌが検出する音響の
主体は左側のノイズ源であるスピーカ７から発生する音
響成分であり、マイクロホン６Ｒが検出する音響の主体
は右側のノイズ源であるスピーカ８から発生する音響成
分である。また図示しないが、音声を検出するマイクロ
ホン２は、第１図に示すような中央部ではなく、ダツシ
ュボード上のよりドライバに近い位置（ステアリングホ
イールに近い位置）に配置されている。Therefore, in this example, the main component of the sound detected by the microphone 6L is the sound component generated from the speaker 7, which is the noise source on the left, and the main component of the sound detected by the microphone 6R is the sound component generated from the speaker 8, which is the noise source on the right. It is an acoustic component. Although not shown, the microphone 2 for detecting audio is not located in the center as shown in FIG. 1, but is located on the dash board at a position closer to the driver (closer to the steering wheel).

この実施例の電装部の構成を第５図に示す。第５図を参
照すると、ドライバの音声信号を検出するマイクロホン
２の出力信号は、ローパスフィルタ１０及び増幅器を通
ってＡ／Ｄ変換器２０に印加され、Ａ／Ｄ変換器２０で
変換されたデジタル信号は遅延器２１０を通って加算器
２６２に印加される。The configuration of the electrical equipment section of this embodiment is shown in FIG. Referring to FIG. 5, the output signal of the microphone 2 that detects the audio signal of the driver is applied to the A/D converter 20 through the low-pass filter 10 and the amplifier, and is converted into a digital signal by the A/D converter 20. The signal passes through delay 210 and is applied to adder 262 .

一方、左側の音響（ノイズ）を検出するマイクロホン６
Ｌの出力する信号は、ローパスフィルタ５０Ｌ及び増幅
器を通り、Ａ／Ｄ変換器６０　ＬでＡ／’Ｄ変換され、
適応フィルタ２５０Ｌに印加される。また、右側の音響
（ノイズ）を検出するマイクロホン６Ｒの出力する信号
は、ローパスフィルタ５０Ｒ及び増幅器を通り、Ａ／Ｄ
変換器６０ＲでＡ／Ｄ変換され、適応フィルタ２５０Ｒ
に印加される。On the other hand, the microphone 6 that detects sound (noise) on the left side
The signal outputted by L passes through a low-pass filter 50L and an amplifier, and is A/'D converted by an A/D converter 60L.
Applied to adaptive filter 250L. In addition, the signal output from the microphone 6R that detects sound (noise) on the right side passes through a low-pass filter 50R and an amplifier, and then passes through the A/D
A/D converted by converter 60R, adaptive filter 250R
is applied to

２つの適応フィルタ２５０Ｌ、２５０Ｒの出力信号は、
加算器２６１で加算され、その結果が加算器２６２に印
加される。加算器２６２の出力には、遅延器２１０の出
力する信号から加算器２６１の出力する信号を減算した
結果が得られる。２つの適応フィルタ２５ＯＬ、２５Ｏ
Ｒは、いずれも、加算器２６２の出力する信号を入力し
、それの二乗平均値が最小になるように制御する。つま
リ、適応フィルタ２５０Ｌ・は、左側のスピーカから出
た音響の成分が、加算器２６２の出力端子で最小になる
ように制御し、適応フィルタ２５０Ｒは右側のスピーカ
から出た’ｅｒａの成分が、加算器２６２の出力端子で
最小になるように制御する。The output signals of the two adaptive filters 250L and 250R are
The adder 261 adds the signals, and the result is applied to the adder 262. The output of the adder 262 is the result of subtracting the signal output from the adder 261 from the signal output from the delay device 210. Two adaptive filters 25OL, 25O
In both R, the signal output from the adder 262 is input and controlled so that the root mean square value thereof is minimized. In other words, the adaptive filter 250L controls the acoustic component emitted from the left speaker so that it is minimized at the output terminal of the adder 262, and the adaptive filter 250R controls the acoustic component emitted from the right speaker so that it is minimized at the output terminal of the adder 262. , the output terminal of the adder 262 is controlled so that it becomes the minimum.

従って、加算器２６２の出力端子では、ノイズ成分が低
減され、ドライバの発する音声の成分が抽出される。Therefore, at the output terminal of the adder 262, the noise component is reduced and the audio component emitted by the driver is extracted.

この実施例では、左側のスピーカ７とマイクロホン２と
の距離が、右側のスピーカ８とマイクロホン２との距離
と異なっているので、マイクロホン２で検出される信号
に含まれる左側音源（７）のノイズ成分とマイクロホン
６Ｌで検出される信号とのタイミングのずれ（Ｔｄｌ、
）とマイクロホン２で検出される信号に含まれる右側音
源（８）のノイズ成分とマイクロホン６Ｒで検出される
信号とのタイミングのずれ（Ｔｄｒ）とは互いに異なる
。In this embodiment, the distance between the left speaker 7 and the microphone 2 is different from the distance between the right speaker 8 and the microphone 2, so noise from the left sound source (7) included in the signal detected by the microphone 2 The timing difference between the component and the signal detected by the microphone 6L (Tdl,
) and the timing shift (Tdr) between the noise component of the right sound source (8) included in the signal detected by the microphone 2 and the signal detected by the microphone 6R are different from each other.

従って、左側のノイズ信号を処理する適応フィルタ２５
０ＬはＴｄｌに対応するタイミング及び振幅のずれを補
償し、右側のノイズ信号を処理する適応フィルタ２５０
ＲはＴｄｒに対応するタイミングのずれを補償する。Therefore, the adaptive filter 25 that processes the noise signal on the left side
0L is an adaptive filter 250 that compensates for timing and amplitude deviations corresponding to Tdl and processes the noise signal on the right side.
R compensates for the timing shift corresponding to Tdr.

なおこの実施例においては省略しであるが、第２図の実
施例と同様に、バンドパスフィルタとその周波数特性を
ドライバの音声帯域に対応付けて自動的に決定する回路
を設けてもよい。Although omitted in this embodiment, a circuit for automatically determining a bandpass filter and its frequency characteristics in association with the audio band of the driver may be provided, similar to the embodiment shown in FIG.

なお、説明した実施例においては、適応フィルタの係数
制御をＬＭＳアルゴリズムで実行するものを示したが、
その他のアルゴリズム、例えば学習同定法を用いてもよ
い。In addition, in the described embodiment, the coefficient control of the adaptive filter is performed using the LMS algorithm, but
Other algorithms, such as learning identification methods, may also be used.

［効果］ 以上のとおり本発明によれば、スピーカなどの雑音源が
発するノイズ音響成分を充分に低減して、明瞭な音声成
分を抽出することができる。[Effects] As described above, according to the present invention, it is possible to sufficiently reduce noise acoustic components emitted by noise sources such as speakers and extract clear audio components.

また更に請求項１の発明においては、複数の音響出力手
段（７，８）がノイズ音源として存在する場合でも、必
要とする音響入力手段は単一の主音響入力手段（２）と
単一の副音響入力手段（６）だけで済むので、構成が簡
単になる。Furthermore, in the invention of claim 1, even if a plurality of sound output means (7, 8) are present as noise sound sources, the necessary sound input means are a single main sound input means (2) and a single main sound input means (2). Since only the auxiliary sound input means (6) is required, the configuration is simplified.

また更に請求項２の発明においては、主音粋人力手段（
２）を配置する位置の制約が小さく、また副音響入力手
段（６Ｌ、６Ｒ）が実質上、音響出力手段（７，８）と
一体に構成されるので、それらの自動車への取付けが簡
単である。しかも、副音響入力手段が極めてノイズ音源
に近いので、副音響入力手段の電気信号に含まれるドラ
イバの音声成分の比率が、ノイズ成分に比べて非常に小
さく、ノイズキャンセラにおけるノイズ（７，８から出
る音）の低減率が非常に高い。Furthermore, in the invention of claim 2, the tonic human power means (
2) There are few restrictions on the position where the sub-sound input means (6L, 6R) are substantially integrated with the sound output means (7, 8), so they can be easily installed in the automobile. be. Moreover, since the auxiliary sound input means is extremely close to the noise source, the ratio of the audio component of the driver included in the electrical signal of the auxiliary sound input means is very small compared to the noise component, and the noise in the noise canceller (emitted from The reduction rate of sound) is extremely high.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は、本発明の装置を搭載した自動車の車室内の外
観を示す斜視図である。 第２図は、実施例の音声入力装置の構成を示すブロック
図である。 第３図はＣＰＵ９０の動作の概略を示すフローチャート
である。 第４図は、別の実施例におけるスピーカとマイクロホン
の配置を示す断面図である。 第５図は、第４図のマイクロホンを使用する音声入力装
置の電装部の構成を示すブロック図である。 １：ダツシュボード ２：マイクロホン（主音響入力手段） ３：モニタテレビ　　　　　　５：リアトレイ６．６Ｌ
、６Ｒ：マイクロホン（副音響入力手段）７：スピーカ
（第１の音響出力手段） ８：スピーカ（第２の音響出力手段） １０．５０．５０Ｌ、５０Ｒ：ローバスフィルタ２０．
６０．６０Ｌ、６０Ｒ：Ａ／Ｄ変換器３０．７０：バン
ドパスフィルタ ９０：マイクロコンピュータ　　１００　：　ＲＯＭ２
００：ノイズキャンセラ（雑音低減手段）２１０：遅延
回路　　　　　　　２２０，２５０＋４，２５０Ｒ：適
応フィルタ２３０：係数制御回路　　　　　２６１，２
６２：加算器３００：音声認識ユニット　　　４００：
ナビゲーションユニットＩＧＳ：イグニッションスイッ
チ Ｃ８：キャンセルスイッチFIG. 1 is a perspective view showing the exterior of the interior of an automobile equipped with the device of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the voice input device of the embodiment. FIG. 3 is a flowchart showing an outline of the operation of the CPU 90. FIG. 4 is a sectional view showing the arrangement of speakers and microphones in another embodiment. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of an electrical component of a voice input device using the microphone shown in FIG. 4. 1: Dash board 2: Microphone (main sound input means) 3: Monitor TV 5: Rear tray 6.6L
, 6R: Microphone (auxiliary sound input means) 7: Speaker (first sound output means) 8: Speaker (second sound output means) 10.50.50L, 50R: Low-pass filter 20.
60.60L, 60R: A/D converter 30.70: Bandpass filter 90: Microcomputer 100: ROM2
00: Noise canceller (noise reduction means) 210: Delay circuit 220,250+4,250R: Adaptive filter 230: Coefficient control circuit 261,2
62: Adder 300: Voice recognition unit 400:
Navigation unit IGS: Ignition switch C8: Cancel switch

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）車室内前方の中央部に配置され、音響を電気信号
に変換する主音響入力手段； 車室内後方の中央部に配置され、音響を電 気信号に変換する副音響入力手段； 車室内後方の左側と右側の車室中央に対し 実質上対称な位置に配置され、各々電気信号を音響に変
換する音響出力手段；及び 前記主音響入力手段が出力する電気信号と 副音響入力手段が出力する電気信号とを処理し、後者の
電気信号に含まれる雑音成分を前者の電気信号から低減
した電気信号を出力する、雑音低減手段； を備える音声入力装置。(1) Main sound input means located at the center of the front of the vehicle interior and converting sound into electrical signals; Sub-sound input means located at the center of the rear of the vehicle interior and converting sound into electrical signals; Rear of the vehicle interior Sound output means arranged substantially symmetrically with respect to the center of the vehicle interior on the left and right sides of the vehicle, each converting an electric signal into sound; and an electric signal outputted by the main sound input means and outputted by the auxiliary sound input means. noise reduction means for processing an electrical signal and outputting an electrical signal in which noise components contained in the latter electrical signal are reduced from the former electrical signal; （２）車室内前方の話者の近傍に配置され、音響を電気
信号に変換する主音響入力手段； 車室内後方の左側に配置され、電気信号を 音響に変換する第１の音響出力手段； 車室内後方の右側に配置され、電気信号を 音響に変換する第２の音響出力手段； 前記第１及び第２の音響出力手段の各々の 近傍に配置された複数の副音響入力手段；及び前記主音
響入力手段が出力する電気信号と 前記複数の副音響入力手段が出力する電気信号とを処理
し、後者の電気信号に含まれる雑音成分を前者の電気信
号から低減した電気信号を出力する、雑音低減手段； を備える音声入力装置。(2) Main sound input means located near the speaker at the front of the vehicle interior and converting sound into electrical signals; First sound output means located at the rear left side of the vehicle interior and converting electrical signals into sound; a second sound output means arranged on the rear right side of the vehicle interior and converts an electrical signal into sound; a plurality of auxiliary sound input means arranged near each of the first and second sound output means; and the above-mentioned. Processing the electrical signal output by the main sound input means and the electrical signals output by the plurality of auxiliary sound input means, and outputting an electrical signal with noise components included in the latter electrical signal reduced from the former electrical signal; A voice input device comprising: noise reduction means;