(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023180911
(43)【公開日】2023-12-21
(54)【発明の名称】音声信号処理装置
(51)【国際特許分類】
G10L 25/15 20130101AFI20231214BHJP
G10L 15/02 20060101ALI20231214BHJP
【ＦＩ】
G10L25/15
G10L15/02 300B
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022094592
(22)【出願日】2022-06-10
(71)【出願人】
【識別番号】303046277
【氏名又は名称】旭化成エレクトロニクス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 健一
(72)【発明者】
【氏名】西尾 惇
(72)【発明者】
【氏名】笠原 聡
(57)【要約】 （修正有）
【課題】部品点数を削減する音声信号処理装置を提供する。
【解決手段】音声信号処理装置であるパターン検出器１００は、音声信号から異なる設定周波数を含む複数の周波数帯域のそれぞれの周波数成分を示す複数の周波数信号を抽出する抽出部（第１帯域通過フィルタ１０１及び第２帯域通過フィルタ１０２）と、抽出部が抽出する異なる設定周波数の周波数信号の出力レベル同士の比較結果に基づいて抽出部の設定周波数を設定する設定部１０８と、抽出部が抽出する異なる設定周波数の周波数信号の出力レベル同士の比較結果と、設定部が設定する抽出部の設定周波数の設定内容と、抽出部の周波数特性とに基づいて音声信号におけるホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域を検出する検出部１１０と、を備える。
【選択図】図２
【解決手段】音声信号処理装置であるパターン検出器１００は、音声信号から異なる設定周波数を含む複数の周波数帯域のそれぞれの周波数成分を示す複数の周波数信号を抽出する抽出部（第１帯域通過フィルタ１０１及び第２帯域通過フィルタ１０２）と、抽出部が抽出する異なる設定周波数の周波数信号の出力レベル同士の比較結果に基づいて抽出部の設定周波数を設定する設定部１０８と、抽出部が抽出する異なる設定周波数の周波数信号の出力レベル同士の比較結果と、設定部が設定する抽出部の設定周波数の設定内容と、抽出部の周波数特性とに基づいて音声信号におけるホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域を検出する検出部１１０と、を備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
音声信号から、異なる設定周波数を含む複数の周波数帯域のそれぞれの周波数成分を示す複数の周波数信号を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出される異なる設定周波数の周波数信号の出力レベル同士の比較結果に基づいて、前記抽出部の設定周波数を設定する設定部と、
前記抽出部により抽出される異なる設定周波数の周波数信号の出力レベル同士の比較結果と、前記設定部による前記抽出部の設定周波数の設定内容と、前記抽出部の周波数特性とに基づいて、前記音声信号におけるホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域を検出する検出部と
を備える音声信号処理装置。
前記抽出部により抽出される異なる設定周波数の周波数信号の出力レベル同士の比較結果に基づいて、前記抽出部の設定周波数を設定する設定部と、
前記抽出部により抽出される異なる設定周波数の周波数信号の出力レベル同士の比較結果と、前記設定部による前記抽出部の設定周波数の設定内容と、前記抽出部の周波数特性とに基づいて、前記音声信号におけるホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域を検出する検出部と
を備える音声信号処理装置。
【請求項2】
前記検出部は、前記抽出部により抽出される２つの設定周波数の周波数信号の出力レベルの差が予め定められた差より小さい場合に、前記抽出部により抽出される２つの設定周波数の周波数信号の出力レベルのうち高い方の設定周波数に基づいて前記ホルマント周波数帯域を検出する、請求項１に記載の音声信号処理装置。
【請求項3】
前記抽出部は、前記音声信号から、前記設定部により設定された第１設定周波数を含む第１周波数帯域の周波数成分を示す第１周波数信号、及び前記設定部により設定された前記第１設定周波数より高い第２設定周波数を含む第２周波数帯域の周波数成分を示す第２周波数信号を抽出し、
前記第１周波数信号の出力レベルが前記第２周波数信号の出力レベルより低い場合、前記抽出部は、前記音声信号から、前記設定部により設定された前記第２設定周波数より高い第３設定周波数を含む第３周波数帯域の周波数成分を示す第３周波数信号を抽出し、
前記検出部は、前記第３周波数信号の出力レベルより前記第２周波数信号の出力レベルが高い場合、前記第２設定周波数に基づいて前記ホルマント周波数帯域を検出する、請求項１に記載の音声信号処理装置。
前記第１周波数信号の出力レベルが前記第２周波数信号の出力レベルより低い場合、前記抽出部は、前記音声信号から、前記設定部により設定された前記第２設定周波数より高い第３設定周波数を含む第３周波数帯域の周波数成分を示す第３周波数信号を抽出し、
前記検出部は、前記第３周波数信号の出力レベルより前記第２周波数信号の出力レベルが高い場合、前記第２設定周波数に基づいて前記ホルマント周波数帯域を検出する、請求項１に記載の音声信号処理装置。
【請求項4】
前記抽出部は、前記音声信号から、前記設定部により設定された第１設定周波数を含む第１周波数帯域の周波数成分を示す第１周波数信号、及び前記設定部により設定された前記第１設定周波数より低い第２設定周波数を含む第２周波数帯域の周波数成分を示す第２周波数信号を抽出し、
前記第１周波数信号の出力レベルが前記第２周波数信号の出力レベルより低い場合、前記抽出部は、前記音声信号から、前記設定部により設定された前記第２設定周波数より低い第３設定周波数を含む第３周波数帯域の周波数成分を示す第３周波数信号を抽出し、
前記検出部は、前記第３周波数信号の出力レベルより前記第２周波数信号の出力レベルが高い場合、前記第２設定周波数に基づいて前記ホルマント周波数帯域を検出する、請求項１に記載の音声信号処理装置。
前記第１周波数信号の出力レベルが前記第２周波数信号の出力レベルより低い場合、前記抽出部は、前記音声信号から、前記設定部により設定された前記第２設定周波数より低い第３設定周波数を含む第３周波数帯域の周波数成分を示す第３周波数信号を抽出し、
前記検出部は、前記第３周波数信号の出力レベルより前記第２周波数信号の出力レベルが高い場合、前記第２設定周波数に基づいて前記ホルマント周波数帯域を検出する、請求項１に記載の音声信号処理装置。
【請求項5】
前記抽出部は、設定周波数を変更可能な第１帯域通過フィルタ及び第２帯域通過フィルタを有し、
前記設定部は、前記第１帯域通過フィルタ及び前記第２帯域通過フィルタから出力される周波数信号の出力レベルの比較結果に基づいて、前記第１帯域通過フィルタ及び前記第２帯域通過フィルタのそれぞれの設定周波数を設定し、
前記検出部は、前記第１帯域通過フィルタ及び前記第２帯域通過フィルタから出力される周波数信号の出力レベルの比較結果と、前記設定部による前記第１帯域通過フィルタ及び前記第２帯域通過フィルタのそれぞれの設定周波数の設定内容と、前記第１帯域通過フィルタ及び前記第２帯域通過フィルタのそれぞれの周波数特性とに基づいて、前記ホルマント周波数帯域を検出する、請求項１に記載の音声信号処理装置。
前記設定部は、前記第１帯域通過フィルタ及び前記第２帯域通過フィルタから出力される周波数信号の出力レベルの比較結果に基づいて、前記第１帯域通過フィルタ及び前記第２帯域通過フィルタのそれぞれの設定周波数を設定し、
前記検出部は、前記第１帯域通過フィルタ及び前記第２帯域通過フィルタから出力される周波数信号の出力レベルの比較結果と、前記設定部による前記第１帯域通過フィルタ及び前記第２帯域通過フィルタのそれぞれの設定周波数の設定内容と、前記第１帯域通過フィルタ及び前記第２帯域通過フィルタのそれぞれの周波数特性とに基づいて、前記ホルマント周波数帯域を検出する、請求項１に記載の音声信号処理装置。
【請求項6】
前記設定部により設定周波数が第１設定周波数に設定された前記第１帯域通過フィルタが、前記音声信号から前記第１設定周波数を含む第１周波数帯域の周波数成分を示す第１周波数信号を抽出し、
前記設定部により設定周波数が前記第１設定周波数より高い第２設定周波数に設定された第２帯域通過フィルタが、前記音声信号から前記第２設定周波数を含む第２周波数帯域の周波数成分を示す第２周波数信号を抽出し、
前記設定部は、前記第１周波数信号の出力レベルが前記第２周波数信号の出力レベルより低い場合、前記第１帯域通過フィルタの設定周波数を前記第１設定周波数より高い第３設定周波数に設定し、前記第２帯域通過フィルタの設定周波数を前記第２設定周波数及び前記第３設定周波数より高い第４設定周波数に設定し、
前記設定部により設定周波数が前記第３設定周波数に設定された前記第１帯域通過フィルタが、前記音声信号から、前記第３設定周波数を含む第３周波数帯域の周波数成分を示す第３周波数信号を抽出し、
前記設定部により設定周波数が前記第４設定周波数に設定された前記第２帯域通過フィルタが、前記音声信号から、前記第４設定周波数を含む第４周波数帯域の周波数成分を示す第４周波数信号を抽出し、
前記検出部は、前記第３周波数信号の出力レベルより前記第４周波数信号の出力レベルが低い場合、前記第１設定周波数に設定された前記第１帯域通過フィルタの周波数特性と前記第２設定周波数に設定された前記第２帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数と、前記第３設定周波数に設定された前記第１帯域通過フィルタの周波数特性と前記第４設定周波数に設定された前記第２帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域を前記ホルマント周波数帯域として検出する、請求項５に記載の音声信号処理装置。
前記設定部により設定周波数が前記第１設定周波数より高い第２設定周波数に設定された第２帯域通過フィルタが、前記音声信号から前記第２設定周波数を含む第２周波数帯域の周波数成分を示す第２周波数信号を抽出し、
前記設定部は、前記第１周波数信号の出力レベルが前記第２周波数信号の出力レベルより低い場合、前記第１帯域通過フィルタの設定周波数を前記第１設定周波数より高い第３設定周波数に設定し、前記第２帯域通過フィルタの設定周波数を前記第２設定周波数及び前記第３設定周波数より高い第４設定周波数に設定し、
前記設定部により設定周波数が前記第３設定周波数に設定された前記第１帯域通過フィルタが、前記音声信号から、前記第３設定周波数を含む第３周波数帯域の周波数成分を示す第３周波数信号を抽出し、
前記設定部により設定周波数が前記第４設定周波数に設定された前記第２帯域通過フィルタが、前記音声信号から、前記第４設定周波数を含む第４周波数帯域の周波数成分を示す第４周波数信号を抽出し、
前記検出部は、前記第３周波数信号の出力レベルより前記第４周波数信号の出力レベルが低い場合、前記第１設定周波数に設定された前記第１帯域通過フィルタの周波数特性と前記第２設定周波数に設定された前記第２帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数と、前記第３設定周波数に設定された前記第１帯域通過フィルタの周波数特性と前記第４設定周波数に設定された前記第２帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域を前記ホルマント周波数帯域として検出する、請求項５に記載の音声信号処理装置。
【請求項7】
前記設定部により設定周波数が第１設定周波数に設定された前記第１帯域通過フィルタが、音声信号から前記第１設定周波数を含む第１周波数帯域の周波数成分を示す第１周波数信号を抽出し、
前記設定部により設定周波数が前記第１設定周波数より高い第２設定周波数に設定された第２帯域通過フィルタが、前記音声信号から前記第２設定周波数を含む第２周波数帯域の周波数成分を示す第２周波数信号を抽出し、
前記設定部は、前記第１周波数信号の出力レベルが前記第２周波数信号の出力レベルより高い場合、前記第１帯域通過フィルタの設定周波数を前記第１設定周波数より低い第３設定周波数に設定し、前記第２帯域通過フィルタの設定周波数を前記第２設定周波数より低く、かつ前記第３設定周波数より高い第４設定周波数に設定し、
前記設定部により設定周波数が前記第３設定周波数に設定された前記第１帯域通過フィルタが、前記音声信号から、前記第３設定周波数を含む第３周波数帯域の周波数成分を示す第３周波数信号を抽出し、
前記設定部により設定周波数が前記第４設定周波数に設定された前記第２帯域通過フィルタが、前記音声信号から、前記第４設定周波数を含む第４周波数帯域の周波数成分を示す第４周波数信号を抽出し、
前記検出部は、前記第３周波数信号の出力レベルより前記第４周波数信号の出力レベルが高い場合、前記第１設定周波数に設定された前記第１帯域通過フィルタの周波数特性と前記第２設定周波数に設定された前記第２帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数と、前記第３設定周波数に設定された前記第１帯域通過フィルタの周波数特性と前記第４設定周波数に設定された前記第２帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域を前記ホルマント周波数帯域として検出する、請求項５に記載の音声信号処理装置。
前記設定部により設定周波数が前記第１設定周波数より高い第２設定周波数に設定された第２帯域通過フィルタが、前記音声信号から前記第２設定周波数を含む第２周波数帯域の周波数成分を示す第２周波数信号を抽出し、
前記設定部は、前記第１周波数信号の出力レベルが前記第２周波数信号の出力レベルより高い場合、前記第１帯域通過フィルタの設定周波数を前記第１設定周波数より低い第３設定周波数に設定し、前記第２帯域通過フィルタの設定周波数を前記第２設定周波数より低く、かつ前記第３設定周波数より高い第４設定周波数に設定し、
前記設定部により設定周波数が前記第３設定周波数に設定された前記第１帯域通過フィルタが、前記音声信号から、前記第３設定周波数を含む第３周波数帯域の周波数成分を示す第３周波数信号を抽出し、
前記設定部により設定周波数が前記第４設定周波数に設定された前記第２帯域通過フィルタが、前記音声信号から、前記第４設定周波数を含む第４周波数帯域の周波数成分を示す第４周波数信号を抽出し、
前記検出部は、前記第３周波数信号の出力レベルより前記第４周波数信号の出力レベルが高い場合、前記第１設定周波数に設定された前記第１帯域通過フィルタの周波数特性と前記第２設定周波数に設定された前記第２帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数と、前記第３設定周波数に設定された前記第１帯域通過フィルタの周波数特性と前記第４設定周波数に設定された前記第２帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域を前記ホルマント周波数帯域として検出する、請求項５に記載の音声信号処理装置。
【請求項8】
前記抽出部は、設定周波数が変更可能な帯域通過フィルタを有し、
前記設定部は、前記帯域通過フィルタから出力される異なる期間における周波数信号の出力レベル同士の比較結果に基づいて、前記帯域通過フィルタの設定周波数を設定し、
前記検出部は、前記帯域通過フィルタの異なる期間における出力レベルの比較結果と、前記設定部による前記帯域通過フィルタの前記異なる期間における設定周波数の設定内容と、前記帯域通過フィルタの周波数特性とに基づいて、前記ホルマント周波数帯域を検出する、請求項１に記載の音声信号処理装置。
前記設定部は、前記帯域通過フィルタから出力される異なる期間における周波数信号の出力レベル同士の比較結果に基づいて、前記帯域通過フィルタの設定周波数を設定し、
前記検出部は、前記帯域通過フィルタの異なる期間における出力レベルの比較結果と、前記設定部による前記帯域通過フィルタの前記異なる期間における設定周波数の設定内容と、前記帯域通過フィルタの周波数特性とに基づいて、前記ホルマント周波数帯域を検出する、請求項１に記載の音声信号処理装置。
【請求項9】
前記設定部により設定周波数が第１設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタが、第１期間の音声信号から前記第１設定周波数を含む第１周波数帯域の周波数成分を示す第１周波数信号を抽出し、
前記設定部により設定周波数が前記第１設定周波数より高い第２設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタが、第２期間の音声信号から前記第２設定周波数を含む第２周波数帯域の周波数成分を示す第２周波数信号を抽出し、
前記設定部は、前記第１周波数信号の出力レベルが前記第２周波数信号の出力レベルより低い場合、前記帯域通過フィルタの設定周波数を前記第２設定周波数より高い第３設定周波数に設定し、
前記設定部により設定周波数が前記第３設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタが、第３期間の音声信号から前記第３設定周波数を含む第３周波数帯域の周波数成分を示す第３周波数信号を抽出し、
前記検出部は、前記第２周波数信号の出力レベルが前記第３周波数信号の出力レベルより高い場合、前記第１設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性と前記第２設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数と、前記第２設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性と前記第３設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域を前記ホルマント周波数帯域として検出する、請求項８に記載の音声信号処理装置。
前記設定部により設定周波数が前記第１設定周波数より高い第２設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタが、第２期間の音声信号から前記第２設定周波数を含む第２周波数帯域の周波数成分を示す第２周波数信号を抽出し、
前記設定部は、前記第１周波数信号の出力レベルが前記第２周波数信号の出力レベルより低い場合、前記帯域通過フィルタの設定周波数を前記第２設定周波数より高い第３設定周波数に設定し、
前記設定部により設定周波数が前記第３設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタが、第３期間の音声信号から前記第３設定周波数を含む第３周波数帯域の周波数成分を示す第３周波数信号を抽出し、
前記検出部は、前記第２周波数信号の出力レベルが前記第３周波数信号の出力レベルより高い場合、前記第１設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性と前記第２設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数と、前記第２設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性と前記第３設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域を前記ホルマント周波数帯域として検出する、請求項８に記載の音声信号処理装置。
【請求項10】
前記設定部により設定周波数が第１設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタが、第１期間の音声信号から前記第１設定周波数を含む第１周波数帯域の周波数成分を示す第１周波数信号を抽出し、
前記設定部により設定周波数が前記第１設定周波数より低い第２設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタが、第２期間の音声信号から前記第２設定周波数を含む第２周波数帯域の周波数成分を示す第２周波数信号を抽出し、
前記設定部は、前記第１周波数信号の出力レベルが前記第２周波数信号の出力レベルより低い場合、前記帯域通過フィルタの設定周波数を前記第２設定周波数より低い第３設定周波数に設定し、
前記設定部により設定周波数が前記第３設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタが、第３期間の音声信号から前記第３設定周波数を含む第３周波数帯域の周波数成分を示す第３周波数信号を抽出し、
前記検出部は、前記第２周波数信号の出力レベルが前記第３周波数信号の出力レベルより高い場合、前記第１設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性と前記第２設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数と、前記第２設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性と前記第３設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域を前記ホルマント周波数帯域として検出する、請求項８に記載の音声信号処理装置。
前記設定部により設定周波数が前記第１設定周波数より低い第２設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタが、第２期間の音声信号から前記第２設定周波数を含む第２周波数帯域の周波数成分を示す第２周波数信号を抽出し、
前記設定部は、前記第１周波数信号の出力レベルが前記第２周波数信号の出力レベルより低い場合、前記帯域通過フィルタの設定周波数を前記第２設定周波数より低い第３設定周波数に設定し、
前記設定部により設定周波数が前記第３設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタが、第３期間の音声信号から前記第３設定周波数を含む第３周波数帯域の周波数成分を示す第３周波数信号を抽出し、
前記検出部は、前記第２周波数信号の出力レベルが前記第３周波数信号の出力レベルより高い場合、前記第１設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性と前記第２設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数と、前記第２設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性と前記第３設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域を前記ホルマント周波数帯域として検出する、請求項８に記載の音声信号処理装置。
【請求項11】
前記抽出部は、
第１可変周波数発振器と、前記第１可変周波数発振器から発振される周波数信号と前記音声信号の入力に応じて、第１低域通過フィルタを介して中間周波数信号を出力する第１混合器と、第２可変周波数発振器と、前記第２可変周波数発振器から発振される周波数信号と前記音声信号の入力に応じて、第２低域通過フィルタを介して中間周波数信号を出力する第２混合器とを有し、
前記設定部は、前記第１混合器及び前記第２混合器の中間周波数信号の出力レベルの比較結果に基づいて、前記第１可変周波数発振器及び前記第２可変周波数発振器の発振周波数を設定し、
前記検出部は、前記第１混合器及び前記第２混合器の中間周波数信号の出力レベルの比較結果と、前記設定部による前記第１可変周波数発振器及び前記第２可変周波数発振器のそれぞれの設定周波数の設定内容と、前記第１低域通過フィルタ及び前記第２低域通過フィルタのそれぞれの周波数特性とに基づいて前記ホルマント周波数帯域を検出する、請求項１に記載の音声信号処理装置。
第１可変周波数発振器と、前記第１可変周波数発振器から発振される周波数信号と前記音声信号の入力に応じて、第１低域通過フィルタを介して中間周波数信号を出力する第１混合器と、第２可変周波数発振器と、前記第２可変周波数発振器から発振される周波数信号と前記音声信号の入力に応じて、第２低域通過フィルタを介して中間周波数信号を出力する第２混合器とを有し、
前記設定部は、前記第１混合器及び前記第２混合器の中間周波数信号の出力レベルの比較結果に基づいて、前記第１可変周波数発振器及び前記第２可変周波数発振器の発振周波数を設定し、
前記検出部は、前記第１混合器及び前記第２混合器の中間周波数信号の出力レベルの比較結果と、前記設定部による前記第１可変周波数発振器及び前記第２可変周波数発振器のそれぞれの設定周波数の設定内容と、前記第１低域通過フィルタ及び前記第２低域通過フィルタのそれぞれの周波数特性とに基づいて前記ホルマント周波数帯域を検出する、請求項１に記載の音声信号処理装置。
【請求項12】
前記設定部により発振周波数が第１設定周波数に設定された前記第１可変周波数発振器から発振された第１周波数信号と前記音声信号の入力を受けて前記第１混合器が第１中間周波数信号を出力し、
前記設定部により発振周波数が前記第１設定周波数より高い第２設定周波数に設定された前記第２可変周波数発振器から発振された第２周波数信号と前記音声信号の入力を受けて前記第２混合器が第２中間周波数信号を出力し、
前記設定部は、前記第１中間周波数信号の出力レベルが前記第２中間周波数信号の出力レベルより低い場合、前記第１可変周波数発振器の発振周波数を前記第１設定周波数より高い第３設定周波数に設定し、前記第２可変周波数発振器の発振周波数を前記第２設定周波数及び前記第３設定周波数より高い第４設定周波数に設定し、
前記設定部により発振周波数が前記第３設定周波数に設定された前記第１可変周波数発振器から発振された第３周波数信号と前記音声信号の入力を受けて前記第１混合器が第３中間周波数信号を出力し、
前記設定部により発振周波数が前記第４設定周波数に設定された前記第２可変周波数発振器から発振された第４周波数信号と前記音声信号の入力を受けて前記第２混合器が第４中間周波数信号を出力し、
前記検出部は、前記第３中間周波数信号の出力レベルより前記第４中間周波数信号の出力レベルが低い場合、前記第１設定周波数に設定された前記第１低域通過フィルタの周波数特性に基づく第１伝達関数に前記第１混合器に対して予め定められた第１係数を乗じた場合のゲインと前記第２設定周波数に設定された前記第２低域通過フィルタの周波数特性に基づく第２伝達関数に前記第２混合器に対して予め定められた第２係数を乗じた場合のゲインとが同一となる共通の周波数と、前記第３設定周波数に設定された前記第１低域通過フィルタの周波数特性に基づく第１伝達関数に前記第１係数を乗じた場合のゲインと前記第４設定周波数に設定された前記第２低域通過フィルタの周波数特性に基づく第２伝達関数に前記第２係数を乗じた場合のゲインとが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域を前記ホルマント周波数帯域として検出する、請求項１１に記載の音声信号処理装置。
前記設定部により発振周波数が前記第１設定周波数より高い第２設定周波数に設定された前記第２可変周波数発振器から発振された第２周波数信号と前記音声信号の入力を受けて前記第２混合器が第２中間周波数信号を出力し、
前記設定部は、前記第１中間周波数信号の出力レベルが前記第２中間周波数信号の出力レベルより低い場合、前記第１可変周波数発振器の発振周波数を前記第１設定周波数より高い第３設定周波数に設定し、前記第２可変周波数発振器の発振周波数を前記第２設定周波数及び前記第３設定周波数より高い第４設定周波数に設定し、
前記設定部により発振周波数が前記第３設定周波数に設定された前記第１可変周波数発振器から発振された第３周波数信号と前記音声信号の入力を受けて前記第１混合器が第３中間周波数信号を出力し、
前記設定部により発振周波数が前記第４設定周波数に設定された前記第２可変周波数発振器から発振された第４周波数信号と前記音声信号の入力を受けて前記第２混合器が第４中間周波数信号を出力し、
前記検出部は、前記第３中間周波数信号の出力レベルより前記第４中間周波数信号の出力レベルが低い場合、前記第１設定周波数に設定された前記第１低域通過フィルタの周波数特性に基づく第１伝達関数に前記第１混合器に対して予め定められた第１係数を乗じた場合のゲインと前記第２設定周波数に設定された前記第２低域通過フィルタの周波数特性に基づく第２伝達関数に前記第２混合器に対して予め定められた第２係数を乗じた場合のゲインとが同一となる共通の周波数と、前記第３設定周波数に設定された前記第１低域通過フィルタの周波数特性に基づく第１伝達関数に前記第１係数を乗じた場合のゲインと前記第４設定周波数に設定された前記第２低域通過フィルタの周波数特性に基づく第２伝達関数に前記第２係数を乗じた場合のゲインとが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域を前記ホルマント周波数帯域として検出する、請求項１１に記載の音声信号処理装置。
【請求項13】
前記設定部により発振周波数が第１設定周波数に設定された前記第１可変周波数発振器から発振された第１周波数信号と前記音声信号の入力を受けて前記第１混合器が第１中間周波数信号を出力し、
前記設定部により発振周波数が前記第１設定周波数より高い第２設定周波数に設定された前記第２可変周波数発振器から発振された第２周波数信号と前記音声信号の入力を受けて前記第２混合器が第２中間周波数信号を出力し、
前記設定部は、前記第１中間周波数信号の出力レベルが前記第２中間周波数信号の出力レベルより高い場合、前記第１可変周波数発振器の発振周波数を前記第１設定周波数より低い第３設定周波数に設定し、前記第２可変周波数発振器の発振周波数を前記第２設定周波数より低く、かつ前記第３設定周波数より高い第４設定周波数に設定し、
前記設定部により発振周波数が前記第３設定周波数に設定された前記第１可変周波数発振器から発振された第３周波数信号と前記音声信号の入力を受けて前記第１混合器が第３中間周波数信号を出力し、
前記設定部により発振周波数が前記第４設定周波数に設定された前記第２可変周波数発振器から発振された第４周波数信号と前記音声信号の入力を受けて前記第２混合器が第４中間周波数信号を出力し、
前記検出部は、前記第３中間周波数信号の出力レベルより前記第４中間周波数信号の出力レベルが高い場合、前記第１設定周波数に設定された前記第１低域通過フィルタの周波数特性に基づく第１伝達関数に前記第１混合器に対して予め定められた第１係数を乗じた場合のゲインと前記第２設定周波数に設定された前記第２低域通過フィルタの周波数特性に基づく第２伝達関数に前記第２混合器に対して予め定められた第２係数を乗じた場合のゲインとが同一となる共通の周波数と、前記第３設定周波数に設定された前記第１低域通過フィルタの周波数特性に基づく第１伝達関数に前記第１係数を乗じた場合のゲインと前記第４設定周波数に設定された前記第２低域通過フィルタの周波数特性に基づく第２伝達関数に前記第２係数を乗じた場合のゲインとが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域を前記ホルマント周波数帯域として検出する、請求項１１に記載の音声信号処理装置。
前記設定部により発振周波数が前記第１設定周波数より高い第２設定周波数に設定された前記第２可変周波数発振器から発振された第２周波数信号と前記音声信号の入力を受けて前記第２混合器が第２中間周波数信号を出力し、
前記設定部は、前記第１中間周波数信号の出力レベルが前記第２中間周波数信号の出力レベルより高い場合、前記第１可変周波数発振器の発振周波数を前記第１設定周波数より低い第３設定周波数に設定し、前記第２可変周波数発振器の発振周波数を前記第２設定周波数より低く、かつ前記第３設定周波数より高い第４設定周波数に設定し、
前記設定部により発振周波数が前記第３設定周波数に設定された前記第１可変周波数発振器から発振された第３周波数信号と前記音声信号の入力を受けて前記第１混合器が第３中間周波数信号を出力し、
前記設定部により発振周波数が前記第４設定周波数に設定された前記第２可変周波数発振器から発振された第４周波数信号と前記音声信号の入力を受けて前記第２混合器が第４中間周波数信号を出力し、
前記検出部は、前記第３中間周波数信号の出力レベルより前記第４中間周波数信号の出力レベルが高い場合、前記第１設定周波数に設定された前記第１低域通過フィルタの周波数特性に基づく第１伝達関数に前記第１混合器に対して予め定められた第１係数を乗じた場合のゲインと前記第２設定周波数に設定された前記第２低域通過フィルタの周波数特性に基づく第２伝達関数に前記第２混合器に対して予め定められた第２係数を乗じた場合のゲインとが同一となる共通の周波数と、前記第３設定周波数に設定された前記第１低域通過フィルタの周波数特性に基づく第１伝達関数に前記第１係数を乗じた場合のゲインと前記第４設定周波数に設定された前記第２低域通過フィルタの周波数特性に基づく第２伝達関数に前記第２係数を乗じた場合のゲインとが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域を前記ホルマント周波数帯域として検出する、請求項１１に記載の音声信号処理装置。
【請求項14】
前記第２設定周波数と前記第３設定周波数とは同一である、請求項６または１２に記載の音声信号処理装置。
【請求項15】
前記第１設定周波数と前記第４設定周波数とは同一である、請求項７または１３に記載の音声信号処理装置。
【請求項16】
前記検出部により検出された前記ホルマント周波数帯域の時間的な変化パターンと、予め定められた処理を装置に開始させるための予め定められた音声におけるホルマント周波数帯域の時間的な変化パターンとを照合することで、前記予め定められた処理を前記装置に開始させるためのトリガ信号を出力する照合部をさらに備える、請求項１から１３の何れか１つに記載の音声信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、音声信号処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、予め格納されている所定の特徴パラメータパターンと、この所定の特徴パラメータパターンに対応した入力音声から得られた特徴パラメータパターンとに基づいて、各バンドパスフィルタの中心周波数を最適化する音声認識装置が開示されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開平０５－１３４６９７号公報
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開平０５－１３４６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
音声信号を処理する装置において、部品点数を削減することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の一態様に係る音声信号処理装置は、音声信号から、異なる設定周波数を含む複数の周波数帯域のそれぞれの周波数成分を示す複数の周波数信号を抽出する抽出部を備えてよい。音声信号処理装置は、前記抽出部により抽出される異なる設定周波数の周波数信号の出力レベル同士の比較結果に基づいて、前記抽出部の設定周波数を設定する設定部を備えてよい。音声信号処理装置は、前記抽出部により抽出される異なる設定周波数の周波数信号の出力レベル同士の比較結果と、前記設定部による前記抽出部の設定周波数の設定内容と、前記抽出部の周波数特性とに基づいて、前記音声信号におけるホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域を検出する検出部を備えてよい。
【0005】
前記音声信号処理装置において、前記検出部は、前記抽出部により抽出される２つの設定周波数の周波数信号の出力レベルの差が予め定められた差より小さい場合に、前記抽出部により抽出される２つの設定周波数の周波数信号の出力レベルのうち高い方の設定周波数に基づいて前記ホルマント周波数帯域を検出してよい。
【0006】
いずれかの前記音声信号処理装置において、前記抽出部は、前記音声信号から、前記設定部により設定された第１設定周波数を含む第１周波数帯域の周波数成分を示す第１周波数信号、及び前記設定部により設定された前記第１設定周波数より高い第２設定周波数を含む第２周波数帯域の周波数成分を示す第２周波数信号を抽出してよい。前記第１周波数信号の出力レベルが前記第２周波数信号の出力レベルより低い場合、前記抽出部は、前記音声信号から、前記設定部により設定された前記第２設定周波数より高い第３設定周波数を含む第３周波数帯域の周波数成分を示す第３周波数信号を抽出してよい。前記検出部は、前記第３周波数信号の出力レベルより前記第２周波数信号の出力レベルが高い場合、前記第２設定周波数に基づいて前記ホルマント周波数帯域を検出してよい。
【0007】
いずれかの前記音声信号処理装置において、前記抽出部は、前記音声信号から、前記設定部により設定された第１設定周波数を含む第１周波数帯域の周波数成分を示す第１周波数信号、及び前記設定部により設定された前記第１設定周波数より低い第２設定周波数を含む第２周波数帯域の周波数成分を示す第２周波数信号を抽出してよい。前記第１周波数信号の出力レベルが前記第２周波数信号の出力レベルより低い場合、前記抽出部は、前記音声信号から、前記設定部により設定された前記第２設定周波数より低い第３設定周波数を含む第３周波数帯域の周波数成分を示す第３周波数信号を抽出してよい。前記検出部は、前記第３周波数信号の出力レベルより前記第２周波数信号の出力レベルが高い場合、前記第２設定周波数に基づいて前記ホルマント周波数帯域を検出してよい。
【0008】
いずれかの前記音声信号処理装置において、前記抽出部は、設定周波数を変更可能な第１帯域通過フィルタ及び第２帯域通過フィルタを有してよい。前記設定部は、前記第１帯域通過フィルタ及び前記第２帯域通過フィルタから出力される周波数信号の出力レベルの比較結果に基づいて、前記第１帯域通過フィルタ及び前記第２帯域通過フィルタのそれぞれの設定周波数を設定してよい。前記検出部は、前記第１帯域通過フィルタ及び前記第２帯域通過フィルタから出力される周波数信号の出力レベルの比較結果と、前記設定部による前記第１帯域通過フィルタ及び前記第２帯域通過フィルタのそれぞれの設定周波数の設定内容と、前記第１帯域通過フィルタ及び前記第２帯域通過フィルタのそれぞれの周波数特性とに基づいて、前記ホルマント周波数帯域を検出してよい。
【0009】
いずれかの前記音声信号処理装置において、前記設定部により設定周波数が第１設定周波数に設定された前記第１帯域通過フィルタが、前記音声信号から前記第１設定周波数を含む第１周波数帯域の周波数成分を示す第１周波数信号を抽出してよい。前記設定部により設定周波数が前記第１設定周波数より高い第２設定周波数に設定された第２帯域通過フィルタが、前記音声信号から前記第２設定周波数を含む第２周波数帯域の周波数成分を示す第２周波数信号を抽出してよい。前記設定部は、前記第１周波数信号の出力レベルが前記第２周波数信号の出力レベルより低い場合、前記第１帯域通過フィルタの設定周波数を前記第１設定周波数より高い第３設定周波数に設定し、前記第２帯域通過フィルタの設定周波数を前記第２設定周波数及び前記第３設定周波数より高い第４設定周波数に設定してよい。前記設定部により設定周波数が前記第３設定周波数に設定された前記第１帯域通過フィルタが、前記音声信号から、前記第３設定周波数を含む第３周波数帯域の周波数成分を示す第３周波数信号を抽出してよい。前記設定部により設定周波数が前記第４設定周波数に設定された前記第２帯域通過フィルタが、前記音声信号から、前記第４設定周波数を含む第４周波数帯域の周波数成分を示す第４周波数信号を抽出してよい。前記検出部は、前記第３周波数信号の出力レベルより前記第４周波数信号の出力レベルが低い場合、前記第１設定周波数に設定された前記第１帯域通過フィルタの周波数特性と前記第２設定周波数に設定された前記第２帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数と、前記第３設定周波数に設定された前記第１帯域通過フィルタの周波数特性と前記第４設定周波数に設定された前記第２帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域を前記ホルマント周波数帯域として検出してよい。
【0010】
いずれかの前記音声信号処理装置において、前記設定部により設定周波数が第１設定周波数に設定された前記第１帯域通過フィルタが、音声信号から前記第１設定周波数を含む第１周波数帯域の周波数成分を示す第１周波数信号を抽出してよい。前記設定部により設定周波数が前記第１設定周波数より高い第２設定周波数に設定された第２帯域通過フィルタが、前記音声信号から前記第２設定周波数を含む第２周波数帯域の周波数成分を示す第２周波数信号を抽出してよい。前記設定部は、前記第１周波数信号の出力レベルが前記第２周波数信号の出力レベルより高い場合、前記第１帯域通過フィルタの設定周波数を前記第１設定周波数より低い第３設定周波数に設定し、前記第２帯域通過フィルタの設定周波数を前記第２設定周波数より低く、かつ前記第３設定周波数より高い第４設定周波数に設定してよい。前記設定部により設定周波数が前記第３設定周波数に設定された前記第１帯域通過フィルタが、前記音声信号から、前記第３設定周波数を含む第３周波数帯域の周波数成分を示す第３周波数信号を抽出してよい。前記設定部により設定周波数が前記第４設定周波数に設定された前記第２帯域通過フィルタが、前記音声信号から、前記第４設定周波数を含む第４周波数帯域の周波数成分を示す第４周波数信号を抽出してよい。前記検出部は、前記第３周波数信号の出力レベルより前記第４周波数信号の出力レベルが高い場合、前記第１設定周波数に設定された前記第１帯域通過フィルタの周波数特性と前記第２設定周波数に設定された前記第２帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数と、前記第３設定周波数に設定された前記第１帯域通過フィルタの周波数特性と前記第４設定周波数に設定された前記第２帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域を前記ホルマント周波数帯域として検出してよい。
【0011】
いずれかの前記音声信号処理装置において、前記抽出部は、設定周波数が変更可能な帯域通過フィルタを有してよい。前記設定部は、前記帯域通過フィルタから出力される異なる期間における周波数信号の出力レベル同士の比較結果に基づいて、前記帯域通過フィルタの設定周波数を設定してよい。前記検出部は、前記帯域通過フィルタの異なる期間における出力レベルの比較結果と、前記設定部による前記帯域通過フィルタの前記異なる期間における設定周波数の設定内容と、前記帯域通過フィルタの周波数特性とに基づいて、前記ホルマント周波数帯域を検出してよい。
【0012】
いずれかの前記音声信号処理装置において、前記設定部により設定周波数が第１設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタが、第１期間の音声信号から前記第１設定周波数を含む第１周波数帯域の周波数成分を示す第１周波数信号を抽出してよい。前記設定部により設定周波数が前記第１設定周波数より高い第２設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタが、第２期間の音声信号から前記第２設定周波数を含む第２周波数帯域の周波数成分を示す第２周波数信号を抽出してよい。前記設定部は、前記第１周波数信号の出力レベルが前記第２周波数信号の出力レベルより低い場合、前記帯域通過フィルタの設定周波数を前記第２設定周波数より高い第３設定周波数に設定してよい。前記設定部により設定周波数が前記第３設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタが、第３期間の音声信号から前記第３設定周波数を含む第３周波数帯域の周波数成分を示す第３周波数信号を抽出してよい。前記検出部は、前記第２周波数信号の出力レベルが前記第３周波数信号の出力レベルより高い場合、前記第１設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性と前記第２設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数と、前記第２設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性と前記第３設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域を前記ホルマント周波数帯域として検出してよい。
【0013】
いずれかの前記音声信号処理装置において、前記設定部により設定周波数が第１設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタが、第１期間の音声信号から前記第１設定周波数を含む第１周波数帯域の周波数成分を示す第１周波数信号を抽出してよい。前記設定部により設定周波数が前記第１設定周波数より低い第２設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタが、第２期間の音声信号から前記第２設定周波数を含む第２周波数帯域の周波数成分を示す第２周波数信号を抽出してよい。前記設定部は、前記第１周波数信号の出力レベルが前記第２周波数信号の出力レベルより低い場合、前記帯域通過フィルタの設定周波数を前記第２設定周波数より低い第３設定周波数に設定してよい。前記設定部により設定周波数が前記第３設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタが、第３期間の音声信号から前記第３設定周波数を含む第３周波数帯域の周波数成分を示す第３周波数信号を抽出してよい。前記検出部は、前記第２周波数信号の出力レベルが前記第３周波数信号の出力レベルより高い場合、前記第１設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性と前記第２設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数と、前記第２設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性と前記第３設定周波数に設定された前記帯域通過フィルタの周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域を前記ホルマント周波数帯域として検出してよい。
【0014】
いずれかの前記音声信号処理装置において、前記抽出部は、第１可変周波数発振器と、前記第１可変周波数発振器から発振される周波数信号と前記音声信号の入力に応じて、第１低域通過フィルタを介して中間周波数信号を出力する第１混合器と、第２可変周波数発振器と、前記第２可変周波数発振器から発振される周波数信号と前記音声信号の入力に応じて、第２低域通過フィルタを介して中間周波数信号を出力する第２混合器とを有してよい。前記設定部は、前記第１混合器及び前記第２混合器の中間周波数信号の出力レベルの比較結果に基づいて、前記第１可変周波数発振器及び前記第２可変周波数発振器の発振周波数を設定してよい。前記検出部は、前記第１混合器及び前記第２混合器の中間周波数信号の出力レベルの比較結果と、前記設定部による前記第１可変周波数発振器及び前記第２可変周波数発振器のそれぞれの設定周波数の設定内容と、前記第１低域通過フィルタ及び前記第２低域通過フィルタのそれぞれの周波数特性とに基づいて前記ホルマント周波数帯域を検出してよい。
【0015】
いずれかの前記音声信号処理装置において、前記設定部により発振周波数が第１設定周波数に設定された前記第１可変周波数発振器から発振された第１周波数信号と前記音声信号の入力を受けて前記第１混合器が第１中間周波数信号を出力してよい。前記設定部により発振周波数が前記第１設定周波数より高い第２設定周波数に設定された前記第２可変周波数発振器から発振された第２周波数信号と前記音声信号の入力を受けて前記第２混合器が第２中間周波数信号を出力してよい。前記設定部は、前記第１中間周波数信号の出力レベルが前記第２中間周波数信号の出力レベルより低い場合、前記第１可変周波数発振器の発振周波数を前記第１設定周波数より高い第３設定周波数に設定し、前記第２可変周波数発振器の発振周波数を前記第２設定周波数及び前記第３設定周波数より高い第４設定周波数に設定してよい。前記設定部により発振周波数が前記第３設定周波数に設定された前記第１可変周波数発振器から発振された第３周波数信号と前記音声信号の入力を受けて前記第１混合器が第３中間周波数信号を出力してよい。前記設定部により発振周波数が前記第４設定周波数に設定された前記第２可変周波数発振器から発振された第４周波数信号と前記音声信号の入力を受けて前記第２混合器が第４中間周波数信号を出力してよい。前記検出部は、前記第３中間周波数信号の出力レベルより前記第４中間周波数信号の出力レベルが低い場合、前記第１設定周波数に設定された前記第１低域通過フィルタの周波数特性に基づく第１伝達関数に前記第１混合器に対して予め定められた第１係数を乗じた場合のゲインと前記第２設定周波数に設定された前記第２低域通過フィルタの周波数特性に基づく第２伝達関数に前記第２混合器に対して予め定められた第２係数を乗じた場合のゲインとが同一となる共通の周波数と、前記第３設定周波数に設定された前記第１低域通過フィルタの周波数特性に基づく第１伝達関数に前記第１係数を乗じた場合のゲインと前記第４設定周波数に設定された前記第２低域通過フィルタの周波数特性に基づく第２伝達関数に前記第２係数を乗じた場合のゲインとが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域を前記ホルマント周波数帯域として検出してよい。
【0016】
いずれかの前記音声信号処理装置において、前記設定部により発振周波数が第１設定周波数に設定された前記第１可変周波数発振器から発振された第１周波数信号と前記音声信号の入力を受けて前記第１混合器が第１中間周波数信号を出力してよい。前記設定部により発振周波数が前記第１設定周波数より高い第２設定周波数に設定された前記第２可変周波数発振器から発振された第２周波数信号と前記音声信号の入力を受けて前記第２混合器が第２中間周波数信号を出力してよい。前記設定部は、前記第１中間周波数信号の出力レベルが前記第２中間周波数信号の出力レベルより高い場合、前記第１可変周波数発振器の発振周波数を前記第１設定周波数より低い第３設定周波数に設定し、前記第２可変周波数発振器の発振周波数を前記第２設定周波数より低く、かつ前記第３設定周波数より高い第４設定周波数に設定してよい。前記設定部により発振周波数が前記第３設定周波数に設定された前記第１可変周波数発振器から発振された第３周波数信号と前記音声信号の入力を受けて前記第１混合器が第３中間周波数信号を出力してよい。前記設定部により発振周波数が前記第４設定周波数に設定された前記第２可変周波数発振器から発振された第４周波数信号と前記音声信号の入力を受けて前記第２混合器が第４中間周波数信号を出力してよい。前記検出部は、前記第３中間周波数信号の出力レベルより前記第４中間周波数信号の出力レベルが高い場合、前記第１設定周波数に設定された前記第１低域通過フィルタの周波数特性に基づく第１伝達関数に前記第１混合器に対して予め定められた第１係数を乗じた場合のゲインと前記第２設定周波数に設定された前記第２低域通過フィルタの周波数特性に基づく第２伝達関数に前記第２混合器に対して予め定められた第２係数を乗じた場合のゲインとが同一となる共通の周波数と、前記第３設定周波数に設定された前記第１低域通過フィルタの周波数特性に基づく第１伝達関数に前記第１係数を乗じた場合のゲインと前記第４設定周波数に設定された前記第２低域通過フィルタの周波数特性に基づく第２伝達関数に前記第２係数を乗じた場合のゲインとが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域を前記ホルマント周波数帯域として検出してよい。
【0017】
いずれかの前記音声信号処理装置において、前記第２設定周波数と前記第３設定周波数とは同一でよい。
【0018】
いずれかの前記音声信号処理装置において、前記第１設定周波数と前記第４設定周波数とは同一でよい。
【0019】
いずれかの前記音声信号処理装置において、前記検出部により検出された前記ホルマント周波数帯域の時間的な変化パターンと、予め定められた処理を装置に開始させるための予め定められた音声におけるホルマント周波数帯域の時間的な変化パターンとを照合することで、前記予め定められた処理を前記装置に開始させるためのトリガ信号を出力する照合部をさらに備えてよい。
【0020】
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】ウェイクワード検出器の機能ブロックの一例を示す図である。
【図2】第１実施形態に係るパターン検出器の機能ブロックの一例を示す図である。
【図3A】ホルマント周波数帯域を検出する手順の一例について説明するための図である。
【図3B】ホルマント周波数帯域を検出する手順の一例について説明するための図である。
【図4】ホルマント周波数帯域を検出する手順の一例について説明するための図である。
【図5】第１実施形態における第１ＢＰＦ及び第２ＢＰＦによるホルマント周波数帯域を検出する手順の一例を示すフローチャートである。
【図6】第２実施形態に係るパターン検出器の機能ブロックの一例を示す図である。
【図7】設定周波数について説明するための図である。
【図8】設定周波数を決定するための条件テーブルの一例を示す図である。
【図9】第１ホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域を検出するための条件テーブルの一例を示す図である。
【図10】第２実施形態における第１ＢＰＦによるホルマント周波数帯域を検出する手順の一例を示すフローチャートである。
【図11】第３実施形態に係るパターン検出器の機能ブロックの一例を示す図である。
【図12A】第３実施形態に係るパターン検出器におけるクロスポイント周波数について説明するための図である。
【図12B】第３実施形態に係るパターン検出器におけるクロスポイント周波数について説明するための図である。
【図13】第３実施形態に係るパターン検出器におけるクロスポイント周波数について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【0023】
図１は、ウェイクワード検出器１０の機能ブロックの一例を示す図である。ウェイクワード検出器１０は、ユーザにより発せられた音声が予め登録された音声と認識した場合に、予め定められた処理を開始する。ウェイクワード検出器１０は、例えば、スマートグラスなどのウェアラブル端末に内蔵されてよい。ウェイクワード検出器１０は、音声信号処理装置の一例である。
【0024】
ウェイクワード検出器１０は、パターン検出器１００、パターンデータ記憶部１３０、及び照合部１５０を備える。
【0025】
パターン検出器１００は、音声信号から５ｍｓごとに第１ホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域として検出された周波数帯域の時間的な変化パターンを出力する。パターンデータ記憶部１３０は、ウェアラブル端末などの装置に予め定められた処理を開始させるためにユーザが発するべき音声であるウェイクワードにおける５ｍｓごとの第１ホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域の時間的な変化パターンである基準変化パターンを記憶する。照合部１５０は、パターン検出器１００から出力された変化パターンと、パターンデータ記憶部１３０に記憶された基準変化パターンとを照合することで、変化パターンと基準変化パターンとが一致する場合に、ウェアラブル端末などの装置に予め定められた処理を開始させるためのトリガ信号を出力する。
【0026】
図２は、第１実施形態に係るパターン検出器１００の機能ブロックの一例を示す図である。パターン検出器１００は、第１帯域通過フィルタ（第１ＢＰＦ）１０１、第２帯域通過フィルタ（第２ＢＰＦ）１０２、第１レベル検出器１０３、第２レベル検出器１０４、レベル比較器１０６、設定部１０８、及び検出部１１０を備える。なお、パターン検出器１００は、３つ以上の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）を備えてもよい。
【0027】
第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２は、音声信号から、異なる設定周波数を含む複数の周波数帯域のそれぞれの周波数成分を示す複数の周波数信号を抽出する抽出部の一例である。設定周波数は、音声信号から抽出される周波数帯域の中心周波数でよい。
【0028】
第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２は、通過させる周波数帯域の中心周波数である設定周波数を変更可能なフィルタ回路である。第１ＢＰＦ１０１、及び第２ＢＰＦ１０２は、音声信号から、それぞれ異なる中心周波数の周波数帯域の周波数成分を示す周波数信号を抽出し、出力する。第１ＢＰＦ１０１の中心周波数は、第２ＢＰＦ１０２の中心周波数より低くてよい。第１ＢＰＦ１０１の中心周波数は、第２ＢＰＦ１０２の中心周波数に対して予め定められた割合だけ低くてよい。例えば、第１ＢＰＦ１０１の中心周波数が６００Ｈｚであれば、第２ＢＰＦ１０２の中心周波数は、第１ＢＰＦ１０１の中心周波数より２０％だけ高い、７２０Ｈｚでよい。
【0029】
第１レベル検出器１０３は、第１ＢＰＦ１０１から出力される予め定められた期間（例えば、５ｍｓ）ごとの周波数信号の出力レベルの平均値を導出し、導出された平均値を示す第１出力レベル信号を出力する。第２レベル検出器１０４は、第２ＢＰＦ１０２から出力される予め定められた期間（例えば、５ｍｓ）ごとの周波数信号の出力レベルの平均値を導出し、導出された平均値を示す第２出力レベル信号を出力する。
【0030】
レベル比較器１０６は、第１レベル検出器１０３から出力される第１出力レベル信号と、第２レベル検出器１０４から出力される第２出力レベル信号とを比較することで、第１ＢＰＦ１０１から出力される周波数信号の出力レベル、及び第２ＢＰＦ１０２から出力される周波数信号の出力レベルのどちらが高いかを判定し、比較結果を示す信号を出力する。
【0031】
設定部１０８は、レベル比較器１０６の比較結果に基づいて、第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２のそれぞれに設定すべき中心周波数である設定周波数を決定し、決定された設定周波数を第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の中心周波数として設定する。設定部１０８は、予め定められた期間（例えば、５ｍｓ）ごとに、レベル比較器１０６の比較結果に基づいて、第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２のそれぞれに設定すべき中心周波数である設定周波数を決定し、決定された設定周波数を第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の中心周波数として設定する。
【0032】
設定部１０８は、第１出力レベル信号の出力レベルが、第２出力レベル信号の出力レベルより高い場合、第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の設定周波数を、現在の設定周波数よりも予め定められた割合（例えば、２０％）低くなるように、設定する。一方、設定部１０８は、第１出力レベル信号の出力レベルが、第２出力レベル信号の出力レベルより低い場合、第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の設定周波数を、現在の設定周波数よりも予め定められた割合（例えば、２０％）高くなるように、設定する。
【0033】
検出部１１０は、レベル比較器１０６による出力レベルの比較結果と、設定部１０８による第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の設定周波数の設定内容と、第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の周波数特性とに基づいて、音声信号におけるホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域を検出する。検出部１１０は、第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２から出力される少なくとも３つの設定周波数の周波数信号の出力レベルを比較することで、ホルマント周波数帯域を検出してよい。ホルマント周波数帯域は、第１ホルマント周波数を中心に±１０％程度の周波数幅を有してよい。設定周波数の設定内容は、設定部１０８による第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２のそれぞれの設定周波数の設定履歴を示してよい。設定内容は、設定部１０８による第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２のそれぞれの前々回、前回、及び今回の設定周波数を示してよい。設定内容は、設定部１０８による第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の前々回の設定周波数と比較して、前回の設定周波数が低くなったか、高くなったかと、設定部１０８による第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の前回の設定周波数と比較して、今回の設定周波数が低くなったか、高くなったかを示してよい。第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の周波数特性は、第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の伝達関数でよい。
【0034】
検出部１１０は、第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２から出力される少なくとも２つの設定周波数の周波数信号の出力レベルを比較することで、ホルマント周波数帯域を検出してよい。検出部１１０が、２点の設定周波数の比較のみで、出力レベルが高い方の設定周波数に基づいてホルマント周波数帯域を検出する場合、第１ホルマント周波数を含む周波数帯域をホルマント周波数帯域として検出できない場合がある。すなわち、２点の設定周波数よりも高いまたは低い設定周波数付近に、第１ホルマント周波数が存在する可能性がある。そこで、検出部１１０は、２点の設定周波数の比較のみで、出力レベルが高い方の設定周波数に基づいてホルマント周波数帯域を検出する場合には、１点目の設定周波数の出力レベルと、２点目の設定周波数の出力レベルとの差が予め定められた差以上の場合には、２点の設定周波数の比較のみで、出力レベルが高い方の設定周波数に基づいてホルマント周波数帯域を検出しなくてよい。すなわち、検出部１１０は、第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２から出力される２つの周波数信号の出力レベルの差が予め定められた差より小さい場合、２つの周波数信号の出力レベルのうち、高い方の周波数信号の設定周波数に基づいて、ホルマント周波数帯域を検出してよい。
【0035】
検出部１１０は、第１設定周波数の周波数信号の出力レベルより、第１設定周波数より高い第２設定周波数の周波数信号の出力レベルが高く、かつ第２設定周波数の周波数信号の出力レベルより、第２設定周波数より高い第３設定周波数の周波数信号の出力レベルが低い場合、第２設定周波数に基づいてホルマント周波数帯域を検出してよい。
【0036】
図３Ａに示すように、設定部１０８により設定周波数が設定周波数ｆ１に設定された伝達関数Ｂ１の第１ＢＰＦ１０１が、音声信号２００から周波数信号Ｓ１を抽出する。また、設定部１０８により設定周波数が設定周波数ｆ１より高い設定周波数ｆ２に設定された伝達関数Ｂ２の第２ＢＰＦ１０２が、音声信号２００から周波数信号Ｓ２を抽出する。
【0037】
第１レベル検出器１０３は、周波数信号Ｓ１の予め定められた期間の出力レベルの平均値を周波数信号Ｓ１の出力レベルとして示す出力レベル信号Ｌ１を出力する。第２レベル検出器１０４は、周波数信号Ｓ１の予め定められた期間の出力レベルの平均値を周波数信号Ｓ２の出力レベルとして示す出力レベル信号Ｌ２を出力する。レベル比較器１０６は、出力レベル信号Ｌ１と出力レベル信号Ｌ２とを比較することで、周波数信号Ｓ１の出力レベルが周波数信号Ｓ２の出力レベルより低いか高いかを判断して、その比較結果を出力する。
【0038】
第１レベル検出器１０３から出力される周波数信号Ｓ１の出力レベルが周波数信号Ｓ２の出力レベルより低いことを比較結果が示す場合、設定部１０８は、第１ＢＰＦ１０１の設定周波数を設定周波数ｆ１より高い設定周波数ｆ３に設定する。さらに、設定部１０８は第２ＢＰＦ１０２の設定周波数を設定周波数ｆ２及び設定周波数ｆ３より高い設定周波数ｆ４に設定する。設定部１０８により設定周波数が設定周波数ｆ３に設定された伝達関数Ｂ３の第１ＢＰＦ１０１は、音声信号から周波数信号Ｓ３を抽出する。設定周波数ｆ３は、設定周波数ｆ２と同じでよい。
【0039】
設定部１０８により設定周波数が設定周波数ｆ４に設定された伝達関数Ｂ４の第２ＢＰＦ１０２は、音声信号から周波数信号Ｓ４を抽出する。そして、検出部１１０は、周波数信号Ｓ３の出力レベルより周波数信号Ｓ４の出力レベルが低い場合、伝達関数Ｂ１を示すＧＢＰＦ（ｆ１，ｆ）と、伝達関数Ｂ２を示すＧＢＰＦ（ｆ２，ｆ）とでゲインが同一となる共通の周波数であるクロスポイント周波数ｆｃ１と、伝達関数Ｂ３を示すＧＢＰＦ（ｆ３，ｆ）と伝達関数Ｂ４を示すＧＢＰＦ（ｆ４，ｆ）とでゲインが同一となる共通の周波数であるクロスポイント周波数ｆｃ２との間の周波数帯域をホルマント周波数帯域として検出する。すなわち、検出部１１０は、ＧＢＰＦ（ｆ１，ｆ）＝ＧＢＰＦ（ｆ２，ｆ）となる周波数ｆをクロスポイント周波数ｆｃ１として導出し、ＧＢＰＦ（ｆ３，ｆ）＝ＧＢＰＦ（ｆ４，ｆ）となる周波数ｆをクロスポイント周波数ｆｃ２として導出し、クロスポイント周波数ｆｃ１を一端、クロスポイント周波数ｆｃ２を他端とする周波数帯域をホルマント周波数帯域として検出する。
【0040】
一方、図３Ａに示すように、周波数信号Ｓ３の出力レベルより周波数信号Ｓ４の出力レベルが高い場合、設定部１０８は、第１ＢＰＦ１０１の設定周波数を設定周波数ｆ３より高い設定周波数ｆ５に設定する。さらに、設定部１０８は第２ＢＰＦ１０２の設定周波数を設定周波数ｆ４及び設定周波数ｆ５より高い設定周波数ｆ６に設定する。設定部１０８により設定周波数が設定周波数ｆ５に設定された伝達関数Ｂ５の第１ＢＰＦ１０１が、音声信号２００から周波数信号Ｓ５を抽出する。設定周波数ｆ５は、設定周波数ｆ４と同じでよい。設定部１０８により設定周波数が設定周波数ｆ６に設定された伝達関数Ｂ６の第２ＢＰＦ１０２が、音声信号２００から周波数信号Ｓ６を抽出する。そして、検出部１１０は、周波数信号Ｓ５の出力レベルより周波数信号Ｓ６の出力レベルが低い場合、伝達関数Ｂ３を示すＧＢＰＦ（ｆ３，ｆ）と、伝達関数Ｂ４を示すＧＢＰＦ（ｆ４，ｆ）とでゲインが同一となる共通の周波数であるクロスポイント周波数ｆｃ２と、伝達関数Ｂ５を示すＧＢＰＦ（ｆ５，ｆ）と伝達関数Ｂ６を示すＧＢＰＦ（ｆ６，ｆ）とでゲインが同一となる共通の周波数であるクロスポイント周波数ｆｃ３との間の周波数帯域をホルマント周波数帯域として検出する。すなわち、検出部１１０は、ＧＢＰＦ（ｆ３，ｆ）＝ＧＢＰＦ（ｆ４，ｆ）となる周波数ｆをクロスポイント周波数ｆｃ２として導出し、ＧＢＰＦ（ｆ５，ｆ）＝ＧＢＰＦ（ｆ６，ｆ）となる周波数ｆをクロスポイント周波数ｆｃ３として導出し、クロスポイント周波数ｆｃ２を一端、クロスポイント周波数ｆｃ３を他端とする周波数帯域をホルマント周波数帯域として検出する。
【0041】
第１ＢＰＦ１０１の周波数特性、及び第２ＢＰＦ１０２の周波数特性は、図３Ｂに示すように、図３Ａに示すよりも、ゲインの高い周波数帯域が広くてもよい。すなわち、設定部１０８により設定周波数が設定周波数ｆ１に設定された伝達関数Ｄ１の第１ＢＰＦ１０１が、音声信号２００から周波数信号Ｓ１を抽出する。また、設定部１０８により設定周波数が設定周波数ｆ１より高い設定周波数ｆ２に設定された伝達関数Ｄ２の第２ＢＰＦ１０２が、音声信号２００から周波数信号Ｓ２を抽出する。
【0042】
第１レベル検出器１０３は、周波数信号Ｓ１の予め定められた期間の出力レベルの平均値を周波数信号Ｓ１の出力レベルとして示す出力レベル信号Ｌ１を出力する。第２レベル検出器１０４は、周波数信号Ｓ１の予め定められた期間の出力レベルの平均値を周波数信号Ｓ２の出力レベルとして示す出力レベル信号Ｌ２を出力する。レベル比較器１０６は、出力レベル信号Ｌ１と出力レベル信号Ｌ２とを比較することで、周波数信号Ｓ１の出力レベルが周波数信号Ｓ２の出力レベルより低いか高いかを判断して、その比較結果を出力する。
【0043】
第１レベル検出器１０３から出力される周波数信号Ｓ１の出力レベルが周波数信号Ｓ２の出力レベルより低いことを比較結果が示す場合、設定部１０８は、第１ＢＰＦ１０１の設定周波数を設定周波数ｆ１より高い設定周波数ｆ３に設定する。さらに、設定部１０８は第２ＢＰＦ１０２の設定周波数を設定周波数ｆ２及び設定周波数ｆ３より高い設定周波数ｆ４に設定する。設定部１０８により設定周波数が設定周波数ｆ３に設定された伝達関数Ｄ３の第１ＢＰＦ１０１は、音声信号から周波数信号Ｓ３を抽出する。設定周波数ｆ３は、設定周波数ｆ２と同じでよい。設定部１０８により設定周波数が設定周波数ｆ４に設定された伝達関数Ｄ４の第２ＢＰＦ１０２は、音声信号から周波数信号Ｓ４を抽出する。
【0044】
ここで、設定周波数ｆ１に設定された伝達関数Ｄ１の第１ＢＰＦ１０１のローパスのカットオフ周波数ｆＬＰＦ１をｆＬＰＦ１＝α×ｆ１（例えば、α＝１．５）とする。設定周波数ｆ２に設定された伝達関数Ｄ２の第２ＢＰＦ１０２のハイパスのカットオフ周波数ｆＨＰＦ２をｆＨＰＦ２＝β×ｆ２（例えば、β＝０．７）とする。さらに、第１ＢＰＦ１０１の伝達関数Ｄを示すＧＢＰＦ１（ｆ）における設定周波数ｆ１以上の周波数におけるローパス周波数特性を示す伝達関数をＧＬＰＦ１（ｆＬＰＦ１、ｆ）とする。ＧＬＰＦ１（ｆＬＰＦ１、ｆ）は、第１ＢＰＦ１０１の伝達関数Ｄを示すＧＢＰＦ１（ｆ）における周波数ｆ１以上におけるローパスのカットオフ周波数ｆＬＰＦ１、及び信号周波数ｆをパラメータとして有する。第２ＢＰＦ１０２の伝達関数Ｄを示すＧＢＰＦ２（ｆ）における設定周波数ｆ２以下の周波数におけるハイパス周波数特性を示す伝達関数をＧＨＰＦ２（ｆＨＰＦ２、ｆ）とする。ＧＨＰＦ２（ｆＨＰＦ２、ｆ）は、第２ＢＰＦ１０２の伝達関数Ｄを示すＧＢＰＦ２（ｆ）における周波数ｆ２以下におけるハイパスのカットオフ周波数ｆＨＰＦ２、及び信号周波数ｆをパラメータとして有する。
【0045】
検出部１１０は、ＧＢＰＦ１（ｆ）＝ＧＢＰＦ２（ｆ）を満たす周波数ｆをクロスポイント周波数ｆｃ１として検出する。よって、検出部１１０は、ＧＬＰＦ１（ｆＬＰＦ１、ｆ）＝ＧＨＰＦ２（ｆＨＰＦ２、ｆ）を満たす周波数ｆをクロスポイント周波数ｆｃ１として検出できる。ｆＬＰＦ１とｆ１、及びｆＨＰＦ２とｆ２との関係は既知なので、検出部１１０は、伝達関数Ｄ１を示すＧＢＰＦ１（ｆ）及び伝達関数Ｄ２を示すＧＢＰＦ２（ｆ）と、設定周波数ｆ１及び設定周波数ｆ２とに基づいて、クロスポイント周波数ｆｃ１を検出できる。
【0046】
第１ＢＰＦ１０１が周波数信号Ｓ３を抽出し、第２ＢＰＦ１０２が周波数信号Ｓ４を抽出した後、第１レベル検出器１０３は、周波数信号Ｓ３の予め定められた期間の出力レベルの平均値を周波数信号Ｓ３の出力レベルとして示す出力レベル信号Ｌ３を出力する。第２レベル検出器１０４は、周波数信号Ｓ４の予め定められた期間の出力レベルの平均値を周波数信号Ｓ４の出力レベルとして示す出力レベル信号Ｌ４を出力する。レベル比較器１０６は、出力レベル信号Ｌ３と出力レベル信号Ｌ４とを比較することで、周波数信号Ｓ３の出力レベルが周波数信号Ｓ４の出力レベルより低いか高いかを判断して、その比較結果を出力する。
【0047】
検出部１１０は、周波数信号Ｓ３の出力レベルより周波数信号Ｓ４の出力レベルが低い場合、伝達関数Ｄ１を示すＧＢＰＦ（ｆ１，ｆ）と、伝達関数Ｂ２を示すＧＢＰＦ（ｆ２，ｆ）とでゲインが同一となる共通の周波数であるクロスポイント周波数ｆｃ１と、伝達関数Ｂ３を示すＧＢＰＦ（ｆ３，ｆ）と伝達関数Ｂ４を示すＧＢＰＦ（ｆ４，ｆ）とでゲインが同一となる共通の周波数であるクロスポイント周波数ｆｃ２との間の周波数帯域をホルマント周波数帯域として検出する。すなわち、検出部１１０は、ＧＢＰＦ（ｆ１，ｆ）＝ＧＢＰＦ（ｆ２，ｆ）となる周波数ｆをクロスポイント周波数ｆｃ１として導出し、ＧＢＰＦ（ｆ３，ｆ）＝ＧＢＰＦ（ｆ４，ｆ）となる周波数ｆをクロスポイント周波数ｆｃ２として導出し、クロスポイント周波数ｆｃ１を一端、クロスポイント周波数ｆｃ２を他端とする周波数帯域をホルマント周波数帯域として検出する。
【0048】
一方、図３Ｂに示すように、周波数信号Ｓ３の出力レベルより周波数信号Ｓ４の出力レベルが高い場合、設定部１０８は、第１ＢＰＦ１０１の設定周波数を設定周波数ｆ３より高い設定周波数ｆ５に設定する。さらに、設定部１０８は第２ＢＰＦ１０２の設定周波数を設定周波数ｆ４及び設定周波数ｆ５より高い設定周波数ｆ６に設定する。設定部１０８により設定周波数が設定周波数ｆ５に設定された伝達関数Ｄ５の第１ＢＰＦ１０１が、音声信号２００から周波数信号Ｓ５を抽出する。設定周波数ｆ５は、設定周波数ｆ４と同じでよい。設定部１０８により設定周波数が設定周波数ｆ６に設定された伝達関数Ｄ６の第２ＢＰＦ１０２が、音声信号２００から周波数信号Ｓ６を抽出する。そして、検出部１１０は、周波数信号Ｓ５の出力レベルより周波数信号Ｓ６の出力レベルが低い場合、伝達関数Ｄ３を示すＧＢＰＦ（ｆ３，ｆ）と、伝達関数Ｄ４を示すＧＢＰＦ（ｆ４，ｆ）とでゲインが同一となる共通の周波数であるクロスポイント周波数ｆｃ２と、伝達関数Ｄ５を示すＧＢＰＦ（ｆ５、ｆ）と、伝達関数Ｄ６を示すＧＢＰＦ（ｆ６，ｆ）とでゲインが同一となる共通の周波数であるクロスポイント周波数ｆｃ３との間の周波数帯域をホルマント周波数帯域として検出する。
【0049】
あるいは、図４に示すように、設定部１０８により設定周波数が設定周波数ｆ１１に設定された伝達関数Ｂ１０の第１ＢＰＦ１０１が、音声信号２００から周波数信号Ｓ１１を抽出する。また、設定部１０８により設定周波数が設定周波数ｆ１１より高い設定周波数ｆ１２に設定された伝達関数Ｂ１２の第２ＢＰＦ１０２が、音声信号２００から周波数信号Ｓ１２を抽出する。
【0050】
第１レベル検出器１０３は、周波数信号Ｓ１１の予め定められた期間の出力レベルの平均値を周波数信号Ｓ１１の出力レベルとして示す出力レベル信号Ｌ１１を出力する。第２レベル検出器１０４は、周波数信号Ｓ１２の予め定められた期間の出力レベルの平均値を周波数信号Ｓ１２の出力レベルとして示す出力レベル信号Ｌ１２を出力する。レベル比較器１０６は、出力レベル信号Ｌ１１と出力レベル信号Ｌ１２とを比較することで、周波数信号Ｓ１１の出力レベルが周波数信号Ｓ１２の出力レベルより低いか高いかを判断して、その比較結果を出力する。
【0051】
第１レベル検出器１０３から出力される周波数信号Ｓ１１の出力レベルが周波数信号Ｓ１２の出力レベルより高いことを比較結果が示す場合、設定部１０８は、第１ＢＰＦ１０１の設定周波数を設定周波数ｆ１１より低い設定周波数ｆ１３に設定する。さらに、設定部１０８は第２ＢＰＦ１０２の設定周波数を設定周波数ｆ１２より低く、かつ設定周波数ｆ１３より高い設定周波数ｆ１４に設定する。設定部１０８により設定周波数が設定周波数ｆ１３に設定された伝達関数Ｂ１３の第１ＢＰＦ１０１は、音声信号から周波数信号Ｓ１３を抽出する。設定周波数ｆ１４は、設定周波数ｆ１１と同じでよい。
【0052】
設定部１０８により設定周波数が設定周波数ｆ４に設定された伝達関数Ｂ１４の第２ＢＰＦ１０２は、音声信号から周波数信号Ｓ１４を抽出する。そして、検出部１１０は、周波数信号Ｓ１３の出力レベルより周波数信号Ｓ１４の出力レベルが高い場合、伝達関数Ｂ１０を示すＧＢＰＦ（ｆ１１，ｆ）と、伝達関数Ｂ１２を示すＧＢＰＦ（ｆ１２，ｆ）とでゲインが同一となる共通の周波数であるクロスポイント周波数ｆｃ１１と、伝達関数Ｂ１３を示すＧＢＰＦ（ｆ１３，ｆ）と、伝達関数Ｂ１４を示すＧＢＰＦ（ｆ１４，ｆ）とでゲインが同一となる共通の周波数であるクロスポイント周波数ｆｃ１２との間の周波数帯域をホルマント周波数帯域として検出する。
【0053】
一方、図４に示すように、周波数信号Ｓ１３の出力レベルより周波数信号Ｓ１４の出力レベルが低い場合、設定部１０８は、第１ＢＰＦ１０１の設定周波数を設定周波数ｆ１３より低い設定周波数ｆ１５に設定する。さらに、設定部１０８は、第２ＢＰＦ１０２の設定周波数を、設定周波数ｆ１４より低く、かつ設定周波数ｆ１５より高い設定周波数ｆ１６に設定する。設定部１０８により設定周波数が設定周波数ｆ１５に設定された伝達関数Ｂ１５の第１ＢＰＦ１０１は、音声信号２００から周波数信号Ｓ１５を抽出する。設定周波数ｆ１６は、設定周波数ｆ１３と同じでよい。設定部１０８により設定周波数が設定周波数ｆ１６に設定された伝達関数Ｂ１６の第２ＢＰＦ１０２は、音声信号２００から周波数信号Ｓ１６を抽出する。そして、検出部１１０は、周波数信号Ｓ１５の出力レベルより周波数信号Ｓ１６の出力レベルが高い場合、伝達関数Ｂ１３を示すＧＢＰＦ（ｆ１３，ｆ）と、伝達関数Ｂ１４を示すＧＢＰＦ（ｆ１４，ｆ）とでゲインが同一となる共通の周波数であるクロスポイント周波数ｆｃ１２と、伝達関数Ｂ１５を示すＧＢＰＦ（ｆ１５、ｆ）と、伝達関数Ｂ１６を示すＧＢＰＦ（ｆ１６、ｆ）とでゲインが同一となる共通の周波数であるクロスポイント周波数ｆｃ１３との間の周波数帯域をホルマント周波数帯域として検出する。
【0054】
図５は、第１実施形態におけるホルマント周波数帯域の検出手順の一例を示すフローチャートである。
【0055】
第１レベル検出器１０３は、第１ＢＰＦ１０１から出力される第１周波数信号の出力レベルの５ｍｓの平均値を導出する。また、第２レベル検出器１０４は、第２ＢＰＦ１０２から出力される第２周波数信号の出力レベルの５ｍｓの平均値を導出する（Ｓ１００）。
【0056】
レベル比較器１０６は、今回の第１ＢＰＦ１０１の出力レベルと今回の第２ＢＰＦ１０２の出力レベルとを比較することで、今回の第１ＢＰＦ１０１の出力レベルが、今回の第２ＢＰＦ１０２の出力レベルより高いか低いかを判定する（Ｓ１０２）。検出部１１０は、第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の出力レベル同士の比較結果と第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の設定周波数の設定内容とに基づいて、音声信号のピーク判定を行うことで、音声信号における第１ホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域を検出する（Ｓ１０４）。検出部１１０は、前回の第１ＢＰＦ１０１の出力レベルが前回の第２ＢＰＦ１０２の出力レベルより低く、かつ、第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の今回の設定周波数を前回の設定周波数より高く設定したことで、今回の第１ＢＰＦ１０１の出力レベルが今回の第２ＢＰＦ１０２の出力レベルより高い場合、前回の設定周波数に設定された第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２のそれぞれの周波数特性でゲインが同一となる共通の周波数である前回のクロスポイント周波数と、今回の設定周波数に設定された第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２のそれぞれの周波数特性（伝達関数）でゲインが同一となる共通の周波数である今回のクロスポイント周波数との間の周波数帯域をホルマント周波数帯域として検出して、検出処理を完了させる（Ｓ１０６）。
【0057】
一方、検出部１１０は、前回の第１ＢＰＦ１０１の出力レベルが前回の第２ＢＰＦ１０２の出力レベルより高く、かつ、第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の今回の設定周波数を前回の設定周波数より低く設定したことで、今回の第１ＢＰＦ１０１の出力レベルが今回の第２ＢＰＦ１０２の出力レベルより高い場合、音声信号のピークを検出できていないと判断し、設定部１０８は、第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の設定周波数を２０%下げる（Ｓ１０８）。
【0058】
一方、今回の第１ＢＰＦ１０１の出力レベルが今回の第２ＢＰＦ１０２の出力レベルより低い場合、検出部１１０は、第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の出力レベル同士の比較結果、第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の設定周波数の設定内容、及び第１ＢＰＦ１０１及第２ＢＰＦ１０２の周波数特性に基づいて、音声信号のピーク判定を行うことで、音声信号における第１ホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域を検出する（Ｓ１１０）。検出部１１０は、前回の第１ＢＰＦ１０１の出力レベルが前回の第２ＢＰＦ１０２の出力レベルより高く、かつ、第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の今回の設定周波数を前回の設定周波数より低く設定したことで、今回の第１ＢＰＦ１０１の出力レベルが今回の第２ＢＰＦ１０２の出力レベルより低い場合、前回の設定周波数に設定された第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２のそれぞれの周波数特性（伝達関数）でゲインが同一となる共通の周波数である前回のクロスポイント周波数と、今回の設定周波数に設定された第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２のそれぞれの周波数特性でゲインが同一となる共通の周波数である今回のクロスポイント周波数との間の周波数帯域をホルマント周波数帯域として検出して、検出処理を完了させる（Ｓ１１２）。
【0059】
検出部１１０は、前回の第１ＢＰＦ１０１の出力レベルが前回の第２ＢＰＦ１０２の出力レベルより低く、かつ、第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の今回の設定周波数を前回の設定周波数より高く設定したことで、今回の第１ＢＰＦ１０１の出力レベルが今回の第２ＢＰＦ１０２の出力レベルより低い場合、音声信号のピークを検出できていないと判断し、設定部１０８は、第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の設定周波数を２０％上げる（Ｓ１１４）。
【0060】
パターン検出器１００が上記の処理を繰り返すことで第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２が、音声信号から出力レベルがピークとなるホルマント周波数付近の周波数帯域の周波数信号を抽出できるように、設定部１０８は、第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の設定周波数を設定できる。
【0061】
検出部１１０は、第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２から出力される周波数信号の出力レベルの比較結果に基づいて第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の設定周波数を変化させながら、音声信号から出力レベルがピークとなる第１ホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域を検出する。パターン検出器１００は、第１ＢＰＦ１０１及び第２ＢＰＦ１０２の２つの帯域通過フィルタを利用して、音声信号から出力レベルがピークとなる第１ホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域を検出できる。
【0062】
検出部１１０が、逐次出力レベルがピークとなる第１ホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域を記録することで、音声信号における第１ホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域の時間的な変化パターンを記録できる。
【0063】
例えば、第１ホルマント周波数として検出し得る周波数帯域の全域をカバーするように複数のＢＰＦを用いて、第１ホルマント周波数の時間的な変化パターンを検出することはできる。しかしながら、この場合、例えば、人の音声の分析を行うためには、３００Ｈｚから２ｋＨｚの間を２０％程度の間隔で、１１個のＢＰＦを配列し、それぞれのＢＰＦの出力レベルを比較することで、出力レベルが最大となるＢＰＦの中心周波数を第１ホルマント周波数として検出することになる。しかし、このような構成では、ＢＰＦの個数が多く、部品点数が増加するので、電力消費を抑制できず、コスト削減もできない。
【0064】
また、１個または複数のＢＰＦを利用して、最低周波数から最高周波数まで、例えば、３００Ｈｚから２ｋＨｚに亘って、設定周波数を２０％などの予め定められた割合ごとに出力レベルを検出しながら、スイープすることで出力レベルが最大となる設定周波数を検出することが考えられる。しかし、このような方法では、仮に、３００Ｈｚから２ｋＨｚまで２０％ごとに例えば、１個のＢＰＦを用いて設定周波数を変化させながらスイープするのに、５ｍｓの平均区間が１１回必要であるため、出力レベルがピークとなる設定周波数を検出するまでに５５ｍｓかかってしまう。また、５５ｍｓごとにしかホルマント周波数のデータを取得することができない。
【0065】
一方、第１実施形態に係るパターン検出器１００によれば、２つのＢＰＦの出力レベルの比較結果に基づいて、２つのＢＰＦの設定周波数を変化させながら、２つのクロスポイント周波数間に第１ホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域を順次検出する。これにより、２つのＢＰＦを用いて、例えば５ｍｓ間隔で第１ホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域の時間的な変化パターンを検出でき、パターン検出器１００の部品点数の削減、電力消費の削減、コスト削減なども実現できる。
【0066】
図６は、第２実施形態に係るパターン検出器１００の機能ブロックの一例である。第２実施形態に係るパターン検出器１００は、１つの帯域通過フィルタとして、第１ＢＰＦ１０１を備える点で、第１実施形態に係る２つの帯域通過フィルタを備えるパターン検出器１００と異なる。なお、第２実施形態に係るパターン検出器１００は、２つ以上のＢＰＦを備えてもよい。
【0067】
第２実施形態において、レベル比較器１０６は、第１ＢＰＦ１０１の前回の出力レベルと、今回の出力レベルとの比較結果に基づいて、第１ＢＰＦ１０１の設定周波数を変化させる。検出部１１０は、レベル比較器１０６による第１ＢＰＦ１０１の異なる期間における出力レベルの比較結果と、設定部１０８による第１ＢＰＦ１０１の異なる期間における設定周波数の設定内容とに基づいて、音声信号から出力レベルがピークとなる第１ホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域を検出する。検出部１１０は、レベル比較器１０６による第１ＢＰＦ１０１の少なくとも３つの異なる期間における出力レベルの比較結果と、設定部１０８による第１ＢＰＦ１０１の少なくとも３つの期間における設定周波数の設定内容と、第１ＢＰＦ１０１の周波数特性とに基づいて、音声信号からホルマント周波数帯域を検出してよい。
【0068】
検出部１１０は、第１ＢＰＦ１０１ら出力される前回及び今回の周波数信号の出力レベルの差が予め定められた差より小さい場合、出力レベルの比較結果、設定周波数の設定内容、及び周波数特性に基づいてホルマント周波数帯域を検出してよい。検出部１１０は、第１ＢＰＦ１０１ら出力される前回及び今回の周波数信号の出力レベルの差が予め定められた差以上の場合、出力レベルの比較結果、設定周波数の設定内容、及び周波数特性に基づいてホルマント周波数帯域を検出しなくてよい。
【0069】
第１ＢＰＦ１０１は、図７に示すように、期間Ｔごとに設定周波数ｆを変えながら、所望の周波数帯域の周波数信号を音声信号から抽出して出力する。設定部１０８は、図８に示すような条件テーブルに従って、第１ＢＰＦ１０１の次回の設定周波数を設定する。すなわち、設定部１０８は、前回の設定周波数に対して今回の設定周波数を２０％上げていて（ＵＰ）、かつ今回の周波数信号Ｓ２の出力レベルが前回の周波数信号Ｓ１の出力レベルより高い（ＵＰ）場合、次回の設定周波数をさらに２０％上げる（ＵＰ）ことを決定する。設定部１０８は、前回の設定周波数に対して今回の設定周波数を２０％上げていて（ＵＰ）、かつ今回の周波数信号Ｓ２の出力レベルが前回の周波数信号Ｓ１の出力レベルより低い（ＤＮ）場合、次回の設定周波数を２０％下げる（ＤＮ）ことを決定する。
【0070】
また、設定部１０８は、前回の設定周波数よりも今回の設定周波数を２０％下げていて（ＤＮ）、かつ今回の周波数信号Ｓ２の出力レベルが前回の周波数信号Ｓ１の出力レベルより高い（ＵＰ）場合、次回の設定周波数をさらに２０％下げる（ＤＮ）ことを決定する。設定部１０８は、前回の設定周波数に対して今回の設定周波数を２０％下げていて（ＤＮ）、かつ今回の周波数信号Ｓ２の出力レベルが前回の周波数信号Ｓ１の出力レベルより低い（ＤＮ）場合、次回の設定周波数を２０％上げる（ＵＰ）ことを決定する。
【0071】
検出部１１０は、図９に示すような条件テーブルに従って、第１ホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域を検出できたか否かを判定してよい。すなわち、検出部１１０は、前々回の設定周波数より前回の設定周波数が高く、前回の第１ＢＰＦ１０１の出力レベルが前々回の第１ＢＰＦ１０１の出力レベルより高く、前回の設定周波数より今回の設定周波数が高く、かつ今回の第１ＢＰＦ１０１の出力レベルが前回の第１ＢＰＦ１０１の出力レベルより低い場合、ピーク検出あり、すなわち、ホルマント周波数帯域を検出できたと判定する。検出部１１０は、前々回の設定周波数より前回の設定周波数が低く、前々回の第１ＢＰＦ１０１の出力レベルが前回の第１ＢＰＦ１０１の出力レベルより低く、前回の設定周波数より今回の設定周波数が低く、かつ今回の第１ＢＰＦ１０１の出力レベルが前回の第１ＢＰＦ１０１の出力レベルより低い場合、ピーク検出あり、すなわち、ホルマント周波数帯域を検出できたと判定する。
【0072】
例えば、第１ＢＰＦ１０１は、期間Ｔｎ－１の音声信号から設定周波数ｆｎ－１を含む周波数帯域Ｂ１の周波数成分を示す周波数信号Ｓ１を抽出する。次いで、第１ＢＰＦ１０１は、期間Ｔｎの音声信号から設定周波数ｆｎ－１より２０％高い設定周波数ｆｎを含む周波数帯域Ｂ２の周波数成分を示す周波数信号Ｓ２を抽出する。レベル比較器１０６は、第１レベル検出器１０３により導出された前回の周波数信号Ｓ１の出力レベルと今回の周波数信号Ｓ２の出力レベルとを比較することで、今回の周波数信号Ｓ２の出力レベルが前回の周波数信号Ｓ１の出力レベルより高いか低いかを判定する。設定部１０８は、前回の周波数信号Ｓ１の出力レベルが今回の周波数信号Ｓ２の出力レベルより低い場合、第１ＢＰＦ１０１の次回の設定周波数ｆｎ＋１を今回の設定周波数ｆｎより２０％高く設定する。そして、設定周波数ｆｎ＋１を設定された第１ＢＰＦ１０１は、期間Ｔｎ＋１の音声信号から、設定周波数ｆｎ＋１を含む周波数帯域Ｂ３の周波数成分を示す周波数信号Ｓ３を抽出する。検出部１１０は、周波数信号Ｓ２の出力レベルが周波数信号Ｓ３の出力レベルより高い場合、設定周波数ｆｎ－１に設定された第１ＢＰＦ１０１の周波数特性と設定周波数ｆｎに設定された第１ＢＰＦ１０１の周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数ｆｃｎと、設定周波数ｆｎに設定された第１ＢＰＦ１０１の周波数特性と設定周波数ｆｎ＋１に設定された第１ＢＰＦ１０１の周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数ｆｃｎ＋１との間の周波数帯域をホルマント周波数周波数帯域として検出する。
【0073】
あるいは、第１ＢＰＦ１０１は、期間Ｔｎ－１の音声信号から設定周波数ｆｎ－１を含む周波数帯域Ｂ１の周波数成分を示す周波数信号Ｓ１を抽出する。ここで、設定部１０８が前回、設定周波数を２０％下げていた場合で、前々回の周波数信号Ｓ０の出力レベルより周波数信号Ｓ１の出力レベルが高い場合、設定部１０８は、設定周波数ｆｎ－１より２０％低い設定周波数に期間Ｔｎの設定周波数ｆｎを設定する。そして、第１ＢＰＦ１０１は、期間Ｔｎの音声信号から設定周波数ｆｎを含む周波数帯域Ｂ２の周波数成分を示す周波数信号Ｓ２を抽出する。次いで、周波数信号Ｓ１の出力レベルが周波数信号Ｓ２の出力レベルより低い場合、設定部１０８は、設定周波数ｆｎより２０％低い設定周波数に期間Ｔｎ＋１の設定周波数ｆｎ＋１を設定する。そして、第１ＢＰＦ１０１は、期間Ｔｎ＋１の音声信号から設定周波数ｆｎ＋１を含む周波数帯域Ｂ３の周波数成分を示す周波数信号Ｓ３を抽出する。検出部１１０は、周波数信号Ｓ２の出力レベルが周波数信号Ｓ３の出力レベルより高い場合、設定周波数ｆｎ－１に設定された第１ＢＰＦ１０１の周波数特性と設定周波数ｆｎに設定された第１ＢＰＦ１０１の周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数ｆｃｎと、設定周波数ｆｎに設定された第１ＢＰＦ１０１の周波数特性と設定周波数ｆｎ＋１に設定された第１ＢＰＦ１０１の周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数ｆｃｎ＋１との間の周波数帯域をホルマント周波数帯域として検出する。
【0074】
図１０は、第２実施形態における第１ＢＰＦ１０１の設定周波数の設定手順の一例を示すフローチャートである。
【0075】
設定部１０８は、第１ＢＰＦ１０１の設定周波数を２０％上げる（Ｓ２００）。第１レベル検出器１０３は、第１ＢＰＦ１０１から出力される第１周波数信号の出力レベルの５ｍｓの平均値を導出する（Ｓ２０２）。レベル比較器１０６は、第１ＢＰＦ１０１の今回の出力レベルが第１ＢＰＦ１０１の前回の出力レベルより高いか低いかを判定する（Ｓ２０４）。
【0076】
第１ＢＰＦ１０１の今回の出力レベルが第１ＢＰＦ１０１の前回の出力レベルより高い場合、再度、設定部１０８は、第１ＢＰＦ１０１の設定周波数を２０％上げる（Ｓ２００）。
【0077】
一方、第１ＢＰＦ１０１の今回の出力レベルが第１ＢＰＦ１０１の前回の出力レベルより低い場合、検出部１１０は、レベル比較器１０６による第１ＢＰＦ１０１の異なる期間における出力レベルの比較結果と、設定部１０８による第１ＢＰＦ１０１の異なる期間における設定周波数の設定内容と、第１ＢＰＦ１０１の周波数特性とに基づいて、音声信号のピーク判定を行う（Ｓ２０６）。
【0078】
検出部１１０は、第１ＢＰＦ１０１の前々回の出力レベルが第１ＢＰＦ１０１の前回の出力レベルより低く、かつ第１ＢＰＦ１０１の今回の出力レベルが第１ＢＰＦ１０１の前回の出力レベルより低い場合、前々回の設定周波数に設定された第１ＢＰＦ１０１の周波数特性と前回の設定周波数に設定された第１ＢＰＦ１０１の周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数と、前回の設定周波数に設定された第１ＢＰＦ１０１の周波数特性と今回の設定周波数に設定された第１ＢＰＦ１０１の周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域をホルマント周波数周波数帯域として検出して、検出処理を完了する（Ｓ２０８）。
【0079】
検出部１１０が音声信号のピークを検出できなかった場合、設定部１０８は、第１ＢＰＦ１０１の設定周波数を２０％下げる（Ｓ２１０）。第１レベル検出器１０３は、第１ＢＰＦ１０１から出力される第１周波数信号の出力レベルの５ｍｓの平均値を導出する（Ｓ２１２）。
【0080】
レベル比較器１０６は、第１ＢＰＦ１０１の今回の出力レベルが第１ＢＰＦ１０１の前回の出力レベルより高いか低いかを判定する（Ｓ２１４）。第１ＢＰＦ１０１の今回の出力レベルが第１ＢＰＦ１０１の前回の出力レベルより高い場合、再度、設定部１０８は、第１ＢＰＦ１０１の設定周波数を２０％下げる（Ｓ２１０）。一方、第１ＢＰＦ１０１の今回の出力レベルが第１ＢＰＦ１０１の前回の出力レベルより低い場合、検出部１１０は、レベル比較器１０６による第１ＢＰＦ１０１の異なる期間における出力レベルの比較結果と、設定部１０８による第１ＢＰＦ１０１の異なる期間における設定周波数の設定内容と、第１ＢＰＦ１０１の周波数特性とに基づいて、音声信号のピーク判定を行う（Ｓ２１６）。検出部１１０は、第１ＢＰＦ１０１の前々回の出力レベルが第１ＢＰＦ１０１の前回の出力レベルより低く、かつ第１ＢＰＦ１０１の今回の出力レベルが第１ＢＰＦ１０１の前回の出力レベルより低い場合、前々回の設定周波数に設定された第１ＢＰＦ１０１の周波数特性と前回の設定周波数に設定された第１ＢＰＦ１０１の周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数と、前回の設定周波数に設定された第１ＢＰＦ１０１の周波数特性と今回の設定周波数に設定された第１ＢＰＦ１０１の周波数特性とでゲインが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域をホルマント周波数周波数帯域として検出して、検出処理を完了する（Ｓ２１８）。検出部１１０が音声信号のピークを検出できなかった場合、設定部１０８は、第１ＢＰＦ１０１の設定周波数を２０％上げる（Ｓ２００）。
【0081】
第２の実施形態によれば、パターン検出器１００が上記の処理を繰り返すことで第１ＢＰＦ１０１が、音声信号から出力レベルがピークとなるホルマント周波数付近の周波数帯域の周波数信号を抽出できるように、設定部１０８は、第１ＢＰＦ１０１の設定周波数を設定できる。
【0082】
検出部１１０は、第１ＢＰＦ１０１の設定周波数を変化させながら、前回の周波数信号の出力レベルと今回の周波数信号の出力レベルとを比較して、音声信号から出力レベルがピークとなる第１ホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域を検出できる。パターン検出器１００は、１つの帯域通過フィルタを利用して、音声信号から出力レベルがピークとなる第１ホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域を検出できる。
【0083】
検出部１１０が、逐次出力レベルがピークとなる第１ホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域を記録していくことで、音声信号における第１ホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域の時間的な変化パターンを記録できる。すなわち、第２実施形態に係るパターン検出器１００によれば、１つのＢＰＦで、第１ホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域の時間的な変化パターンを検出でき、パターン検出器１００の部品点数の削減、電力消費の削減、コスト削減などを実現できる。
【0084】
図１１は、第３実施形態に係るウェイクワード検出器１０の機能ブロックの一例を示す図である。第３実施形態に係るウェイクワード検出器１０は、第１ＢＰＦ１０１の代わりに、第１混合器１１１、第１可変周波数発振器１１３、及び第１低域通過フィルタ（第１ＬＰＦ）１１５を備え、第２ＢＰＦ１０２の代わりに、第２混合器１１２、第２可変周波数発振器１１４、及び第２ＬＰＦ１１６を備える。
【0085】
第１可変周波数発振器１１３は、設定部１０８により設定された設定周波数ｆＬＯ１に応じた周波数信号を発振する。第２可変周波数発振器１１４は、設定部１０８により設定された設定周波数ｆＬＯ２に応じた周波数信号を発振する。
【0086】
第１混合器１１１は、第１可変周波数発振器１１３から発振される周波数信号Ｓ１と音声信号Ｖｉｎの入力に応じて、周波数信号Ｓ１と音声信号Ｖｉｎとの周波数の和及び差のそれぞれを示す第１周波数信号を出力する。第１ＬＰＦ１１５は、第１周波数信号から予め定められた周波数帯域より高い周波数帯域の周波数信号をカットして、周波数信号と音声信号との差を示す第１中間周波数信号を出力する。
【0087】
例えば、第１混合器１１１に、音声信号Ｖｉｎ＝Ａ×ｃｏｓ（２π×ｆｉｎ×ｔ）と、設定周波数ｆＬＯ１の周波数信号とが入力されると、第１ＬＰＦ１１５は、第１中間周波数信号Ｖｏｕｔ１＝（２／π）×Ａ×ｃｏｓ（２π×（ｆｉｎ－ｆＬｏ１）×ｔ）を出力する。
【0088】
第２混合器１１２は、第２可変周波数発振器１１４から発振される周波数信号Ｓ２と音声信号Ｖｉｎの入力に応じて、周波数信号Ｓ２と音声信号Ｖｉｎとの周波数の和及び差のそれぞれを示す第２周波数信号を出力する。第２ＬＰＦ１１６は、第２周波数信号から予め定められた周波数帯域より高い周波数帯域の周波数信号をカットして、周波数信号と音声信号との差を示す第２中間周波数信号を出力する。例えば、第２混合器１１２に、音声信号Ｖｉｎ＝Ａ×ｃｏｓ（２π×ｆｉｎ×ｔ）と、設定周波数ｆＬＯ２の周波数信号とが入力されると、第２ＬＰＦ１１６は、第２中間周波数信号Ｖｏｕｔ２＝（２／π）×Ａ×ｃｏｓ（２π×（ｆｉｎ－ｆＬｏ２）×ｔ）を出力する。ここで、Ａは定数、ｔは時間である。設定周波数ｆＬＯ１は、設定周波数ｆＬＯ２より低い。
【0089】
設定部１０８は、第１混合器１１１及び第２混合器１１２の中間周波数信号の出力レベルの比較結果に基づいて、第１可変周波数発振器１１３及び第２可変周波数発振器１１４のそれぞれの設定周波数を設定する。検出部１１０は、第１混合器１１１及び第２混合器１１２の中間周波数信号の出力レベルの比較結果と、設定部１０８による第１可変周波数発振器１１３及び第２可変周波数発振器１１４のそれぞれの設定周波数の設定内容とに基づいて、音声信号における第１ホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域を検出する。設定周波数の設定内容は、設定部１０８による第１可変周波数発振器１１３及び第２可変周波数発振器１１４のそれぞれの設定周波数の設定履歴を示す。設定内容は、設定部１０８による第１可変周波数発振器１１３及び第２可変周波数発振器１１４のそれぞれの前々回、前回、及び今回の設定周波数を示してよい。設定内容は、設定部１０８による第１可変周波数発振器１１３及び第２可変周波数発振器１１４の前回の設定周波数と比較して、今回の設定周波数が低くなったか、高くなったかを示すフラグでよい。
【0090】
設定部１０８は、第１中間周波数信号Ｖｏｕｔ１の出力レベルが第２中間周波数信号Ｖｏｕｔ２の出力レベルより低い場合、第１可変周波数発振器１１３の発振周波数を設定周波数ｆＬｏ１（１）より高い設定周波数ｆＬｏ１（２）に設定し、第２可変周波数発振器１１４の発振周波数を設定周波数ｆＬｏ２（１）より高い設定周波数ｆＬｏ２（２）に設定する。
【0091】
設定部１０８により発振周波数が設定周波数ｆＬｏ１（２）に設定された第１可変周波数発振器１１３は、周波数信号Ｓ３を発振する。第１混合器１１１は、周波数信号Ｓ３と音声信号Ｖｉｎとの入力を受けて、周波数信号Ｓ３と音声信号Ｖｉｎとの周波数の和及び差のそれぞれを示す第３周波数信号を出力する。第１ＬＰＦ１１５は、第３周波数信号から予め定められた周波数帯域より高い周波数帯域の周波数信号をカットして、周波数信号と音声信号との差を示す第３中間周波数信号を出力する。
【0092】
設定部１０８により発振周波数が設定周波数ｆＬｏ２（２）に設定された第２可変周波数発振器１１４は、周波数信号Ｓ４を発振する。第２混合器１１２は、周波数信号Ｓ４と音声信号Ｖｉｎとの入力を受けて、周波数信号Ｓ４と音声信号Ｖｉｎとの周波数の和及び差のそれぞれを示す第４周波数信号を出力する。第２ＬＰＦ１１６は、第４周波数信号から予め定められた周波数帯域より高い周波数帯域の周波数信号をカットして、周波数信号と音声信号との差を示す第４中間周波数信号を出力する。レベル比較器１０６は、第３中間周波数信号の出力レベルより第４中間周波数の出力レベルが高いか低いかを判定する。
【0093】
ここで、図１２Ａに示すように、第１ＬＰＦ１１５のカットオフ周波数を第１混合器１１１から出力される周波数信号の周波数ｆｃｏｎｖ１軸上で、ｆＬＰＦ１とおくと、第１ＬＰＦ１１５の周波数特性は、ＧＬＰＦ（ｆＬＰＦ１，ｆｃｏｎｖ１）という伝達関数Ｄ１で表すことができる。図１２Ｂに示すように、第２ＬＰＦ１１６のカットオフ周波数を第２混合器１１２から出力される周波数信号の周波数ｆｃｏｎｖ２軸上で、ｆＬＰＦ２とおくと、第２ＬＰＦ１１６の周波数特性は、ＧＬＰＦ（ｆＬＰＦ２，ｆｃｏｎｖ２）という伝達関数Ｄ２で表すことができる。通常、ｆＬＰＦ１及びｆＬＰＦ２は、中間周波数信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２までを見た周波数特性において、帯域が分けられるようにするため、ｆＬＰＦ１及びｆＬＰＦ２との差は、設定周波数ｆＬｏ１と設定周波数ｆＬｏ２との差よりも小さい差となるような値に設計する。
【0094】
入力から中間周波数信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２までの周波数特性を、入力信号の周波数ｆ軸上で表すと、図１３に示すように、２つのバンドパス（２つの伝達関数）が並んだように見える。図１３において、伝達関数Ｅ１は、入力からＶｏｕｔ１をみたときの設定周波数ｆＬｏ１より高い入力信号の周波数ｆに対するＶｏｕｔ１の周波数特性を示す。伝達関数Ｅ２は、入力からＶｏｕｔ２をみたときの設定周波数ｆＬｏ２より低い入力信号の周波数ｆに対するＶｏｕｔ１の周波数特性を示す。
【0095】
周波数ｆにおいて、設定周波数ｆＬｏ１以上、設定周波数ｆＬｏ２以下の周波数帯域に注目してみると、Ｖｏｕｔ１は、ｆｃｏｎｖ１＝ｆ－ｆＬｏ１に変換できる。よって、Ｖｏｕｔ１＝Ｋ１×Ｖｉｎ×ＧＬＰＦ１（ｆＬＰＦ１，（ｆ－ｆＬｏ１））と表すことができる。Ｋ１は、第１混合器１１１の変換係数を示す。Ｖｏｕｔ２は、ｆｃｏｎｖ２＝ｆ－ｆＬｏ２に変換できる。よって、Ｖｏｕｔ２＝Ｋ２×Ｖｉｎ×ＧＬＰＦ２（ｆＬＰＦ２，（ｆ－ｆＬｏ２））と表すことができる。Ｋ２は、第２混合器１１２の変換係数を示す。
【0096】
クロスポイント周波数ｆｃは、Ｖｏｕｔ１＝Ｖｏｕｔ２を満たす周波数ｆである。よって、検出部１１０は、Ｋ１×Ｖｉｎ×ＧＬＰＦ１（ｆＬＰＦ１，（ｆ－ｆＬｏ１））＝Ｋ２×Ｖｉｎ×ＧＬＰＦ２（ｆＬＰＦ２，（ｆ－ｆＬｏ２））を満たす周波数ｆを導出することで、クロスポイント周波数ｆｃを検出できる。すなわち、検出部１１０は、第１ＬＰＦ１１５の伝達関数Ｅ１を示すＧＬＰＦ１と、第２ＬＰＦ１１６の伝達関数Ｅ２を示すＧＬＰＦ２と、ｆＬｏ１及びｆＬｏ２と、変換係数Ｋ１及び変換係数Ｋ２に基づいて、クロスポイント周波数ｆｃを検出できる。検出部１１０は、第１可変周波数発振器１１３の発振周波数が設定周波数ｆＬｏ１（１）に設定されているときの第１ＬＰＦ１１５の周波数特性に基づく伝達関数ＧＬＰＦ１に第１混合器１１１の変換係数Ｋ１を乗じた場合のゲインと、第２可変周波数発振器１１４の発振周波数が設定周波数ｆＬｏ２（１）に設定されているときの第２ＬＰＦ１１６の周波数特性に基づく伝達関数ＧＬＰＦ２に第２混合器１１２の変換係数Ｋ２を乗じた場合のゲインとが同一となる共通の周波数と、第１可変周波数発振器１１３の発振周波数が設定周波数ｆＬｏ１（２）に設定されているときの第１ＬＰＦ１１５の周波数特性に基づく伝達関数ＧＬＰＦ１に変換係数Ｋ１を乗じた場合のゲインと、第２可変周波数発振器１１４の発振周波数が設定周波数ｆＬｏ２（２）に設定されているときの第２ＬＰＦ１１６の周波数特性に基づく伝達関数ＧＬＰＦ２に変換係数Ｋ２を乗じた場合のゲインとが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域をホルマント周波数帯域として検出する。
【0097】
そこで、検出部１１０は、第３中間周波数信号より第４中間周波数信号の出力レベルが低い場合、通常行いうる設計の混合器ならＫ１＝Ｋ２となるので、第１可変周波数発振器１１３の発振周波数が設定周波数ｆＬｏ１（１）に設定されているときの第１ＬＰＦ１１５の周波数特性に基づく伝達関数ＧＬＰＦ１と第２可変周波数発振器１１４の発振周波数が設定周波数ｆＬｏ２（１）に設定されているときの第２ＬＰＦ１１６の周波数特性に基づく伝達関数ＧＬＰＦ２とでゲインが同一となる共通の周波数と、第１可変周波数発振器１１３の発振周波数が設定周波数ｆＬｏ１（２）に設定されているときの第１ＬＰＦ１１５の周波数特性に基づく伝達関数ＧＬＰＦ１と第２可変周波数発振器１１４の発振周波数が設定周波数ｆＬｏ２（２）に設定されているときの第２ＬＰＦ１１６の周波数特性に基づく伝達関数ＧＬＰＦ２とでゲインが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域をホルマント周波数帯域として検出する。
【0098】
一方、設定部１０８は、第１中間周波数信号Ｖｏｕｔ１の出力レベルが第２中間周波数信号Ｖｏｕｔ２の出力レベルより高い場合、第１可変周波数発振器１１３の発振周波数を設定周波数ｆＬｏ１（１）より低い設定周波数ｆＬｏ１（２）に設定し、第２可変周波数発振器１１４の発振周波数を設定周波数ｆＬｏ２（１）より低く、設定周波数ｆＬｏ１（２）より高い設定周波数ｆＬｏ２（２）に設定する。
【0099】
設定部１０８により発振周波数が設定周波数ｆＬｏ１（２）に設定された第１可変周波数発振器１１３は、周波数信号Ｓ３を発振する。第１混合器１１１は、周波数信号Ｓ３と音声信号Ｖｉｎとの入力を受けて、周波数信号Ｓ３と音声信号Ｖｉｎとの周波数の和及び差のそれぞれを示す第３周波数信号を出力する。第１ＬＰＦ１１５は、第３周波数信号から予め定められた周波数帯域より高い周波数帯域の周波数信号をカットして、周波数信号と音声信号との差を示す第３中間周波数信号を出力する。
【0100】
設定部１０８により発振周波数が設定周波数ｆＬｏ２（２）に設定された第２可変周波数発振器１１４は、周波数信号Ｓ４を発振する。第２混合器１１２は、周波数信号Ｓ４と音声信号Ｖｉｎとの入力を受けて、周波数信号Ｓ４と音声信号Ｖｉｎとの周波数の和及び差のそれぞれを示す第４周波数信号を出力する。第２ＬＰＦ１１６は、第４周波数信号から予め定められた周波数帯域より高い周波数帯域の周波数信号をカットして、周波数信号と音声信号との差を示す第４中間周波数信号を出力する。
【0101】
レベル比較器１０６は、第３中間周波数信号の出力レベルより第４中間周波数の出力レベルが高いか低いかを判定する。検出部１１０は、第３中間周波数信号より第４中間周波数信号の出力レベルが高い場合、通常行いうる設計の混合器ならＫ１＝Ｋ２となるので、第１可変周波数発振器１１３の発振周波数が設定周波数ｆＬｏ１（１）に設定されているときの第１ＬＰＦ１１５の周波数特性に基づく伝達関数ＧＬＰＦ１と第２可変周波数発振器１１４の発振周波数が設定周波数ｆＬｏ２（１）に設定されているときの第２ＬＰＦ１１６の周波数特性に基づく伝達関数ＧＬＰＦ２とでゲインが同一となる共通の周波数と、第１可変周波数発振器１１３の発振周波数が設定周波数ｆＬｏ１（２）に設定されているときの第１ＬＰＦ１１５の周波数特性に基づく伝達関数ＧＬＰＦ１と第２可変周波数発振器１１４の発振周波数が設定周波数ｆＬｏ２（２）に設定されているときの第２ＬＰＦ１１６の周波数特性に基づく伝達関数ＧＬＰＦ２とでゲインが同一となる共通の周波数との間の周波数帯域をホルマント周波数帯域として検出する。
【0102】
以上、第３実施形態によれば、第１実施形態と同様に、第１可変周波数発振器１１３及び第２可変周波数発振器１１４の設定周波数を変化させながら、音声信号から出力レベルがピークとなる第１ホルマント周波数を含むホルマント周波数帯域を検出できる。
【0103】
例えば、第１可変周波数発振器１１３の設定周波数を６００Ｈｚに設定し、５０Ｈｚの第１ＬＰＦ１１５を第１混合器１１１の後段に設けることで、中心周波数として６００Ｈｚに設定され、６００Ｈｚを中心として±５０Ｈｚの周波数信号を出力する第１ＢＰＦ１０１と同等の機能を実現できる。また、第２可変周波数発振器１１４の設定周波数を７２０Ｈｚに設定し、５０Ｈｚの第２ＬＰＦ１１６を第１混合器１１１の後段に設けることで、中心周波数として７２０Ｈｚに設定され、７２０Ｈｚを中心として±５０Ｈｚの周波数信号を出力する第２ＢＰＦ１０２と同等の機能を実現できる。なお、第１混合器１１１及び第２混合器１１２の速応答性を鈍化させて、第１混合器１１１及び第２混合器１１２から出力される周波数帯域を制限することで、高周波をカットしてもよい。これにより、第１混合器１１１及び第２混合器１１２の後段に、第１ＬＰＦ１１５及び第２ＬＰＦ１１６を設ける必要がなくなる。
【0104】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【0105】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【0106】
１０ ウェイクワード検出器
１００ パターン検出器
１０１ 第１ＢＰＦ
１０２ 第２ＢＰＦ
１０３ 第１レベル検出器
１０４ 第２レベル検出器
１０６ レベル比較器
１０８ 設定部
１１０ 検出部
１１１ 第１混合器
１１２ 第２混合器
１１３ 第１可変周波数発振器
１１４ 第２可変周波数発振器
１３０ パターンデータ記憶部
１５０ 照合部
１００ パターン検出器
１０１ 第１ＢＰＦ
１０２ 第２ＢＰＦ
１０３ 第１レベル検出器
１０４ 第２レベル検出器
１０６ レベル比較器
１０８ 設定部
１１０ 検出部
１１１ 第１混合器
１１２ 第２混合器
１１３ 第１可変周波数発振器
１１４ 第２可変周波数発振器
１３０ パターンデータ記憶部
１５０ 照合部
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13】