EP1489596B1

Device and method for voice activity detection

Abstract

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EP1489596B1, drawing sheet 1
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Expired 17 June 2023, 3.3 years ago.

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26 claims: 26 independent, 0 dependent

  1. 1
    A device for voice activity detection comprising a sound signal analyser arranged to determine whether a sound signal comprises speech, comprising a microphone system (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) arranged to discriminate sounds emanating from sources located in different directions from the microphone system, characterised in that the device is adapted to determine the direction of a sound source causing sound signals;and is adapted to further analyse the sound to determine whether the sound signal comprises speech, if the sounds emanate from a first range of directions;but to decide that the sound signal does not comprise speech, if the sounds emanate from a second, different range of directions. Dispositif de détection de l'activité vocale, comprenant un analyseur de signal sonore agencé pour déterminer si un signal sonore comprend do la parole, comprenant un système de microphones (2a, 2b, 2c, 2d, 2e), agencé pour discriminer des sons provenant de sources situées dans différentes directions à partir du système de caractérisé en ce que le dispositif est adapté pour déterminer la direction d'une source sonore produisant des signaux sonores ;et est en outre adapté pour analyser le son afin de déterminer si le signal sonore comprend de la parole, si les sons proviennent d'une première plage de directions ;mais pour décider que le signal sonore ne comprend pas de parole, si les sons proviennent d'une seconde plage, différente, de directions. Einrichtung zur Sprachaktivitätsdetektion, aufweisend einen Tonsignalanalysierer, der so ausgelegt ist, dass er feststellen kann, ob ein Tonsignal Sprache enthält, wobei die Einrichtung ein Mikrofonsystem (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) aufweist, welches so ausgerichtet ist, dass es Töne, die von Quellen, welche sich in verschiedenen Richtungen vom Mikrofonsystem befinden, stammen unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung so ausgestaltet ist, dass sie die Richtung einer Tonquelle, welche Tonsignale aussendet, feststellen kann;und so ausgestaltet ist, dass sie das Tonsignal weiter analysieren kann um festzustellen ob das Tonsignal Sprache enthält, falls Töne aus einem ersten Bereich von Richtungen stammen;und jedoch festzustellen, dass das Tonsignal keine Sprache enthält, falls die Töne aus einem zweiten anderen Bereich von Richtungen stammen.
  2. 2
    A device according to claim 1, characterised in that the first range of directions is directed in the direction of an intended user's mouth (3). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première plage de directions est dirigée dans la direction de la bouche (3) d'un utilisateur potentiel. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich von Richtungen auf die mutmaßliche Richtung des Mundes eines Nutzers (3) ausgerichtet ist.
  3. 3
    A device according to claim 2, characterised in that the microphone system comprises two microphone elements (2a, 2b) separated a distance and located on a line directed in the direction of an intended user's mouth (3). Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système de microphones comprend deux éléments microphoniques (2a, 2b) séparés d'une certaine distance et situés sur une droite dirigée dans la direction de la bouche (3) d'un utilisateur potentiel. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrofonsystem zwei Mikrofonelemente (2a, 2b) aufweist, die beabstandet sind und sich auf einer Linie befinden, die in Richtung der mutmaßlichen Position des Mundes des Nutzers (3) zeigt.
  4. 4
    A device according to claim 3, characterised in that the first range of directions is defined as all sounds falling inside a cone with a cone angle α, wherein 10°<α<30°. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première plage de directions est définie comme regroupant tous les sons entrant dans un angle de cône α, avec 10 ° < α < 30 °. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich von Richtungen als alle Töne, die in einen Kegel mit Öffnungswinkel α fallen, definiert ist, wobei 10° < α < 30°.
  5. 5
    A device according to claim 4, characterised in that α is approximately 25°. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que α vaut approximativement 25 °. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass α ungefähr 25° ist.
  6. 6
    A device according to claim 2, characterised in that the microphone system comprises three microphone elements (2b, 2c, 2d) separated a distance and located in a plane directed in the direction of an intended user's mouth (3). Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système de microphones comprend trois éléments microphoniques (2b, 2c, 2d) séparés d'une certaine distance et situés dans un plan tourné dans la direction de la bouche (3) d'un utilisateur potentiel. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrofonsystem drei Mikrofonelemente (2b, 2c, 2d) aufweist, die beabstandet sind und sich in einer Ebene befinden, die in diejenige Richtung gerichtet ist, in der sich mutmaßlich der Mund des Nutzers befindet.
  7. 7
    A device according to claim 6, characterised in that two (2c, 2d) of said three microphone elements are separated a distance and located on a line directed perpendicular to the direction of an intended user's mouth (3). Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que deux (2c, 2d) desdits trois éléments microphoniques sont séparés d'une certaine distance et situés sur une droite dirigée perpendiculairement à la direction de la bouche (3) d'un utilisateur potentiel. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei (2c, 2d) der drei Mikrofonelemente beabstandet sind und sich auf einer Linie befinden, die zu der Richtung der mutmaßlichen Position des Mundes des Nutzers (3) senkrecht steht.
  8. 8
    A device according to claim 2, characterised in that the microphone system comprises four microphone elements (2b, 2c, 2d, 2e), located such that the fourth microphone (2e) is not located in the same plane as the three others (2b, 2c, 2d). Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système de microphones comprend quatre éléments microphoniques (2b, 2c, 2d, 2e) situés de telle manière que le quatrième microphone (2e) ne soit pas situé dans le même plan que les trois autres (2b, 2c, 2d). Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrofonsystem vier Mikrofonelemente (2b, 2c, 2d, 2e) aufweist, die so positioniert sind, dass das vierte Mikrofon (2e) sich nicht in der gleichen Ebene wie die drei anderen (2b, 2c, 2d) befindet.
  9. 9
    A device according to any one of claims 1 to 8, characterised in that the microphone elements (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) are directional with a pattern having maximal sensitivity in the direction of an intended user's mouth (3). Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les éléments microphoniques (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) sont directionnels, avec un diagramme possédant une sensibilité maximale dans la direction de la bouche (3) d'un utilisateur potentiel. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrofonelemente (2a, 2d, 2c, 2d, 2e) gerichtet sind mit einem Muster, maximale Empfindlichkeit in Richtung der mutmaßlichen Position des Mundes des Nutzers hat.
  10. 10
    A device according to claim 1, characterised in that the microphone system comprises one directional microphone element together with one or more other microphone elements adapted to remove the uncertainty in the direction of the sound source. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de microphones comprend un élément microphonique directionnel ainsi qu'un ou plusieurs autres éléments microphoniques adaptés pour lever l'incertitude sur la direction de la source sonore. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrofonsystem ein Richtmikrofonelement und zugleich ein oder mehrere andere Mikrofonelemente aufweist, die geeignet sind die Ungenauigkeit in der Richtung der Tonquelle zu beseitigen.
  11. 11
    A device according to claims 10, characterised in that the directional microphone element is adapted to measure the sound pressure level relative to the other microphone element. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'élément microphonique directionnel est adapté pour mesurer le niveau de pression acoustique par rapport à l'autre élément microphonique. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Richtmikrofonelement geeignet ist, den Schalldruckpegel relativ zum anderen Mikrofonelement zu messen.
  12. 12
    A mobile apparatus, characterised in that it comprises a device as defined in any one of claims 1 to 11. Appareil mobile, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11. Ein mobiles Gerät, dadurch gekennzeichnet, dass es eine in den Anspruches 1 bis 11 definierte Einrichtung aufweist.
  13. 13
    A mobile apparatus according to claim 12, characterised in that the microphone elements (2a, 2b, 2c, 2d) are located at the lower edge of the apparatus. Appareil mobile selon la revendication 12, caractérisé en ce que les éléments microphoniques (2a, 2b, 2c, 2d) sont placés sur le bord intérieur de l'appareil. Ein mobiles Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Mikrofonelemente (2a, ab, 2c, 2d) am unteren Rand des Gerätes befinden.
  14. 14
    A mobile apparatus according to claim 12, characterised in that a plurality of microphone elements (2a, 2b, 2c, 2d) are located at the lower edge of the apparatus and at least one further microphone element (2e) is located at a distance from the lower edge. Appareil mobile selon la revendication 12, caractérise en ce qu'une pluralité d'éléments microphoniques (2a, 2b, 2c, 2d) sont placés sur le bord inférieur de l'appareil, et en ce qu'au moins un autre élément microphonique (2e) est situé à distance du bord inférieur. Mobiles Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Mehrzahl von Mikrofonelementen (2a, 2b, 2c, 2d) am unteren Rand des Gerätes befindet und mindestens ein weiteres Mikrofonelement (2e) vom unteren Rand beabstandet angebracht ist.
  15. 15
    A mobile apparatus according to any one of claims 12 to 14, characterised in that it is a mobile radio terminal, e.g. a mobile telephone (1), a pager, a communicator, an electric organiser or a smartphone. Appareil mobile selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un terminal mobile radio, par exemple un téléphone mobile (1), un boîtier de recherche de personnes, un communicateur, un organisateur électronique ou un téléphone multifonction. Mobiles Gerät nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es ein mobiles Funk-Endgerät, beispielsweise ein Mobiltelefon (1), ein Pager, ein Communicator, ein elektronischer Kalender oder ein Smartphone ist.
  16. 16
    Accessoire destiné à un appareil mobile, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11. An accessory for a mobile apparatus, characterised in that it comprises a device as defined in any one of claims 1 to 11. Zubehör für ein mobiles Gerät, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweist.
  17. 17
    Accessoire selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen d'ajustement destiné à ajuster la première plage de directions. An accessory according to claim 16, characterised by comprising adjustment means to adjust the first range of directions. Zubehör nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass es Einstellungselemente zur Einstellung des ersten Bereiches von Richtungen aufweist.
  18. 18
    Accessoire selon la revendication 16 ou 17, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un kit mains libres. An accessory according to claim 16 or 17, characterised in that it is a hands-free kit. Zubehör nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Freisprecheinrichtung ist.
  19. 19
    Accessoire selon la revendication 16 on 17, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un microphone de conférence téléphonique. An accessory according to claim 16 or 17, characterised in that it is a telephone conference microphone. Zubehör nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Mikrofon für eine Telefonkonferenz ist.
  20. 20
    A method for voice activity detection, by the steps of:receiving sound signals from a microphone system (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) arranged to discriminate sounds emanating from sources located in different directions from the microphone system;and characterized bydetermining the direction of the sound source causing the sound signals;if the sounds emanate from a first range of directions, further analyse the sound to determine whether the sound signal comprises speech;but if the sounds emanate from a second, different range of directions decide that the sound signal does not comprise speech. Procédé de détection de l'activité vocale, comprenant l'étape consistant à recevoir des signaux sonores d'un système de microphones (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) agencé pour : discriminer des sons provenant de sources situées dans différentes directions par rapport au système de microphones ;et caractérise par les étapes consistant à : déterminer la direction de la source sonore produisant les signaux sonores ;si les sons proviennent d'une première plage de directions, analyser en outre le son pour déterminer si le signal sonore contient de la parole ;mais si les sons proviennent d'une seconde plage, différente, de directions, décider que le signal sonore ne comprend pas de parole. Verfahren zur Erkennung von Sprachaktivität durch die Schritte: Empfangen eines Tonsignals von einem System von Mikrofonen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e), das ausgerichtet ist, Töne die von Quellen stammen, welche sich in verschiedenen Richtungen befinden, zu unterscheiden, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung der Tonquelle, die die Tonsignale ausstrahlt, festgestellt wird und, falls die Töne einem ersten Bereich vou Richtungen entspringen, ferner festgestellt wird, ob das Tonsignal Sprache aufweist;jedoch entschieden wird, dass das Tonsignal keine Sprache enthält wenn die Töne jedoch aus einem zweiten anderen Bereich von Richtungen entstammen.
  21. 21
    A method according to claim 20, characterised in that the first range of directions is directed in the direction of an intended user's mouth (3). Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que la première plage de directions est dirigée dans la direction de la bouche (3) d'un utilisateur potentiel. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich von Richtungen in Richtung der mutmaßlichen Position des Mundes des Nutzers ausgerichtet ist.
  22. 22
    A method according to claims 21, characterised in that the first range of directions is defined as all sounds falling inside a cone with a cone angle α, wherein 10°<α<30°. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en α, avec 10 ° < α < 30 °. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich von Richtungen definiert wird durch alle Töne, die in einen Kegel mit Öffnungswinkel α fallen, wobei gilt 10° < α < 30°.
  23. 23
    A method according to claims 22, characterised in that α is approximately 25°. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que α vaut approximativement 25°. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass α ungefähr 25° ist.
  24. 24
    A method according to any one of claims 22 or 23, characterised in that the microphone system comprises at least two microphone elements (2a, 2b) located at a distance from each other and located on a line directed in the direction of an intended user's mouth (3), said two microphone elements being separated a distance d, wherein the direction to the sound source θ is calculated as θ=arccosΔt⋅v2⋅d where Δt is the time difference between the sounds from the two microphone elements, v is the velocity of sound. Procédé selon l'une quelconque des revendications 22 et 23, caractérisé en ce que le système de microphones comprend an moins deux éléments microphoniques (2a, 2b) situés à une certaine distance l'un de l'autre et situés sur une droite tournée dans la direction de la bouche (3) d'un utilisateur potentiel, lesdits deux éléments microphoniques étant séparés d'une distance d, la direction de la source sonore θ étant calculée à l'aide de l'expression :θ=arccosΔt⋅v2⋅d dans laquelle Δt est la différence de temps entre les sons des deux éléments microphoniques et v est la vitesse du son. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrofonsystem mindestens zwei Mikrofonelemente (2a, 2b) aufweist, die beabstandet sind und sich auf einer Linie befinden welche in die Richtung der mutmaßlichen Position des Mundes des Nutzers (3) zeigt, wobei die beiden Mikrofonelemente den Abstand d haben, wobei die Richtung zur Tonquelle θ berechnet wird als θ=arccosΔt⋅v2⋅d, wobei Δt die Zeitdifferenz zwischen den Tönen der beiden Mikrofone und v die Schallgeschwindigkeit ist.
  25. 25
    A method according to claims 20, characterised in that one directional microphone element is used together with one or more other microphone elements to remove the uncertainty in the direction of the sound source. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'un élément microphonique directionnel est utilisé avec un ou plusieurs autres éléments microphoniques pour lever l'incertitude sur la direction de la source sonore. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Richtmikrofonelement und zugleich ein oder mehrere andere Mikrofonelemente benutzt werden, um die Ungenauigkeit in der Richtung der Tonquelle zu beseitigen.
  26. 26
    A method according to claims 25, characterised in that the directional microphone element is used to measure the sound pressure level relative to the other microphone element. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'élément microphonique directionnel est utilisé pour mesurer le niveau de pression acoustique par rapport à l'autre élément microphonique. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Richtmikrofonelement genutzt wird, um den Schalldruckpegel relativ zum anderen Mikrofonelement zu messen.
Independent claims26