DE10017717A1

DE10017717A1 - Voice-activated/controlled control device e.g. for application in motor vehicle, has control device equipped with a reading device for electronically reading stored words, and also with a phoneme sequencer

Info

Publication number: DE10017717A1
Application number: DE2000117717
Authority: DE
Inventors: Frank Blaesing
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Nuance Communications Inc
Priority date: 2000-04-11
Filing date: 2000-04-11
Publication date: 2001-10-18
Anticipated expiration: 2020-04-12
Also published as: DE10017717B4

Abstract

The control device can be used with mobile devices, such as a mobile phone, particularly in a motor vehicle, where the phone can be voice-activated/controlled when connected to the control device (1), enabling the telephone numbers received by the phone outside the vehicle to also be used in the vehicle, and the vehicle phone can then be always updated. The control device (2) has a reading device (10) for electronically reading stored words as well as a phoneme sequencer (11). The output of the reading device is connected to the input of the phoneme sequencer the latter being connected via its output to the input of the memory module (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Spracheingabe gesteuertes Steuergerät zum Ansteuern von elektrischen/elektronischen Aktoren mit einer Spracher kennungseinrichtung mit einem Mikrophon, über das die Spracheingabe erfolgt, und mit einem Speichermodul, in dem ein in seine Phonemse quenzen zerlegter Wortschatz umfassend diejenigen Wörter hinterlegt ist, die durch das Steuergerät bei einer Spracheingabe zu erkennen sind.The invention relates to a voice input controlled control unit for Control of electrical / electronic actuators with one language identification device with a microphone via which the voice input takes place, and with a memory module in which one in his phoneme quotes broken vocabulary including those words, that can be recognized by the control unit during voice input.

Bei Spracherkennungssystemen kann unterschieden werden in sprecher abhängige und sprecherunabhängige Systeme. Bei sprecherabhängigen Systemen ist es grundsätzlich notwendig, daß das System im Hinblick auf die Klangfarbe der sprechenden Person angelernt werden muß, so daß vor einem tatsächlichen Einsatz eines solchen System eine Trainings- bzw. Anlernphase durchgeführt werden muß. Vorteilhaft ist bei einem sol chen System, daß dieses lernfähig nicht nur im Hinblick auf die Klangfarbe eines Benutzers sondern auch im Hinblick auf den Wortschatz ist, welches dem Spracherkennungssystem bekannt ist. Sprecherunabhängige Syste me dienen dagegen zumeist der Einzelworterkennung und arbeiten mit einem standardisierten, vorgegebenen Wortschatz, der in einem Spei chermodul hinterlegt ist. Die Einzelwörter des vorgegebenen Wortschat zes sind zerlegt in ihre Phoneme als die kleinsten klanglichen Einheiten der Wörter gespeichert. Diese Systeme sind jedoch nicht selbstlernend, so daß beim Einrichten des Systems der für die vorgesehene Anwendung zu verwendende Wortschatz vorbekannt sein muß. Ein späteres Anpas sen eines solchen Spracherkennungssystems an individuelle, sich än dernde Bedürfnisse ist dagegen nicht möglich.In speech recognition systems, a distinction can be made between speakers dependent and speaker independent systems. For speaker-dependent It is fundamentally necessary that the system with regard to the timbre of the person speaking must be learned so that a training session before actually using such a system or learning phase must be carried out. Is advantageous with a sol Chen system that this learnable not only in terms of timbre of a user but also in terms of vocabulary, which one is known to the speech recognition system. Speaker independent system However, me mostly serve individual word recognition and work with a standardized, predetermined vocabulary, which is in a Spei chermodule is deposited. The individual words of the given vocabulary zes are broken down into their phonemes as the smallest sonic units of words saved. However, these systems are not self-learning, so that when setting up the system for the intended application vocabulary to be used must be known. A later adjustment of such a speech recognition system to individuals who are changing however, changing needs are not possible.

In zunehmendem Maße werden Spracheingabe gesteuerte Steuergeräte zum Bedienen unterschiedlicher Aktoren eingesetzt. Mittels einer solchen Sprachsteuerung können beispielsweise Maschinen oder auch elektri sche/elektronische Geräte bedient werden. Bei diesen Einsätzen bedient man sich sprecherunabhängiger Systeme, da mitunter nur eine geringe Rechenleistung zur Verfügung steht und im allgemeinen nur bestimmte Begriffe bzw. Befehle erkannt werden müssen. Derartige Steuergeräte finden beispielsweise auch Einsatz in Kraftfahrzeugen und dienen dort etwa zum Bedienen eines Telefons. Gerade im Kraftfahrzeugbereich ist der Einsatz derartiger Steuergeräte sinnvoll, da dann zur Bedienung der Aktoren der Fahrer seine Hände nicht vom Lenkrad entfernen muß. Über dies brauchen Lenkräder dann auch nicht mehr mit bestimmten Bedie nungsschaltern überlastet zu sein.Voice input controlled control units are becoming increasingly popular used to operate different actuators. By means of one Voice control can, for example, be machines or electri electronic devices are operated. Served on these missions systems independent of speakers, since sometimes only a small one Computing power is available and generally only certain Terms or commands must be recognized. Such control devices are also used in motor vehicles, for example, and serve there for operating a telephone. Especially in the automotive field the use of such control units makes sense, because then to operate the Actuators the driver does not have to remove his hands from the steering wheel. About steering wheels no longer need this with certain controls voltage switches to be overloaded.

Ausgehend von dem eingangs genannten Spracheingabe gesteuerten Steuergerät liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein solches Steuergerät dergestalt weiterzubilden, daß dieses ohne eine Anlernphase an die individuellen Bedürfnisse eines Benutzers anpaßbar ist.Based on the speech input controlled at the beginning Control device, the invention is therefore based on the object To further develop the control device in such a way that this without a learning phase is adaptable to the individual needs of a user.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Steuerge rät ein Lesegerät zum Auslesen von in elektronischer Form gespeicherten Wörtern sowie einen Phonemsequenzer umfaßt, wobei der Ausgang des Lesegerätes an den Eingang des Phonemsequenzers und dieser mit sei nem Ausgang an einen Eingang des Speichermoduls angeschlossen ist.This object is achieved in that the Steuerge advises a reader to read out stored in electronic form Words and a phoneme sequencer, the output of the Reader to the input of the phoneme sequencer and this with nem output is connected to an input of the memory module.

Das erfindungsgemäße Steuergerät umfaßt ein Lesegerät, mit dem in elektronischer Form gespeicherte Wörter, beispielsweise in einer Textda tenbank ausgelesen werden können. Der Ausgang des Lesegerätes be aufschlagt den Eingang eines Phonemsequenzers, mit dem eine Umset zung des oder der ausgelesenen Wörter in ihre Phoneme erfolgt. Die Phoneme werden in dem Speichermodul der Spracherkennungseinrich tung abrufbar gespeichert. Die Implementierung eines Lesegerätes und eines Phonemsequenzers in ein Spracheingabe gesteuertes Steuergerät mit einem sprecherunabhängigen, phonembasierten Spracherkennungs system gibt einem Benutzer nunmehr die Möglichkeit, den gegebenenfalls standardisiert in dem Speichermodul hinterlegten Wortschatz durch weite re Wörter zu ergänzen. In Abhängigkeit von der Ausgestaltung des Spei chers und der Ausgestaltung des Systems kann vorgesehen sein, daß bestimmte, als Phoneme in dem Speichermodul hinterlegte Wörter auch gelöscht werden können. Besonders geeignet ist ein solches Steuergerät, wenn mit dem Lesegerät eine Textdatenbank mit den in das Phonemspei chermodul abzulegenden Wörtern oder Zahlen eines solchen Speicher mediums ausgelesen werden kann. Bei dem Einlesen der über den Pho nemsequenzer transformierten Worte in das Speichermodul kann eine Überprüfung dahingehend erfolgen, ob in dem Speichermodul bereits identische Begriffe gespeichert sind.The control device according to the invention comprises a reading device with which Words stored in electronic form, for example in a text file can be read out. The output of the reader be opens the input of a phoneme sequencer with which a conversion tion of the word or words read out into their phonemes. The Phonemes are stored in the memory module of the speech recognition device stored stored. The implementation of a reader and a phoneme sequencer in a voice input controlled control unit with a speaker-independent, phoneme-based speech recognition system now gives a user the opportunity to, if necessary standardized vocabulary stored in the memory module by wide re to add words. Depending on the design of the Spei chers and the design of the system can be provided that certain words also stored as phonemes in the memory module can be deleted. Such a control device is particularly suitable, if with the reader a text database with the in the Phonemspei words or numbers to be stored in such a memory mediums can be read out. When reading in via the Pho Words transformed into the memory module can be a Check whether there is already in the memory module identical terms are stored.

Besonders zweckmäßig ist der Einsatz eines solchen Steuergerätes, wenn dieses in Verbindung mit mobilen Geräten eingesetzt wird. Bei spielsweise können bei einem solchen Steuergerät über das Lesegerät die auf einer Telefonkarte eines Mobiltelefons abgespeicherten Telefon nummern sowie die den Telefonnummern zugeordneten Namen ausgele sen und in dem Speichermodul hinterlegt werden. Ein an das Steuergerät angeschlossenes Telefon kann anschließend Spracheingabe gesteuert bedient werden. Eine solche Einrichtung ist zweckmäßig zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug, wenn die außerhalb des Kraftfahrzeuges mit dem Mobiltelefon aufgenommenen Telefonnummern auch im Kraftfahrzeug genutzt werden sollen. Auf diese Weise ist das kraftfahrzeugseitige Tele fon immer aktualisierbar.The use of such a control device is particularly expedient, when used in conjunction with mobile devices. At can, for example, with such a control device via the reader the phone stored on a phone card of a mobile phone numbers and the names assigned to the phone numbers sen and stored in the memory module. On to the control unit connected phone can then control voice input to be served. Such a device is useful for use in a motor vehicle if the outside of the motor vehicle with the Telephone numbers recorded in mobile phones also in motor vehicles should be used. In this way the tele is on the vehicle side Always updatable.

Wenn in dem Speichermodul nur begrenzt Speicherkapazität zur Verfü gung steht und wenn das Steuergerät zum Ausüben unterschiedlicher Anwendungen benutzt wird, kann es zweckmäßig sein, den Speicherbe reich zu unterteilen, um in einem Speicherbereich den notwendigen Stan dardwortschatz und anderen Speicherbereichen einen variablen Wort schatz ablegen zu können. Auf diese Weise kann ohne weiteres ein ge samter Bereich gelöscht werden, wenn dieser Wortschatz nicht mehr be nötigt wird.If only limited memory capacity is available in the memory module is available and if the control unit to exercise different Applications is used, it may be appropriate to the memory to divide richly in order to provide the necessary standard in a storage area dardwortschatz and other memory areas a variable word to be able to store treasure. In this way, a ge entire area will be deleted when this vocabulary is no longer available is required.

Nachfolgend ist der Gegenstand der Erfindung anhand eines Ausfüh rungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte Fig. 1 beschrieben. The subject matter of the invention is described using an exemplary embodiment with reference to the attached FIG. 1.

In dieser Figur ist in einem schematisierten Blockschaltbild ein Sprachein gabe gesteuertes Steuergerät 1 wiedergegeben. Das Steuergerät 1 um faßt eine Spracherkennungseinrichtung 2, an welche ein Mikrophon 3 an geschlossen ist. Das Mikrophon 3 dient zur Aufnahme der von einem Be nutzer gesprochenen Steuerbefehle. Die Spracherkennungseinrichtung 2 umfaßt ferner ein Speichermodul 4, welches in einen Speicherbereich 5 und in einen Speicherbereich 6 unterteilt ist. Das Speichermodul 4 dient als Speicher von Phonemsequenzen, wobei der Speicherbereich 5 denje nigen Speicherbereich darstellt, in dem die standardmäßig zum Bedienen des Steuergerätes 1 notwendigen Wörter abgespeichert sind. Der Spei cherbereich 6, der ebenfalls unterteilt sein kann, dient als Speichermög lichkeit, zum Ablegen von benutzerspezifischen Phonemsequenzen. An das Steuergerät 1 sind ausgangsseitig mehrere Aktoren 7, 8, 9 ange schlossen, die durch das Steuergerät 1 Spracheingabe gesteuert betätigt werden können.In this figure, a voice input controlled control unit 1 is shown in a schematic block diagram. The control unit 1 comprises a speech recognition device 2 , to which a microphone 3 is closed. The microphone 3 is used to record the control commands spoken by a user. The speech recognition device 2 further comprises a memory module 4 , which is divided into a memory area 5 and a memory area 6 . The memory module 4 serves as a memory for phoneme sequences, the memory area 5 representing the memory area in which the words necessary for operating the control device 1 are stored. The storage area 6 , which can also be divided, serves as a storage option for storing user-specific phoneme sequences. At the control unit 1 , several actuators 7 , 8 , 9 are connected on the output side, which can be operated in a controlled manner by the control unit 1 by voice input.

Der Spracherkennungseinrichtung 2 vorgeschaltet ist ein Lesegerät 10 sowie ein Phonemsequenzer 11. An einen weiteren Eingang des Pho nemsequenzers 11 ist eine sprachtypische Phonemdatenbank 11' ange schlossen, anhand der die ausgelesenen Worte in ihre Phoneme zerlegt werden. Das Lesegerät 10 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Halter eines Mobiltelefons 12 konzipiert. Teil des Lesegerätes 10 ist eine in der Figur nicht näher dargestellte Schnittstelle, über die die in dem Mobiltelefon 12 enthaltene Chipkarte bezüglich der auf der Chipkarte in einer Textdatenbank enthaltenen Rufnummern und Namen auslesbar ist. Der Phonemsequenzer 11 ist mit seinem Eingang an den Ausgang des Lesegerätes 10 angeschlossen. Demzufolge werden die von dem Lesege rät 10 ausgelesenen Wörter bzw. Zahlen von dem Phonemsequenzer 11 in die den Wörtern bzw. Zahlen eigenen Phoneme umgesetzt. Diese von dem Phonemsequenzer 11 umgesetzten Phonemsequenzen werden ab gespeichert in dem Bereich 6 des Speichermoduls 4. Durch eine Steuer leitung 13 ist ein Ausgang des Steuergerätes 1 mit einem Eingang des Lesegerätes 10 verbunden, so daß nunmehr das in das Lesegerät 10 ein gesetzte Mobiltelefon sprachgesteuert bedient werden kann.A reading device 10 and a phoneme sequencer 11 are connected upstream of the speech recognition device 2 . At a further input of the phoneme sequencer 11 , a language-typical phoneme database 11 'is connected, on the basis of which the words read out are broken down into their phonemes. The reader 10 is designed in the illustrated embodiment as a holder of a mobile phone 12 . Part of the reading device 10 is an interface (not shown in more detail in the figure), via which the chip card contained in the mobile telephone 12 can be read out in relation to the call numbers and names contained in the text card in the text database. The phoneme sequencer 11 has its input connected to the output of the reading device 10 . Accordingly, the words or numbers read out by the reading device 10 are converted by the phoneme sequencer 11 into the phonemes specific to the words or numbers. These phoneme sequences implemented by the phoneme sequencer 11 are stored in the area 6 of the memory module 4 . Through a control line 13 , an output of the control device 1 is connected to an input of the reader 10 , so that now the set mobile phone can be operated by voice control in the reader 10 .

Besonders zweckmäßig ist ein solches Steuergerät 1, wenn dieses in einem Kraftfahrzeug eingesetzt ist, da in einem solchen Anwendungsfall eine Spracheingabe gesteuerte Bedienung von Aktoren besonders sinn voll ist, insbesondere auch um auf diese Weise ein im Kraftfahrzeug ein gebautes Telefonsystem mit den Daten eines Mobiltelefons zu versorgen. Anstelle eines Mobiltelefons kann in eine solches Lesegerät auch ein an derer mobiler Speicher eingesetzt werden.Such a control device 1 is particularly expedient if it is used in a motor vehicle, since in such an application a voice input-controlled operation of actuators is particularly meaningful, in particular also in this way a telephone system built in the motor vehicle with the data of a mobile telephone supply. Instead of a cell phone, another mobile memory can also be inserted into such a reading device.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß einem solchen Steu ergerät als Lesegerät ein Diskettenlaufwerk oder ein CD-Rom-Laufwerk zugeordnet ist, um dem Steuergerät einen weiteren, auf einem solchen Datenträger enthaltenen Wortschatz zuzuführen. In a further embodiment it is provided that such a tax device is a floppy disk drive or a CD-ROM drive is assigned to the control device another, on such Feed vocabulary contained.

Compilation of the reference symbols

11

Steuergerät
Control unit

22

Spracherkennungseinrichtung
Speech recognition device

33rd

Mikrophon
microphone

44

Speichermodul
Memory module

55

Speicherbereich
Storage area

66

Speicherbereich
Storage area

77

Aktor
Actuator

88th

Aktor
Actuator

99

Aktor
Actuator

1010th

Lesegerät
Reader

1111

Phonemsequenzer
Phoneme sequencer

1111

' Phonemdatenbank
'Phoneme database

1212th

Mobiltelefon
Mobile phone

1313

Steuerleitung
Control line

Claims

1. Speech input controlled control unit for controlling elec trical / electronic actuators ( 7-9 ) with a speech recognition device ( 2 ) with a microphone ( 3 ) via which the speech input is carried out, and with a memory module ( 4 ) in which a vocabulary broken down into its phoneme sequences comprising those words which can be recognized by the control unit ( 2 ) during a voice input, characterized in that the control unit ( 2 ) comprises a reading device ( 10 ) for reading out words stored in electronic form, and one Phonemse quenzer ( 11 ), wherein the output of the reader ( 10 ) to the input of the phoneme sequencer ( 11 ) and its output is connected to an input of the memory module ( 4 ).

2. Control device according to claim 1, characterized in that the reading device ( 10 ) is designed for reading out text databases contained on mobile storage media.

3. Control device according to claim 2, characterized in that the Text databases are stored on chip cards.

4. Control device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the memory module ( 4 ) is divided into two areas ( 5 , 6 ) un, standard phoneme sequences in one area ( 5 ) and in the further area ( 6 ) of the phoneme sequencer ( 11 ) after reading out words by the reading device ( 10 ) converted phoneme sequences are swept.

5. Use of a control device according to one of claims 1 to 4, characterized in that this as a control unit in one Motor vehicle for controlling user-accessible actuators is integrated.