DE10212128B4

DE10212128B4 - Wortzählvorrichtung

Info

Publication number: DE10212128B4
Application number: DE2002112128
Authority: DE
Inventors: Gerhard Bink
Original assignee: Gerhard Bink
Current assignee: BINK, GERHARD, 80636 MUENCHEN, DE
Priority date: 2002-03-19
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-03-20
Also published as: DE10212128A1

Abstract

Wortzählvorrichtung, mit
– einem ersten Speicherbereich, in dem die Daten eines bestimmten ersten Wortes gespeichert sind;
– einem zweiten Speicherbereich, in dem die Daten eines aktuell gesprochenen zweiten Wortes speicherbar sind; und
– einer Vergleichseinrichtung, die die im ersten Speicherbereich gespeicherten Daten des ersten Wortes mit den Daten eines zweiten Wortes vergleicht und einen entsprechenden Wert des Übereinstimmungsgrades ermittelt, wobei bei Überschreiten eines bestimmten Schwellenwertes des Übereinstimmungsgrades das zweite Wort als erkannt gilt,
wobei
– ein Gehäuse (1) vorgesehen ist, in dem die Wortzählvorrichtung untergebracht ist,
– ein Mikrophon (3) vorgesehen ist, mit dem die Daten des zweiten Wortes aufgenommen werden,
– ein Zähler vorgesehen ist, der bei Überschreiten des Schwellenwertes um Eins hochgezählt wird, und
– eine Anzeigeeinrichtung (4) vorgesehen ist, die den Stand des Zählers wiedergibt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein eine Wortzählvorrichtung und betrifft insbesondere auch die Verwendung einer solchen Wortzählvorrichtung.
Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Verfahren bzw. Vorrichtungen zum Erkennen menschlicher Sprache bekannt.
Allen diesen Vorrichtungen ist es gemeinsam, dass sie darauf ausgelegt sind, die menschliche Sprache möglichst fehlerfrei und auch unter ungünstigen Bedingungen, wie etwa lauten Nebengeräuschen, zu erkennen.
So gibt es Spracherkennungssysteme, die heutzutage üblicherweise auf einem Personal Computer eingesetzt werden und die aus den folgenden Komponenten bestehen:
einem Mikrophon zur Aufnahme der akustischen Signale und zur Konvertierung der akustischen Signale in elektrische Signale;
einer Analog-digital-Wandlereinrichtung, die diese analogen elektrischen Signale in digitale, für den Computer einfach zu verarbeitende Daten wandelt;
einer Software, die diese digitalen Daten weiter verarbeitet und in der Regel nach sehr komplexen mathematischen Verfahren behandelt und mit im Computer gespeicherten Wörterbüchern abgleicht, um eine Übereinstimmung zwischen den digitalen Daten und den abgespeicherten Wörtern zu ermitteln.
Diese Art von Spracherkennungssystemen werden als Diktiersysteme für Büroumgebungen oder als automatisch arbeitende Telefonvermittlungssysteme eingesetzt.
Bei einem Diktiersystem werden in der Regel die erkannten Worte in ein Texterfassungssystem übertragen und damit in geschriebenen Text umgewandelt. Bei einem Telefonvermittlungssystem werden die erkannten Worte verwendet, um eine bestimmte Telefonnummer direkt anzuwählen oder eine entsprechende Auskunft mittels Sprachausgabe an den Anrufer zu übermitteln.
Bei diesen bisher bekannten Verfahren zum automatischen Erkennen von Sprache werden durch Nebengeräusche häufig Erkennungsfehler verursacht. Bei diesen Nebengeräuschen unterscheidet man zwei Arten, nämlich die Sprache eines weiteren Sprechers, die zwar meistens korrekt erkannt wird, aber dem Sprachsignal des eigentlichen Sprechers nicht zugeordnet werden sollte, und ein kein Sprachsignal darstellendes Nebengeräusch, wie z.B. Atemgeräusche oder sonstige Umweltgeräusche, die fälschlicherweise als Sprache erkannt werden.
Diese Nebengeräusche stellen eine erhebliche Fehlerquelle bei der automatischen Erkennung von Sprache dar.
Zur Vermeidung derartiger Fehler werden Spracherkennungssysteme daher auf die Sprechweise der einzelnen Sprecher trainiert, so daß das Spracherkennungssystem feststellen kann, ob das akustische Signal vom Sprecher stammt oder ein Nebengeräusch ist. Spracherkennungssysteme mit häufig wechselnden Sprechern können nicht auf jeden einzelnen Sprecher trainiert werden. So ist es unmöglich, bei einem in eine Telefonanlage integrierten Spracherkennungssystem mit jedem Anrufer eine mehrere Minuten dauernde Trainingsphase durchzuführen, bevor er seine Nachricht sprechen kann, die oftmals nur wenige Sekunden dauert.

So zeigt die DE-OS 37 20 882 ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum automatischen Wiedererkennen von Signalfolgen, insbesondere von Sprach- und Musiksignalen.

In der DE-OS 37 20 882 ist demnach ein Verfahren beschrieben, welches zur statistischen Auswertung von Wortbeiträgen geeignet sein soff. Dazu werden zwei Speicher 6 und 7 benutzt, deren Inhalte mittels eines Vergleichers 8 verglichen werden, wobei bei einer bestimmten Übereinstimmungsrate ein Erkennungssignal erzeugt wird. Dieses Erkennungssignal wird an eine zentrale Recheneinheit 12 (mit Drucker und sonstigen Datenträgern ausgerüstet) weitergeleitet. Die Schaltungsanordnung nach der DE-OS 37 20 882 beschreibt lediglich die elektrischen und elektronischen Komponenten wie Eingang, Verstärker, Gleichrichter, Filter, Speicher, Schieberegister, Komperator, etc. In der DE-OS 37 20 882 ist auch immer nur von Signalfolgen, wie etwa Musik- oder Wortbeiträgen, die Rede, so daß nicht einzelne bzw. bestimmte Worte, sondern beliebige Sprachsignale erfaßbar sein sollen.

Allen bekannten Spracherkennungssystem ist es gemeinsam, dass komplexe Sprachmuster unter ungünstigen Nebenbedingungen, wie etwa Nebengeräuschen, zuverlässig erkannt werden sollen.

Der Erfinder des Gegenstandes der vorliegenden Anmeldung hat erkannt, dass solche komplexen Systeme nicht geeignet sind, um einzelne Worte automatisch zu erkennen und zu zählen. Die bekannten Systeme sind dafür zu kompliziert aufgebaut, zu teuer und auch nicht in kleinste tragbare Einheiten integrierbar.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wortzählvorrichtung zu schaffen, die dazu in der Lage ist, einzelne Worte, vorzugsweise immer das gleiche Wort, zu erfassen und die einen Zähler beinhaltet, der bei jeder Erkennung dieses Wortes automatisch um "Eins" hochgezählt wird.

Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Demnach umfasst die erfindungsgemäße Wortzählvorrichtung ein Gehäuse, ein Mikrophon, einen ersten Speicherbereich, in dem die Daten eines bestimmten ersten Wortes gespeichert sind, einen zweiten Speicherbereich, in dem die Daten eines aktuell gesprochenen zweiten Wortes speicherbar sind, und eine Vergleichseinrichtung, die die im ersten Speicherbereich gespeicherten Daten des ersten Wortes mit den Daten eines über das Mikrophon aufgenommen zweiten Wortes, dessen Daten in dem zweiten Speicherbereich speicherbar sind, vergleicht und einen entsprechenden Wert des Übereinstimmungsgrades ermittelt, wobei bei Überschreiten eines bestimmten Schwellenwertes des Übereinstimmungsgrades das zweite Wort als erkannt gilt und ein Zähler um Eins hochgezählt wird.

Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Wortzählvorrichtung in bestehende Geräte, wie etwa eine Armbanduhr integriert werden.

Die Worterkennung ist mittels bekannter Spracherkennungssysteme auszuführen, die jedoch den denkbar einfachsten Aufbau aufweisen können, da ja nur ein bestimmtes Wort zu erkennen ist und nicht beliebige Wörter und Sätze erkannt werden müssen, wie bei beispielsweise herkömmlichen Diktiersystemen.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Wortzählvorrichtung liegen auf der Hand: durch den einfachen Aufbau ist zum einen eine kostengünstige Fertigung möglich, sowie zum anderen eine sehr kompakte Vorrichtung entsteht, die etwa in der Größe einer Eier- oder Taschenuhr liegt. Diese Wortzählvorrichtung lässt sich für die unterschiedlichsten Einsatzzwecke verwenden.

So ist es denkbar, dass eine Person als Verkehrszähler alle Kraftfahrzeuge auf einer bestimmten Strasse zählen soll. Bisher wurden hierzu mechanische Zähler oder Strichlisten benutzt, wobei jedoch die Fehleranfälligkeit sehr hoch ist.

Mit der erfindungsgemäßen Wortzählvorrichtung ist es nun möglich, dass ein Verkehrszähler, also eine einzelne Person, mit mehreren Wortzählvorrichtungen ausgerüstet wird, von denen jede ein bestimmtes Wort erkennen kann. Beispielsweise werden drei Wortzählvorrichtungen benutzt, von denen die erste das Wort "LKW", die zweite das Wort "PKW" und die dritte das Wort "Zweirad" erfassen kann.

Der Verkehrszähler spricht bei Erkennen der jeweiligen Kraftfahrzeuge auf der Strasse, die er zu beobachten hat, die entsprechenden Worte in beliebiger Reihenfolge aus, wobei die jeweilige Wortzählvorrichtung das zugehörige Wort automatisch erkennt und den internen Zähler automatisch um "Eins" hochzählt.

Nach einer vorbestimmten Zeitdauer, die für eine repräsentative Verkehrsaufkommenserfassung erforderlich ist, braucht der Verkehrszähler die Zählerstände an den Wortzählvorrichtungen nur noch ablesen.

Eine weitere Anwendung wäre im häuslichen Bereich zu sehen, wobei beispielsweise in Familien mit Kleinkindern, die die Sprachfortschritte der Kinder dokumentieren möchten, die erfindungsgemäße Wortzählvorrichtung einsetzbar ist, um die Häufigkeit der Aussprache bestimmter Worte (beispielsweise "Mama" oder "Papa") in einem bestimmten Zeitabschnitt zu erfassen und automatisch zu zählen.

Die erfindungsgemäße Wortzählvorrichtung lässt sich demnach überall dort einsetzen, wo bisher mechanische Zähler bzw. Strichlisten benutzt wurden.

Die vorstehende Aufgabe, die Merkmale und Vorteile nach der vorliegenden Erfindung können unter Berücksichtigung der folgenden, detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen besser verstanden werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in der:
Fig. eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Wortzählvorrichtung;
In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wortzählvorrichtung dargestellt, wobei ein Gehäuse 1 gezeigt ist, in dem die erforderlichen Komponenten untergebracht sind.
Wie in der Beschreibungseinleitung erläutert, kann die erfindungsgemäße Wortzählvorrichtung auch beispielsweise in das Gehäuse einer Armbanduhr integriert werden.
An dem Gehäuse 1 der Wortzählvorrichtung ist eine Rückstelltaste 2 vorgesehen, mit der der Zähler (nicht dargestellt) auf Null zurück gesetzt werden kann. Der Stand des Zählers lässt sich über eine Anzeigeeinrichtung 4 ablesen. Die Anzeigeeinrichtung 4 kann eine LED-Anzeige oder eine LCD-Anzeige sein, die wegen des geringeren Stromverbrauchs vorzuziehen ist. In dem Gehäuse 1 ist zudem eine Batterie (nicht dargestellt) untergebracht, die zur Stromversorgung dient.
In der gezeigten Ausführungsform ist ein Mikrophon 3 gezeigt, über welches ein Wort in die Wortzählvorrichtung eingespeichert werden kann.
Grundsätzlich sind zwei unterschiedliche Basisausführungen denkbar: zum einen eine Wortzählvorrichtung, die ab Werk ein bestimmtes erstes Wort bereits eingespeichert hat bzw. die Daten dieses Wortes in einem ersten Speicherbereich gespeichert hat, so dass der Benutzer das Gerät sofort verwenden kann; oder zum anderen, die Wortzählvorrichtung ein Mikrophon 3 aufweist, welches zur Aufnahme ein bestimmten ersten Wortes dient, so dass die entsprechenden Daten nach Verarbeitung mittels eines Spracherkennungssystems in dem ersten Speicherbereich gespeichert werden.
Nach Betätigung der Rückstelltaste 2, die auch für mehrere Steuerfunktionen einsetzbar ist, beispielsweise über die Zeitdauer des Niederdrückens, kann die Wortzählvorrichtung eingesetzt werden.
Über das eingebaute Mikrophon werden die in der näheren Umgebung gesprochenen Worte aufgenommen und an das Spracherkennungssystem weitergeleitet. Dort werden die entsprechenden Daten ermittelt und in einem zweiten Speicherbereich gespeichert.
Anschließend übernimmt eine Vergleichseinrichtung die Verarbeitung der gespeicherten Daten und vergleicht die im ersten und zweiten Speicherbereich gespeicherten Daten miteinander; über einen einstellbaren Schwellenwert lässt sich die Erkennungsrate beeinflussen. Sobald die Vergleichseinrichtung die Daten vergleicht und der Übereinstimmungsgrad über dem vorbestimmten Schwellenwert liegt, gilt das aktuell gesprochene Wort als erkannt, dass heißt, dass eine Übereinstimmung zwischen dem ersten gespeicherten Wort und dem aktuell gesprochenen, über das Mikrophon erfassten Wortes vorliegt, wonach der integrierte Zähler um Eins hochgezählt wird. Über die Anzeigeeinrichtung kann der Benutzer jederzeit den aktuellen Stand des Zählers ablesen.
Das integrierte (nicht dargestellte) Spracherkennungssystem kann nach bekannten mathematischen Verfahren arbeiten und braucht lediglich darauf ausgelegt zu sein, ein einzelnes bestimmtes Wort zuverlässig zu erkennen.
Die in der oben beschriebenen Ausführungsform als Rückstelltaste 2 bezeichnete Taste kann zum Beispiel bei einer kurzen Betätigung (< 1 Sek.) dazu dienen, den Zähler auf Null zurück zu setzen. Bei einer längeren Betätigung (> 3 Sek.) kann die Taste zum Aufnahmestart eines neuen bestimmten ersten Wortes dienen.
Nach einer vorbestimmten inaktiven Zeitdauer, dass heißt einer Zeitspanne, in der keine Worterkennung ausgeführt wird, beispielsweise 10 oder 30 Minuten, kann das Gerät automatisch abschalten. Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Wortzählvorrichtung auch einen EIN- und AUS-Schalter aufweisen.
Die vorliegende Erfindung einer Wortzählvorrichtung weist gegenüber bekannten Spracherkennungssystemen den großen Vorteil auf, dass keine flüssig gesprochenen Sätze verstanden werden müssen, dass keine Wortanfänge, Wortenden oder Sprechpausen erkannt werden müssen, sondern dass lediglich ein (einzelnes) bestimmtes Wort zu erfassen ist.
Kurz zusammengefasst, weist eine erfindungsgemäße Wortzählvorrichtung ein Gehäuse 1, ein Mikrophon 3, einen ersten Speicherbereich, in dem die Daten eines bestimmten ersten Wortes gespeichert sind, einen zweiten Speicherbereich, in dem die Daten eines aktuell gesprochenen zweiten Wortes speicherbar sind, und eine Vergleichseinrichtung auf, die die im ersten Speicherbereich gespeicherten Daten des ersten Wortes mit den Daten eines über das Mikrophon 3 aufgenommen zweiten Wortes, dessen Daten in dem zweiten Speicherbereich speicherbar sind, vergleicht und einen entsprechenden Wert des Übereinstimmungsgrades ermittelt, wobei bei Überschreiten eines bestimmten Schwellenwertes des Übereinstimmungsgrades das zweite Wort als erkannt gilt und ein Zähler um Eins hochgezählt wird. Vorzugsweise ist eine Anzeigeeinrichtung 4 vorgesehen, die den Stand des Zählers anzeigt. Hinsichtlich vorstehend im einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird im übrigen ausdrücklich auf die Ansprüche und die Zeichnung verwiesen.

1: Gehäuse
2: Rückstelltaste
3: Mikrophon
4: Anzeigeeinrichtung

Claims

Wortzählvorrichtung, mit – einem ersten Speicherbereich, in dem die Daten eines bestimmten ersten Wortes gespeichert sind; – einem zweiten Speicherbereich, in dem die Daten eines aktuell gesprochenen zweiten Wortes speicherbar sind; und – einer Vergleichseinrichtung, die die im ersten Speicherbereich gespeicherten Daten des ersten Wortes mit den Daten eines zweiten Wortes vergleicht und einen entsprechenden Wert des Übereinstimmungsgrades ermittelt, wobei bei Überschreiten eines bestimmten Schwellenwertes des Übereinstimmungsgrades das zweite Wort als erkannt gilt, wobei – ein Gehäuse (1) vorgesehen ist, in dem die Wortzählvorrichtung untergebracht ist, – ein Mikrophon (3) vorgesehen ist, mit dem die Daten des zweiten Wortes aufgenommen werden, – ein Zähler vorgesehen ist, der bei Überschreiten des Schwellenwertes um Eins hochgezählt wird, und – eine Anzeigeeinrichtung (4) vorgesehen ist, die den Stand des Zählers wiedergibt.
Wortzählvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufnahmetaste vorgesehen ist, die eine Aufnahme des ersten Wortes startet.
Wortzählvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten des ersten Wortes in dem ersten Speicherbereich abgespeichert werden.
Wortzählvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückstelltaste (2) vorgesehen ist, mit der der Zähler auf Null zurückstellbar ist.
Wortzählvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) ein Armbanduhrengehäuse ist.
Wortzählvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) eine quaderförmige Ausbildung besitzt.
Wortzählvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) etwa die folgenden Größenabmessungen aufweist: Höhe 5 cm, Breite 4 cm, Tiefe 1 cm.
Wortzählvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten des ersten Wortes mittels eines Spracherkennungssystems ermittelt werden.
Wortzählvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten des zweiten Wortes mittels eines Spracherkennungssystems ermittelt werden.
Wortzählvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten des ersten Wortes als Standardvorgabe in dem ersten Speicherbereich nicht-flüchtig und/oder nicht veränderbar gespeichert sind.
Verwendung einer Wortzählvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als Verkehrsaufkommen-Zähleinrichtung.