JP2001282096A

JP2001282096A - 外国語発音評価装置

Info

Publication number: JP2001282096A
Application number: JP2000098616A
Authority: JP
Inventors: Koji Tanaka; 浩司田中; Kazuyoshi Okura; 計美大倉
Original assignee: Sanyo Electronic Components Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-12

Abstract

(57)【要約】【構成】たとえば日本人がたとえば英語の発音をマイ
ク２０を通して入力すると、コンピュータ１２は、その
入力された発音の特徴パターンが特徴パターンデータベ
ース２４の日本人特徴パターンデータおよびネイティブ
特徴パターンデータベースとを比較し、その発音が日本
人発音レベルのどのレベルか、あるいはネイティブ発音
レベルかを判定し、ディスプレイ２８に表示する。【効果】特徴パターンデータとして日本人特徴パター
ンデータおよびネイティブ特徴パターンデータとを登録
しておくので、発音レベルの判定が簡単に行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は外国語発音評価装置に
関し、特にたとえば外国語の発音のレベルを音声認識を
利用して評価する、外国語発音評価に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、外国語たとえば英語等の発音を評
価するために、音声認識の技術が利用されている。音声
認識では、まず、分析プロセスとして、多数の人間が話
した言葉の中から音響的（周波数）分析データを抽出す
る。つぎに、学習プロセスとして、この分析データを基
に、認識候補の特徴パターンを作成する。このとき、特
徴パターンは、認識候補すべてに対して作成しておく。
そして、マイクから取得した音声の特徴パターンと認識
候補の特徴パターンとを比較し、認識候補の中で最も近
似しているものを認識結果とし、それに基づいて発音レ
ベルを評価する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の上述のような発
音評価装置では、分析プロセスおよび学習ブロセスにお
いて、ネイティブ（その外国語を母国語としている人
間）の発音のみのデータベースを用い、試行錯誤によ
り、音声認識の判定時に使用するパラメータを決定して
いる。

【０００４】従来技術では、上述のパラメータの判定基
準を緩くしすぎるとカタカナ英語（日本人の発音する英
語）をネイティブに近い発音であると誤判定したり、逆
に厳しくしすぎると、ネイティブに近い発音でもカタカ
ナ英語であると誤判定することがある。そのため、正確
な判定を期すためには、パラメータ調整に膨大な手間を
かけなければならない。

【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、パ
ラメータの設定を簡単にしても誤判定を可及的減じるこ
とができる、外国語発音評価装置を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、外国語の発
音を評価するための装置であって、外国語の発音を学習
しようとする人と同じ非母国語人が発音した当該外国語
の発音の非母国語人特徴パターンデータと、当該外国語
の母国語人の発音の母国語人特徴パターンとを予め登録
した特徴パターンデータベース、および入力した発音の
特徴ターンデータと特徴パターンデータベースに登録さ
れている非母国語人特徴パターンデータおよび母国語人
特徴パターンデータとを比較して非母国語人の発音を評
価する評価手段を備える、外国語発音評価装置である。

【０００７】

【作用】非母国語人（たとえば日本人）が外国語（たと
えば英語）の発音をたとえばマイクを通して入力する
と、その入力された発音の特徴パターンが特徴パターン
データベースの非母国語人特徴パターンデータおよび母
国語人（たとえばアメリカ人やイギリス人の）特徴パタ
ーンデータベースとを比較し、評価手段によって、日本
人のした英語の発音が、日本人発音レベルかネイティブ
発音レベルかを判定する。

【０００８】なお、非母国語特徴パターンデータとし
て、外国語に対する発音レベルが異なる複数の非母国語
人の発音の特徴パターンデータを設定している場合に
は、評価手段は非母国語人発音レベルのどのレベルであ
るか、たとえば母国語人の発音に近い発音である、典型
的な非母国語人の発音である、あるいはその中間である
などの評価を行う。

【０００９】特徴パターンデータベースに、さらに非母
国語人が発音した当該外国語に対応する非母国語の発音
の特徴パターンデータを登録している場合、その単語
を、たとえば日本語で発音しても英語の特徴パターンと
比較するなどの誤判定が回避できる。

【００１０】

【発明の効果】この発明によれば、入力された発音と比
較すべき特徴パターンデータとして非母国語人特徴パタ
ーンデータおよび母国語人特徴パターンデータとを登録
しておくので、発音レベルの判定が簡単に行える。も
し、非母国語人特徴パターンデータをそれぞれ発音レベ
ルが異なる複数の非母国語人の発音に基づいて作成して
おけば、非母国語人発音のどの程度のレベルかも評価す
ることができる。

【００１１】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１２】

【実施例】図１を参照して、この発明の実施例の外国語
発音評価装置１０は、日本人の発音する英語の発音を評
価する装置として想定されていて、コンピュータ１２を
含み、このコンピュータ１２は、周知のように、ＣＰＵ
１４とそれに結合されるＲＡＭ１６およびＲＯＭ１８を
含む。ＲＡＭ１６には、後述の図４に示すテーブルが形
成されるとともに、ＲＡＭ１６は、入力音声の評価のた
めのワーキングメモリとしても利用される。ＲＯＭ１８
には、後述の図３に示すような評価プログラムが予め設
定されている。

【００１３】コンピュータ１２には、インタフェース２
２を介して、マイク２０が接続される。このマイク２０
は、学習者の発話をコンピュータ１２へ入力するための
ものであり、インタフェース２２は、アナログ音声信号
をディジタル音声データに変換し、その音声データをコ
ンピュータ１２に与える。

【００１４】コンピュータ１２には、さらに、特徴パタ
ーンデータベース２４が結合されていて、この特徴パタ
ーンデータベース２４には、図２に示すように、特徴パ
ターンデータが記憶されている。詳しく説明すると、特
徴パターンデータは、各単語毎に、習熟レベルが異なる
日本人が発音した英語の複数の特徴パターンデータと、
アメリカ人やイギリス人のようなネイティブが発音した
１つの英語の特徴パターンデータと、さらに特徴的に
は、日本人が発音したその単語の日本語の特徴パターン
データとを含む。

【００１５】このような特徴パターンデータベース２４
は、予め準備されたものが利用される。つまり、英語発
音の上達度が異なる複数の日本人（完全なカタカナ英語
のレベルの人，ネイティブ発音に極く近いレベルの人お
よびその中間のレベルの人）やネイティブの発音をマイ
クを用いて各レベルに対して複数のサンプルを取り込
み、その各音声信号を音響的に分析し、その分析した周
波数データから特徴パターンデータを作成する。このと
き、周波数データは、単語単位で抽出してもよいし、単
語を構成する音節，半音節あるいは音素毎もしくは音素
をさらに細分化した単位（半音素）毎に抽出してもよ
い。

【００１６】なお、図２の実施例では、日本人の発音レ
ベルを３つにランク分けしたが、そのランク分けの方法
としては、ネイティブ話者が実際に聞き分けする方法
や、高精度で分析可能ないわゆるスーパーコンピュータ
などを用いてする方法等が考えられる。

【００１７】なお、実施例において、英語発音の特徴パ
ターンデータ以外に、日本語特徴パターンデータをデー
タベース２４に入れている理由は、次のようである。た
とえば、幼児の場合、絵を見せてその絵が示すものの英
語を発音させようとしても、思わずその日本語を発音し
てしまう場合が想定できる。「Ａｐｐｌｅ」の絵をみせ
た場合、「リンゴ」と発音するが如きである。このよう
な場合、実施例のように、ネイティブの発音の英語デー
タベースと日本人の発音したランク分けした英語データ
ベースとを用いたとしても、日本語の「リンゴ」という
データベースがなければ、音声認識の過程において、
「リンゴ」を「Ａｐｐｌｅ」と誤認識してしまい、英語
の発音を対象として「よくできました」等の誤判定を行
う可能性がある。そこで、幼児等が間違って日本語を発
音しても、誤認識しないように、日本語の特徴パターン
データを予め準備しておくのである。

【００１８】図１に戻って、この実施例の装置１０は、
さらにインタフェース２６を介してコンピュータ１２に
接続されたディスプレイ２８を含み、そのディスプレイ
２８に、英語発音を求めるものの「絵」を提示したり、
発音時の注意事項を表示したり、さらには発音評価「よ
くできました」，「もうすこしです」，「がんばってく
ださい」などを文字で、あるいは特別なキャラクタ表示
で、もしくは両者で表示するとともに、スピーカ２９か
ら上述した発音評価を音声で出力する。なお、ディスプ
レイ２８に代えて、ＬＥＤなどによるランプ点灯や、動
くおもちゃの動作により発音評価を出力するようにして
もよい。。

【００１９】コンピュータ１２には、さらに、キーボー
ド３０が入力装置として接続され、このキーボード３０
は、たとえば学習者名を入力するために利用されたり、
学習しようとする単語やその範囲を指定するため等に利
用される。キーボード３０は、さらに、ポインタ装置と
してマウス（図示せず）を含んでいてもよい。

【００２０】コンピュータ１２には、また、ディスクド
ライブ３２が接続される。このディスクドライブ３２
は、ＣＤ-ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等のディスクを再生
できるものであり、ディスクを交換することによって、
発音を学習すべき外国語を変更することができる。ただ
し、ディスクを交換することによって、同じ英語でも学
習すべき分野やレベルを変更できるようにしてもよい。

【００２１】図１実施例において、英語の発音学習をし
ようとする者は、図示しない電源をオンするとともに、
ディスクドライブ３２に必要なディスクを挿入する。そ
して、キーボード３０を利用して、学習者名を入力す
る。ただし、２回目以後は学習者名が登録されるので、
マウス（図示せず）を用いてその登録された学習者名を
指定するだけでよい。

【００２２】図３を参照して、コンピュータ１２は、最
初のステップＳ１で、学習者が入力した学習者名を取得
する。コンピュータ１２は、この学習者名に対応するＲ
ＡＭ１６のメモリ領域を呼び出し、そこに図４に示すよ
うに記憶されている学習者の全体評価や苦手単語のデー
タを参照する。そして、ステップＳ３において、コンピ
ュータ１２は、当該学習者の全体評価をみて、その評価
レベルに応じた判定用閾値を設定する。たとえば、全体
評価として図２に対応して４段階（日本人レベル１，日
本人レベル２，日本人レベル３およびネイティブレベ
ル）が設定されていて、学習者のレベルがたとえば日本
人レベル２であるとすると、発音によって入力される特
徴パターンとその日本人レベル２に応じた特徴パターン
データとの比較に有効な閾値を設定する。

【００２３】ついで、ステップＳ５において、コンピュ
ータ１２は、ディスクドライブ３２から読み出したデー
タを用いて、ディスプレイ２８（図１）に学習させるべ
き単語を表す絵を表示する。そして、ステップＳ７で、
図４のメモリ１６を参照して、その絵で示す単語がその
学習者にとって苦手単語であるかどうか、つまりメモリ
１６に苦手単語として登録されているかどうか確認す
る。苦手単語である場合には、コンピュータ１２は、ス
テップＳ９で、先のステップＳ３で設定した認識閾値を
変更して判定レベルを下げる。すなわち、苦手単語であ
る場合には、学習者の全体評価に比べてより低い判定レ
ベルを設定する。したがって、苦手単語の発音が何度も
低い評価を受けつづけることによる学習意欲の低下を防
止できる。

【００２４】苦手単語でない場合には、ステップＳ３で
設定した認識閾値がそのまま利用され、ステップＳ１１
で学習者の発音をマイク２０（図１）から取得し、周波
数分析の上特徴パターンを抽出する。その特徴パターン
に従って認識し、ステップＳ１３では、英語の発音が入
力されたかどうか判断する。もし、入力された発音が日
本語のものであった場合、すなわち、特徴パターンデー
タベース２４（図２）に予め設定されている日本語特徴
パターンデータと最も類似している場合には、ステップ
Ｓ１３で“ＮＯ”が判断される。この場合、コンピュー
タ１２は、ステップＳ１５で、ディスプレイ２８によっ
て学習者に再度英語の発音を入力させるために、たとえ
ば、「英語で発音してください」などを表示する。

【００２５】最初に入力した発音が英語である場合、も
しくは２回目以降に入力された発音が英語である場合に
は、ステップＳ１３で“ＹＥＳ”が判断され、ステップ
Ｓ１７において、ステップＳ３で設定した閾値またはス
テップＳ９で変更した閾値に基づいて、入力された発音
レベルを判定する。具体的には、入力した発音の特徴パ
ターンを抽出し、その入力特徴パターンと、単語毎に予
め登録している複数の特徴パターン（認識候補）とを逐
一比較し、入力特徴パターンに最も近似した特徴パター
ンの発音レベルをそのときの発音レベル（日本人１，日
本人２，日本人３あるいはネイティブ）として同定す
る。

【００２６】そして、ステップＳ１９で、判定したレベ
ルに応じた評価「よくできました」，「もうすこしで
す」，「がんばってください」などををディスプレイ２
８に表示する。ただし、その評価は、発音レベルをその
ままストレートに表現するものであってもよい。

【００２７】ステップＳ１９では、さらに、コンピュー
タ１２は、その単語が学習者にとって苦手単語かどうか
判断する。すなわち、その単語の発音のレベルが学習者
の全体評価のレベルに比べて１段階以上低い場合には、
その単語がその学習者にとって苦手単語に相当するとし
て、図４に示すメモリ領域の苦手単語にその単語を追加
的に登録する。

【００２８】続いて、ステップＳ２１において、コンピ
ュータ１２は、発音レベルが向上したかどうか判断す
る。そのためには、コンピュータ１２は、当該学習者の
各単語毎の発音レベルをたとえばＲＡＭ１６に記録し、
今回の学習時に記録した発音レベル（平均値）が以前の
学習時のレベルに比べて１段階以上上達していれば、ス
テップＳ２１で“ＹＥＳ”を判断する。“ＹＥＳ”と判
断したとき、ステップＳ２３で、コンピュータ１２はそ
の学習者の全体評価（図４）を１レベルアップさせる。

【００２９】ステップＳ２１で“ＮＯ”が判断を判断し
たとき、ステップＳ２５でコンピュータ１２は、発音レ
ベルが低下したかどうか判断する。具体的には、今回の
学習時に記録した発音レベル（平均値）が以前の学習時
のレベルに比べて１段階以上低下していれば、ステップ
Ｓ２５で“ＹＥＳ”を判断する。“ＹＥＳ”と判断した
とき、ステップＳ２７で、コンピュータ１２はその学習
者の全体評価（図４）を１レベルダウンさせる。

【００３０】ステップＳ２１で“ＮＯ”、ステップＳ２
５で“ＮＯ”を判断した場合、発音レベルは前回と変化
しなかったことを意味し、その場合には、ステップＳ２
３またはステップＳ２７を経たときと同様に、ステップ
Ｓ２９に進む。ステップＳ２９では、コンピュータ１２
は、学習を終了するかどうか判断する。学習を終了する
には、学習者が終了を入力したか、学習すべき範囲の単
語すべてを学習したかなどを判断すればよい。そして、
終了でなければ、ステップＳ５に戻る。

【００３１】なお、上述の実施例は日本人が英語の発音
を学習する場合について説明した。しかしながら、適用
する外国語は、英語に限らず、フランス語やイタリア
語、中国語、韓国語など任意に変更可能である。また、
日本人以外の人が日本語の発音を学習する場合にも適用
可能である。さらに、中国人や韓国人が英語やフランス
語等を学習する場合にも、適用できる。つまり、この発
明は、広く、非母国語人が母国語人（ネイティブ）の発
音を習得しようとする場合に、すべて適用できる。その
場合に、図２に示す特徴パターンデータには、当該外国
語のネイティブ発音レベルのものと非母国語人による当
該外国語の幾つかの発音レベルのもの、そして非母国語
人による自国語の発音のものを含ませる。また、発音評
価の対象は、単語に限らず、フレーズや文章であっても
よい。

【００３２】さらに、非母国語の人が外国語の発音を学
習しようとする場合、学習初期の段階では発音が非常に
未熟であるため、ネイティブの発音にはほど遠いものと
なる。このような場合、音声認識で判定条件を厳しくす
ると認識結果が悪く、判定において「ＮＯＧＯＯＤ」
すなわち発音が悪いという評価を出し続ける結果、学習
意欲をそぐ可能性が高い。他方、発音がかなり上達した
学習者に対しては、さらなる発音の向上を目指すはずで
ある。したがって、学習初期においては認識条件（閾
値）を甘く設定し、装置１０で発音評価を行った結果、
発音レベルが一定以上に達すると閾値を辛く設定するな
ど、学習意欲を持続させる工夫を取り入れればよい。

【００３３】また、音声認識の判定条件を変える上記の
方法に対して、学習者の上達度合いにより判定結果の出
力や練習方法を変更することも考えられる。発音が未熟
な場合には、できるだけ励ますような評価の音声や映像
を出力するのも１つの方法である。さらには、発音が未
熟な人に対してどこをどう直せばよいかを明確に伝える
ことは難しいが、発音が上達すれば、この部分をこう直
せばよいと助言し易くなる。そこで、１つの方法とし
て、発音が未熟な学習者には、できるだけネイティブ発
音の見本音声を聞かせて上達を助長し、また、発音が或
る程度上達した人には、悪いところだけを繰り返し練習
させるようにすればよい。

【００３４】さらに、上述の実施例の特徴パターンデー
タベースは、学習すべき単語の絵などを表示するために
用いられるＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭに記録されて
いるものをそのディスクから読み出してＲＡＭ１６（図
１）にロードしたデータベースであってよい。この場
合、そのディスクに必要な単語の特徴パターンデータだ
けを利用できるので、装置内に大規模なデータベースを
固定的に準備する必要がない。しかも、ディスクを変更
することによって発音レベルを変更する場合でも、特徴
パターンデータのレベルを容易に変更できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１実施例の特徴パターンデータベースを示す
図解図である。

【図３】図１実施例の動作を示すフロー図である。

【図４】図１実施例におけるＲＡＭの記憶内容の一例を
示す図解図である。

【符号の説明】

１０ …外国語発音評価装置１２ …コンピュータ１６ …ＲＡＭ２０ …マイク２４ …特徴パターンデータベース２８ …ディスプレイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大倉計美大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内Ｆターム(参考） 2C028 AA00 5D015 AA05 CC01 GG03 HH04 KK04 LL06 5D045 AB12 9A001 HH05 HH07 HH17 JJ01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外国語の発音を評価するための装置であっ
て、外国語の発音を学習しようとする人と同じ非母国語人が
発音した当該外国語の発音の非母国語人特徴パターンデ
ータと、当該外国語の母国語人の発音の母国語人特徴パ
ターンとを予め登録した特徴パターンデータベース、お
よび入力した発音の特徴パターンデータと前記特徴パタ
ーンデータベースに登録されている前記非母国語人特徴
パターンデータおよび前記母国語人特徴パターンデータ
とを比較して非母国語人の発音を評価する評価手段を備
える、外国語発音評価装置。
【請求項２】前記評価手段は、非母国語人の発声した外
国語の発音が前記非母国語人発音レベルか母国語人発音
レベルかを判定する、請求項１記載の外国語発音評価装
置。
【請求項３】前記非母国語特徴パターンデータは外国語
に対する発音レベルが異なる複数の非母国語人の発音の
特徴パターンデータを含み、前記評価手段は非母国語人
発音レベルのどのレベルかを評価する、請求項２記載の
外国語発音評価装置。
【請求項４】前記特徴パターンデータベースには、さら
に非母国語人が発音した当該外国語に対応する非母国語
の発音の特徴パターンデータを登録している、請求項１
ないし３のいずれかに記載の外国語発音表装置。