JP2005164988A - 周波数切替装置および情報処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】1つのマイクを音声認識およびハンズフリー通話の両方で共用する。
【解決手段】車載マイク1は、マイク素子11で感知され、アンプ12で増幅された音声入力信号をフィルタリングするための複数のフィルタ定数13〜13を備えたフィルタ部13と、フィルタ定数の指定を受付ける指定入力部15と、フィルタリングに用いるフィルタ定数として複数のフィルタ定数13〜13の中から指定入力部15で指定されたフィルタ定数を選択する定数選択部14と、を有する。
【選択図】図2

Description

本発明は、マイクの周波数特性を切替える技術に関する。
特許文献1には、2つのマイクの一方の音声入力信号を目標信号とし、他方の音声入力信号を参照信号として適応信号処理を行って、音声認識処理に用いる適応フィルタのフィルタ係数を設定し、ノイズリダクション制御を行なうノイズリダクションシステムが開示されいる。このシステムでは、学習時(適応信号処理時)と非学習時(音声認識処理時)とで、各マイクのアンプのゲインを切替えることで、ノイズリダクション制御における演算精度を向上させている。
特開2001-13989号公報
一般に、車載用マイクには、移動体電話機のハンズフリー通話および車載装置(例えばナビゲーション装置)の音声認識(音声指令入力)という2つの用途がある。人の声は200Hz〜5kHz程度の周波数帯域を持つ。したがって、音声認識処理での誤認識を低減させるためには、200Hz〜5kHzで満遍なく感度を持つ周波数特性を有する車載用マイクが望まれる。一方、移動体電話機は、周波数帯域が300Hz〜3kHz程度に制限されている。したがって、ハンズフリー通話において不要なノイズが発生するのを防ぐためには、300Hz〜3kHzで満遍なく感度を持ち、この周波数帯域以外で感度を持たない周波数特性を有する車載用マイクが望まれる。このため、1つの車載用マイクを音声認識およびハンズフリー通話の両方で共用する場合、次のような問題が生じる。すなわち、車載用マイクの周波数特性を音声認識用に合わせると、ハンズフリー通話において不要なノイズが発生してしまう。一方、車載用マイクの周波数特性をハンズフリー通話用に合わせると、音声認識処理での誤認識が増加してしまう。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は1つのマイクを音声認識およびハンズフリー通話の両方で共用できるようにすることにある。
上記課題を解決するために、本発明は、用途に応じてマイクの周波数特性を切替える。
例えば、本発明の周波数特性切替装置は、マイクの音声入力信号をフィルタリングするための複数のフィルタ定数を備えたフィルタ手段と、フィルタ定数の指定を受付ける指定受付手段と、前記フィルタリングに用いるフィルタ定数として前記複数のフィルタ定数の中から前記指定受付手段で指定されたフィルタ定数を選択する定数選択手段とを有する。
また、本発明の情報処理装置は前記周波数特性切替装置を備える。あるいは、前記周波数特性切替装置に接続されて用いられる。そして、前記周波数切替装置でフィルタリングされた音声入力信号に対して音声認識処理を行う音声認識手段と、前記周波数切替装置でフィルタリングされた音声入力信号を移動体電話機へ出力するハンズフリー手段と、前記音声認識手段および前記ハンズフリー手段のいずれかに対応付けられたフィルタ定数の指定信号を、前記周波数特性切替装置の前記指定受付手段に出力する指定信号出力手段と、を有する。
本発明によれば、前記の構成により、用途が音声認識であるか、それとも、ハンズフリー通話であるかに応じて、マイクの周波数特性を切替えることができる。したがって、1つのマイクを音声認識およびハンズフリー通話の両方で性能を落とすことなく共用することができる。
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の一実施形態が適用された車載システムの概略図である。図示するように、本実施形態の車載システムは、車載マイク1と、ナビゲーション装置2と、移動体電話機3と、スピーカ4と、ディスプレイ5とを有する。車載マイク1は、音声入力信号をナビゲーション装置2に出力する。ナビゲーション装置2は、地図などをディスプレイ5に表示したり、音声ガイドをスピーカ4から出力したりする。また、車載マイク1から出力された音声入力信号に音声認識処理を施してユーザの指示を音声で受付ける。また、車載マイク1およびスピーカ4を用いてハンズフリー通話を行なえるように移動体電話機3との接続を制御する。
上記の車載システムを構成する車載マイク1およびナビゲーション装置2について説明する。なお、車載マイク1およびナビゲーション装置2以外の車載システムを構成する各装置(移動体電話機3、スピーカ4、ディスプレイ5)は既存の装置を利用できる。そこで、これらの装置の詳細な説明は行なわない。
まず、車載マイク1を説明する。図2は、車載マイク1の概略図である。図示するように、マイク素子11と、アンプ12と、フィルタ部13と、定数選択部14と、指示入力部15と、を有する。
マイク素子11は、音声を感知して音声入力信号を出力する。アンプ12は、マイク素子11が出力した音声入力信号を増幅する。フィルタ部13は、アンプ12で増幅された音声入力信号に対してフィルタリング処理を行う。フィルタリング処理された音声入力信号は、ナビゲーション装置2へ出力される。
フィルタ部13は、複数のフィルタ定数13〜13を有する。そのうちの1つのフィルタ定数13は、ハンズフリー通話用のフィルタ定数である。上述したように、移動体電話機3は周波数帯域が300Hz〜3kHz程度に制限されている。したがって、ハンズフリー通話において不要なノイズが発生するのを防ぐためには、300Hz〜3kHzで満遍なく感度を持ち、この周波数帯域以外で感度を持たないようにすることが好ましい。そこで、ハンズフリー通話用のフィルタ定数13は300Hz〜3kHz以外の周波数をカットすることができるように設定されている。また、ハンズフリー通話用のフィルタ定数13以外のフィルタ定数13〜13は、音声認識処理用のフィルタ定数である。上述したように、人の声は200Hz〜5kHz程度の周波数帯域を持つ。したがって、音声認識処理での誤認識を低減させるためには、200Hz〜5kHzで満遍なく感度を持つことが好ましい。そこで、音声認識処理のフィルタ定数13〜13は200Hz〜5kHz以外の周波数をカットすることができるように設定されている。ただし、人の声の周波数特性は、言語、性別および年齢などの個人情報によって異なる。そこで、本実施形態では、音声認識処理のフィルタ定数13〜13を複数用意し、対応する個人情報を互いに異ならせている。
指示入力部15は、ナビゲーション装置2よりフィルタ定数の指定信号の入力を受付ける。定数選択部14は、指示入力部15に入力された指定信号が指定するフィルタ定数13〜13を選択し、選択したフィルタ定数13〜13を用いてフィルタリングが行なわれるように、フィルタ部13を設定する。例えば、フィルタ回路のフィルタ定数が選択したフィルタ定数となるように、フィルタ回路を構成するコンデンサ、インダクタおよび/またはレジスタを変更する。
図3は、車載マイク1の動作フロー図である。
車載マイク1の指示入力部15は、ナビゲーション装置2から指定信号を受信すると(ステップS101)、これを定数選択部14に通知する。これを受けて定数選択部14は、指定信号によって指定されたフィルタ定数13〜13をフィルタ部13に設定する(ステップS102)。これにより、マイク素子11で感知された音声入力信号は、アンプ12で増幅された後、フィルタ部13にてナビゲーション装置2によって指定されたフィルタ定数でフィルタリングされ、それから、ナビゲーション装置2へ出力される。
次に、ナビゲーション装置2を説明する。図4は、ナビゲーション装置2の概略図である。図示するように、ハンズフリー通話部21と、音声認識部22と、指示受付部23と、ナビ処理部24と、状態取得部25と、指定信号出力部26と、ユーザ情報記憶部27と、定数管理TL(テーブル)記憶部28と、を有する。
ハンズフリー通話部21は、指示受付部23からの指示に従い、移動体電話機3のオンフック/オフフックの制御、および、指定された電話番号への発信指示を行なう。また、移動体電話機3に着信があるとその旨を指示受付部23に通知する。また、ハンズフリー通話部21は、車載マイク1およびスピーカ4を、移動体電話機3のハンズフリー通話に利用するか、それとも、ナビゲーション装置2のナビゲーション処理に利用するかの切替えを行なう。具体的には、ハンズフリー通話部21は、ハンズフリー通話モードに設定されている場合、車載マイク1から受信した音声入力信号を移動体電話機3へ出力すると共に、移動体電話機3から受信した音声(通話)信号をスピーカ4へ出力する。一方、ナビゲーション処理モードに設定されている場合、車載マイク1から受信した音声入力信号を音声認識部22へ出力すると共に、ナビゲーション処理部24から受信した音声(音声ガイド)信号をスピーカ4へ出力する。
音声認識部22は、ハンズフリー通話部21から受信した音声入力信号に対して音声認識処理を施し、音声認識結果を指示受付部23に出力する。
指示受付部23は、音声認識部22から受信した音声認識結果(音声を表す文字列)が示す指示内容を解析する。そして、解析した指示内容をハンズフリー通話部21またはナビゲーション処理部24に出力する。具体的には、ハンズフリー通話部21がナビゲーション処理モードに設定されているならば、音声認識結果が示す指示内容(ルート探索指示、ルート誘導指示など)をナビ処理部24に出力する。一方、ハンズフリー通話部21がハンズフリー通話モードに設定されているならば、音声認識結果が示す指示内容(指定された電話番号への発信指示など)をハンズフリー通話部21に出力する。また、指示受付部23は、操作パネル等の図示していない入力装置を介して、ユーザより各種指示を受付ける。そして、受付けた指示をハンズフリー通話部21またはナビゲーション処理部24に出力する。例えば、オンフック/オフフックボタンが操作された場合、オンフック/オフフック指示をハンズフリー通話部21に出力する。
ナビ処理部24は、ナビゲーション処理を行う。例えば、GPS受信機や各種車載センサ(不図示)を用いて検出した車両の現在地と、ユーザによって設定された目的地との間の推奨経路を地図データベース(不図示)から探索する(経路探索機能)。また、推奨経路と車両の現在地とを比較し、交差点等を通過する前に直進すべきか、右左折すべきかをスピーカ4を用いて音声でユーザに知らせたり、ディスプレイ5に表示された地図上に進行すべき方向を表示して、ユーザに推奨経路を通知する(経路誘導機能)。これらのナビゲーション処理の内容は、既存のナビゲーション装置と同様でる。
ユーザ情報記憶部27には、ユーザの話す言語、性別、年齢などの、ユーザ音声の周波数特性の影響因子となるユーザの個人情報が記憶されている。
定数管理TL記憶部28には、図5に示すように、車載マイク1のフィルタ部13が有する音声認識用フィルタ定数13〜13毎に、フィルタ定数の識別情報281およびフィルタ定数に適する個人情報(言語、性別、年齢など)282が記憶されている。
状態取得部25は、ハンズフリー通話部21を介して移動体電話機3のオンフック/オフフック状態の変化を取得する。指定信号出力部26は、状態取得部25が取得した現在のオンフック/オフフック状態の変化に従いフィルタ定数の指定信号を車載マイク1に出力する。具体的には、状態取得部25がオフフック状態への変化を取得した場合は、ハンズフリー用フィルタ定数13を指定する指定信号を車載マイク1に出力する。また、状態取得部25がオンフック状態への変化を取得した場合は、ユーザ情報記憶部27および定数管理TL(テーブル)記憶部28を用いて、ユーザの言語、性別および年齢などに適したフィルタ定数を音声認識用フィルタ定数13〜13の中から選択し、選択したフィルタ定数を指定する指定信号を車載マイク1に出力する。
図6は、ナビゲーション装置2の指定信号出力部26の動作フロー図である。このフローは、ナビゲーション装置2に電源が投入されると開始される。
まず、指定信号出力部26は、ユーザ情報記憶部27に記憶されているユーザの個人情報とのマッチング度合いの高い個人情報282を持つレコードを定数管理TL記憶部28から検索する。例えば、最も多くの項目(言語、性別、年齢など)でユーザの個人情報と一致する個人情報282を持つレコードを定数管理TL記憶部28から検索する。あるいは、個人情報の各項目に予め点数を付けておく。そして、定数管理TL記憶部28に登録されている各レコードについて、個人情報282とユーザの個人情報とを比較し、一致する項目がある場合にはその項目に付与された点数を当該レコードのマッチング度合いを表す評価値に加算する。そして、最も評価値の高いのレコードを定数管理TL記憶部28から検索する。それから、検索したレコードの識別情報281により特定される音声認識用フィルタ定数を選択する(ステップS301)。
次に、指定信号出力部26は、選択した音声認識用フィルタ定数の指定信号を生成し、車載マイク1へ出力する(ステップS302)。これにより、車載マイク1は、指定された音声認識用フィルタ定数を用いて音声入力信号のフィルタリングを開始する。
さて、状態取得部25は、ハンズフリー通話部21を介して移動体電話機3がオンフック状態からオフフック状態に変化したことを検知すると、その旨を指定信号出力部26へ通知する。指定信号出力部26は、状態取得部25から移動体電話機3がオンフック状態からオフフック状態に変化した旨の通知を受け取ると(ステップS303でYES)、ハンズフリー通話用フィルタ定数の指定信号を生成し、車載マイク1へ出力する(ステップS304)。これにより、車載マイク1は、ハンズフリー通話用フィルタ定数を用いて音声入力信号のフィルタリングを開始する。
また、状態取得部25は、ハンズフリー通話部21を介して移動体電話機3がオフフック状態からオンフック状態に変化したことを検知すると、その旨を指定信号出力部26へ通知する。指定信号出力部26は、状態取得部25から移動体電話機3がオフフック状態からオンフック状態に変化した旨の通知を受け取ると(ステップS305でYES)、ステップS301に戻って処理を続ける。
図7は、ナビゲーション装置2の指示受付部23の動作フロー図である。このフローは、ナビゲーション装置2に電源が投入されると開始される。
まず、指示受付部23は、ハンズフリー通話部21をナビゲーション処理モードに設定する(ステップS201)。これにより、ハンズフリー通話部21は、車載マイク1より受信したルート探索指示やルート誘導指示などのナビ関連指示を表す音声入力信号を音声認識部22へ出力し、ナビゲーション処理部24より受信した音声ガイドなどを表す音声信号をスピーカ4へ出力する。
次に、指示受付部23は、ハンズフリー通話部21がナビゲーション処理モードに設定されている状態で、音声認識部22から音声認識結果を受信すると(ステップS202でYES)、これを解析する。そして、その解析結果であるルート探索やルート誘導開始などのナビ関連指示をナビ処理部24に通知する(ステップS203)。
また、指示受付部23は、ハンズフリー通話部21より移動体電話機3に着信があることを通知されている状態、つまり、移動体電話機3が呼出し状態で(ステップS204でYES)、ユーザよりオフフック指示を受付けると(ステップS205でYES)、ハンズフリー通話部21をハンズフリー通話モードに設定する(ステップS206)。これにより、ハンズフリー通話部21は、車載マイク1より受信したユーザの通話内容を表す音声入力信号を移動体電話機3へ出力し、移動体電話機3より受信した通話相手の音声通話を表す音声信号をスピーカ4へ出力する。それから、指示受付部23は、ハンズフリー通話部21を介して移動体電話機3に着信応答指示を出力する(ステップS207)。これにより、移動体電話機3が着信に応答する。ユーザは、発信元の通話相手とハンズフリーで通話することができる。
また、指示受付部23は、ハンズフリー通話部21より移動体電話機3に着信があることを通知されていない状態、つまり、移動体電話機3が呼出しされていない状態で(ステップS204でNO)、ユーザよりオフフック指示を受付けると(ステップS208でYES)、ディスプレイ5および/またはスピーカ4を用いてユーザに電話番号の入力を要求し、車載マイク1、ハンズフリー通話部21および音声認識部22を介してユーザより電話番号を音声で受付ける(ステップS209)。それから、ハンズフリー通話部21をハンズフリー通話モードに設定する(ステップS210)。その後、指示受付部23は、ハンズフリー通話部21を介して移動体電話機3に、受付けた電話番号への発信指示を出力する(ステップS211)。これにより、移動体電話機3が受付けた電話番号へ発信する。ユーザは、発信先の通話相手とハンズフリーで通話することができる。
さて、指示受付部23は、ユーザよりオンフック指示を受付けると(ステップS212でYES)、ハンズフリー通話部21を介して移動体電話機3にオンフック指示を出力する(ステップS213)。これにより、移動体電話機3がオンフックし、ハンズフリー通話が終了する。その後、ステップS201に戻る。
以上、本発明の一実施形態を説明した。
本実施形態によれば、用途が音声認識であるか、それとも、ハンズフリー通話であるかに応じて、車載マイク1の周波数特性を切替える。したがって、1つの車載マイク1を音声認識およびハンズフリー通話の両方で性能を落とすことなく共用できる。
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
例えば、上記の実施形態では、移動体電話機3のオンフック/オフフック状態の変化に連動して、音声認識用フィルタ定数およびハンズフリー通話用フィルタ定数の切替えを行なっている(図6参照)。しかし、ユーザのオンフック指示およびオフフック指示に連動させるようにしてもよい。例えば、図6のステップS303において、移動体電話機3がオンフック状態からオフフック状態に変化したか否かを監視する代わりに、指示受付部23がハンズフリー通話部21をハンズフリー通話モード(ユーザのオフフック指示に連動)に変更したか否かを監視するようにしてもよい。同様に、図6のステップS305において、移動体電話機3がオフフック状態からオンフック状態に変化したか否かを監視する代わりに、指示受付部23がハンズフリー通話部21をナビゲーション処理モード(ユーザのオンフック指示に連動)に変更したか否かを監視するようにしてもよい。
なお、本実施形態では、移動体電話機3のオンフック指示およびオフフック指示を、指示受付部23が操作パネル等の入力装置を介して受付けるようにしている。しかし、指示受付部23が、車載マイク1、ハンズフリー通話部21および音声認識部23を介して受付けるようにしてもよい。この場合、車載マイク1から受け取った音声入力信号を、ハンズフリー通話部21の動作モードに関わらず音声認識部23へ出力する。また、オンフック指示およびオフフック指示を表す音声は、音声入力信号がハンズフリー通話用フィルタ定数でフィルタリングされた場合でも、音声認識部22で音声認識できるような周波数特性(移動体電話機3の通話帯域内の帯域)を持つ音声とする。
また、図7のフローにおいて、ハンズフリー通話部21をナビゲーション処理モードに切替える場合(ステップS201)、および、ハンズフリー動作モードに切替える場合(ステップS206、S210)に、ディスプレイ5および/またはスピーカ4を用いてユーザに該切替えの確認を要求し、車載マイク1、ハンズフリー通話部21および音声認識部22を介してユーザより確認を受付けた場合にのみ、該切替えを行なうようにしてもよい。この場合も、車載マイク1から受け取った音声入力信号を、ハンズフリー通話部21の動作モードに関わらず音声認識部23へ出力する。また、切替えの確認を表す音声は、音声入力信号がハンズフリー通話用フィルタ定数でフィルタリングされた場合でも、音声認識部22で音声認識できるような周波数特性(移動体電話機3の通話帯域内の帯域)を持つ音声とする。
また、上記の実施形態では、デフォルト状態で音声認識用フィルタ定数がフィルタ部13に設定されるようにしているが、デフォルト状態でハンズフリー通話用フィルタ定数がフィルタ部13に設定されるようにしてもよい。
また、上記の実施形態では、フィルタ部13、定数選択部14および指示入力部15を車載マイク1に組み込んでいるが、本発明はこれに限定されない。これらをナビゲーション装置2に持たせてもよいし、あるいは、これらを有する独立の装置を、車載マイク1およびナビゲーション装置2間に配置してもよい。
また、本実施形態ではハンズフリー通話機能および音声認識機能を有する装置としてナビゲーション装置2を例にとり説明したが、本発明は、ナビゲーション装置2以外の様々な情報処理装置(車載装置に限らない)に広く適用できる。
図1は、本発明の一実施形態が適用された車載システムの概略図である。 図2は、車載マイク1の概略図である。 図3は、車載マイク1の動作フロー図である。 図4は、ナビゲーション装置2の概略図である。 図5は、定数管理TL記憶部28の登録内容例を示す図である。 図6は、ナビゲーション装置2の指定信号出力部26の動作フロー図である。 図7は、ナビゲーション装置2の指示受付部23の動作フロー図である。
符号の説明
1:車載マイク、2:ナビゲーション装置、3:移動体電話機、4:スピーカ、5:ディスプレイ、11:マイク素子、12:アンプ、13:フィルタ部、14:定数選択部、15:指示入力部、21:ハンズフリー通話部、22:音声認識部、23:指示受付部、24:ナビ処理部、25:状態取得部、26:指定信号出力部、27:ユーザ情報記憶部、28:定数管理TL記憶部

Claims (7)

  1. マイクの周波数特性切替装置であって、
    マイクの音声入力信号をフィルタリングするための複数のフィルタ定数を備えたフィルタ手段と、
    フィルタ定数の指定を受付ける指定受付手段と、
    前記フィルタリングに使用するフィルタ定数として前記複数のフィルタ定数の中から前記指定受付手段で指定されたフィルタ定数を選択する定数選択手段と、を有すること
    を特徴とする周波数特性切替装置。
  2. 請求項1に記載の周波数特性切替装置を備えたマイク。
  3. 請求項1に記載の周波数特性切替装置を備えた情報処理装置であって、
    前記周波数切替装置でフィルタリングされた音声入力信号に対して音声認識処理を行う音声認識手段と、
    前記周波数切替装置でフィルタリングされた音声入力信号を移動体電話機へ出力するハンズフリー手段と、
    前記音声認識手段および前記ハンズフリー手段のいずれかに対応付けられたフィルタ定数の指定信号を、前記周波数特性切替装置の前記指定受付手段に出力する指定信号出力手段と、を有すること
    を特徴とする情報処理装置。
  4. 請求項1に記載の周波数特性切替装置に接続されて用いられる情報処理装置であって、
    前記周波数切替装置でフィルタリングされた音声入力信号に対して音声認識処理を行う音声認識手段と、
    前記周波数切替装置でフィルタリングされた音声入力信号を移動体電話機へ出力するハンズフリー手段と、
    前記音声認識手段および前記ハンズフリー手段のいずれかに対応付けられたフィルタ定数の指定信号を、前記周波数特性切替装置の前記指定受付手段に出力する指定信号出力手段と、を有すること
    を特徴とする情報処理装置。
  5. 請求項3または4に記載の情報処理装置であって、
    前記移動体電話からオンフック/オフフックの状態情報を取得する状態取得手段をさらに有し、
    前記指定信号出力手段は、前記状態取得手段が取得した状態情報がオフフックを示している場合に前記ハンズフリー手段に対応付けられたフィルタ定数の指定信号を出力し、オンフックを示している場合に前記音声認識手段に対応付けられたフィルタ定数の指定信号を出力すること
    を特徴とする情報処理装置。
  6. 請求項3または4に記載の情報処理装置であって、
    前記指定信号出力手段は、前記音声認識手段が所定の第1の音声を認識した場合に前記音声認識手段に対応付けられたフィルタ定数の指定信号を出力し、所定の第2の音声を認識した場合に前記ハンズフリー手段に対応付けられたフィルタ定数の指定信号を出力すること
    を特徴とする情報処理装置。
  7. 請求項3乃至6のいずれか1項に記載の情報処理装置であって、
    ユーザの言語、性別および年齢の少なくとも1つを含むユーザ情報が登録されたユーザ情報登録手段をさらに有し、
    前記指定信号出力手段は、前記音声認識手段に対応付けられたフィルタ定数の指定信号として、前記ユーザ情報登録手段に登録されているユーザ情報より定まるフィルタ定数の指定信号を出力すること
    を特徴とする情報処理装置。
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