JP3088739B2 - 音声認識システム - Google Patents

音声認識システム

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JP3088739B2
JP3088739B2 JP02261164A JP26116490A JP3088739B2 JP 3088739 B2 JP3088739 B2 JP 3088739B2 JP 02261164 A JP02261164 A JP 02261164A JP 26116490 A JP26116490 A JP 26116490A JP 3088739 B2 JP3088739 B2 JP 3088739B2
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    • G10L—SPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L15/00—Speech recognition
    • G10L15/22—Procedures used during a speech recognition process, e.g. man-machine dialogue
    • G—PHYSICS
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    • G10L15/00—Speech recognition
    • G10L15/22—Procedures used during a speech recognition process, e.g. man-machine dialogue
    • G10L2015/223—Execution procedure of a spoken command

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、音声認識入力システム又はその一部を有す
るコンピュータの音声入力に関する。
従来技術 従来の音声認識システムでは、音声認識システムはコ
ンピュータからの指令により入力された音声を認識する
処理を実行し、その結果をコンピュータに出力した後、
次の命令を待つ様に動作する。
すなわち、音声によるデータ入力が必要なたびにコン
ピュータから音声認識装置に命令を送って認識動作を行
わせ、応答として認識結果を受けとる方式が用いられて
いる。従って、コンピュータのプログラムには音声認識
システムに命令を出力し、認識結果を受け取るルーチン
と、音声入力が必要となる毎に入力を促すルーチンを具
備しなければならなかった。従って、各種のプログラム
でこれを用いる場合、上記プログラムを各々のプログラ
ムに具備させねばならず、大幅な修正が必要であるとと
もに、キーボードとの並行入力が難しかった。また、従
来、認識終了時に割り込み信号を生成し、その割り込み
信号により認識結果に対応する文字列をキーバッファに
転送する方式をとっていたが、この場合、キー入力と音
声入力を同時に並行して行った場合、送られてくるキー
データの内容がこわれる事が予想され問題であった。更
に、音声認識結果に対応する文字列は予じめ、他のプロ
グラムで生成されており、変更する事が容易ではなかっ
た。
コンピュータに音声を用いて入力する場合の一方法と
してキーボード入力をエミュレーションする方法が考え
られる。すでに流通している市販のソフトウェアのコマ
ンドはその機能略称をキー入力のために記号化してあ
り、これに音声入力を用いる場合、機能略称を発声して
その認識結果としてキー入力記号をシステムに送ればそ
の機能を実現でき、一般に、これを音声キーエミュレー
ションと呼んでいる。
一般に、音声キーエミュレータはキーボードの各々の
キーに対応する様に単音節認識を行なう方法、また単語
単位のキーストロークに対応するように単語認識でおこ
なう方法などが考えられるが、前者の場合、機能名称に
対し必要なキーストロークを区切って発生することは非
常に不自然となり、一般には単語認識を用いて行う方が
より使いやすい。
単語認識によりキーエミュレーションを実現する場
合、認識に必要な音声辞書の各単語に対する発声ストリ
ングと認識結果にしたがってキーボードバッファに転送
するキーストロークストリングが必要となるが（例えば
「移動」に対して発声ストリングは「いどう」キースト
ロークストリングは「IDOU」），コマンド入力として用
いる場合は発声ストリングに対してキーストロークスト
リングをユーザの必要なキーストローク列に設定して用
いる。つまり「移動」という単語に対して使おうとする
アプリケーションのコマンドが「p/s」であるならば「p
/s」と設定する。この様に単語認識を用いる場合、アプ
リケーションプログラム（例えば、ワープロソフトやデ
ータベースソフト）のコマンド操作に置き換えると大変
有効に使える。
さらに、そのコマンドの複合動作にも用いることが可
能である。つまり、アプリケーションの個別のコマンド
の「移動」のコマンドキーストロークが“p/s/改行”、
「複写」のそれが“f/改行”であったとすると、発声ス
トリング「コピー」を有する音声辞書に対してこの文字
ストリング“p/s/改行/f/改行”をキーバッファに転送
することにより一回の発声でコマンドの複数駆動が可能
となる。
しかしながら、この様な音声キーエミュレータを実現
しようとする場合、何らかの形で主走行プログラムと認
識プログラムとの並行処理が必要となり、一般には、発
声トリガキーを用いて認識処理プログラムに切り換え
る。
この発声トリガキーは一般には特殊なキー操作（例え
ばALT−V,CTL−Ｖ…）を与え、必要に応じて変更する。
更に、第11図に示す様なキーストロークの編集も同様
に主走行プログラム上で行える様に同様の方法を用い
る。
この様に音声キーエミュレータを実現するためには、
走行中のプログラムからそのトリガキーを取得せねばな
らず、主走行プログラムに影響を及ぼさない様にする方
法が難しかった。
目的 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもの
で、キーボードから入力されるキーデータの内容をチェ
ックし、その内容があらかじめ定められた内容の時のみ
音声認識のためのデータ入力を可能とし認識処理を行う
事により既存のプログラムを何ら修正せず、又、走行中
のプログラムに影響を与えないで、音声入力及び音声認
識処理を実行せしめることのできる音声入力システムを
提供することを目的としてなされたものである。
構成 本発明は、上記目的を達成するために、（１）キーボ
ードなどのキーデータを入力する手段と、演算処理を行
うCPUと、前記演算処理の結果を表示する表示手段と、
マイクから入力された音声を増幅、補正などを行う信号
処理手段と、得られた信号を周波数解析し、音声の特徴
パラメータを得る手段と、更にこの特徴パラメータをあ
る周期毎に入力する手段と、得られた特徴パラメータ列
から音声区間を検出する手段と、得られたデータに基い
て標準パターンを作成する手段と、その標準パターンを
メモリに格納する手段と、更に未知入力データに対して
標準パターンと比較認識する手段と、認識結果に対する
文字列データを有し、その文字列をキーボードバッファ
に転送する音声認識システムにおいて、キーボードが押
される毎に発声する割り込み信号によりキーボードデー
タの内容を確認し、その内容があらかじめ定められた内
容と合致する時は、割り込みプログラムにより音声入力
の割り込みを許可し、データの入力を行い認識処理を行
う事、更には、（２）前記（１）において、音声入力が
許可された時点では、音声入力の周期割り込みとキーボ
ードの入力割り込みが許可され、音声区間検出手段によ
り音声の始端が検出された時点でキーボード割り込みを
禁止する事、更には、（３）前記（１）又は（２）にお
いて、前記あらかじめ定められたキーとは別のあらかじ
め定めたキーが確認された場合、文字列の変更を可能に
する事、或いは、キーボードなどのキーデータを入力す
る手段と、演算処理を行うCPUと、前記演算処理の結果
を表示する表示手段と、マイクから入力された音声を増
幅、補正などを行う信号処理手段と、得られた信号を周
波数解析し、音声の特徴パラメータを得る手段と、この
特徴パラメータをある周期毎に入力する手段と、得られ
た特徴パラメータ列から音声区間を検出する手段と、得
られたデータに基いて標準パターンを作成する手段と、
その標準パターンをメモリに格納する手段と、未知入力
データに対して標準パターンと比較認識する手段と、認
識結果に対する文字列データを有し、その文字列をキー
ボードバッファに転送する音声認識システムにおいて、
キーボードが押される毎に発生する割り込み信号により
キーボードデータの内容を確認し、その内容があらかじ
め定められた内容と合致する時は、合致フラグをONとし
て本割り込みを終了し、このキー割り込み処理とは別の
第三の割り込み処理ルーチン又は主走行プログラム中
で、この合致フラグを検査してこれがONの時音声入力の
割り込みを許可し、データの入力を行って認識処理を行
う事を特徴とするものである。以下、本発明の実施例に
基いて説明する。
第１図は、本発明の一実施例を説明するための構成図
で、図中、１はマイクロフォン、２は前処理部、３は特
徴パラメータ抽出部、４は音声区間検出部、５は特徴パ
ラメータ入力制御部、６はキーボード割り込み制御部、
７はキーデータチェック部、８は周期信号発生部、９は
データ入力部、10は入力バッファ、11は標準パターンメ
モリ、12は認識処理部、13は結果出力部、14は文字列変
換部、15はキー入力データバッファで、マイク１から入
力された音声信号は前処理部２において増幅、補正さ
れ、特徴パラメータ抽出部３において周波数解析を行
い、例えば、パワースペクトルやLPCケプストラムなど
の認識処理に必要な特徴パラメータ列を生成する。一
方、前処理部２からの音声信号と、前記特徴パラメータ
に従って音声区間検出部４で音声区間が検出された特徴
パラメータ入力制御部５へその信号が送られる。
又、パーソナルコンピュータへ入力されるキーデータ
は、キーデータチェック部７で一旦データが格納され、
その内容がチェックされる。このチェックは具体的には
キーボードが押される事による割り込み信号に基いて、
第２図に示すフローを有する割り込み処理プログラムに
おいて、あらかじめ定めた特定のキーが押されたかどう
かをチェックする（例えば、“ALT−V"などの特殊キー
ストローク）。
第３図は、特定のキーが押された場合のフローを示す
図で、押されたキーが特殊キーであった場合は、この信
号が特徴パラメータ入力制御部５へ送られ、周期信号発
生部８で生成される周期時間パルスによる割り込みを許
可する。データ入力部９は、この周期信号（例えば５〜
20ms周期）に基いて、データの入力を開始する。更にこ
のデータ入力部９においては音声の入力が開始されるま
では音声データとキーデータの入力をチェックし、音声
区間検出部４から区間検出信号に従って音声の始端が検
出された事を確認して音声の特徴パラメータ列を入力バ
ッファ10に入れると同時に、認識処理12を開始させ、第
３図に示した音声処理を行う。この時、キーボードから
の不用意な割り込みを禁止するために、この時点でキー
ボードの割り込みを音声入力より先にキーボード割り込
みが生じた場合はキーデータの読み込みを優先して行
い、音声入力処理をキャンセルする。この様にして得ら
れた入力バッファの特徴パラメータ列とあらかじめ登録
されている標準パターン11を認識処理部12において認識
処理を行い、その結果を結果出力部13にて求めてその結
果に対応する文字列に文字列変換部14において変換し、
キー入力データバッファ15に転送し、キーボード入力と
等価する。
更に上記キーデータ入力キーとは別に、第４図に示す
ように、あらかじめ第２の特定キーを設定しておき（例
えば、CTL−Ｓなど）、そのキーが確認された場合は、
認識結果に対応する文字列データーを例えばディスプレ
イ等で変更できる様構成する事により、同様に即座に結
果に対する文字列データが変更され有効である。
なお、以上には、特定のキーを用いてパソコン上で走
行しているアプリケーションに割り込む例について説明
したが、第２図に破線で示したように入力音声の始端を
検出して割り込みをするようにしてもよい。第５図は、
その場合のフローを示す図で、周期信号発生部８よりの
パルス信号により入力音声の始端を常時検出しており、
始端が検出された場合には、前記キー割り込みと同様に
して割り込みをかける。この場合、音声入力を行うため
の周期割り込みパルスにより駆動させる割り込みプログ
ラムを有しており、この割り込みにより、音声のデータ
入力及び認識処理を行うものであるが、始端が検出され
る前にキーボードが押された場合にはキーボードの処理
を行い、また、音声の入力、認識処理が行われている途
中でキー入力があった場合には、上記の処理をキャンセ
ルする。
而して、以上に説明した例では、ある特定のキー入力
があった場合、音声入力のトリガキーとして受けつけ、
以後、主走行プログラムから音声入力処理ルーチンに処
理を切り換えて認識処理を行っており、この場合、認識
処理ルーチンは主走行プログラム又は対象コンピュータ
の走行環境を考慮しておらず、場合によっては、クリテ
ィカルな処理を中断し、システムエラーをもたらす心配
があった。つまり、キーボード割り込み処理は、一般に
は、ハードウェア割り込み処理でキーが押される事によ
り物理的な信号が発生し割り込み処理を行うものであ
り、従って、本処理ルーチンは、主走行ルーチン又はそ
の他の環境を考慮していないため、本キー割り込み処理
ルーチン内で音声入力を促す事がシステム（PC）にとっ
て良いタイミングとは限らない。つまり、アプリケーシ
ョン等がキー入力を期待しないフェーズでも発生する。
以下に、上述のごとき不具合を回避するための実施例
について説明する。
前述のように、キー割り込み中で予め設定されている
トリガキーと押されたキーが合致した時にそのまま音声
処理にジャンプさせた場合、走行している主プログラム
やシステムの事を考慮せずに音声の入力待ちとなり、こ
れが停止するため、不具合を生ずる。従って、本キー入
力割り込み処理では、その場合、別途合致フラグを設
け、合致フラグをONにしてそのキー割り込み処理を抜
け、主プログラムに戻る。つまり、第６図（ａ）に示す
キー割り込み処理ルーチン間で、押されたキーが合致し
た場合は合致フラグをONにする事により、この時点では
通常のキー処理ルーチンを実行し、第６図（ｂ）に示す
他割込み処理ルーチン内で、合致フラグを検査し合致フ
ラグがONならば音声入力処理を行う。この第６図（ｂ）
に示した処理は、例えば、主走行プログラムが安定状態
にある時に発生する割り込みやキーボード待ちになった
時に発生する割り込み等を用いる。具体的には、例え
ば、MS−DOSのシステムコールにおいてMS−DOS状態にあ
る時に発生する割り込みやキー入力待ちになった時に発
生するBIOS等がある。
第７図及び第８図は、第６図に示した実施例の有効性
を説明するための図で、第７図に示すように、クリティ
カルなJOBを行っている時に、音声入力のためのキー割
り込みが発生しても、この時はクリティカルなJOBを行
っているため、音声入力処理に移ると不具合が生じる。
つまり、キー割り込みが発声して、その内容が音声入力
の場合かどうかの判断は、第８図に示す割り込み処理ル
ーチン内で行うが、その処理を行うかどうかは主走行プ
ロプログラム又はシステムの状態を鑑みて行う必要があ
る。従って、キー割り込み処理ルーチン内ではその内容
が音声入力を促すものかどうかのみを判断し、主走行プ
ログラムがキー待ちルーチンに入った時点で音声処理に
移行する方が望ましい。
第９図は、前述の合致フラグを主走プログラムで検査
する場合の例を説明するためのフローチャートである。
この合致フラグは主走行プログラムで検査しても良
く、具体的には主走行プログラムの最も都合の良いタイ
ミングを待ってその合致フラグのチェックを行えば良
い。この場合、キー割り込みが生じ合致フラグがONされ
て、ユーザの発声を待たせる場合は、例えば、Busy,Rea
dy等の表示を行って多少の入力タイミングの表示を行っ
ても良い。つまり、主走行プログラムの最も都合の良い
時（一般的にはキー入力を要求している時）に音声入力
を促し、その認識結果に対応する文字例をキーボードバ
ッファに転送する。而して、上記処理において、例え
ば、複数の割り込み処理内で合致フラグのチェックを行
う事も考えられる。つまり、MS−DOSの安定状態に発生
する割り込みとキー入力待ちのBIOSが呼ばれた時に発生
する割り込み等の複数の割り込みのどれかで検知された
場合に、その処理を行う様にし、その処理が終了したら
合致フラグをOFFとする。例えば、MS−DOSのキー入力待
ちには、MS−DOSのシステムコール、キー入力待ちのBIO
Sコール等が用意されており、システムコールではMS−D
OSのコマンド入力待ち時の安定状態で呼ばれる内部割り
込み等があり、同様にキー入力待ちのコール等もある。
更に、上記の合致フラグのチェックは、例えば第10図
に示すように、認識装置20内に設けられているノイズ検
知装置21からの信号によって行ってもよい。つまり、ノ
イズ検知装置により周囲雑音が比較的静かな時に合致フ
ラグのチェックを行いONならば音声入力処理を行う。
効果 以上の説明から明らかなように、本発明によると、音
声入力を用いたプログラムを修正する事もなく、又、現
在走行中のプログラムに影響を与えずに音声認識結果を
キーボード入力と同様に用いる事ができ、更には、現在
走行中のプログラムに影響を与えずに音声入力によるキ
ーエミュレーションを実現できる。
【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の一実施例を説明するための構成図、
第２図は、割り込み処理のフローチャート、第３図は、
請求項１及び２に記載のキーが押された時のフローを示
す図、第４図は、請求項３に記載のキーが押された時の
フローを示す図、第５図は、入力音声の始端を検出して
割り込みをする時のフローを示す図、第６図は、キー割
り込み及びキー以外の割り込みルーチンを説明するため
のフローチャート、第７図及び第８図は、第６図に示し
た実施例の有効性を説明するための図、第９図は、合致
フラグを主走査プログラムで検査する場合の例を示す
図、第10図は、合致フラグチェックを説明するための
図、第11図は、結集画面の一例を示すための図である。 １……マイクロフォン、２……前処理部、３……特徴パ
ラメータ抽出部、４……音声区間検出部、５……特徴パ
ラメータ入力制御部、６……キーボード割り込み制御
部、７……キーデータチェック部、８……周期信号発生
部、９……データ入力部、10……入力バッファ、11……
標準パターンメモリ、12……認識処理部、13……結果出
力部、14……文字列変換部、15……キー入力データバッ
ファ。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】キーボードなどのキーデータを入力する手
    段と、演算処理を行うCPUと、前記演算処理の結果を表
    示する表示手段と、マイクから入力された音声を増幅、
    補正などを行う信号処理手段と、得られた信号を周波数
    解析し、音声の特徴パラメータを得る手段と、この特徴
    パラメータをある周期毎に入力する手段と、得られた特
    徴パラメータ列から音声区間を検出する手段と、得られ
    たデータに基いて標準パターンを作成する手段と、その
    標準パターンをメモリに格納する手段と、未知入力デー
    タに対して標準パターンと比較認識する手段と、認識結
    果に対する文字列データを有し、その文字列をキーボー
    ドバッファに転送する音声認識システムにおいて、キー
    ボードが押される毎に発生する割り込み信号によりキー
    ボードデータの内容を確認し、その内容があらかじめ定
    められた内容と合致する時は、割り込みプログラムによ
    り音声入力の割り込みを許可し、データの入力を行って
    認識処理を行う事を特徴とする音声認識システム。
  2. 【請求項２】音声入力が許可された時点では音声入力の
    周期割り込みとキーボードの入力割り込みが許可され、
    音声区間検出手段により音声の始端が検出された時点で
    キーボード割り込みを禁止する事を特徴とする請求項１
    に記載の音声認識システム。
  3. 【請求項３】前記あらかじめ定められたキーとは別のあ
    らかじめ定めたキーが確認された場合に、文字列の変更
    を可能にする事を特徴とする請求項１又は２に記載の音
    声認識システム。
  4. 【請求項４】キーボードなどのキーデータを入力する手
    段と、演算処理を行うCPUと、前記演算処理の結果を表
    示する表示手段と、マイクから入力された音声を増幅、
    補正などを行う信号処理手段と、得られた信号を周波数
    解析し、音声の特徴パラメータを得る手段と、この特徴
    パラメータをある周期毎に入力する手段と、得られた特
    徴パラメータ列から音声区間を検出する手段と、得られ
    たデータに基いて標準パターンを作成する手段と、その
    標準パターンをメモリに格納する手段と、未知入力デー
    タに対して標準パターンと比較認識する手段と、認識結
    果に対する文字列データを有し、その文字列をキーボー
    ドバッファに転送する音声認識システムにおいて、キー
    ボードが押される毎に発生する割り込み信号によりキー
    ボードデータの内容を確認し、その内容があらかじめ定
    められた内容と合致する時は、合致フラグをONとして本
    割り込みを終了し、このキー割り込み処理とは別の第三
    の割り込み処理ルーチン又は主走行プログラム中で、こ
    の合致フラグを検査し、これがONの時は音声入力の割り
    込みを許可し、データの入力を行って認識処理を行う事
    を特徴とする音声認識システム。
JP02261164A 1989-10-06 1990-09-28 音声認識システム Expired - Lifetime JP3088739B2 (ja)

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JP1-261295 1989-10-06
JP26129589 1989-10-06

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