JP3294286B2 - 音声認識システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ハンズフリーマイク
ロホンによって検出した音声を認識し、その認識結果に
よって各種機器の制御を行なわせる音声認識システムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】会話音による音声をマイクロホンによっ
て検出し、この検出した音声情報を認識して、各種機器
を制御する音声認識システムが種々研究され開発されて
いる。そして、この様な音声認識システムを使って、例
えば車載されたエアコン装置、音響装置等の制御を音声
によって行わせるようにすることが考えられている。

【０００３】この様に音声認識システムを車両に設置し
た場合、運転操作に支障を来さないように、マイクロホ
ンを例えば運転席前方のバイザー部分、ハンドル部分等
に設置するハンズフリーマイクロホンが使用される傾向
にある。したがって、このマイクロホンにあっては、例
えば運転者の発声した音声のみならず、車室内に存在す
る全ての音声を検知しているものであり、そのままでは
指令用の音声を識別して認識動作させることが困難とな
る。

【０００４】特開昭５９−１０９０９３号公報あるいは
特公平２−３９７９８号公報には、この様な音声の認識
装置が示されている。これらの装置にあっては、音声入
力に先立ってガイド音を発声し、このガイド音の終了後
に入力音声を発生させるようにする。そして、このガイ
ド音の発生に対応して音声認識動作が開始されるように
する。すなわち、音声認識動作の制御性と共に、認識率
が向上されるようにしている。

【０００５】図７はその動作状態を示すもので、音声認
識動作に先立って特定時間幅のガイド信号が発生され、
このガイド信号に対応してガイド音が発生される。そし
て、このガイド音が終了してから、例えば運転者である
オペレータが認識させるべき音声を発声し、これがマイ
クロホンで変換されて音声認識のために使用されるよう
になる。

【０００６】この様な音声認識動作を行なわせるに際し
て、ガイド音がマイクロホンから入力され、音声認識装
置に供給されるようになると、このガイド音と入力音声
との識別を行わなければならず、精度の高い音声認識を
行うことが困難となる。このため、ガイド信号の終了と
共に認識モードを設定する制御信号を発生し、この認識
モード信号に対応して、音声認識装置の動作を制御する
ようにしている。

【０００７】しかし、実際に例えば車室内にガイド音を
発生すると、このガイド音が車室内に反響し、ガイド音
の終了後においても残響音が存在する。すなわち、ガイ
ド音はガイド信号の立ち下がりと共に急激に減衰するこ
とがなく、ガイド信号の終了後にも残響音が存在し、こ
の残響音がマイクロホンで変換される。

【０００８】ここで、マイクロホンからの信号は、認識
モードが立ち上がると共に音声認識装置に入力されるよ
うになる。したがって、オペーレータ音声と共に認識モ
ードの立ち上がり時に存在するガイド音の残響音が、認
識入力として音声認識装置に入力され、ガイド音の残響
音が雑音入力として入力され、認識率を向上させること
が困難となり、また誤動作の原因となり易い。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、ガイド音を発生して音声認
識モードを設定するに際して、マイクロホン等の音声変
換手段で変換される音声に対して、このガイド音の影響
が現れることがなく、オペレータの発生した音声のみを
確実に検知して認識精度が向上されるようにする音声認
識システムを提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明では、音声を音
声検出信号に変換する音声変換手段と、音声認識動作に
対応するガイド信号に基づいてガイド音を発生するガイ
ド音発生手段と、前記ガイド信号の立ち下がり後の前記
ガイド音の環境に応じた残響時間を測定して記憶する記
憶手段と、前記音声変換手段で変換された音声信号に基
づいて、発生された音声の内容を認識する音声認識手段
と、この音声認識手段と前記音声変換手段との間に設け
られ、前記音声検出信号の前記音声認識手段に対する入
力をオン・オフ制御するスイッチング手段と、前記ガイ
ド音の減衰から前記記憶手段で記憶された残響時間に相
当する遅延時間を設定し、それまでの間は前記スイッチ
ング手段をオフ制御すると共に、その後このスイッチン
グ手段をオン制御して前記音声変換手段で変換された音
声検出信号を前記音声認識手段に供給する遅延制御手段
とを具備するものである。

【００１１】

【作用】この様に構成される音声認識システムにあって
は、ガイド音が発生された後にオペレータが発声し、そ
の音声を音声変換手段で変換して音声認識手段に入力さ
せ、音声認識による各種制御動作を実行させるようにす
るものであるが、ガイド信号の立ち下がり後に残響時間
に相当する遅延時間を測定し、設定できる。したがっ
て、音声認識システムには、環境に応じた遅延時間を使
用することで、環境に応じてガイド音の残響音が確実に
減衰した後のオペレータの音声のみ入力され、認識率が
必然的に向上されるようになる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１はその概略的な構成を示すもので、例え
ばハンズフリーマイクロホン11で検出された音声情報
は、スイッチング回路12を介して音声認識装置13に供給
される。この音声認識装置13においては、入力された音
声情報を登録音声情報と比較し、入力音声の内容を識別
するもので、その識別結果に対応して図示しない制御機
器の制御を行なわせる周知の認識動作を行う。

【００１３】スイッチング回路12および音声認識装置13
は、制御回路14からの指令に基づいて制御されるもので
あり、この制御回路14にはマイクロホン11からの信号が
供給される残響時間測定回路15が従属されている。そし
て、この残響時間測定回路15で計測された残響時間は、
記憶回路16に適宜記憶保持される。

【００１４】この制御回路14によってはさらにガイド音
合成回路17が制御され、このガイド音合成回路17で合成
されたガイド音信号は増幅器18で適宜増幅してスピーカ
19に供給され、ガイド音として発生されるようにする。

【００１５】この様に構成される音声認識システムにあ
っては、まず特定されるタイミングに対応して、例えば
電源投入時において残響時間が計測される。この残響時
間測定動作に際しては、まず制御回路14からガイド音合
成回路17に対してガイド音発生指令が与えられ、この合
成回路17で合成されたガイド音信号は増幅器18を介して
スピーカに与えられ、ガイド音として出力され、このガ
イド音はマイクロホン11に入力される。

【００１６】このマイクロホン11で変換されたガイド音
信号は、残響時間測定回路15に供給されているものであ
るが、この残響時間測定回路15においては、制御回路14
からのガイド信号を検知し、このガイド信号の立ち下が
り以降にマイクロホン11に入力されるガイド音の存在を
検出する。そして、ガイド信号の立ち下がり時から入力
ガイド音の終了までの時間、すなわち残響時間を測定す
る。この測定された残響時間情報は、認識動作時におけ
る遅延時間設定のための情報として用いられるものであ
る。

【００１７】音声認識動作時においては、まずこの認識
動作に先立って制御回路17からの指令によってガイド音
が発生される。このガイド音は、オペレータが認識させ
るべき音声の発声のタイミングを指示するもので、制御
回路14からの指令に対応してガイド信号が発生される。

【００１８】制御回路14ではこのガイド信号の発生され
ている期間はスイッチング回路12にオフ指令を出力し、
マイクロホン11で変換されたガイド音信号が音声認識装
置13に入力されることを阻止している。そして、ガイド
信号が立ち下がった後は、記憶回路16に記憶されている
残響時間に相当する遅延時間の経過後に、スイッチング
回路12にオン指令を与え、ガイド音およびその残響音が
消滅した状態で、マイクロホン11で変換された信号が認
識装置13に入力されるようにする。

【００１９】図２はこの様な制御回路14における動作の
流れを示しているもので、まずステップ101 でガイド信
号が発生され、ステップ102でこのガイド信号の終了を
判別する。このステップ102 でガイド信号が立ち下がっ
たことが判定されたならば、ステップ103 に進んで記憶
回路16に記憶設定された残響時間情報に基づいて遅延時
間を設定し、ステップ104 に進む。このステップ104 で
は遅延時間の経過を判別しているもので、設定された遅
延時間が終了したならばステップ105 に進んで、スイッ
チング回路12をオン制御し、マイクロホン11で変換され
た音声が、音声認識装置13に対して入力されるようにし
ている。

【００２０】ここで、スイッチング回路12は図１で例示
するように、オン・オフ制御されるスイッチによって構
成すればよいものであるが、このスイッチング回路12
を、例えば図３で示すように可変抵抗回路によって構成
するようにしてもよい。

【００２１】すなわち、制御回路14からの指令によって
その抵抗値が可変制御されるようにするもので、この抵
抗値の変化によって音声認識装置13に入力される音声信
号のレベルを制御する。

【００２２】この様にスイッチング回路12を可変抵抗回
路によって構成することにより、音声認識装置13に対す
る入力レベルを一定に保つ等のＡＧＣ回路に模した性能
を合わせ持たすことができる。また、抵抗値を調整する
ことによって、音声認識装置13に対する入力を切ること
が無いようにすることができ、緊急時等において大きな
音圧で発声することにより、強引にこの認識装置13を作
動させることができるようになる。

【００２３】図４は制御回路14における遅延時間の設定
処理の流れを示すもので、ステップ201 で残響時間測定
タイミングを設定する。例えば電源の投入時、特定され
る周期毎、登録あるいは認識動作時等に、この測定タイ
ミングが設定される。このステップ201 で設定された測
定タイミングにおいて、ステップ202 で残響時間測定の
命令が発生され、ステップ203 であらかじめ設定された
残響時間規定値が指示される。

【００２４】この残響時間規定値は残響音として認知で
きる範囲の時間に対応するもので、例えば０．０３ｍ秒
〜０．１秒の範囲に設定され、この範囲を越える音響信
号は残響ではなく雑音であると判断するための基準値を
設定するものである。

【００２５】この様に残響時間規定値が設定されたなら
ば、ステップ204 でガイド音発生指令が出力され、合成
されたガイド音が発生され、このガイド音がマイクロホ
ン11において変換される。そして、ガイド音を発生させ
るガイド信号とマイクロホン11からの音響信号とに基づ
いて得られた残響時間がステップ205 で受信され、ステ
ップ206 でこの残響時間が遅延時間として設定されるよ
うになる。

【００２６】図５は上記残響時間を送信するための学習
処理の流れを示すもので、ステップ301 で残響時間規定
値を受信し、その後ステップ302 で残響時間を測定する
ためのガイド音をインパルスによって発生させ、その応
答入力を得る。ステップ303ではこの応答入力に基づい
て残響時間ｔを計算するもので、この残響時間の計算は
例えばインパルス２乗積分法によって行う。

【００２７】この様にして残響時間ｔが計算されたなら
ば、ステップ304 でこの時間ｔがステップ301 で設定さ
れた規定時間内に入っているか否かを判定する。そし
て、時間ｔが規定時間の範囲内に無いと判断されたとき
は、受信していた音響が雑音であると判断してステップ
302 に戻る。また、ステップ304 で時間ｔが規定時間の
範囲内であると判定されたならば、これを測定された残
響時間と認定し、ステップ305 で残響時間の送信を行
い、さらにステップ306 でこれを記憶する。

【００２８】図６はこの様に構成される音声認識システ
ムにおける認識動作の状態を示すもので、ガイド信号に
基づいてガイド音が発生され、このガイド音がマイクロ
ホン11において変換される。この場合、マイクロホン11
で変換されるガイド音は、ガイド信号の時間幅よりも残
響時間に相当した時間遅れをもって減衰する。

【００２９】そして、この様に発生されたガイド音を認
知してオペーレータが認識させるべき音声を発声するも
のであるが、音声認識装置13において設定される認識モ
ードは、ガイド音の立ち下がり時より、設定記憶された
残響時間が経過した、すなわちガイド音より残響時間に
相当する遅延時間をもって立ち上がり、この認識モード
に対応してスイッチング回路12がオン制御され、音声認
識装置13にはガイド音およびその残響音を含まない、オ
ペレータの発声した音声のみ入力されるようになる。

【００３０】すなわちこの音声認識システムは、オペレ
ータに対して合成音声やブザー音等で認識結果やガイド
メッセージ等を報知するように構成されるもので、特に
オペレータの口部分に近接設置されることのないハンズ
フリーマイクロホンとスピーカとを用いて構成される。
この場合合成音やブザー音がスピーカから出力される際
に、これらの音響が出力されている間と、この出力が終
了してからも一定時間の間、ハンズフリーマイクロホン
より音声認識装置に入力される信号が遮断される。

【００３１】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る音声認識シ
ステムによれば、ハンズフリーマイクロフォンを使用し
て音声入力を行なわせ、音声入力のためにガイド音を発
生させる場合、ガイド音の残響音を確実に排除して、音
声認識動作が行なわれるようになり、認識率が効果的に
向上されるとともに、ガイド音にしたがって行う認識動
作においても、ガイド音の残響時間を測定し記憶し、こ
の残響時間を使用するため、環境に応じて誤ってガイド
音の残響音によって動作してしまうという誤動作を防ぐ
ことができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る音声認識システムを
説明する構成図。

【図２】上記システムの基本的認識動作の流れを説明す
るためのフローチャート。

【図３】上記システムに使用されるスイッチンング回路
の他の例を説明する図。

【図４】残響時間に対応した遅延制御の流れを説明する
フローチャート。

【図５】同じく残響時間測定学習処理の流れを説明する
フローチャート。

【図６】上記システムの認識動作の状態を説明するタイ
ミングチャート。

【図７】従来のシステムの認識動作の状態を説明するた
めのタイミングチャート。

【符号の説明】

11…ハンズフリーマイクロホン、12…スイッチング回
路、13…音声認識装置、14…制御回路、15…残響時間測
定回路、16…残響時間記憶回路、17…ガイド音合成回
路、18…パワーアンプ、19…スピーカ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅田 博重 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特公 昭59−14769（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平２−39798（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G10L 3/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音声を音声検出信号に変換する音声変換
   手段と、音声認識動作に対応するガイド信号に基づいて
   ガイド音を発生するガイド音発生手段と、前記ガイド信
   号の立ち下がり後の前記ガイド音の環境に応じた残響時
   間を測定して記憶する記憶手段と、前記音声変換手段で
   変換された音声信号に基づいて、発生された音声の内容
   を認識する音声認識手段と、この音声認識手段と前記音
   声変換手段との間に設けられ、前記音声検出信号の前記
   音声認識に対する入力をオン・オフ制御するスイッチン
   グ手段と、前記記憶手段に記憶された残響時間に相当す
   る前記ガイド信号の立ち下がりからの遅延時間を設定
   し、前記遅延時間終了までの間は、前記スイッチング手
   段をオフ制御すると共に、その後このスイッチング手段
   をオン制御して前記音声変換手段で変換された音声検出
   信号を前記音声認識手段に供給する遅延制御手段とを具
   備したことを特徴とする音声認識システム。