JP6524814B2 - 会話検出装置及び会話検出方法 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、会話検出装置及び会話検出方法に関する。
従来、ユーザの腕に装着され、音声センサにより音声を検出可能である腕輪型センサデバイスがある。
従来の腕輪型センサデバイスは、例えば、会合等の場において、検出された音声データから、会話がどの程度活発に行われているか、又は、参加者が均等に会話しているか等の特徴量を算出することに使用される。
しかし、従来の腕輪型センサデバイスは、電力の消費量が大きいという問題がある。
特開2012−27589号公報
そこで、実施形態は、会話量の検出が可能であり、電力の消費を抑え、会話量の検出精度の良い会話検出装置及び会話検出方法の提供を目的とする。
実施形態の会話検出装置は、動作と休止とを繰り返す間欠動作がされ、動作時において、外部の音声を集音して声成分を検出し、前記声成分の情報である声成分情報を出力する音声検出部と、前記音声検出部に対して間欠動作信号を送信することにより、前記音声検出部に対して、第1所定時間毎に、動作と休止とを交互に繰り返す間欠動作であって、前記動作の時間が前記休止の時間より短い前記間欠動作をさせる間欠動作制御部と、前記音声検出部から出力された複数の前記声成分情報に基づいて、会話の有無を判定する判定部と、を有する。
実施形態の会話検出方法は、間欠動作制御部により、音声検出部に対して間欠動作信号を送信し、前記音声検出部に対して、第1所定時間毎に、動作と休止とを交互に繰り返す間欠動作であって、前記動作の時間が前記休止の時間より短い前記間欠動作をさせ、前記音声検出部の動作時に、外部の音声を集音して声成分を検出し、声成分情報を出力し、前記音声検出部から出力された複数の前記声成分情報に基づいて、会話の有無を判定する。
実施形態に関わる、会話検出装置を腕に装着した状態の説明図である。 実施形態に関わる、会話検出装置と、携帯情報端末との無線通信の構成を説明する説明図である。 実施形態に関わる、会話検出装置の構成を示すブロック図である。 実施形態に関わる、会話検出装置の間欠動作を説明するタイムチャートである。 実施形態に関わる、会話検出装置のDSPの処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態に関わる、会話検出装置のフレーム判定部と会話判定部の処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態に関わる、会話検出装置のVAD情報と、フレームと、会話判定結果とを説明する説明図である。
(実施形態)
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
(構成)
図1は、実施形態に関わる、会話検出装置1を腕Hに装着した状態の説明図である。図2は、実施形態に関わる、会話検出装置1と、携帯情報端末Mとの無線通信の構成を説明する説明図である。
図1と図2に示すように、会話検出装置1は、本体部11と、装着部101とを有して構成される。会話検出装置1は、ユーザの腕Hに装着される。本体部11は、表面に、集音口23と、表示部31と、表示部31に重畳配置されたタッチパネル32とを有して構成される。本体部11は、側面に操作部41を有して構成される。本体部11は後述する無線通信部51を有し、スマートフォン等の携帯情報端末Mと、無線通信可能である。
図3は、実施形態に関わる、会話検出装置1の本体部11の主要部の構成を示すブロック図である。
図3に示すように、本体部11は、音声検出部21と、時計部61と、メモリ71と、無線通信部51と、制御部81と、表示部31と、タッチパネル32と、操作部41とを有して構成される。
音声検出部21は、外部の音を集音するマイクロホン22と、マイクロホン22により集音された音から声成分を検出する信号処理部であるデジタルシグナルプロセッサ(以下「DSP24」という)と、を有して構成される。
マイクロホン22は、本体部11の表面の集音口23から外部の音声を集音し、集音された音声を音声信号に変換可能である。
マイクロホン22は、DSP24に接続される。マイクロホン22は、音声信号をDSP24に出力する。
信号処理部であるDSP24は、マイクロホン22から入力される音声信号に対し、所定時間T1毎に、発話活動検出(Voice Activity Detection;VAD)技術を適用した処理により、声成分を検出し、声成分の検出回数をカウントし、声成分情報であるVAD情報として出力する回路である。
VAD情報は、所定時間T1毎に、音声検出部21から出力される。VAD情報は、マイクロホン22により集音された音声中に、声成分が検出されたか否かを示す情報である。
VAD情報は、所定時間T1において、声成分が検出された回数が、記録される。VAD情報が、1以上であるとき、声成分が検出されたことを示す。一方、VAD情報が、0であるとき、声成分が検出されなかったことを示す。
VAD技術による声成分の検出は、例えば、音声信号の周波数と振幅スペクトル等により特徴量を算出し、算出された特徴量を判別することにより行われる。
第1所定時間である所定時間T1は、会話量検出の精度が落ちることがないように、短い発声についても検出できる時間に設定される。所定時間T1は、例えば、0.5秒から数秒の範囲に含まれる時間である。
DSP24は、後述する制御部81に電気的に接続され、VAD情報を制御部81に送信可能である。
図4は、実施形態に関わる、会話検出装置1の間欠動作を説明するタイムチャートである。
図4に示すように、音声検出部21は、所定時間T1毎に、動作と休止とを交互に繰り返す間欠動作がされ、動作時において、外部の音声を集音して声成分を検出し、検出された声成分の情報であるVAD情報(声成分情報)を出力する。すなわち、音声検出部21は、後述する間欠動作制御部85から所定時間T1毎に間欠動作信号を受信し、所定時間Taだけ動作し、所定時間Taが経過した後は、休止する。音声検出部21は、間欠動作制御部85の前回の間欠動作信号の受信から所定時間T1を経過した後、すなわち、休止してから所定時間Tsを経過した後、間欠動作制御部85から再度間欠動作信号を受信することにより動作する。これにより、音声検出部21は、所定時間T1毎に、所定時間Taだけ動作し、所定時間Tsだけ休止する間欠動作を繰り返す。
時計部61は、時刻情報を生成可能であり、制御部81に対し、時刻情報を送信可能である。制御部81は、判定部86による判定結果に、時計部61により生成された時刻情報を付加可能である。
メモリ71は、書き換え可能である不揮発性メモリ71により構成される。メモリ71は、各種情報を記憶可能である。
無線通信部51は、スマートフォン等の携帯情報端末Mとのデータ通信を行うための回路であり、近距離無線通信のための回路である。
制御部81は、中央処理装置(以下「MPU」という)82と、RAM83と、ROM84とを有して構成される。MPU82は、会話検出に関する各種プログラムに従い処理を実行可能である。ROM84には、各種処理プログラムの他、間欠動作制御部85と、判定部86との各プログラムが記憶される。
制御部81は、処理部の機能として、間欠動作制御部85と、判定部86とを有する。
間欠動作制御部85は、音声検出部21に対して間欠動作信号を送信することにより、所定時間T1毎に、音声検出部21を間欠動作させる処理部である。
判定部86は、音声検出部21から出力された複数のVAD情報に基づいて、会話の有無を判定する処理部である。判定部86は、フレーム判定部と、会話判定部とを含んで構成される。
フレーム判定部は、所定時間T1毎に出力される複数のVAD情報から所定時間T2毎にフレームを生成し、フレームに基づいて、会話の有無を判定する処理部である。図4は、所定時間T1bと、T1cと、T1dとのVAD情報から、所定時間T2aのフレームを生成した例である。所定時間T2は、所定時間T1よりも長い時間である。
会話判定部は、所定時間T3毎に、後述する複数のVAD検出有りフレームに基づいて、会話の有無を判定する処理部である。所定時間T3は、所定時間T1又は所定時間T2よりも長い時間である。
表示部31は、本体部11の表面に設けられる。表示部31は、制御部81に接続され、制御部81からの制御信号により、各種情報を表示可能である。
タッチパネル32は、表示部31の表示面に一体的に密着して積層配置される。タッチパネル32は、タッチ操作やスワイプ操作(タッチパネル32に指をタッチして指を滑らせる操作)による指示入力が可能である。タッチパネル32は、制御部81に接続され、ユーザの指示入力を電気信号として制御部81に送信可能である。
操作部41は、本体部11の側面に設けられ、現在時刻等の各種設定等の各種指示の入力が可能である。なお、図1においては、操作部41は、本体部11の側面に設けられているが、実施形態に限定されることなく、操作部41は、本体部11の表面に設けられても構わない。
装着部101は、本体部11の長手方向両端部に取り付けられる2本のリストバンド111、112を有して構成される。2本のリストバンド111、112は、それぞれ細長帯状に形成され、先端に留め具121、122を有して構成される。ユーザは、本体部11を腕Hの外側(手の甲側)に配置し、2本のリストバンド111、112をそれぞれ手の内側(手のひら側)に回し、留め具121、122を留め、会話検出装置1を腕Hに装着可能である。
(作用)
次に、実施形態に係る会話検出装置1の作用について説明をする。
図5は、実施形態に関わる、会話検出装置1のDSP24の処理の流れを示すフローチャートである。
ユーザは、腕Hに会話検出装置1を装着する。
MPU82は、ROM84から各種プログラムを読み込み、RAM83に展開し、プログラムの処理を実行する。なお、ユーザは、会話検出装置1に対し、操作部41により会話量検出開始の指示を与えることができる
制御部81は、間欠動作制御部85の処理を実行し、所定時間T1毎に、音声検出部21であるマイクロホン22とDSP24を動作させるための間欠動作信号を、マイクロホン22と、DSP24とに対し、送信する。間欠動作制御部85は、MPU82が実行する処理部として構成される。
マイクロホン22は、間欠動作制御部85から間欠動作信号を受信すると、所定時間Taだけ動作し、集音された外部の音声を音声信号に変換し、デジタル信号として、DSP24に出力する。すなわち、所定時間Taの間だけマイクロホン22に電力が供給され、マイクロホン22は動作する。所定時間Ta経過後、マイクロホン22は、間欠動作制御部85から次回の間欠動作信号が受信されるまで、すなわち、所定時間Tsだけ、休止する。
次に、DSP24の処理について説明する。
DSP24は、間欠動作制御部85から間欠動作信号が受信されると、所定時間Taだけ動作する。
DSP24は、マイクロホン22から音声信号を取得する(ステップ(以下「S」と略す)1)。
DSP24は、音声信号に声成分が含まれているか否かを判定する(S2)。S2では、DSP24は、VAD技術を適用した処理により、声成分を検出する。
音声信号に声成分が含まれているとき(S2:YES)は、DSP24は、VAD情報の値を1だけ加算し、処理はS3に進む(S2Y)。一方、音声信号に声成分が含まれていないときは、VAD情報の値は加算されないまま(S2:NO)、処理はS3に進む。
DSP24は、所定時間Taを経過しているか否かを判定し、所定時間Taを経過していないとき(S3:NO)、処理はS1に戻る。一方、所定時間Taを経過しているとき、処理はS4に進む。
DSP24は、VAD情報を制御部81に出力する(S4)。
DSP24は、間欠動作制御部85から送信される次回の間欠動作信号を受信するまで、すなわち、所定時間Tsだけ休止状態に入る(S5)。
S1からS5の処理がDSP24の処理を構成する。
音声検出部21であるマイクロホン22とDSP24とは、所定時間T1毎に間欠動作を繰り返し、所定時間Taだけ動作して音声信号の声成分を検出し、その後、所定時間Tsだけ休止する。音声検出部21は、休止することにより、電力の消費量が抑えられる。
所定時間Tsは、所定時間T1内において、電力の消費量を抑える効果が高くなるように設定される。所定時間Tsは、例えば、所定時間T1の10分の9の時間である。また、所定時間Taは、例えば、所定時間T1の10分の1の時間である。
図6は、実施形態に関わる、会話検出装置1のフレーム判定部と会話判定部の処理の流れを示すフローチャートである。図7は、実施形態に関わる、会話検出装置のVAD情報と、フレームと、会話判定結果とを説明する説明図である。
制御部81は、フレーム判定部の処理を行う。フレーム判定部の処理は、MPU82が実行する処理部として構成される。
制御部81は、DSP24から出力されたVAD情報を1個だけ読み込む(S11)。
制御部81は、VAD情報の値が1以上であるか否かを判定する(S12)。S12では、VAD情報の値が0であるとき、次のVAD情報を読み込むため、処理をS11に戻す。一方、VAD情報の値が1以上であるとき、VAD情報の値に「1」をセットし、処理はS13に進む。以下、「1」がセットされたVAD情報を「有効VAD情報」と称して説明をする。
図7においては、例えば、V4、V5、V12,V13、V14及びV18の値が0であり、処理はS11に戻る。
制御部81は、所定数(N−1)個のVAD情報を追加で読み込み、所定数N個のVAD情報からフレームを生成する(S13)。すなわち、フレームは、所定時間T2における、所定数N個のVAD情報により構成される。所定時間T2は、所定時間T1×所定数Nにより算出される時間である。
これにより、有効VAD情報(すなわち、声成分が検出されたことを示す声成分情報)をフレームの先頭に配置するフレームが生成される。各フレームの先頭が有効VAD情報で統一されることにより、後述するS14における判定の精度を高めることができる。
第2所定時間である所定時間T2は、会話ではない短い発声又は雑音を除外できる長さに設定される。所定時間T2は、例えば、1秒から10秒の範囲に含まれる時間である。
図7においては、例えば、V1、V2及びV3からフレームF1が生成され、V6、V7及びV8からフレームF2が生成され、V9、V10及びV11からフレームF3が生成され、V15、V16及びV17からフレームF4が生成され、V19、V20及びV21からフレームF5が生成される。
制御部81は、フレーム毎に、フレームに含まれる有効VAD情報の個数が、閾値S1以上であるか否かを判定する(S14)。有効VAD情報の個数が、閾値S1以上であるとき(S14:YES)には、当該フレームは、会話有りのフレームであるVAD検出有りフレームであると判定し、VAD検出有りフレームの個数情報を1加算し(S14Y)、処理はS14に進む。一方、有効VAD情報の個数が閾値S1未満であるとき(S14:NO)には、VAD検出有りフレームの個数情報は加算せずに、処理はS15に進む。
第1所定閾値である閾値S1は、例えば、フレームを構成するVAD情報の個数の半分に設定される。
図7においては、例えば、閾値S1が2であるとき、フレームF2における有効VAD情報の個数は、V6とV7の2個であり、閾値S1以上である。また、フレームF4における有効VAD情報の個数は、V15とV16とV17の3個であり、閾値S1以上である。また、フレームF5における有効VAD情報の個数は、V19とV20の2個であり、閾値S1以上である。よって、フレームF2,F4及びF5は、VAD検出有りフレームと判定される。一方、フレームF1とフレームF3は、有効VAD情報の個数が閾値S1未満であり、VAD検出有りフレームではない。したがって、ここでは、VAD検出有りフレームの個数情報は3である。
制御部81は、所定時間T3が経過したか判定し(S15)、所定時間T3が経過していないときには、処理はS11に戻る(S15:NO)。一方、所定時間T3が経過しているときには、処理はS16に進む(S15:YES)。
第3所定時間である所定時間T3は、会話判定をする際の基準となる時間として予め設定される。所定時間T3は、例えば、1分から数分の範囲に含まれる時間である。
制御部81は、所定時間T3におけるVAD検出有りフレームの個数情報に、時刻情報を付加し、メモリ71に記憶する(S16)。
上述のS11からS16の処理が、フレーム判定部の処理を構成する。
フレーム判定部の処理(S11〜S16)においては、制御部81は、所定時間T1よりも長い所定時間T2のフレームに対して判定をするため、会話がより適正に検出され、また、会話ではない短い発声又は雑音等を除外することができる。
続いて、制御部81は、会話判定部の処理を行う。会話判定部の処理は、MPU82が実行する処理部として構成される。
制御部81は、所定時間T3における、フレーム判定部により会話有りと判定されたVAD検出有りフレームの個数情報の値が、閾値S2以上であるか否かを判定する(S17)。VAD検出有りフレームの個数情報の値が、閾値S2以上であるとき(S17:YES)、会話有りであると判定し(S17Y)、会話であることが検出される。一方、VAD検出有りフレームの個数情報の値が、閾値S2未満であるとき(S17:NO)、会話無しであると判定する(S17N)。
第2所定閾値である閾値S2は、会話ではない短い発声を除外することに適した数に設定される。
図7においては、例えば、VAD検出有りフレームの個数情報は3である。閾値S2が1であるとき、制御部81は、会話判定部において、会話ありであると判定する。
制御部81は、会話判定部の判定結果に時刻情報を付加し、メモリ71に記憶する(S18)。
上述のS17〜S18の処理が、会話判定部の処理を構成する。
会話判定部の処理(S17〜S18)においては、制御部81は、所定時間T2よりも長い所定時間T3において判定をするため、会話検出の精度が高められる。
ユーザが、会話検出装置1に対し、会話の検出結果の表示指示を与えると、制御部81は、会話の検出結果から集計された検出項目を、1行ずつ又はリスト形式により、表示部31に表示させる。集計による検出項目は、例えば、1日の会話の時間等である。
上述の実施形態によれば、会話量の検出が可能であり、電力の消費を抑え、会話量の検出精度の良い会話検出装置の提供をすることができる。
なお、上述の実施形態は、会話判定部は、制御部81がプログラムを実行することにより実現される処理であるが、無線通信部51を介し、携帯情報端末Mにプログラムを実行させてもよい。この構成によれば、会話検出装置1の処理負荷が軽減される。
なお、上述の実施形態は、集計された検出項目を表示部31に表示させるものであるが、無線通信部51により、携帯情報端末Mに無線接続するときには、メモリ71に記憶されたデータを、携帯情報端末Mに送信し、携帯情報端末Mにより検出項目を集計し、携帯情報端末Mの表示部Maに表示させてもよい。この構成によれば、携帯情報端末Mにより、より自由度の高い検出項目の集計処理が可能である。
なお、実施形態では、制御部81の各処理部の機能は、プログラムを実行することにより実現されるが、各処理部の一部又は全部の機能が、回路により実現されても構わない。
本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として示したものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規の実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1 会話検出装置
11 本体部
21 音声検出部
22 マイクロホン
23 集音口
31 表示部
32 タッチパネル
41 操作部
51 無線通信部
61 時計部
71 メモリ
81 制御部
82 MPU
83 RAM
84 ROM
85 間欠動作制御部
86 判定部
101 装着部
111、112 リストバンド
121、122 留め具
F1 フレーム
F2 フレーム
F3 フレーム
F4 フレーム
F5 フレーム
H 腕
M 携帯情報端末
Ma 表示部
N 所定数
S1 閾値
S2 閾値
Ta 所定時間
Ts 所定時間
T1 所定時間
T2 所定時間
T3 所定時間

Claims (14)

  1. 動作と休止とを繰り返す間欠動作がされ、動作時において、外部の音声を集音して声成分を検出し、前記声成分の情報である声成分情報を出力する音声検出部と、
    前記音声検出部に対して間欠動作信号を送信することにより、前記音声検出部に対して、第1所定時間毎に、動作と休止とを交互に繰り返す間欠動作であって、前記動作の時間が前記休止の時間より短い前記間欠動作をさせる間欠動作制御部と、
    前記音声検出部から出力された複数の前記声成分情報に基づいて、会話の有無を判定する判定部と、を有する、
    ことを特徴とする会話検出装置。
  2. 前記動作の時間は、前記第1所定時間の10分の1の時間であり、前記休止の時間は、前記第1所定時間の10分の9の時間である、ことを特徴とする請求項1に記載の会話検出装置。
  3. 前記声成分情報は、集音された音声中に前記声成分が検出されたか否かを示す情報であり、第1所定時間毎に、前記音声検出部から出力される、ことを特徴とする請求項2に記載の会話検出装置。
  4. 前記判定部は、フレーム判定部を含んで構成され、
    前記フレーム判定部は、前記第1所定時間よりも長い第2所定時間における複数の前記声成分情報からフレームを生成し、前記フレームに基づいて、会話の有無を判定する、ことを特徴とする請求項3に記載の会話検出装置。
  5. 前記フレーム判定部は、前記フレームに含まれる、前記声成分が検出されたことを示す前記声成分情報の個数が、第1所定閾値以上であるとき、前記フレームは会話有りと判定する、ことを特徴とする請求項4に記載の会話検出装置。
  6. 前記フレーム判定部は、前記声成分が検出されたことを示す前記声成分情報が前記フレームの先頭に配置されるように、前記フレームを生成する、ことを特徴とする請求項5に記載の会話検出装置。
  7. 前記判定部は、会話判定部を含んで構成され、
    前記会話判定部は、前記第2所定時間よりも長い第3所定時間内における、複数の前記フレームに基づいて、会話の有無を判定する、
    ことを特徴とする請求項6に記載の会話検出装置。
  8. 前記会話判定部は、前記第3所定時間内における、前記フレーム判定部により、会話有りと判定された前記フレームの個数が、第2所定閾値以上であるとき、会話有りと判定する、ことを特徴とする請求項7に記載の会話検出装置。
  9. 前記音声検出部は、外部の音を集音するマイクロホンと、前記マイクロホンにより集音された音から前記声成分を検出する信号処理部とを有する、ことを特徴とする請求項1に記載の会話検出装置。
  10. 前記信号処理部は、所定時間毎に前記声成分を検出し、前記声成分が検出された回数をカウント可能であり、
    前記声成分情報は、前記声成分が検出された回数が記録され、
    前記声成分情報が、1以上であるとき、前記声成分が検出されたことを示し、
    前記声成分情報が、0であるとき、前記声成分が検出されなかったことを示す、
    ことを特徴とする請求項9に記載の会話検出装置。
  11. 時計部を有し、前記判定部による判定結果に時刻情報を付加可能である、ことを特徴とする請求項1に記載の会話検出装置。
  12. 会話行動を検出する対象者の人体に装着する装着部を有する、ことを特徴とする請求項1に記載の会話検出装置。
  13. 前記装着部は、リストバンドであり、会話行動を検出する前記対象者の腕に装着可能である、ことを特徴とする請求項12に記載の会話検出装置。
  14. 間欠動作制御部により、音声検出部に対して間欠動作信号を送信し、前記音声検出部に対して、第1所定時間毎に、動作と休止とを交互に繰り返す間欠動作であって、前記動作の時間が前記休止の時間より短い前記間欠動作をさせ、
    前記音声検出部の動作時に、外部の音声を集音して声成分を検出し、声成分情報を出力し、
    前記音声検出部から出力された複数の前記声成分情報に基づいて、会話の有無を判定する、
    ことを特徴とする会話検出方法。
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