JP7374783B2 - 音声認識水栓 - Google Patents

Description

本発明は、音声認識水栓に関する。

台所や洗面所等において使用される混合水栓において、特許文献１には、使用者から発せられた音声による指示を１つのマイクを使って認識し、水の流量や温度を調整できる音声認識式の混合水栓が開示されている。上記構成により、使用者は手を使って水栓レバーを操作することなく清潔で合理的に混合水栓を使用することができる。

また、特許文献２には、蛇口近傍の流水音等のノイズ音を含む音声が入力される音声入力用マイクと、蛇口近傍に設けられてノイズ音（蛇口近傍の流水音）が入力される指向性マイクと、の２つのマイクを有する音声認識水栓が開示されている。上記構成により、指向性マイクに入力されたノイズ音を音声入力用マイクに入力された音声から差し引くことで、音声認識率の低下を抑えることができる。

特開昭６０－１４６７７号公報 特開平３－２４３８３号公報

特許文献１では、１つのマイクのみで特別なノイズ音除去手段を有していないので、音声認識率が低下する可能性がある。

特許文献２では、音声入力用マイクにノイズ音除去用の指向性マイクを追加して、音声認識率の低下を抑制している。しかし、指向性マイクは、マイクへ集音するための構造が複雑になってしまう。

本発明は、このような点を鑑みて創案されたものであり、指向性マイクを用いることなく、ノイズ音を適切に減衰又は除去させて音声認識率をより向上させることができる音声認識水栓を提供する。

上記課題を解決するために、本発明の音声認識水栓は次の手段をとる。

すなわち、本発明の音声認識水栓は、吐水と止水、吐出する水の流量の調整、吐出する水の温度の調整、のうち少なくとも１つの動作をする水栓ユニットと、使用者からの音声が入力される音声入力ユニットと、音声入力ユニットから入力される音声情報に基づいて水栓ユニットの動作を制御する制御ユニットと、を有する音声認識水栓である。音声入力ユニットは、所定間隔をあけて配置された２つの無指向性のマイクである第１マイクと第２マイクとを有している。音声入力ユニットと制御ユニットにて構成される音声認識ユニットは、第１マイクから入力された第１音声情報に含まれている各音と、第２マイクから入力された第２音声情報に含まれている各音と、の対応する音同士の位相の差に基づいて、音声情報に含まれているノイズ音を減衰又は除去するノイズ減衰除去部と、ノイズ音が減衰又は除去された音声情報を用いて使用者からの音声を認識する音声認識部と、を有する制御装置を備えている。

上記構成によれば、２つのマイクからそれぞれ入力された対応する音同士の位相差に基づいて、音声情報に含まれたノイズ音を減衰又は除去することができる。したがって、指向性マイクを用いることなく、ノイズ音を適切に減衰又は除去させて音声認識率をより向上させることができる。

また、本発明の音声認識水栓は、更に次のように構成されていても良い。ノイズ減衰除去部は、対応する音同士の位相が略一致する音をノイズ音として減衰又は除去する。音声入力ユニットは、水栓ユニットから吐出された水が出力される蛇口の近傍に配置されている。第１マイクと第２マイクとは、第１マイクと第２マイクとを両端とする仮想直線の中点を通って仮想直線に直交する仮想平面が、蛇口の前に立つ使用者の口を通ることなく蛇口から吐出された水が撥ねる水撥ね位置又は該水撥ね位置の近傍を通るように、配置されている。

上記構成によれば、第１マイクから入力される第１音声情報に含まれる水撥ね位置から生じたノイズ音と、第２マイクから入力される第２音声情報に含まれる上記ノイズ音と、の位相が略一致する。また、上記第１音声情報に含まれる使用者の口から生じた音声と、上記第２音声情報に含まれる上記音声と、は比較的位相差を生じる。したがって、ノイズ音が適切に減衰又は除去され、音声認識率をより向上させることができる。

また、本発明の音声認識水栓は、更に次のように構成されていても良い。第１マイクと第２マイクとは、仮想直線が略上下方向に延びるように配置されているとともに、仮想直線の上端が仮想直線の下端よりも使用者に近づくように使用者に向かって鉛直方向に対して所定の角度で傾斜するように配置されている。

上記構成によれば、使用者の口から各マイクまでのそれぞれの距離により差が生じることで、位相差がより生じやすくなる。したがって、音声認識率をより向上させることができる。

家庭の流し台のシンクの水栓に、本発明の音声認識水栓を適用した例を説明する斜視図である。 図１に示す音声認識水栓をII方向から見た正面図である。 図１に示す音声認識水栓をIII方向から見た右側面図である。 図１に示す音声認識水栓をIV方向から見た平面図である。 音声認識水栓と使用者との位置関係を示す右側面図である。 第１の実施形態の音声認識水栓の構成を説明するブロック図である。 第１の実施形態において、制御装置の処理（全体処理）の処理手順の例を説明するフローチャートである。 第１の実施形態において、図７に示すフローチャートにおける処理ＳＮ１００（入力信号取込処理）の詳細を説明するフローチャートである。 第１の実施形態において、図７に示すフローチャートにおける処理ＳＮ２００（ノイズ減衰除去処理）の詳細を説明するフローチャートである。 第１の実施形態において、図７に示すフローチャートにおける処理ＳＳ１００（初期化処理）の詳細を説明するフローチャートである。 第１の実施形態において、図７に示すフローチャートにおける処理ＳＡ２００（入力信号処理）の詳細を説明するフローチャートである。 第１の実施形態において、図７に示すフローチャートにおける処理ＳＡ４００（認識した音声に応じた制御信号の出力処理）の詳細を説明するフローチャートである。 第１の実施形態において、図７に示すフローチャートにおける処理ＳＡ５００（温度に応じた制御信号の出力処理）の詳細を説明するフローチャートである。 第２の実施形態の音声認識水栓の構成を説明するブロック図である。 第２の実施形態において、制御装置の処理（全体処理）の処理手順の例を説明するフローチャートである。

＜音声認識水栓１の全体構成と配置（図１－５）＞
以下、本発明を実施するための形態を、図１－１５を用いて説明する。以下の説明において、前後上下左右等の各方向を示す場合には、各図中に示されたそれぞれの方向を指すものとする。

始めに、本発明の音声認識水栓１の全体構成と配置について説明する（図１－５参照）。本発明の音声認識水栓１は、図１に示すように、家庭の流し台９０に取り付けられた湯水混合水栓として構成される。

音声認識水栓１は、図１に示すように、吐水と止水、吐出する水の流量の調整、吐出する水の温度の調整、の３つの動作をする水栓ユニット５０と、水栓ユニット５０から送られた水をシンク９１に吐出する水栓９２と、水栓９２の前に立つ使用者Ｕの音声を認識することで水栓ユニット５０の動作を制御する音声認識ユニット２と、スピーカ７０と、を有する。水栓ユニット５０は、図１－５に示すように、水栓９２の下方、かつ、流し台９０内に配置されている。水栓ユニット５０は、音声認識ユニット２から制御されて、流入される水（水道水）と湯（給湯器からの湯）を所定割合で混合し、混合した湯水を水栓９２に吐出する。スピーカ７０は、音声認識ユニット２（制御ユニット３０）からの制御信号に基づいた通知音声の出力を行う。

水栓９２はシンク９１の後方に取り付けられて、水平方向に回転できるように設けられている。水栓９２の回転により、水栓９２の蛇口９２Ａは、シンク９１に対して円弧状に動かされる。すなわち、水栓９２は、シンク９１に対する水の吐出位置を変化させることができる。水は、図１及び図４に示すように、シンク９１の水撥ね位置９３上に吐出される。この水撥ね位置９３に水が吐出されることで、水撥ね位置９３から生じる水撥ね音が、本発明の「ノイズ音」に相当する。

音声認識ユニット２は、水栓９２の近傍に設けられて、使用者Ｕからの音声が入力される音声入力ユニット１０と、音声入力ユニット１０から入力される音声情報に基づいて水栓ユニット５０の動作を制御する制御ユニット３０と、を有する。

音声入力ユニット１０は、図２及び図３に示すように、第１マイク１１と、第２マイク１２と、吐出ＬＥＤ１３と、温度ＬＥＤ１４と、第１マイク１１と第２マイク１２とを両端とする仮想直線１９と、仮想直線１９の中点１９Ａを通って仮想直線１９に対して直交する仮想平面２０と、を有する。吐出ＬＥＤ１３と温度ＬＥＤ１４とは、制御ユニット３０からの制御信号に基づいた色彩（赤色、緑色、橙色など）や点灯／点滅などの光の出力を行う。

第１マイク１１と第２マイク１２とは、それぞれ無指向性のマイクであり、互いに間隔Ｌをあけて配置される。第１マイク１１と第２マイク１２とは、図３に示すように、蛇口９２Ａが仮想平面２０上に前出の水撥ね位置９３が略重なるように配置される。また、前出のスピーカ７０も仮想平面２０に略重なるように配置されている。第１マイク１１と第２マイク１２とは、仮想直線１９が図２に示すように略上下方向に延び、図３及び図５に示すように鉛直方向に対して角度θとなるように使用者Ｕに向かって傾斜するように、配置される。また、第１マイク１１が、第２マイク１２よりも使用者Ｕに近づくように配置される。すなわち、第１マイク１１と第２マイク１２とは、仮想直線１９が、仮想直線１９の上端１９Ｂが仮想直線１９の下端１９Ｃよりも使用者Ｕに近づくように、使用者Ｕに向かって鉛直方向に対して所定の角度θで傾斜するように、配置されている。

なお、使用者Ｕの口の位置は図５に示す空間Ａ内にあると想定される。仮想平面２０は、この空間Ａを通らないように設定されている。したがって、第１マイク１１と第２マイク１２とは、第１マイク１１と第２マイク１２とを両端とする仮想直線１９の中点１９Ａを通って仮想直線１９に直交する仮想平面２０が、蛇口９２Ａの前に立つ使用者Ｕの口を通ることなく蛇口９２Ａから吐出された水が撥ねる水撥ね位置９３又は水撥ね位置９３の近傍を通るように、配置されている。

なお、図３及び図５に示す例では、第１マイク１１及び第２マイク１２は、水栓９２の使用頻度が最も高い水撥ね位置９３に仮想平面２０が重なるように配置されている。すなわち、仮想平面２０が、図３及び図５に示すように、蛇口９２Ａが使用者Ｕに対して真正面を向いた場合の水撥ね位置９３を通るように設定されている。このように、使用者Ｕの操作により水栓９２が回転して水撥ね位置９３が移動したとしても、仮想平面２０は、水撥ね位置９３の近傍を通るように設定されている。

第１マイク１１と第２マイク１２との上記配置により、水撥ね位置９３から第１マイク１１及び第２マイク１２までのそれぞれの距離は互いに略等しくなる。これにより、水撥ね位置９３から生じた水撥ね音は、位相が略一致するように第１マイク１１と第２マイク１２とにそれぞれ入力される。すなわち、第１マイク１１から入力される第１音声情報に含まれる水撥ね音と、第２マイク１２から入力される第２音声情報に含まれる水撥ね音と、の位相は略一致する。

また、上記配置により、使用者Ｕの口から第１マイク１１及び第２マイク１２までのそれぞれの距離には比較的差が生じる。これにより、使用者Ｕの口から発した音声は、位相差を生じるように第１マイク１１と第２マイク１２とに入力される。すなわち、第１マイク１１から入力される第１音声情報に含まれる音声と、第２マイク１２から入力される第２音声情報に含まれる音声と、には位相差が生じる。

上記のように、音声認識ユニット２は、第１マイク１１と第２マイク１２とを設けることで、各マイク１１、１２から入力される２つの音声情報に含まれる対応する音同士の位相の差を検出することができる。上記第１マイク１１と第２マイク１２とが前出の適切な位置に配置されることで、水撥ね位置９３から生じる水撥ね音（ノイズ音）同士の位相が略一致する。これにより、音声認識ユニット２は、上記位相が略一致した音をノイズ音として減衰又は除去できる。このようにして、音声認識ユニット２は、ノイズ音が減衰又は除去された音声情報を用いて使用者Ｕからの音声を認識することができる。

また、図５に示すように、第１マイク１１が第２マイク１２よりも使用者Ｕに近づくように配置されることで、第２音声情報に含まれる使用者Ｕの音声の方が第１音声情報に含まれる使用者Ｕの音声に比べて位相が遅れて入力される。音声認識ユニット２は、どちらの音声情報に含まれる音声の位相が遅れているかを検出することで、水栓９２の前に立つ使用者Ｕの音声を正しく認識することができる。

すなわち、例えば、図５に示すように、音声認識ユニット２を挟んで使用者Ｕと反対側に立つ第三者Ｕ２が音声入力をしたとする。この場合、音声認識ユニット２は、第１マイク１１からの第１音声情報の位相が第２マイク１２からの第２音声情報の位相より遅れていることを検出する。これにより、音声認識ユニット２は、第三者Ｕ２が、使用者Ｕとは反対側に立つユーザであることを認識できる。このようにして、音声認識ユニット２は、第三者Ｕ２からの音声を認識しないようにできる。

＜第１の実施形態（図６－１３）＞
以下、図６～図１３を用いて、第１の実施形態の音声認識水栓１Ａについて説明する。第１の実施形態の音声認識水栓１Ａは、対応する音同士の位相の差に基づいたノイズ音の減衰又は除去を音声入力ユニット１０Ａにより行う。

＜音声認識水栓１Ａの構成（図６）＞
まず、音声認識水栓１Ａの構成を図６に示す。音声認識水栓１Ａは、音声入力ユニット１０Ａと制御ユニット３０とから成る制御装置２Ａ（音声認識ユニット２）と、水栓ユニット５０と、を有する。

水栓ユニット５０は、混合弁５１と、温度用モータ５１Ｍと、開閉弁５２と、流量調整弁５３と、流量用モータ５３Ｍと、温度センサ５４と、流量センサ５５と、を有する。

混合弁５１には、水（水道水）の配管と湯（給湯器からの湯）の配管が接続され、水と湯を所定割合で混合した湯水を開閉弁５２に向けて吐出する。混合弁５１の所定割合（混合割合）は、制御ユニット３０からの制御信号にて制御される温度用モータ５１Ｍにて調整される。

開閉弁５２は、制御ユニット３０からの制御信号にて開状態（全開）または閉状態（全閉）に制御される。開閉弁５２が開状態に制御された場合、混合弁５１から流入された湯水は、流量調整弁５３に向けて流出する。

流量調整弁５３は、開閉弁５２から流入してきた湯水の流量を調整して水栓９２の蛇口９２Ａ（図１－５参照）に向けて流出させる。流量調整弁５３による流量は、制御ユニット３０からの制御信号にて制御される流量用モータ５３Ｍにて調整される。

温度センサ５４は、混合弁５１から吐出された湯水の温度に応じた検出信号を制御ユニット３０に出力する。流量センサ５５は、開閉弁５２から吐出された湯水の流量に応じた検出信号を制御ユニット３０に出力する。

制御ユニット３０は、制御ＣＰＵ３１と、ＦｌａｓｈＲＯＭ等の記憶装置３２と、ＲＡＭ３３と、タイマ３４と、通信回路３５と、を有する。制御ＣＰＵ３１は、音声入力ユニット１０Ａから入力された音声情報を認識する音声認識部３１Ａを有する。制御ＣＰＵ３１は、温度センサ５４からの検出信号に基づいて、混合弁５１から吐出された湯水の温度を検出し、流量センサ５５からの検出信号に基づいて、開閉弁５２から吐出された湯水の流量を検出する。制御ＣＰＵ３１は、上記検出信号に基づいて吐出ＬＥＤ１３及び温度ＬＥＤ１４の出力を制御する制御信号を出力し、制御ＣＰＵ３１は、温度用モータ５１Ｍ、開閉弁５２、流量用モータ５３Ｍを制御する制御信号を出力する。

通信回路３５は、上記検出信号に基づいて、スピーカ７０の出力を制御する制御信号を出力する。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線信号によりスピーカ７０に制御信号を出力する。

スピーカ７０は、通信回路３５から出力されたＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線信号に基づいて、音声認識水栓１Ａの動作状態を音声で出力する。スピーカ７０による音声は、スピーカ７０が前出の第三者Ｕ２と同様に音声入力ユニット１０Ａの後方に設けられることで、認識されない。更に、スピーカ７０による音声は、スピーカ７０が仮想平面２０上に設けられることで、水撥ね音と同様に減衰又は除去される。なお、スピーカ７０は省略しても構わない。

音声入力ユニット１０Ａは、前出の音声入力ユニット１０の構成に加えて、更に、音声入力ＣＰＵ１５と、ＦｌａｓｈＲＯＭ等の記憶装置１６と、ＲＡＭ１７と、タイマ１８と、を有する。音声入力ＣＰＵ１５は、ノイズ音を減衰又は除去するノイズ減衰除去部１５Ａを有する。なお、ノイズ減衰除去部１５Ａの詳細については後述する。

以下に説明するように、制御ＣＰＵ３１は、予め記憶装置３２に設定された複数の音声パターンの中から選定された音声パターンを用いて水栓ユニット５０の動作を制御する。上記複数の音声パターンは、吐水と止水、流量調整及び温度調整等にそれぞれ対応する。

＜制御装置２Ａの処理手順における全体処理（図７）＞
次に、図７に示すフローチャートを用いて、音声入力ＣＰＵ１５及び制御ＣＰＵ３１（制御装置２Ａ）の全体処理の処理手順の例について説明する。まず、音声入力ＣＰＵ１５について説明する。音声入力ＣＰＵ１５は、起動されるとステップＳ０１０へと処理を進める。

ステップＳ０１０にて音声入力ＣＰＵ１５は、処理ＳＮ１００（入力信号取込処理）を実行してステップＳ０２０へ処理を進める。なお、処理ＳＮ１００（入力信号取込処理）の詳細については後述する。

ステップＳ０２０にて音声入力ＣＰＵ１５は、処理ＳＮ２００（ノイズ減衰除去処理）を実行してステップＳ０３０へと処理を進める。なお処理ＳＮ２００（ノイズ減衰除去処理）の詳細については後述する。

ステップＳ０３０にて音声入力ＣＰＵ１５は、処理ＳＮ２００によりノイズ音を減衰又は除去した音声情報を制御ＣＰＵ３１に出力して、ステップＳ０１０へ処理を戻す。

次に、制御ＣＰＵ３１について説明する。制御ＣＰＵ３１は、起動されるとステップＳ１１０へと処理を進める。

ステップＳ１１０にて制御ＣＰＵ３１は、処理ＳＳ１００（初期化処理）を実行してステップＳ１２０へ処理を進める。なお、処理ＳＳ１００（初期化処理）の詳細については後述する。

ステップＳ１２０にて制御ＣＰＵ３１は、処理ＳＡ２００（入力信号処理）を実行してステップＳ１３０へ処理を進める。なお、処理ＳＡ２００（入力信号処理）の詳細については後述する。

ステップＳ１３０にて制御ＣＰＵ３１は、音声入力ＣＰＵ１５のステップＳ０３０にて出力された音声情報の取り込み処理を行い、ステップＳ１４０へと処理を進める。

ステップＳ１４０にて制御ＣＰＵ３１は、音声認識処理にて取り込んだ音声情報の音声を認識して、ステップＳ１５０へと処理を進める。

ステップＳ１４０の処理を実行している制御ＣＰＵ３１は、ノイズ音が減衰又は除去された音声情報を用いて使用者Ｕからの音声を認識する音声認識部３１Ａに相当する。

ステップＳ１５０にて制御ＣＰＵ３１は、処理ＳＡ４００（認識した音声に応じた制御信号の出力処理）を実行して、ステップＳ１６０へと処理を進める。

ステップＳ１６０にて制御ＣＰＵ３１は、処理ＳＡ５００（温度に応じた制御信号の出力処理）を実行して、ステップＳ１２０へ処理を戻す。なお、処理ＳＡ５００（温度に応じた制御信号の出力処理）の詳細については後述する。

＜処理ＳＮ１００（入力信号取込処理）の詳細（図８）＞
次に、図８を用いて、処理ＳＮ１００（入力信号取込処理）の詳細について説明する。音声入力ＣＰＵ１５は、図７に示すフローチャートのステップＳ０１０に処理を進めた場合、図８に示す処理ＳＮ１００のステップＳＮ１１０へ処理を進める。

ステップＳＮ１１０にて音声入力ＣＰＵ１５は、第１マイク１１からの入力信号に基づいて第１音声情報を作成して、第２マイク１２からの入力信号に基づいて第２音声情報を作成する。また、音声入力ＣＰＵ１５は、図７に示すステップＳ０２０へ処理を戻す。

＜処理ＳＮ２００（ノイズ減衰除去処理）の詳細（図９）＞
次に、図９を用いて、処理ＳＮ２００（ノイズ減衰除去処理）の詳細について説明する。音声入力ＣＰＵ１５は、図７に示すフローチャートのステップＳ０２０に処理を進めた場合、図９に示す処理ＳＮ２００のステップＳＮ２１０へ処理を進める。

ステップＳＮ２１０にて音声入力ＣＰＵ１５は、第１音声情報に含まれる各音と第２音声情報に含まれる各音との対応する音同士の位相が略一致する音を、ノイズ音として除去（又は減衰）する。なお、対応する音同士の位相差が所定量以上の音を抽出することも「対応する音同士の位相が略一致する音をノイズ音として減衰又は除去する」ことに含む。また、音声入力ＣＰＵ１５は、図７に示すステップＳ０３０に処理を戻す。

処理ＳＮ２００のステップＳＮ２１０の処理を実行している音声入力ＣＰＵ１５は、第１マイク１１から入力された第１音声情報に含まれている各音と、第２マイク１２から入力された第２音声情報に含まれている各音と、の対応する音同士の位相の差に基づいて、音声情報に含まれているノイズ音を減衰又は除去するノイズ減衰除去部１５Ａに相当する。

＜処理ＳＳ１００（初期化処理）の詳細（図１０）＞
次に、図１０を用いて、処理ＳＳ１００（初期化処理）の詳細について説明する。制御ＣＰＵ３１は、図７にフローチャートのステップＳ１１０に処理を進めた場合、図１０に示す処理ＳＳ１００のステップＳＳ１１０へ処理を進める。

ステップＳＳ１１０にて制御ＣＰＵ３１は、流量用モータ５３Ｍを予め設定された流量基準回転位置へと駆動し、温度用モータ５１Ｍを予め設定された温度基準回転位置へと駆動する。また、制御ＣＰＵ３１は、開閉弁５２を閉状態へと駆動し、吐出ＬＥＤ１３から止水用の出力（例えば、緑色の点灯）を行う。また、制御ＣＰＵ３１は、図７に示すステップＳ１２０に処理を戻す。なお、流量基準回転位置や温度基準回転位置は適宜設定されている。

＜処理ＳＡ２００（入力信号処理）の詳細（図１１）＞
次に、図１１を用いて、処理ＳＡ２００（入力信号処理）の詳細について説明する。制御ＣＰＵ３１は、図７に示すフローチャートのステップＳ１２０に処理を進めた場合、図１１に示す処理ＳＡ２００のステップＳＡ２１０へ処理を進める。

ステップＳＡ２１０にて制御ＣＰＵ３１は、流量センサ５５からの検出信号に基づいて流量調整弁５３に流入する湯水の流量を求めて記憶し、温度センサ５４からの検出信号に基づいて混合弁５１から吐出された湯水の温度を求めて記憶する。また、制御ＣＰＵ３１は、図７に示すステップＳ１３０へ処理を戻す。なお、開閉弁５２が閉状態である場合、流量については０（ゼロ）が検出され、温度については温度センサ５４の周囲に溜まっている湯水の温度が検出される。

＜処理ＳＡ４００（認識した音声に応じた制御信号の出力処理）の詳細（図１２）＞
次に、図１２を用いて、処理ＳＡ４００（認識した音声に応じた制御信号の出力処理）の詳細について説明する。制御ＣＰＵ３１は、図７に示すフローチャートのステップＳ１５０に処理を進めた場合、図１２に示す処理ＳＡ４００のステップＳＡ４１０へ処理を進める。

ステップＳＡ４１０にて制御ＣＰＵ３１は、「吐水」に対応する音声（例えば「出す」「吐水」等）を認識したか否かを判定する。認識した場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ４１５に処理を進め、認識しない場合（Ｎｏ）はステップＳＡ４２０に処理を進める。

ステップＳＡ４１５にて制御ＣＰＵ３１は、流量用モータ５３Ｍの動作位置を維持し（何もしない）、温度用モータ５１Ｍの動作位置を維持し（何もしない）、開閉弁５２を開状態へと駆動する。また、制御ＣＰＵ３１は、吐出ＬＥＤ１３から吐水用の出力（例えば、赤色の点灯）を行い、スピーカ７０から吐水用の出力（例えば、「吐水しました」と通知）を行い、処理を終了して図７に示すステップＳ１６０へ処理を戻す。

ステップＳＡ４２０にて制御ＣＰＵ３１は、「止水」に対応する音声（例えば「止める」「止水」等）を認識したか否かを判定する。認識した場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ４２５に処理を進め、認識しない場合（Ｎｏ）はステップＳＡ４３０に処理を進める。

ステップＳＡ４２５にて制御ＣＰＵ３１は、流量用モータ５３Ｍの動作位置を維持し（何もしない）、温度用モータ５１Ｍの動作位置を維持し（何もしない）、開閉弁５２を閉状態へと駆動する。また、制御ＣＰＵ３１は、吐出ＬＥＤ１３から止水用の出力（例えば、緑色の点灯）を行い、スピーカ７０から止水用の出力（例えば、「止水しました」と通知）を行い、処理を終了して図７に示すステップＳ１６０へ処理を戻す。

ステップＳＡ４３０にて制御ＣＰＵ３１は、「流量増加」に対応する音声（例えば「増やす」「多く」等）を認識したか否かを判定する。認識した場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ４３５に処理を進め、認識しない場合（Ｎｏ）はステップＳＡ４４０に処理を進める。

ステップＳＡ４３５にて制御ＣＰＵ３１は、流量用モータ５３Ｍを増加側へ所定量駆動し、温度用モータ５１Ｍの動作位置を維持し（何もしない）、開閉弁５２を維持（何もしない）する。また、制御ＣＰＵ３１は、スピーカ７０から流量増加用の出力（例えば、「流量を増やしました」と通知）を行い、処理を終了して図７に示すステップＳ１６０へ処理を戻す。

ステップＳＡ４４０にて制御ＣＰＵ３１は、「流量減少」に対応する音声（例えば「減らす」「少なく」等）を認識したか否かを判定する。認識した場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ４４５に処理を進め、認識しない場合（Ｎｏ）はステップＳＡ４５０に処理を進める。

ステップＳＡ４４５にて制御ＣＰＵ３１は、流量用モータ５３Ｍを減少側へ所定量駆動し、温度用モータ５１Ｍの動作位置を維持し（何もしない）、開閉弁５２を維持（何もしない）する。また、制御ＣＰＵ３１は、スピーカ７０から流量減少用の出力（例えば、「流量を減らしました」と通知）を行い、処理を終了して図７に示すステップＳ１６０へ処理を戻す。

ステップＳＡ４５０にて制御ＣＰＵ３１は、「昇温」に対応する音声（例えば「上げる」「熱く」等）を認識したか否かを判定する。認識した場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ４５５に処理を進め、認識しない場合（Ｎｏ）はステップＳＡ４６０に処理を進める。

ステップＳＡ４５５にて制御ＣＰＵ３１は、流量用モータ５３Ｍの動作位置を維持し（何もしない）、温度用モータ５１Ｍを昇温側へ所定量駆動し、開閉弁５２を維持（何もしない）する。また、制御ＣＰＵ３１は、スピーカ７０から昇温用の出力（例えば、「温度を上げました」と通知）を行い、処理を終了して図７に示すステップＳ１６０へ処理を戻す。

ステップＳＡ４６０にて制御ＣＰＵ３１は、「降温」に対応する音声（例えば「下げる」「冷たく」等）を認識したか否かを判定する。認識した場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ４６５に処理を進め、認識しない場合（Ｎｏ）は図７に示すステップＳ１６０へ処理を戻す。

ステップＳＡ４６５にて制御ＣＰＵ３１は、流量用モータ５３Ｍの動作位置を維持し（何もしない）、温度用モータ５１Ｍを降温側へ所定量駆動し、開閉弁５２を維持（何もしない）する。また、制御ＣＰＵ３１は、スピーカ７０から降温用の出力（例えば、「温度を下げました」と通知）を行い、処理を終了して図７に示すステップＳ１６０へ処理を戻す。

＜処理ＳＡ５００（温度に応じた制御信号の出力処理）の詳細（図１３）＞
次に、図１３を用いて、処理ＳＡ５００（温度に応じた制御信号の出力処理）の詳細について説明する。制御ＣＰＵ３１は、図７に示すフローチャートのステップＳ１６０に処理を進めた場合、図１３に示す処理ＳＡ５００のステップＳＡ５１０へ処理を進める。

ステップＳＡ５１０にて制御ＣＰＵ３１は、温度センサ５４からの検出信号に基づいて湯水の温度が例えば３０℃未満であるか否かを判定する。制御ＣＰＵ３１は、温度が３０℃未満である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ５１５に処理を進め、温度が３０℃以上である場合（Ｎｏ）はステップＳＡ５２０に処理を進める。

ステップＳＡ５１５にて制御ＣＰＵ３１は、温度ＬＥＤ１４から「冷たい」用の出力（例えば、青色に点灯）を行い、図７に示すステップＳ１２０へ処理を戻す。

ステップＳＡ５２０にて制御ＣＰＵ３１は、温度センサ５４からの検出信号に基づいて湯水の温度が例えば４５℃未満であるか否かを判定する。制御ＣＰＵ３１は、温度が４５℃未満である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ５２５に処理を進め、温度が４５℃以上である場合（Ｎｏ）はステップＳＡ５３０に処理を進める。

ステップＳＡ５２５にて制御ＣＰＵ３１は、温度ＬＥＤ１４から「適温」用の出力（例えば、黄色に点灯）を行い、図７に示すステップＳ１２０へ処理を戻す。

ステップＳＡ５３０にて制御ＣＰＵ３１は、温度ＬＥＤ１４から「熱い」用の出力（例えば、赤色に点灯）を行い、図７に示すステップＳ１２０へ処理を戻す。

以上に説明した第１の実施形態では、指向性マイクを用いることなく、ノイズ音を適切に減衰又は除去させて音声認識率をより向上させることができる。

＜第２の実施形態（図１４－１５）＞
以下、図１４－１５を用いて、第２の実施形態の音声認識水栓１Ｂについて説明する。第２の実施形態の音声認識水栓１Ｂは、第１の実施形態の音声認識水栓１Ａに対して、対応する音同士の位相の差に基づいたノイズ音の減衰又は除去を制御ユニット３０Ａにより行う。

＜音声認識水栓１Ｂの構成（図１４）＞
まず、音声認識水栓１Ｂの構成を図１４に示す。音声認識水栓１Ｂは、音声認識水栓１Ａと異なる点として、前出の音声入力ユニット１０と、制御ユニット３０Ａと、から成る制御装置２Ｂ（音声認識ユニット２）を有する。

制御ユニット３０Ａは、前出の制御ユニット３０の構成に加えて、更に、反転回路３６と非反転回路３７と加算器３８とを有する。反転回路３６は第２マイク１２と接続されており、非反転回路３７は第１マイク１１と接続されている。加算器３８は、第１音声情報と第２音声情報とを加算して制御ＣＰＵ３１に出力する。上記構成により、制御ユニット３０Ａは、第２マイク１２から入力された第２音声情報の位相を反転させる。また、制御ユニット３０Ａは、第１音声情報と上記位相反転された第２音声情報とを足し合わせる。

上記により、制御ユニット３０Ａは、第１音声情報及び第２音声情報に含まれる位相が略一致した音同士を打ち消し合って減衰させることができる。すなわち、制御ユニット３０Ａは、音声情報に含まれる水撥ね位置９３から生じた水撥ね音（ノイズ音）を減衰させる。制御ユニット３０Ａの音声認識部３１Ａは、水撥ね音（ノイズ音）が減衰された音声情報に基づいて使用者Ｕからの音声を認識する。この反転回路３６、非反転回路３７及び加算器３８によるノイズ音の打ち消し構造が、対応する音同士の位相が略一致する音をノイズ音として減衰又は除去するノイズ減衰除去部１５Ａに相当する。

＜制御装置２Ｂの処理手順における全体処理（図１５）＞
次に、制御装置２Ｂの全体処理の処理手順の例を図１５に示す。図１５のフローチャートは、第１の実施形態の制御ＣＰＵ３１のフローチャートと同じである。ステップＳ１３０にて制御ＣＰＵ３１は、上記第１音声情報と位相反転された第２音声情報とが足し合わされた音声情報の取り込み処理を行う。

以上に説明した第２の実施形態では、指向性マイクを用いることなく、ノイズ音を適切に減衰又は除去させて音声認識率をより向上させることができる。

＜まとめ＞
以上をまとめると、本実施形態の音声認識水栓１は次のような構成となっている。すなわち、吐水と止水、吐出する水の流量の調整、吐出する水の温度の調整、のうち少なくとも１つの動作をする水栓ユニット（５０）と、使用者（Ｕ）からの音声が入力される音声入力ユニット（１０、１０Ａ）と、音声入力ユニット（１０、１０Ａ）から入力される音声情報に基づいて水栓ユニット（５０）の動作を制御する制御ユニット（３０、３０Ａ）と、を有する音声認識水栓（１）である。音声入力ユニット（１０、１０Ａ）は、所定間隔（Ｌ）をあけて配置された２つの無指向性のマイクである第１マイク（１１）と第２マイク（１２）とを有している。音声入力ユニット（１０、１０Ａ）と制御ユニット（３０）にて構成される音声認識ユニット（２）は、第１マイク（１１）から入力された第１音声情報に含まれている各音と、第２マイク（１２）から入力された第２音声情報に含まれている各音と、の対応する音同士の位相の差に基づいて、音声情報に含まれているノイズ音を減衰又は除去するノイズ減衰除去部（１５Ａ）と、ノイズ音が減衰又は除去された音声情報を用いて使用者（Ｕ）からの音声を認識する音声認識部（３１Ａ）と、を有する制御装置（２Ａ、２Ｂ）を備えている。

このような構成となっていることにより、２つのマイク（１１、１２）からそれぞれ入力された各音の位相差に基づいて、音声情報に含まれたノイズ音を減衰又は除去することができる。したがって、指向性マイクを用いることなく、ノイズ音を適切に減衰又は除去させて音声認識率をより向上させることができる。

また、ノイズ減衰除去部（１５Ａ）は、対応する音同士の位相が略一致する音をノイズ音として減衰又は除去する。音声入力ユニット（１０、１０Ａ）は、水栓ユニット（５０）から吐出された水が出力される蛇口（９２Ａ）の近傍に配置されている。第１マイク（１１）と第２マイク（１２）とは、第１マイク（１１）と第２マイク（１２）とを両端とする仮想直線（１９）の中点（１９Ａ）を通って仮想直線（１９）に直交する仮想平面（２０）が、蛇口（９２Ａ）の前に立つ使用者（Ｕ）の口を通ることなく蛇口（９２Ａ）から吐出された水が撥ねる水撥ね位置（９３）又は該水撥ね位置（９３）の近傍を通るように、配置されている。

このような構成となっていることにより、第１マイク（１１）から入力される第１音声情報に含まれる水撥ね位置（９３）から生じたノイズ音と、第２マイク（１２）から入力される第２音声情報に含まれる上記ノイズ音と、の位相が略一致する。また、上記第１音声情報に含まれる使用者（Ｕ）の口から生じた音声と、上記第２音声情報に含まれる上記音声と、は比較的位相差を生じる。したがって、指向性マイクを用いることなく、ノイズ音を適切に減衰又は除去させて音声認識率をより向上させることができる。

また、第１マイク（１１）と第２マイク（１２）とは、仮想直線（１９）が略上下方向に延びるように配置されているとともに、仮想直線（１９）の上端（１９Ｂ）が仮想直線（１９）の下端（１９Ｃ）よりも使用者（Ｕ）に近づくように使用者（Ｕ）に向かって鉛直方向に対して所定の角度（θ）で傾斜するように配置されている。

このような構成となっていることにより、使用者（Ｕ）の口から各マイク（１１、１２）までのそれぞれの距離により差が生じることで、位相差がより生じやすくなる。したがって、音声認識率をより向上させることができる。

＜その他の実施形態＞
本発明の音声認識水栓１Ａ、１Ｂは、本実施の形態で説明した構成、構造、形状、外観等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば本実施の形態の説明では、水栓ユニット５０は、吐水と止水、吐出する水の流量の調整、吐出する水の温度の調整、が可能な例を説明したが、吐水と止水、吐出する水の流量の調整、吐出する水の温度の調整、の少なくとも１つの動作を行うことができればよい。

本実施の形態の説明では、吐水と止水、流量増加と流量減少、昇温と降温、を使用者の音声を認識することで制御可能とする例を説明したが、吐水と止水、流量増加と流量減少、昇温と降温、の少なくとも１つを制御するように構成してもよい。

本実施形態にて説明した音声認識水栓は、家庭の流し台の水栓に限定されず、公共施設の水栓等、種々の水栓に適応することができる。

１、１Ａ、１Ｂ 音声認識水栓
２ 音声認識ユニット
２Ａ、２Ｂ 制御装置
１０、１０Ａ 音声入力ユニット
１１ 第１マイク
１２ 第２マイク
１３ 吐出ＬＥＤ
１４ 温度ＬＥＤ
１５ 音声入力ＣＰＵ
１５Ａ ノイズ減衰除去部
１６ 記憶装置
１７ ＲＡＭ
１８ タイマ
１９ 仮想直線
１９Ａ 中点
１９Ｂ 上端
１９Ｃ 下端
２０ 仮想平面
３０、３０Ａ 制御ユニット
３１ 制御ＣＰＵ
３１Ａ 音声認識部
３２ 記憶装置
３３ ＲＡＭ
３４ タイマ
３５ 通信回路
３６ 反転回路
３７ 非反転回路
３８ 加算器
５０ 水栓ユニット
５１ 混合弁
５１Ｍ 温度用モータ
５２ 開閉弁
５３ 流量調整弁
５３Ｍ 流量用モータ
５４ 温度センサ
５５ 流量センサ
７０ スピーカ
９０ 流し台
９１ シンク
９２ 水栓
９２Ａ 蛇口
９３ 水撥ね位置
Ｕ 使用者
Ｕ２ 第三者
Ｌ 間隔
θ 角度
Ａ 空間

Claims (2)

1. 吐水と止水、吐出する水の流量の調整、吐出する水の温度の調整、のうち少なくとも１つの動作をする水栓ユニットと、
   使用者からの音声が入力される音声入力ユニットと、
   前記音声入力ユニットから入力される音声情報に基づいて前記水栓ユニットの動作を制御する制御ユニットと、
   を有する音声認識水栓であって、
   前記音声入力ユニットは、所定間隔をあけて配置された２つの無指向性のマイクである第１マイクと第２マイクとを有しており、
   前記音声入力ユニットと前記制御ユニットにて構成される音声認識ユニットは、
   前記第１マイクから入力された第１音声情報に含まれている各音と、前記第２マイクから入力された第２音声情報に含まれている各音と、の対応する音同士の位相の差に基づいて、前記音声情報に含まれているノイズ音を減衰又は除去するノイズ減衰除去部と、
   前記ノイズ音が減衰又は除去された前記音声情報を用いて前記使用者からの前記音声を認識する音声認識部と、
   を有する制御装置を備えており、
   前記ノイズ減衰除去部は、前記対応する音同士の位相が略一致する音を前記ノイズ音として減衰又は除去し、
   前記音声入力ユニットは、前記水栓ユニットから吐出された水が出力される蛇口の近傍に配置されており、
   前記第１マイクと前記第２マイクとは、
   前記第１マイクと前記第２マイクとを両端とする仮想直線の中点を通って前記仮想直線に直交する仮想平面が、前記蛇口の前に立つ前記使用者の口を通ることなく前記蛇口から吐出された水が撥ねる水撥ね位置又は該水撥ね位置の近傍を通るように、配置されている、
   音声認識水栓。
2. 請求項１に記載の音声認識水栓であって、
   前記第１マイクと前記第２マイクとは、
   前記仮想直線が略上下方向に延びるように配置されているとともに、前記仮想直線の上端が前記仮想直線の下端よりも前記使用者に近づくように前記使用者に向かって鉛直方向に対して所定の角度で傾斜するように配置されている、
   音声認識水栓。
   

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