JPH0210559Y2

JPH0210559Y2 -

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Publication number: JPH0210559Y2
Application number: JP1984168695U
Authority: JP
Priority date: 1984-11-05
Filing date: 1984-11-05
Publication date: 1990-03-15
Also published as: JPS6186800U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］この考案は、音声を認識することにより呼びの
登録やかごの運転を行なう、エレベータの音声応
答装置の改良に関するものである。

［従来の技術及び問題点］ある音声音源から発せられた音声は、発生され
た環境の音響特性によつて距離減衰や反射音の重
畳などの変形を受けながら伝搬するため、伝搬し
ていくにしたがつて音源音声に含まれる特徴情報
を失つていく。従つて音声応答装置は、入力音声
を音声音源の近くで採取するほど正確な動作が期
待できる。このため一般の音声応答装置では、接
話型マイクロホンを用いて音源（話者の口元）の
近傍で採取した音源音声を入力することにより、
音声認識機能の安定化と向上を図つている。

ところでエレベータにおいては、呼びの登録や
運転指令に音声応答装置を用いる場合、マイクロ
ホンはかご内或いは乗場の壁や天井に設けられる
が、話者であるエレベータ利用者の立場から考え
ると、マイクロホンから多少離れた位置からでも
音声を入力できることが望ましい。そのため、接
話型のマイクロホンではなく、広指向性或いは無
指向性のマイクロホンを用いて、多少離れた位置
からでも音声を入力できるようにすることが考え
られるが、前述のように、距離減衰や反射音の重
畳等により音声認識機能が著しく低下するという
問題が生じる。

また、エレベータのように不特定多数の者が利
用するものにおいては、複数の話者が同時に音声
指令を発生することも考えられ、そうした場合に
はそれらの混合音声が入力されるため、正常な音
声応答は期待できない。

［問題点を解決するための手段］本考案は上記問題点を解決するためになされた
もので、その原理を第３図により説明する。

第３図に示すように、ｎ個の音声音源Sj（ｊ＝
１，…，ｎ）とｍ個のマイクロホンMi（ｉ＝１，
…，ｍ）があるとする。音源Sjの位置が既知であ
り、従つて音源SjからマイクロホンMiまでの経
路の音響特性としてのインパルス応答hij（ｔ）は
既知であるとすると、各音声音源Sjから発せられ
た音源音声信号をxj（ｔ）としたとき、それらを
同時にマイクロホンMiで採取した入力音声信号
yi（ｔ）は、 yi（ｔ）＝_o 〓^j=1 hij（ｔ）＊xj（ｔ）（ｉ＝１，…，ｍ） …(1) と表わせる。ここで＊はたたみ込み積分を示す。

(1)式をフーリエ変換すると Yi（ω）＝_o 〓^j=1 Hij（ω）Xj（ω）（ｉ＝１，…，ｍ） …(2) 但し Yi（ω）＝Ｆ［yi（ｔ）］，Xj（ω）＝Ｆ［xj（ｔ）
］， Hij（ω）＝Ｆ［hij（ｔ）］Ｆ：フーリエ変換 (2)式を行列を用いて表わすと〓（ω）＝〓（ω）〓（ω） …(3) 但し〓（ω）＝［Y1（ω），…，Ym（ω）］^T 〓（ω）＝［X1（ω），…，Xn（ω）］^T 〓（ω）＝［Hij（ω）］（ｉ＝１，…，ｍ，ｊ＝
１，…，ｎ）これにより〓（ω）＝〓^-1（ω）〓（ω） (4) 但し〓^-1は〓の一般逆行列従つて音声音源信号Xj（ｔ）は、(4)式を逆フー
リエ変換して〓（ｔ）＝F^-1［〓（ω）］＝F^-1［〓^-1（ω）〓
（ω）］但し〓（ｔ）＝［x1（ｔ），…，xn（ｔ）］^T F^-1：逆フーリエ変換として求まるすなわち、音源の位置と、その位置からマイク
ロホンまでの経路のインパルス応答hij（ｔ）又は
伝達関数Hij（ω）とが分かれば、マイクロホン
で採取した入力音声信号yi（ｔ）から、音源音声
信号xj（ｔ）そのものを抽出できることになる。

次に、ある位置PkからマイクロホンMiまでの
音響特性として伝達関数を求める方法を示す。

ある位置Pkにある基準音源Uk（図示せず）か
ら発せられる基準音源音をWk（ｔ）としたとき、
Wk（ｔ）＝δ（ｔ），Wj（ｔ）＝０（ｊ≠ｋ）ならば
伝達関数Hik（ω）はＦ［yi（ｔ）］そのものである
が、デルタ関数δ（ｔ）を物理的に発生させるの
は不可能である。そこで実際には Hik（ω）＝Ｆ［yi（ｔ）］／Ｆ［Wk（ｔ）］｜Wj（ｔ
）＝０（ｋ≠ｊ）（ｉ＝１，…，ｍ）として求める。Wk（ｔ）としてはインパルスに
近い信号を用いるのが望ましい。

本考案は上述の原理に基づき、複数のマイクロ
ホンと、話者の位置を自動的に検出する位置検出
装置と、予め各位置から前記各マイクロホンまで
の経路の音響特性を記憶しておくための音響特性
記憶装置と、音声の登録と抽出とを切換える切換
スイツチと、該スイツチが登録側のとき、基準音
源を用いて各位置から前記各マイクロホンまでの
経路の音響特性を演算し、前記切換スイツチが抽
出側のとき、前記複数のマイクロホンで採取され
た入力音声信号及び前記位置検出装置によつて検
出された話者の位置、該位置に対応する前記音響
特性から話者の音声信号を演算し分離抽出する演
算処理装置とを備え、この分離抽出されたそれぞ
れの音源音声信号を音声認識装置により認識し、
その認識結果に基づいて呼びの登録やその他のエ
レベータの制御を行うようにしたものである。

［実施例］以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明
する。

第１図は、本考案の全体の構成を示すブロツク
図で、１はＡ／Ｄ変換器、２は光学的、音響的、
物理的などの手段によつて話者の位置を自動的に
検出する周知の位置検出装置、３は検出位置信
号、４は前述の原理に示した演算を実行し、複数
の話者それぞれの音源音声を分離抽出する音源音
声分離抽出装置、５は基準音源Uk（図示せず）の
位置を指定する位置指定釦、６は位置指定信号、
７は音響特性の登録と音源音声の分離抽出とを切
換える切換スイツチ、８は切換信号、９は音声認
識装置、１０は認識カテゴリ信号、１１はエレベ
ータ制御装置、１２は応答動作指令信号、２３は
音源音声信号xj（ｔ）を順次出力させるための音
声出力制御信号、２４は基準音信号Ｗ（ｔ）を直
接入力するための基準音入力端子である。

第２図は、音源音声分離抽出装置４の詳細を示
すブロツク図で、１３は入力信号バツフア、１４
はフーリエ変換器、１５は音響特性記憶装置、１
６は音響特性選択装置、１７は切換スイツチ、１
８は動作制御装置、１９は動作制御信号、２０は
演算処理装置、２１はフーリエ逆変換器、２２は
出力信号バツフアである。なお、第１図〜第３図
において同一のものは同一符号にて表わしてい
る。

以下に動作を説明する。

まず、予め各位置から各マイクロホンまでの音
響特性（伝達関数）を求めこれを記憶しておくの
であるが、これは次のようにして行なわれる。切
換スイツチ７を「登録」側にすると、切換え信号
８により、動作制御装置１８は切換スイツチ１７
を位置指定信号６側に切換えると同時に、動作制
御信号１９により演算処理装置２０を音響特性登
録動作モードに設定する。

一方、音声応答装置がカバーする領域をｌ分割
したある位置Pk（ｋ＝１，…，ｌ）に音響特性登
録用に設置した基準音源UKから、基準音信号Ｗ
（ｔ）を音響信号として発すると同時に、Ｗ（ｔ）
そのものを基準音入力端子２４から直接入力す
る。なお、Ｗ（ｔ）はインパルスに近い信号を用
いることが望ましい。マイクロホンMiで採取さ
れた入力音声信号（この場合音声ではないが）yi
（ｔ）、および基準音入力端子２４から入力された
ｗ（ｔ）はＡ／Ｄ変換器１、入力信号バツフア１
３、フーリエ変換器１４を経て、それぞれ入力音
声スペクトルYi（ω）、基準音スペクトルＷ（ω）
として出力される。

演算処理装置２０はそれらに対して Hij（ω）＝Yi（ω）／Ｗ（ω）（ｉ＝１，…，ｍｊ：constant）を演算し、Hij（ω）を音響特性選択装置１６へ
引き渡す。

一方、位置Pkを示す情報は位置指定釦５から
直接入力され、位置指定信号６として音響特性選
択装置１６へ入力される。音響特性選択装置１６
はHij（ω）のｊを位置Pkを示すｋに置き換え
Hik（ω）として、音響特性記憶装置１５に登録
する。これら一連の操作をすべての位置Pk（ｋ＝
１，…，ｌ）に対して繰り返すことにより各位置
から各マイクロホンまでの経路の音響特性（伝達
関数）の登録を完了する。

このようにして音響特性の登録を完了すると、
切換えスイツチ７を「抽出」側に切換え、今度は
複数の音源音声の分離抽出とそれぞれの音声認識
とを行なう。切換スイツチ７を「抽出」側に切換
えると、切換信号８により動作制御装置１８は切
換スイツチ１７を検出位置信号３側に切換えると
同時に、動作制御信号１９により演算処理装置２
０を音源音声分離抽出動作モードに設定する。音
響特性記憶装置１５には音声応答装置がカバーす
べきかご内又は乗場の領域をｌ分割した各々の位
置Pk（ｋ＝１，…，ｌ）から全てのマイクロホン
Mi（ｉ＝１，…，ｍ）までの経路の音響特性とし
て伝達関数Hik（ω）が前述の操作により既に記
憶されている。

いま、ｎ人の話者がそれぞれ上記領域内のある
位置において同時に音声による指令を発したと仮
定する。位置検出装置２より切換スイツチ１７を
介して、それぞれの話者の位置を示す検出位置信
号３を入力された音響特性選択装置１６は、それ
らの位置から全てのマイクロホンMiまでの伝達
関数を音響特性記憶装置１５に記憶されている
Hikの中から選び、話者に番号ｊ（ｊ＝１，…，
ｎ：ｎｍ）をふりSjとした上で、Sjに対する
Hijとして出力する。

一方、マイクロホンMiで採取され、Ａ／Ｄ変
換器１でデイジタル信号に変換された入力音声信
号yi（ｔ）は、入力信号バツフア１３に一時記憶
された後、一定時間分（１フレーム）毎に送り出
され、フーリエ変換器はそれをフーリエ変換して
Yi（ω）として出力する。演算処理装置２０は入
力されたYi（ω），Hij（ω）をそれぞれ行列の形
〓，〓にして、〓＝〓^-1〓の演算を行なつて〓を
求め、行列〓の要素、すなわち音源音声スペクト
ルXj（ω）を出力する。これを逆フーリエ変換器
２１によつてそれらを逆フーリエ変換することに
より、話者Sjごとの音源音声信号xj（ｔ）が分離
抽出される。出力信号バツフア２２は上記xj（ｔ）
を一時記憶しながら、音声認識装置９からの要求
に従つて音声出力制御信号２３により順次出力し
ていく。音声認識装置９では話者Sjそれぞれの音
源音声信号xj（ｔ）に対し、音声認識動作を行な
つて認識結果すなわち階床名など単語の別やまた
話者の照合結果などを示す認識カテゴリ信号１０
を出力し、エレベータ制御装置１１はそれらそれ
ぞれに対するエレベータの応答動作を判断して応
答動作指令信号１２を発する。

このようにして、エレベータは同時に発声した
ｎ人の話者全員の音声指令に応答する。

なお、音声認識装置９の処理の都合により必要
であれば、音源音声分離抽出装置４は出力信号バ
ツフア２２から音源音声スペクトルXj（）を出
力することも可能である。

［考案の効果］本考案によれば、予め各位置からマイクロホン
までの音響特性を求め記憶しておくので、話者の
位置を検出することにより、その位置から音響特
性を用いてマイクロホンからの音声信号を補正す
ることができ、周囲環境や話者の位置に拘わらず
常に高精度の音声認識を行なうことができる。

また、複数の話者が同時に音声指令を発生して
も、それぞれの音声指令すべてに対し、応答動作
を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例を示す全体構成
図、第２図は本考案による音源音声分離抽出装置
の詳細を示すブロツク図、第３図は本考案の原理
説明図である。１……Ａ／Ｄ変換器、２……位置検出装置、４
……音源音声分離抽出装置、５……位置指定釦、
７……切換スイツチ、９……音声認識装置、１０
……認識カテゴリ信号、１１……エレベータ制御
装置、１２……応答動作指令信号、２４……基準
音入力端子、Mi［ｉ＝１〜ｍ］……マイクロホ
ン、yi（ｔ）［ｉ＝１〜ｍ］……入力音声信号、xj
（ｔ）［ｊ＝１〜ｎ］……音源音声信号、Ｗ（ｔ）
……基準音信号。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

エレベータの乗場或いはかご内にマイクロホン
を設け、該マイクロホンに入力された音声信号を
音声認識装置により認識し、その認識結果に基づ
いてエレベータの制御を行うものにおいて、複数
のマイクロホンと、話者の位置を自動的に検出す
る位置検出装置と、予め各位置から前記各マイク
ロホンまでの経路の音響特性を記憶しておくため
の音響特性記憶装置と、音声の登録と抽出とを切
り換える切換スイツチと、該スイツチが登録側の
とき、基準音源を用いて各位置から前記各マイク
ロホンまでの経路の音響特性を演算し、前記切換
スイツチが抽出側のとき、前記複数のマイクロホ
ンで採取された入力音声信号及び前記位置検出装
置によつて検出された話者の位置、該位置に対応
する前記音響特性から話者の音声信号を演算し、
分離抽出する演算処理装置とを備えたことを特徴
とするエレベータの音声応答装置。