JPH0376477B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、音声指令のアクセントやイントネー
シヨンの欠落による音声認識の低下を防止するよ
うにした車両用音声認識装置に関する。

最近、音声で指令や情報を入力するとその音声
を認識しその指令や情報の内容を判別する音声認
識装置が多くの産業分野で実用化されており、車
両への応力も検討されている。第１図は従来の車
両用音声認識装置の一例のブロツク線図を示して
おり、マイクロホン１に音声指令が騒音と重量さ
れて音情報として入力されると、マイクロホン１
から出力される信号１００は増幅器２で適切なレ
ベルまで増幅され、音情報信号２００としてレベ
ル検出部３と音声認識部５とに入力される。レベ
ル検出部３ではこの音情報信号２００のレベルが
検出され、レベル信号３００として出力される
と、音声検出部４ではこのレベル信号３００に基
づいてマイクロホン１に入力された音情報が音声
指令であるか否かを判断し、音声指令であると判
断したときは音声認識指令信号４００が出力され
る。その結果、音声認識部５はこの音声認識指令
信号４００が出力されている間音情報信号２００
すなわち音声指令の認識を行なう。

ところで、自動車がトンネルの中を通過すると
きのように騒音レベルが著るしく大きいときに
は、音声指令と騒音とのレベル差が小さくなり音
声指令の検出が難しくなる。そのためにマイクロ
ホン１に向つてかなり大きな声を発する必要があ
るが、音声入力レベルがこのように大きくなると
サチレーシヨンを起こしてしまいダイナミツクレ
ンジを保つことができなくなるという問題があ
る。

そこで、このような問題を解決するために第２
図に示すような車両用音声認識装置が考えられて
いる。図中第１図と同じ参照数字は同じ構成部分
を示しており、この例では第１図に示した増幅器
２とレベル検出部３との間に、レベル検出部３か
らのレベル信号３００が大きいときは増幅器２か
らの音情報信号２００のゲインを小さくし、それ
とは逆にレベル信号３００が小さいときは音情報
信号２００のゲインを大きくするゲインコントロ
ーラ６を設けてあり、その他は第１図の例と全く
同じである。この音声認識装置において、増幅器
２から出力される音情報信号２００がゲインコン
トローラ６でゲイン制御されてレベル検出部３と
音声認識装置５とに入力されると、レベル検出部
３からのレベル信号３００は音声検出部４に入力
されるとともにゲインコントローラ６にゲイン調
整信号として入力される。ゲインコントローラ６
はこのゲイン調整信号に基づいて増幅器２からの
出力される音情報信号２００のゲインを調整す
る。音声認識部５における音声認識は第１図の場
合と同様にして行なわれる。

このようにすれば、音情報信号２００のゲイン
はレベル検出部３からのレベル信号３００に基づ
いて調整されるので前述したトンネルの中などの
ように騒音レベルが著るしく大きくなつても大き
な声を発する必要はなく、従つてサチレーシヨン
を起すこともないのでダイナミツクレンジは保た
れる。しかしながら音情報信号２００のゲインは
音声指令が入力さている区間（以下「音声区間」
という）においても調整されるため音声指令レベ
ルと駆動レベルとのレベル差がやはり小さくなつ
てしまい、音声指令を構成する単語固有のアクセ
ント情報やイントネーシヨンが欠落し、音声指令
が適確に認識でまた、音情報の急激な立上がりが
あつた場合に音声指令であると判断されるので、
比較的ゆつくりした立上がりの音声が入力された
ときは、その音声を音声として認識できなくなる
おそれがある。

本発明は上記の点にかんがみてなされたもの
で、車室内の音情報のゲインを音情報レベルに応
じて調整して音声認識を行なう音声認識装置にお
いて、音声指令のアクセントやイントネーシヨン
の欠落による音声認識の低下を防止するため、音
声指令を検出している間は音情報のゲインを一定
に保つようにしたものである。」を、「欠落を防止
するとともに、比較的ゆつくりした立上がりの音
声をも確実に認識できるようにするため、雑音だ
けが入力されている間は、音情報のゲインを１段
ずつ段階的に制御して音情報のレベルが所定範囲
に納まるようにし、音声を検出した後は、その音
声検出直前の音情報のゲインを保持するようにし
たものである。以下図面に基づいて本発明を説明
する。

第３図は本発明による車両用音声認識装置の一
実施例を示すブロツク線図であり、第２図と同じ
参照数字は同じ構成部分を示している。この実施
例は音声区間でのゲインコントローラ６のゲイン
を一定に保持するホールド回路７を設けたもの
で、この点を除けば第２図に示した従来例と全く
同じである。なおレベル検出部３には通常20ｍｓ
〜50ｍｓの時定数を有する整流平滑回路が用いら
れる。

次に第４図を参照しながらこの実施例の動作を
説明する。

いま音情報がマイクロホン１に入力されると、
その出力信号１００は増幅器２で増幅され音情報
信号２００として第４図イに示すような波形（区
間Ａが騒音のみ、区間Ｂが騒音と音声指令とが一
緒になつたもの）となつてゲインコントローラ６
に入力される。音情報信号２００は、ゲインコン
トローラ６において、そのレベルが比較的小さい
区間（第４図イの区間Ａ）ではレベル検出部３の
レベル信号３００であるゲイン調整信号７００に
より定められるゲインで制御され、第４図ロに示
すような波形の信号６００として出力され、レベ
ル検出部３と音声認識部５とに入力される。こう
してゲイン制御された音情報信号はレベル検出部
３において時間的に平均化されてそのレベルを表
わすレベル信号３００として出力される。このレ
ベル信号３００の波形は第４図ハに示すようにな
る。レベル信号３００はホールド回路７を介して
ゲイン調整信号７００としてゲインコントローラ
６に入力され音情報信号２００のゲインを調整す
る。

その後音声指令が入力されると（第４図イの区
間Ｂ）音情報信号２００のレベルは増大するが、
レベル信号３００はレベル検出部３の時定数のた
めに音情報信号２００のレベルの急激な増大には
追従できない。従つてゲインコントローラ６のゲ
イン調整作用も追従できず、レベル信号３００は
ある時間t_dだけ遅れて立上がることになる。この
立上りにより音声検出部４は音声指令が入力され
たと判断し、音声認識指令信号４００を出力す
る。この音声認識指令信号４００は音声認識部５
に入力され音情報信号２００の音声認識が行なわ
れる。一方、このとき音声検出部４からはホール
ド信号４１０が出力され、ホールド回路７におけ
るゲイン調整信号７００は音声指令が検出された
時点のレベル検出部３からのレベル信号３００の
レベルにホールドされる。なお音声検出部４から
出力されるホールド信号４１０の波形は第４図ホ
に示したようになる。ホールド回路７によるホー
ルド作用はホールド信号４１０が入力されている
間（すなわちホールド区間Ｔ）続く。このときホ
ールド回路７から出力されるゲイン調整信号７０
０の波形は第４図ニに示したように一定レベルと
なる。

このように音情報信号２００はホールド区間Ｔ
の間ゲインコントローラ６で一定のゲインに調整
されるこのになるので第５図イに示すようにホー
ルド区間Ｔの間はレベル信号３００のレベルが小
さくなることはなく、従つて音声指令レベルと騒
音レベルとの差は小さくならない。そのため音声
指令を構成する単語固有のアクセント情報や音声
指令のイントネーシヨンが欠落することはなく、
音声認識が適確にできる。それに対して従来の音
声認識装置では第５図ロに示すように音声区間Ｔ
においてレベル信号３００のレベルが小さくなる
ので、音声指令レベルと騒音レベルとのレベル差
が小さくなり、その結果適確な音声認識ができな
くなる。

第６図は本発明による車両用音声認識装置の他
の実施例のブロツク線図を示しており、第３図と
同じ参照数字は同じ構成部分を示している。この
実施例は、ゲインコントローラ８をいくつかの抵
抗R₁，R₂，……R_o（ただしR₁＝Ｋ・R₂＝K²・R₃
＝……K^-1R_o、Ｋ：定数、ｎ＝１、２、３……）
が接続されたアナログスイツチ８０で構成してゲ
インを段階的に調整するようにし、さらに第３図
に示したレベル検出部３とホールド回路７との間
に閾値TH1を有する比較器９１と、閾値TH2
（TH1＞TH2）を有する比較器９２と、判断ロジ
ツク回路９３とから成り、ゲインコントローラ８
のゲインを制御する制御部９を設けたものであ
り、その他の構成は第３図に示した実施例と全く
同じである。なおゲインコントローラ８による発
振現象を防ぐためにゲインコントローラ８による
ゲインの段階的な変化分は２つの閾値の比
（TH1／TH2）より小さく設定しておく。

次に第７図を参照しながらこの実施例の動作を
説明する。

いま音情報がマイクロホン１に入力されると、
その出力信号１００は増幅器２で増幅され音情報
信号２００として第７図イに示すような波形（区
間Ａが騒音のみ、区間Ｂが騒音と音声指令とが一
緒になつたもの）となつてゲインコントローラ８
に入力される。音情報信号２００はゲインコント
ローラ８において音情報信号のレベルが比較的小
さい区間（第７図イの区間Ａ）ではレベル検出部
３を介して制御部９からの制御信号９００である
ゲイン調整信号７００により定められるゲインで
制御され、第７図ロに示すような波形の信号８０
０として出力されレベル検出部３と音声認識部５
とに入力される。こうしてゲイン制御された音情
報信号はレベル検出部３においてそのレベルが検
出され、レベル信号３００として出力される。レ
ベル信号３００の波形は第７図ハに示すようにな
り、音声検出部４と制御部９とに入力される。制
御部９においては、このレベル信号３００が閾値
TH1を超えようとすると（ａ点）比較器９１か
ら出力し、レベル信号３００が閾値TH2より小
さくなろうとすると（ｂ点）比較器９２から出力
する。その結果、判断ロジツク回路９３からは比
較器９１および９２の出力に応じた第７図ニに示
すような波形の制御信号９００が出力される。制
御信号９００はホールド回路７に入力されるとそ
のままゲイン調整信号７００として出力され、ゲ
インコントローラ８のアナログスイツチ８０に入
力される。アナログスイツチ８０はこのゲイン調
整信号７００が大きいときは音情報信号２００の
ゲインを大きくするように切り換えられ、それと
は逆にゲイン調整信号７００が小さいときは音情
報信号２００のゲインを小さくするように切り換
えられる。従つて第７図ハおよびニからわかるよ
うに、制御信号９００のレベルが高い部分ではゲ
インが大きくなるように制御されるのでレベル信
号３００はａ点に達するまでの間とbc間で徐々
に大きくなり、制御信号９００のレベルが低い部
分ではゲインが小さくなるように制御されるので
レベル信号３００はab間で徐々に小さくなる。

いま、ここで音声検出部４における音声指令の
検出レベルをｈとすると、音声指令が入力された
結果としてレベル信号３００がｃ点でこの音声検
出レベルｈを越えると、音声検出部４は音声指令
が入力したと判断して音声認識指令信号４００を
出力する。この音声認識指令信号４００は音声認
識部５に入力され音情報信号２００に基づく信号
８００の音声認識が行なわれる。一方、このとき
音声検出部４からはホールド信号４１０も出力さ
れ、ホールド回路７におけるゲイン調整信号７０
０は音声が検出された時点の制御部９からの制御
信号９００のレベルにホールドされる。このとき
ホールド回路７から出力されるゲイン調整信号７
００の波形は第７図ホに示したようになる。従つ
て音声指令が検出されたＣ点を経過してもアナロ
グスイツチ８０は音声指令が検出される直前のゲ
イン調整信号７００により切り換えられたままに
なつており、音情報信号２００はこの切り換えら
れた状態で決まる一定のゲインによりゲイン調整
される。

上記音声認識装置において、いま比較的ゆつく
り立ち上がる音声指令が入力された場合について
考えると、このとき第８図イのａに示すような音
情報信号２００（区間Ａが騒音のみ、区間Ｂが騒
音と音声指令とが一緒になつたもの）が入力され
たとする。第７図ニおよびホからわかるように、
ゲイン調整信号７００は音声指令が検出されたＣ
点以後は区間Ａのゲインを大きくするようなレベ
ルにホールドされるので、ゲインコントローラ８
は音情報信号２００のゲインを大きくするように
調整する。従つてゲインコントローラ８の出力信
号８００の波形は第８図イのｂに示したようにな
り、レベル信号３００の波形は第８図イのｃに示
したようになる。この図からわかるようにレベル
信号３００は音声指令が検出されたＣ点以後は音
声検出レベルｈを越えるので音声指令の検出を行
なうことができる。

ところが、第３図に示した実施例についてこの
ような比較的ゆつくり立ち上がる音声指令が入力
された場合について考えてみると、第８図イのａ
に示した音情報信号２００と同じ第８図ロのａに
示すような音情報信号２００が入力されたとする
と、レベル検出部３およびホールド回路７は音声
指令のゆつくりした立ち上がりに追従するので、
ゲインコントローラ６は音声指令検出後は徐々に
ゲインを小さくするように調整する。このためゲ
インコントローラ６の出力信号６００は第８図ロ
のｂに示すような音声指令検出後も大きくはなら
ず騒音区間Ａとほぼ同じレベルとなる。その結果
レベル信号３００の波形は第８図ロのｃに示した
ようになり、レベル信号３００は音声指令入力後
も音声検出レベルｈを越えることはないので、音
声指令が入力したにもかかわらず音声指令の検出
ができないことになる。

このように第６図の実施例ではゲインコントロ
ーラは音情報信号のゲインを段階的に変化させる
ように調整されるので比較的ゆつくりした立上り
の音声指令が入力された場合でも音声指令の検出
が確実にできる。

以上説明したように本発明は、音情報のゲイン
を音情報のレベルに応じて調整して音声認識を行
なう音声認識装置において、音声指令を検出して
いる間は音情報のゲインを一定に保つようにした
ので、音声指令が入力している間は音声指令のレ
ベルと騒音レベルとのレベル差が小さくなること
はなく、従つて音声指令を構成する単語固有のア
クセント情報や音声指令のイントネーシヨンが欠
落することはないので、音声指令の認識が確実に
できる。さらに音情報のゲインを段階的に切り換
えることにより、比較的ゆつくりした立上りの音
声指令に対してもその検出が確実にできるように
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の車両用音声認識装
置のブロツク線図、第３図は本発明による車両用
音声認識装置の一実施例を示すブロツク線図、第
４図は第３図に示したブロツク線図の各部におけ
る信号波形図、第５図イは本発明によるレベル信
号３００の波形図、ロは第２図に示した従来例に
よるレベル信号３００の波形図、第６図は本発明
による車両用音声認識装置の他の実施例のブロツ
ク線図、第７図は第６図に示したブロツク線図の
各部における信号波形図、第８図イおよびロは本
発明による車両用音声認識装置において比較的ゆ
つくりした立ち上がりの音声指令が入力した場合
のブロツク線図の各部における信号波形図であ
る。 １……マイクロホン、２……増幅器、３……レ
ベル検出部、４……音声検出部、５……音声認識
部、６，８……ゲインコントローラ、７……ホー
ルド回路、９……制御部、８０……アナログスイ
ツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 音情報を入力し音情報信号を出力する音情報
   入力手段と、前記音情報信号のゲインを段階的に
   切替え可能なゲインコントローラと、該ゲインコ
   ントローラにより増幅された音情報信号のレベル
   が基準レベルを越えている間は、音声検出信号を
   出力する音声検出手段と、該音声検出手段から音
   声検出信号が出力されていない間は、前記ゲイン
   コントローラにより増幅された音情報信号のレベ
   ルが所定範囲の上限、あるいは下限に達したとき
   はゲインを１段づつ段階的にダウン、あるいはア
   ツプするよう前記ゲインコントローラを制御する
   制御部と、前記音声検出手段から音声検出信号が
   出力されている間は、前記制御部により制御され
   た最終のゲインを保持するよう前記ゲインコント
   ローラを制御するゲイン保持手段とを備えたこと
   を特徴とする車両用音声認識装置。