JPH06177843A - 音声認識信号の無線送受信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 音声認識信号の無線送受信装置に関し，電波
障害を受けずに正確に音声認識することを目的とする。 【構成】 無線送信装置１は，音声入力された音声信号
に基づいて音声のデジタルデータを作成する音声データ
作成部１１と，デジタル化した音声データを無線出力す
る無線出力部１４とを備え，無線受信装置３は，無線送
信装置１の無線出力を受信する受信部２０と，受信部２
０の受信信号に基づいて音声データを復調する復調部２
１と，復調された音声データを音声認識のための音声デ
ータとして出力する音声データ復元部２２と，音声デー
タ復元部２２から出力される音声データを音声認識する
音声認識部２５と，音声認識結果を出力する認識結果出
力部２６とを備えた構成を持つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，ＦＡ分野等において使
用される音声認識信号の無線送受信システムに関する。

【０００２】ＦＡ分野では，音声認識信号を無線送受信
しコンピュータ入力するシステムが使用されている。例
えば，工場において，ベルトコンベアに乗って流れてい
る製品についての目視検査データを作業者がコンピュー
タ入力する場合，作業者は目の前を流れている製品の目
視検査データを無線送信装置に音声入力する。そして，
工場内のコンピュータの側に備えられている無線受信装
置は無線送信されてくる入力データを受信して音声認識
し，認識結果をコンピュータ入力する等である。

【０００３】一方，工場内ではトランシーバ等の使用
や，製品から発生する高周波のノイズ等の影響での無線
機器が電波障害をうけ，誤認識を生じやすくなってい
る。本発明は，他の電波の影響を受けずに正確に音声認
識できる音声信号の無線送受信システムを提供する。

【０００４】

【従来の技術】従来の音声認識信号の無線送受信システ
ムは，音声入力された音声信号を無線送信装置がアナロ
グの音声信号で無線出力し，無線受信装置において，受
信した音声信号を周波数分析して音声認識し，認識結果
をコンピュータ入力するようにしていた。

【０００５】図４は工場における製品データの入出力方
法の説明図である。図において，１００は製品であっ
て，ベルトコンベア１０１に乗って流れているものであ
る。１０１はベルトコンベア，１０２は作業者，１０３
は送信装置であって，製品についての音声入力信号を無
線送信するものである。１０４はマイクであって，製品
データを音声により入力するものである。１０５は受信
装置であって，送信装置１０３から送信されてくる電波
を受信し，受信した音声データを音声分析して音声認識
し，コンピュータ１０６に入力するものである。１０６
はコンピュータであって，ベルトコンベアの制御を行う
とともに，受信した製品データを入力するものである。

【０００６】図の構成において，例えば，作業者１０２
が製品１００の目視検査を行う場合，作業者は，製品１
００についての目視検査の結果をマイク１０４に音声入
力する。送信装置１０３は入力された音声信号で高周波
の搬送波を変調し，無線出力する。受信装置１０５は送
信装置１０３からの無線出力を受信し，音声信号に復調
する。そして，音声信号を周波数分析して音声認識す
る。コンピュータ１０６はベルトコンベア制御に基づく
製品データと入力された音声認識の結果を対応付ける等
のデータ処理をする。

【０００７】図５は従来の音声認識信号の無線送受信シ
ステムを示す。図において，１１０は無線送信装置，１
１１はマイク，１１２は入力部であって，音声信号を入
力するものである。１１３は変調部であって，アナログ
の音声信号で高周波の搬送波を変調するものである。１
１４は高周波発振部であって，高周波の搬送波を発信す
るものである。１１５は送信部であって，アナログの音
声信号で変調された搬送波（被変調波）を電波として無
線出力するものである。

【０００８】１２０無線受信装置である。１２１は受信
部であって，無線送信装置１１０から送信されてくる電
波を受信するものである。１２２は復調部であって，受
信信号をアナログの音声信号に復調するものである。１
２３は音声分析部であって，音声信号を周波数分析し，
音声の周波数スペクトルのアナログデータをデジタル変
換して音声データを得るものである。１２４はバンドパ
スフィルタであって，中心周波数の異なる狭帯域の複数
のバンドパスフィルタである（図は５チャンネルを示
す）。１２５は音声分析データ獲得部であって，バンド
パスフィルタ１２４の各チャネルでフィルタされて得ら
れる音声の周波数成分のアナログ値をデジタルデータに
変換（Ａ／Ｄ変換）し，音声スペクトルのデジタルデー
タを得るものである。１２６は音声認識部であって，音
声分析された結果に基づいて音声を認識するものであ
る。１２７は音声スペクトル分析部であって，音声分析
された音声の周波数スペクトルを音声スペクトルテーブ
ル１２８の音声の標準的なスペクトルデータと比較し，
音声認識するものである。１２８は音声スペクトルテー
ブルであって，音声の標準的なスペクトル（音声の
「あ」のスペクトル，「い」のスペクトル等）を格納す
るものである。１２９は認識結果出力部であって，音声
の認識結果を出力するものである。

【０００９】１３０はコンピュータである。図の構成の
動作を説明する。作業者（図示せず）は，マイク１１１
により音声を入力する。無線送信装置１１０において，
入力部１１２はマイク１１１からの音声信号を入力す
る。変調部１１３は高周波発振部１１４から出力される
搬送波を入力されたアナログの音声信号で変調する。送
信部１１５は変調部１１３で変調された被変調波を電波
として無線出力する。

【００１０】無線受信装置１２０において，受信部１２
１は，無線送信装置１１０から出力される電波を受信す
る。復調部１２２は受信部１２１から出力される受信信
号を復調し，音声信号とする。音声分析部１２３におい
て，バンドパスフィルタ１２４は復調された音声データ
を各チャネルに入力してそれぞれの周波数成分のアナロ
ク値を出力する。音声分析データ獲得部１２５は各周波
数成分のアナログ値をデジタル値に変換する。音声認識
部１２６において，音声スペクトル分析部１２７は音声
スペクトルテーブル１２８の標準的な音声スペクトルと
比較し，音声スペクトルテーブル１２８に格納されてい
る音声スペクトルパターンに一致するスペクトルパター
ンを検索する。そして，音声スペクトルテーブル１２８
の音声スペクトルと一致する音声認識をし，コード出力
する。

【００１１】コンピュータ１３０は，コードで出力され
る音声の認識結果を入力し，データ処理する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の音声認識信号の
無線送受信システムは音声認識に必要な１００Ｈｚ〜５
ｋＨｚの音声信号を無線出力していた。そして，その送
信出力は前述したような外部電波の影響を受けないよう
にするため高出力としていた。

【００１３】しかし，電波法の改正にともない，無線送
信装置の音声信号の周波数帯域は３００Ｈｚ〜４．５ｋ
Ｈｚに制限され，出力も制限されて高出力で無線送信す
ることができなくなった。

【００１４】音声認識装置には１００Ｈｚ〜５ｋＨｚの
音声周波数の周波数帯域を必要とするので，従来の音声
認識信号の無線送受信システムでは正確な音声認識がで
きなくなった。また，出力も制限されるので，低送信電
力でも正確に音声認識できる音声認識信号の無線送受信
システムが求められている。

【００１５】本発明は，低送信電力であって，送信デー
タの帯域が狭くても正確に音声認識できる音声認識信号
の無線送受信システムを提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は，無線送信する
音声データをデジタル化した音声データとし，受信側は
無線で送信される音声のデジタルデータ（以後，単に音
声データとする）を復調して得られる音声データに基づ
いて音声認識をするようにした。

【００１７】図１は本発明の基本構成を示す。図におい
て，１は無線送信装置，２はマイク，３は無線受信装置
である。無線送信装置１において，１０は入力部であっ
て，マイク２からの音声信号を入力するものである。１
１は音声データ作成部であって，送信する音声データを
作成するものである。１２は音声分析部であって，音声
信号を分析して音声の周波数スペクトルを求め，周波数
スペクトルのアナログ値をデジタル値に変換するもので
ある。１３はデータ圧縮部であって，音声分析部で得ら
れた音声の周波数スペクトルをデジタル化した音声デー
タをデータ圧縮するものである。１４は無線出力部であ
って，音声データを無線出力するものである。１５は変
調部であって，送信する音声データを変調するものであ
る。１６は送信部であって，送信データで変調された被
変調波を電波として無線出力するものである。１７はア
ンテナである。

【００１８】無線受信装置３において，２０は受信部で
あって，無線送信装置１から送られてくる電波を受信す
るものである。２１は復調部であって，高周波の受信信
号を音声データに復調するものである。２２は音声デー
タ復元部であって，復元された音声データを音声認識部
２５に出力するものである。２４は音声データ出力部で
あって復元された音声データを音声認識部２５に出力す
るものである。２５は音声認識部であって，音声データ
の表す音声の周波数スペクトルのパターンを音声の標準
的なスペクトルパターンと比較し，音声認識するもので
ある。２６は認識結果出力部であって，音声認識の結果
をコンピュータに出力するものである。

【００１９】２７はコンピュータであって，無線受信装
置３の認識結果をコードで入力してデータ処理するもの
である。

【００２０】

【作用】図１の基本構成の動作を説明する。無線送信装
置１の側で，マイク２により音声が入力部１０に入力さ
れる。

【００２１】音声分析部１２は入力される音声信号を周
波数分析し，音声の周波数スペクトルを求める。そし
て，周波数スペクトルのアナログ値をデジタル値に変換
する。データ圧縮する場合には，データ圧縮部１３は音
声の周波数スペクトルのデジタルデータをデータ圧縮す
る。

【００２２】変調部１５は，搬送波を音声データ作成部
１１の作成した音声デーで変調する。送信部１６は被変
調波を電波にして，アンテナ１７より無線出力する。無
線受信装置３において，受信部２０は無線送信装置１か
ら出力される電波を受信する。

【００２３】復調部２１は受信した高周波信号を音声デ
ータに復調し，音声データ出力部２４は音声データを音
声認識部２５に出力する。データ圧縮されている場合に
は，データ伸張部２３が復調された音声データを伸張し
て音声データを復元し，音声データ出力部２４が音声認
識部２５に出力する。

【００２４】音声認識部２５は，音声データに基いて，
音声の周波数スペクトルを音声の標準的な周波数スペク
トクデータと比較し，パターンの一致するもしくはパタ
ーンの類似する周波数スペクトルを検索し，音声認識を
する。認識結果出力部は認識結果をコード出力する。

【００２５】コンピュータ２７は無線受信装置３から出
力される音声の認識結果を入力し，データ処理する。

【００２６】

【実施例】図２は本発明の音声認識信号の無線送信装置
の実施例を示す。図において，４０は無線送信装置，４
１は入力部，４２は音声データ作成部，４３は音声分析
部，４４はバンドパスフィルタであって，中心周波数の
異なる狭帯域のフィルタを１６チャネル（ｃｈ）備える
ものである。４５はマルチプレクサであって，バンドパ
スフィルタ４４の各チャネルの信号を選択するものであ
る。４６はサンプリング回路であって，パンドパスフィ
ルタ４４の各チャネルから出力される周波数スペクトル
のサンプリングデータをとるものである。４７はＡ／Ｄ
変換部であって，周波数スペクトルのサンプリングデー
タのアナログ値をデジタル値に変換するものである。４
８は周波数分析データ出力部であって，デジタル信号に
変換された周波数分析データを時系列データとして出力
するものである。４９は音声分析部の制御を行う制御部
である。５０はデータ圧縮部，５１は変調部，５２は高
周波発振部，５３は送信部，５４はアンテナである。５
５はマイクである。

【００２７】図２の本発明の音声認識信号の無線送信装
置の実施例の動作を説明する。マイク５５より音声信号
が入力部４１に入力される。音声分析部４３において，
バンドパスフィルタ４４は，各チャネルに音声信号を入
力して，アナログの音声信号の周波数スペクトルを出力
する。マルチプレクサ４５は制御部４９に制御されて，
パンドパスフィルタの各チャネルを順次選択し，それぞ
れのチャネルのフィルタ信号を出力する。サンプリング
回路４６は制御部４９に制御されて，マルチプレクサ４
５で選択されたフィルタ信号をサンプリングして音声信
号の周波数スペクトルのサンプリングデータのアナログ
値を出力する。Ａ／Ｄ変換部４７はサンプリングされた
音声信号の周波数のスペクトルのアナログ値をデジタル
値に変換する。周波数分析データ出力部４８はＡ／Ｄ変
換部から出力される音声信号の周波数スペクトルのデジ
タル値を時系列データとして出力する。

【００２８】データ圧縮部５１は音声信号の周波数スペ
クトルのデジタルデータをデータ圧縮する。変調部５０
は高周波発振部５２で発振される高周波の搬送波をデー
タ圧縮された音声のデジタルデータで変調する。送信部
５３は圧縮データで変調された被変調波を電波としてア
ンテナ５４から出力する。

【００２９】図３は本発明の音声認識信号の無線受信装
置の実施例を示す図である。図において，６０は無線受
信装置，６１は受信部，６２は復調部，６３は音声デー
タ復元部，６４はデータ伸張部，６５は音声データ出力
部，６６は音声認識部，６７は音声スペクトル比較部で
あって，標準的な音声の周波数スペクトルと入力される
音声信号の周波数スペクトルを比較し音声認識するもの
である。６８は音声スペクトルテーブルであって，標準
的な音声の周波数スペクトルを保持するものである。６
９は認識結果出力部である。

【００３０】図の構成の動作を説明する。受信部６１は
無線送信装置から送出される電波を受信する。復調部６
２は高周波信号を復調して，圧縮された音声データを復
調する。音声データ復元部６３は，圧縮された音声デー
タを伸張して音声データを復元する。音声データ出力部
６５は復元された音声データを出力する。

【００３１】音声スペクトル比較部６７は音声のデジタ
ルデータに基づいて音声の周波数スペクトルと音声スペ
クトルテーブル６８の音声の標準スペクトルと比較し，
音声データの周波数スペクトルと標準スペクトルとが一
致するパターンを検索する。そして，一致したスペクト
ルパターンもしくは類似するスペクトルパターンの音声
を音声データの音声と認識する。認識結果出力部６９は
認識結果をコードで出力する。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば，無線送信する送信デー
タがデジタル化されているので，電波干渉を受けること
がないので，受信側における音声認識の信頼性が高くな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成を示す図である。

【図２】本発明の音声認識信号の無線送信装置を示す図
である。

【図３】本発明の音声認識信号の無線受信装置を示す図
である。

【図４】音声認識信号の無線送受信システムの説明図で
ある。

【図５】従来の音声認識信号の無線送受信システムを示
す図である。

【符号の説明】

１ ：無線送信装置 ２ ：マイク ３ ：無線受信装置 １０：入力部 １１：音声データ作成部 １２：音声分析部 １３：データ圧縮部 １４：無線出力部 １５：変調部 １６：送信部 ２０：受信部 ２０’：アンテナ ２１：復調部 ２２：音声データ復元部 ２３：データ伸張部 ２４：音声データ出力部 ２５：音声認識部 ２６：認識結果出力部 ２７：コンピュータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音声認識信号を無線で送信する無線送信
   装置(1) と，無線送信装置(1) からの無線出力を受信
   し，音声認識する無線受信装置(3) を備えた音声認識信
   号の無線送受信システムにおいて， 無線送信装置(1) は，音声入力された音声信号に基づい
   て音声をデジタル化した音声データを作成する音声デー
   タ作成部(11)と，音声データを無線出力する無線出力部
   (14)とを備え， 無線受信装置(3) は，無線送信装置(1) の無線出力を受
   信する受信部(20)と，受信部(20)の受信信号に基づいて
   音声データを復調する復調部(21)と，復調された音声デ
   ータを音声認識のための音声データとして出力する音声
   データ復元部(22)と，音声データ復元部(22)から出力さ
   れる音声データを音声認識する音声認識部(25)と，音声
   認識結果を出力する認識結果出力部(26)とを備えたこと
   を特徴とする音声認識信号の無線送受信システム。
2. 【請求項２】 請求項１において，音声データ作成部(1
   1)は音声を周波数分析して得られる周波数スペクトルを
   デジタルデータに変換して音声データとする音声分析部
   (12)と音声データをデータ圧縮するデータ圧縮部(13)と
   を備え，音声データ復元部(22)は圧縮された音声データ
   を伸張して音声データに復元するデータ伸張部(23)とを
   備えていることを特徴とする音声認識信号の無線送受信
   システム。