JPH0652477B2 - 音声認識装置 - Google Patents

音声認識装置

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JPH0652477B2
JPH0652477B2 JP2214953A JP21495390A JPH0652477B2 JP H0652477 B2 JPH0652477 B2 JP H0652477B2 JP 2214953 A JP2214953 A JP 2214953A JP 21495390 A JP21495390 A JP 21495390A JP H0652477 B2 JPH0652477 B2 JP H0652477B2
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【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 本発明は運転席にほぼ対称に配置されるマイクロフォン
の音声信号の同相成分を検出する同相成分検出部と、マ
イクロフォンの音声信号の位相を一定量シフトして同相
成分を検出する位相シフト同相成分検出部と、同相成分
検出部および位相シフト同相成分検出部の出力レベルを
比較するコマンドの席識別部と、音声識別部からのコマ
ンド内容およびコマンドの席識別部からのコマンドの席
識別結果に基づいてコマンドの有効性を判断するコマン
ドの有効性判断部とを備える音声認識装置であって、運
転者の車両制御に関するコマンドが助手席からのコマン
ドと識別されて音声識別装置の信頼性が向上する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は自動車用の音声認識装置であって運転者の手や
足の動作の代りをはたすものに関するものである。
特に、本発明では運転者と助手席とのコマンドを識別し
て信頼性を向上する音声識別装置に言及する。
〔従来の技術〕
第10図は従来の音声認識装置を示す図である。なお、全
図を通じて同様の構成要素は同一の記号または符号をも
って表す。構成を説明する。本図はマイクロフォン1
と、該マイクロフォン1からのコマンドの音声信号が変
換されたデイジタル電気信号である未知のパターンを登
録のパターンと比較して音声を認識する音声認識部2
と、該音声認識部2で認識されたコマンドに従って制御
されるオーデイオ等の各種機器 100とを含む。音声認識
部2の詳細な説明は実施例の項で行う。
次に動作を説明する。自動車の運転席の運転者がマイク
ロフォン1に「オーデイオON」または「オーデイオO
FF」せよと命令すると、「オーデイオON」または
「オーデイオOFF」というコマンドが音声認識部2で
認識されて、オーデイオ等の各種機器がONまたはOF
F動作する。かくして運転者は運転中の手を運転操作か
ら離さずに、さらには進行方向から目を離さずにオーデ
イオ等の各種機器をも操作できる。また、このような音
声識別装置は助手席からのコマンドでも操作可能であっ
た。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、従来の音声識別装置では車両制御例えば
ワイパー、ミラー等の制御について助手席からのコマン
ドでも動作可能で運転に重要な操作が助手席からのコマ
ンドで運転者の意に反して行われるおそれがあるという
問題があった。
したがって本発明は上記問題点に鑑み、運転者と助手と
のコマンドを識別して自動車に設備される装置の制御の
信頼性を向上する音声識別装置を提供することを目的と
する。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は本発明の原理構成を示す図である。本図は前記
問題点を解決するために、音声認識装置において同相成
分検出部3と、位相シフト同相成分検出部4と、コマン
ドの席識別部5と、コマンドの有効性判断部6とを有す
る。同相成分検出部は運転席に対称に配置されるマイク
ロフォンの音声信号の同相成分を検出する。
位相シフト同相成分検出部4は前記マイクロフォン1の
音声信号の位相を一定量シフトして同相成分を検出す
る。
コマンドの席識別部は前記同相成分検出部および前記位
相シフト同相成分検出部の出力レベルを比較する。
コマンドの有効性判断部は前記音声識別部からのコマン
ド内容および前記コマンドの席識別部からのコマンドの
席識別結果に基づいてコマンドの有効性を判断して前記
各種機器の制御を行わせしめる。
〔作 用〕
第1図において、本発明の音声認識装置によれば、同相
成分検出部3では二つのマイクロフォン1が運転席に対
称に配置されるので運転者の音声のコマンドが各マイク
ロフォンの同相成分として重畳されて検出される。他
方、位相シフト同相成分検出部4ではマイクロフォン1
が助手席に非対称に配置されるので、助手席の音声のコ
マンドが各マイクロフォンで重畳するように各マイクロ
フォン1の位相をシフトする。コマンドの席識別部5で
は同相成分検出部3および位相シフト同相成分検出部4
の出力レベルを比較する。すなわち運転席でコマンドが
発生すると同相成分検出部3では二つのマイクロフォン
1の電気信号の同相成分が重畳するが位相シフト同相成
分検出部4では二つのマイクロフォン1の電気信号が位
相ずれているのでその同相成分が重畳しない。この場合
同相成分検出部3の方の出力レベルが大きいため、コマ
ンドの席識別部5により運転席のコマンドと識別でき
る。逆に助手席でコマンドが発生すると、同相成分検出
部3では同相成分の重畳がなく、位相シフト同相成分検
出部4に同相成分の重畳が生じ、この場合位相シフト同
相成分検出部4の方の出力レベルが大きいためコマンド
の席識別部5により助手席のコマンドと識別できる。コ
マンドの有効性判断部6では音声識別部2からのコマン
ド内容およびコマンドの席識別部5からのコマンドの席
識別結果に基づいて、助手席から運転者がなすべき車両
制御に関するコマンドがあってもこのコマンドを排除
し、最終的に音声認識装置の信頼性が向上する。
〔実施例〕
以下本発明の実施例ついて図面を参照して説明する。第
2図は本発明の第1の実施例に係る音声識別装置を示す
図である。本図の構成を説明する。本図は自動車の車室
10と、該車室10内の運転席11と、該車室10内の助手席12
と、該運転席11と対称配置され、運転席11または助手席
からの音声のコマンドを電気信号に変換する二つのマイ
クロフォン1と、該マイクロフォン1からのアナログ信
号をデイジタル信号へ変換するA/D(Analog-to-Digi
tal Converter)7と、該A/D変換器7からの信号か
ら音声を認識する音声認識部2と、該A/D変換器7か
らの二つのマイクロフォンの同相成分を検出する同相成
分検出部3と、前記二つのマイクロフォン1の音声信号
の位相を一定量シフトして同相成分を検出する位相シフ
ト同相成分検出部4と、前記同相成分検出部3および前
記位相シフト同相成分検出部4の出力レベルを比較する
コマンドの席識別部5と、前記音声識別部2からコマン
ド内容および前記コマンド席識別部5からのコマンドの
席識別結果に基づいてコマンドの有効性を判断するコマ
ンド有効性判断部6と、該コマンドの有効性判断部6の
判断に基づいて、自動車に装備されている各種の機器例
えばオーデイオ 100、エアコンデイショニング 101、電
話 102、ナビゲーション 103、車両制御設備 104を制御
する各種制御部8と、該各種制御部8の制御内容を報告
するための音声合成部9と、該音声合成部9のデイジタ
ル信号を図示しないD/A(Digital-to-Analog) 変換器
でアナログ信号に変換して、電力増幅後音声に再生する
スピーカ13とを含む。なお、音声認識部2、同相成分検
出部3、位相シフト同相成分検出部4、コマンドの席識
別部5、コマンドの有効性判断部6等はDSP(Digita
l Signal Processor)で構成される。
音声識別部2について説明する。第3図は第2図の音声
認識部を示す図である。本図はバンドパスフィルタBPF
20-1,20-2,…,20-nと各該バンドパスフィルタBPF 20
-1,20-2,…,20-nの電気信号を絶対値化する絶対値化
部21-1,21-2,…,21-nと、該絶対値化部21-1,21-2,
…,21-nからの周波数分布である未知のパターンと登録
パターンとを比較して未知のパターンに最も類似する登
録パターンを未知のパターンとしてコマンドを認識する
認識部22と、該認識部22の認識に必要な登録パターンを
記憶する記憶部23とを包含する。前記認識部22では未知
のパターンと登録のパターンの比較が線形マッチングD
P(Dynamic Programming)マッチングのようなパターン
マッチングが逐次行われる。前記記憶部23には、登録パ
ターンとしてオーデイオON/OFF 、エアコンデイショニ
ングON/OFF 、電話ON/OFF 、ナビゲーションON/OFF
、車両制御例えばワイパー、ミラー等のセット/リジ
ューム等のコマンドが記憶されている。
次に同相成分検出部3を説明する。第4図は第2図の同
相成分検出部を示す図である。本図は運転席に対して対
称位置にある二つのマイクロフォン1からの電気信号を
加算する加算器30と、該加算器30の出力レベルを調整す
る乗算器31とを包含する。運転席11で発生するコマンド
は各マイクロフォン1で受信されると、配置上これらの
電気信号が同相なので加算器30の出力では各マイクロフ
ォンの出力が重畳する。逆に助手席12で発生するコマン
ドは配置上各マイクロフォン1の電気信号には位相のず
れがあるので、加算器の出力では各マイクロフォンの出
力が重畳しない。
位相シフト同相成分検出部4について説明する。第5図
は第2図における位相シフト同相成分検出部を示す図で
ある。本図は各マイクロフォン1の電気信号の位相をシ
フトさせる位相シフト部40-1,40-2と、該位相シフト部
40-1および40-2の同相成分を検出する同相成分検出部41
とを包含する。位相シフト部40-1,40-2について説明す
る。第6図は第5図の位相シフト部を示す図である。本
図は1サンプル遅延しかつ直列接続される単位遅延器 4
00-1, 400-2, 400-3,…, 400-(n-1),400-nと、各
該単位遅延器の入力側または出力側に接続される乗算器
401-1, 401-2, 401-3, 401-4,…,401-(n-1) , 4
01-n, 401-(n+1)、各乗算器の出力を逐次加算する加算
器 402-1, 402-2, 402-3,…, 402-(n-2), 402-(n-
1), 402-nとを包含する。各該乗算器の乗算係数を調整
することにより位相シフト量を定めることができる。な
お、同相成分検出部41の構成は前記同相成分検出部3と
同様であるのでその説明は省略する。
ここで、二つのマイクロフォン1は運転席11に対して対
称であるが、助手席12に対しては非対称である。そのた
め助手席12で発生したコマンドが二つのマイクロフォン
1の電気信号では位相がずれているので、前記位相シフ
ト部40-1,40-2で各該乗算器の乗算係数を調整して位相
のずれがなくなるようにする。このようにしてマイクロ
フォン1の位相量を一定量ずらして調整するので位相シ
フト同相成分検出部4の同相成分検出部41では助手席12
からのコマンドに対して二つのマイクロフォン1の音声
が出力レベルで重畳するようになる。なお、助手席12か
ら発生するコマンドに対して、前記同相成分検出部3で
は二つのマイクロフォンの音声が出力レベルで重畳しな
い。それぞれの電気信号に位相ずれがあるためである。
次にコマンドの席識別部5について説明する。該コマン
ドの席識別部5はコンパレータで構成される。同相成分
検出部3の出力信号をVaとし位相シフト同相成分検出
部4の出力信号をVbとすると、例えばVa≧Vbのと
き“H(High)”信号がVa<Vbのとき“L(Low)”信号
が出力される。コマンドの席識別部5が“H”信号を出
力するときにはVa≧Vbであるからコマンドは同相成
分検出部3を介する電気信号の出力レベルが高いので運
転席11から発生していると識別される。逆の場合には助
手席12から発生していると識別される。
次にコマンドの有効性判断部6について説明する。第7
図は第2図における音声認識結果のコマンドの有効性の
判断を示す図である。コマンドの有効性判断部6ではコ
マンドが音声認識部2からの認識されたコマンドの内容
がオーデイオON/OFF 、エアコンデイショニングON/OF
F 、ナビゲーションON/OFF 、車両制御セット/リジュ
ームであって、コマンドの席識別部5によって運転席11
から発生されるコマンドと識別されるものであれば、そ
のコマンドは有効と判断する。またコマンドがオーデイ
オON/OFF 、エアコンデイショニングON/OFF 、ナビゲ
ーションON/OFF であって助手席から発生されたもので
あればそのコマンドは有効と判断する。ただしコマンド
が車両制御セット/リジュームであって、助手席から発
声されたものであれば無効と判断する。このようにし
て、運転制御上、運転者が判断すべき事柄に対しては助
手席からの音声が運転者の判断に干渉しないようにする
ことができ、これ以外の事柄に対しては助手席からのコ
マンドに対して種々のサービス提供が可能になる。
次に本実施例の一連の動作を説明する。第8図は本実施
例に係る一連の動作フローチャートである。本図におい
て、コマンドはマイクロフォン1からアナログ電気信号
がデイジタル信号に変換される(ステップ1)。コマン
ドのデイジタル信号の未知のパターンが音声認識部2で
登録のパターンか否か認識される(ステップ2)。コマ
ンドである未知のパターンが登録のパターンであると、
そのコマンドが同相成分検出部3で運転席11から発生さ
れたものか判断する(ステップ3)。運転席11からのコ
マンドであれば、各種制御部8を介して、該当するオー
デイオ 100、エアコンデイショニング 101、電話 102、
ナビゲーション 103のON/OFF 制御、車両制御 104セッ
ト/リジューム制御が実行される(ステップ4)。さら
に各種制御部8を介して制御内容が音声合成部9で音声
に変換処理され、図示しないD/A(Digital-to-Analog
Converter) 、パワーアンプ等を経てスピーカ13で音声
に再生して運転席11に報告される(ステップ5)。ステ
ップ3で助手席12からのコマンドと判断されると、コマ
ンドの内容が車両制御のコマンドが判断され(ステップ
6)、車両制御でなく、オーデイオON/OFF であればス
テップ4へ進み、その制御が実行される。コマンドの内
容が車両制御でのコマンドであれば、制御が実行される
ことなく、制御を実行することができない旨が報告され
る(ステップ5)。
第9図は本発明の第2の実施例に係る音声識別装置を示
す図である。第2図で異なる構成要素は車室10内の後方
席13,14と、運転席11の後方席14の近傍に設置されたマ
イクロフォン1-1と、助手席12に対する位相シフト同相
成分検出部4-1の他に後方席13に対する位相シフト同相
成分検出部4-2と、後方席14に対する位相シフト同相成
分検出部4-3と、同相成分検出部3の出力レベルと位相
シフト同相成分検出部4-1,4-2,4-3の最大出力レベ
ルとの比較をするコマンドの席識別部5′である。後方
席13の位相シフト同相成分検出部4-2では後方席13とマ
イクロフォン1との非対称を考慮して二つのマイクロフ
ォン1の位相が一致するように調整される。後方席14の
シフト同相成分検出部4-3では、後方席14とマイクロフ
ォン1とは対称になるので、運転席11のコマンドと錯誤
するおそれがあるので、一つのマイクロフォン1とマイ
クロフォン1-1との非対称を考慮してこの二つのマイク
ロフォン1の位相が一致するように調整される。したが
って後方席14のコマンドは同相成分検出部3および位相
シフト同相成分検出部4-3では後者の出力レベルが大き
くでき、運転席11のコマンドと識別できる。コマンドの
席識別部5′において同相成分検出部3の出力レベルが
位相シフト同相成分検出部4-1,4-2,4-3のいずれの
ものよりも大きければ運転席11のコマンドと識別され、
他方同相成分検出部3の出力レベルが位相シフト同相成
分検出部4-1,4-2,4-3のいずれかのものよりも小さ
ければ運転席11以外からのコマンドと識別される。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、運転席に対称に
配置されるマイクロフォンの音声信号の同相成分を検出
する同相成分検出部と、マイクロフォンの音声信号の位
相を一定量シフトして同相成分を検出する位相シフト同
相成分検出部と、同相成分検出部および位相シフト同相
成分検出部の出力レベルを比較するコマンドの席識別部
と音声識別部からのコマンド内容およびコマンドの席識
別部からのコマンドの席識別結果に基づいてコマンドの
有効性を判断するコマンドの有効性判断部とを設けたの
で運転者の車両制御に関するコマンドが助手席からのコ
マンドと識別されるようになり、音声識別装置の信頼性
が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理構成を示す図、 第2図は本発明の第1の実施例に係る音声識別装置を示
す図、 第3図は第2図の音声認識部を示す図、 第4図は第2図の同相成分検出部を示す図、 第5図は第2図における位相シフト同相成分検出部を示
す図、 第6図は第5図の位相シフト部を示す図、 第7図は第2図における音声認識結果のコマンドの有効
性の判断を示す図、 第8図は本実施例に係る一連の動作のフローチャート、 第9図は本発明の第2の実施例に係る音声識別装置を示
す図、 第10図は従来の音声認識装置を示す図である。 図において、 1……マイクロフォン、2……音声認識部、 3……同相成分検出部、 4……位相シフト同相成分検出部、 5……コマンドの席識別部、 6……コマンドの有効性判断部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも自動車内に設置されるマイクロ
    フォン(1)と、該マイクロフォン(1)からの音声の
    コマンドを認識して自動車に搭載されている各種機器の
    制御を行わせしめる音声認識部(2)とを有する音声認
    識装置において、 運転席にほぼ対称に配置されるマイクロフォン(1)の
    音声信号の同相成分を検出する同相成分検出部(3)
    と、 前記マイクロフォン(1)の音声信号の位相を一定量シ
    フトして同相成分を検出する位相シフト同相成分検出部
    (4)と、 前記同相成分検出部(3)および前記位相シフト同相成
    分検出部(4)の出力レベルを比較するコマンドの席識
    別部(5)と、 前記音声識別部(2)からのコマンド内容および前記コ
    マンドの席識別部(5)からのコマンドの席識別結果に
    基づいてコマンドの有効性を判断して前記各種機器の制
    御を行わせしめるコマンドの有効性判断部(6)とを備
    えることを特徴とする音声認識装置。
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