JPS58181099A - 音声識別装置 - Google Patents
音声識別装置Info
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- JPS58181099A JPS58181099A JP57065142A JP6514282A JPS58181099A JP S58181099 A JPS58181099 A JP S58181099A JP 57065142 A JP57065142 A JP 57065142A JP 6514282 A JP6514282 A JP 6514282A JP S58181099 A JPS58181099 A JP S58181099A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は音声識別装置に関し、特に、音声を入ルし、
その音声の内容に基づいて各種被ＩＩＩＩＮ１機器を制
御するために用いられるような音声識別装置の改良に関
する。
その音声の内容に基づいて各種被ＩＩＩＩＮ１機器を制
御するために用いられるような音声識別装置の改良に関
する。
たとえば，自勧巾などにおいて運転者がラジオなどのｌ
４ＩＩＩＩｌ機器を操作する場合には、一般に手動的に
わなうことが多い。しかし、運転者が車を運転中にラジ
オなどを操作するためには、しばしば？Ｒ締を前方から
機器の操作部に移す必要があり、このことが脇見運転の
原因になり、非常に危険を伴う。また、最近では運転者
用の電子式卓上計粋機が実用に供され−〔いるが、この
ような電子式卓［昌會算機を、運転しながら操作するこ
とは不可能に近いものであった。この他にも、窓の開閉
やその他の串載機器を操作する場合においても同様の問
題歳を生じていた。
４ＩＩＩＩｌ機器を操作する場合には、一般に手動的に
わなうことが多い。しかし、運転者が車を運転中にラジ
オなどを操作するためには、しばしば？Ｒ締を前方から
機器の操作部に移す必要があり、このことが脇見運転の
原因になり、非常に危険を伴う。また、最近では運転者
用の電子式卓上計粋機が実用に供され−〔いるが、この
ような電子式卓［昌會算機を、運転しながら操作するこ
とは不可能に近いものであった。この他にも、窓の開閉
やその他の串載機器を操作する場合においても同様の問
題歳を生じていた。
そこぐ、運転者が手動的な操作によることなく、フジＡ
の電源投入や窓の開閉などをすることができれば便利で
ある。このためには、運転者が「ラジ４ｊと発音したと
き、このｇ角を識別してその識別結果に基づいてラジオ
をｔＩＩ１御するような音声入力ＩｌｌＩＩＩ装置が考
えられる。このような音庚入力制御装瞳では、運転者の
近傍にマイクロホンを設けておき、このマイクロホンに
入力された音声を識別する。どころが，自動車の窓が開
かれていると、外部からの騒音がマイクロホンに混入し
てしまい、運転者の発音した音声と騒音との識別が極め
て困難になり、車載機器などを誤動作させる原因となっ
ていた。
の電源投入や窓の開閉などをすることができれば便利で
ある。このためには、運転者が「ラジ４ｊと発音したと
き、このｇ角を識別してその識別結果に基づいてラジオ
をｔＩＩ１御するような音声入力ＩｌｌＩＩＩ装置が考
えられる。このような音庚入力制御装瞳では、運転者の
近傍にマイクロホンを設けておき、このマイクロホンに
入力された音声を識別する。どころが，自動車の窓が開
かれていると、外部からの騒音がマイクロホンに混入し
てしまい、運転者の発音した音声と騒音との識別が極め
て困難になり、車載機器などを誤動作させる原因となっ
ていた。
それゆえに、この発明の主たる目的は、外部からの騒音
と人間の発音した音声とを容易に識別し得る音声識別装
置を提供することである。
と人間の発音した音声とを容易に識別し得る音声識別装
置を提供することである。
この発明を要約すれば、発音者の近傍に所定の間隔を隔
てて第１および第２の入力手段を配置しておき、それぞ
れの音声入力手段から出ルされた音轡入力信号から予め
定める周波数帯域成分の音轡信号を抽出し、それぞれの
音声信号の相関関係を演算し、その演算結果に基づいて
音南電気信号変換手段から出力ざれた音轡信号が発音者
の発音した音声に基づくものであるかあるいは騒音に基
づくものであるかを判別するように構成したちのＣある
。
てて第１および第２の入力手段を配置しておき、それぞ
れの音声入力手段から出ルされた音轡入力信号から予め
定める周波数帯域成分の音轡信号を抽出し、それぞれの
音声信号の相関関係を演算し、その演算結果に基づいて
音南電気信号変換手段から出力ざれた音轡信号が発音者
の発音した音声に基づくものであるかあるいは騒音に基
づくものであるかを判別するように構成したちのＣある
。
この発明の上述の目的およびその他の目的と特徴は以ト
に図面を参照して行なう詳細な説明から一層明らｈ１と
なろう。
に図面を参照して行なう詳細な説明から一層明らｈ１と
なろう。
第１図はこの発明の一実施例が適用された自動車を横ｈ
向から見た概略図であり、第２図は同じく運転当の後方
向から見た概略図であり、第３図μ向しく自動車の車内
の概略図である。
向から見た概略図であり、第２図は同じく運転当の後方
向から見た概略図であり、第３図μ向しく自動車の車内
の概略図である。
まず．第１図ないし第３図を参照しｃ１この発明のＩＩ
襞につい（説明する。運転者１１は車体１２に設Ｇノら
れている座席１３に看席し、シフトレバー１４＆ｊよび
スデアリングホイール１５を操作して運転する。計器盤
１６にはたとえばカーラジ４１７が取付けられている。
襞につい（説明する。運転者１１は車体１２に設Ｇノら
れている座席１３に看席し、シフトレバー１４＆ｊよび
スデアリングホイール１５を操作して運転する。計器盤
１６にはたとえばカーラジ４１７が取付けられている。
また、天井２０には、運転者］１の正面方向に直交して
等距離の位置に所定の藺陥を有して第１および第２の音
声入力手段とじむのマイクロホン１７と１８とが取付１
ノられ（いる。さらに、これらのマイクロホン１７と１
８との闇には指向性マイクロホン１９が設けられている
。
等距離の位置に所定の藺陥を有して第１および第２の音
声入力手段とじむのマイクロホン１７と１８とが取付１
ノられ（いる。さらに、これらのマイクロホン１７と１
８との闇には指向性マイクロホン１９が設けられている
。
運転者１１がたとえばラジオ１７の電源を投入しようと
する場合は、予め定められている制御用の音声（以下、
キーワードと称する）を発音する。
する場合は、予め定められている制御用の音声（以下、
キーワードと称する）を発音する。
この音声は空気中を伝播し、マイクロホン１７と１８と
１９とに入る。このとき、マイクロホン１７と１８が運
転者１１から等距離の位胃に設けられているので、音声
はこれらのマイクロホン１７と１８とに同時に伝播され
ることになる。マイクロホン１７と１８とに入力された
音声は電気信号に変換ざれて音声信号となり、この２つ
の音声信号の相互相関係数が求められる。騒音が入力さ
れ“ていない場合には、相関係数は１に近い値が得られ
、音声信号は騒音に比べて十分に大きいことが相関係数
の値から示される。逆に、大きな騒音が入力された場合
には相関係数はＯに近い値が得られ、音声信号は騒音に
比べて十分に小さいことが示される。そして、この相互
相関係数の値に基づいて、指向性マイクロホン１９から
出力される音声信号を認議するか否かを判別する。そし
て、相互相関係数が１に近い値であれば、指向性マイク
ｕホン１９から出力される音声信号と予め記憶されてい
るキーワードの音声パラメータとを比較し、いずれのキ
ーワードであるかを判別する。そして、この判別結果に
基づいてたとえばラジオ１７などの各種車載―器を制御
する。
１９とに入る。このとき、マイクロホン１７と１８が運
転者１１から等距離の位胃に設けられているので、音声
はこれらのマイクロホン１７と１８とに同時に伝播され
ることになる。マイクロホン１７と１８とに入力された
音声は電気信号に変換ざれて音声信号となり、この２つ
の音声信号の相互相関係数が求められる。騒音が入力さ
れ“ていない場合には、相関係数は１に近い値が得られ
、音声信号は騒音に比べて十分に大きいことが相関係数
の値から示される。逆に、大きな騒音が入力された場合
には相関係数はＯに近い値が得られ、音声信号は騒音に
比べて十分に小さいことが示される。そして、この相互
相関係数の値に基づいて、指向性マイクロホン１９から
出力される音声信号を認議するか否かを判別する。そし
て、相互相関係数が１に近い値であれば、指向性マイク
ｕホン１９から出力される音声信号と予め記憶されてい
るキーワードの音声パラメータとを比較し、いずれのキ
ーワードであるかを判別する。そして、この判別結果に
基づいてたとえばラジオ１７などの各種車載―器を制御
する。
なお、［述の説明では、音轡認識用の音轡信号を指而性
マイクロホン１９から出力するようにしたが、特に指向
性マイクロホン１９を設けることなく、冫イクロホン１
７または１８のいずれか一方からの音轡信号を認謙する
ようにしてもよい。
マイクロホン１９から出力するようにしたが、特に指向
性マイクロホン１９を設けることなく、冫イクロホン１
７または１８のいずれか一方からの音轡信号を認謙する
ようにしてもよい。
しかしながら、運転者１１の発音した音声を分析して認
識を行なうための音声信号の８．／Ｎ比としては＝１分
高いものが好ましく、周囲雑音を除去できる＾指向性マ
イクロホンを用いるのが望ましい。
識を行なうための音声信号の８．／Ｎ比としては＝１分
高いものが好ましく、周囲雑音を除去できる＾指向性マ
イクロホンを用いるのが望ましい。
第４図は音声信号と騒音との関係を駅明するための図で
あり、第５Ａ図および第５Ｂ図は相互相関係数の計算結
果例を示す図である。
あり、第５Ａ図および第５Ｂ図は相互相関係数の計算結
果例を示す図である。
次に、２つのマイクロホン１７と１８とから出ｔｉされ
る商声信号の相互相関について説明する。
る商声信号の相互相関について説明する。
ｌＲ４図において、騒音発生１ｉ１００として、この場
合は一例として自動車騒音について考えてみる。
合は一例として自動車騒音について考えてみる。
運転者１１はマイクロホン１７と１８とから等距離に口
許がくる位習に座っており、運転者１１の前方には自動
車のフロントガラス（図示せず），後方にはリアウイン
ドウ（図示せず）が存在するものとし、騒音発生源１０
０は運転者１１の側方にあるものとする。
許がくる位習に座っており、運転者１１の前方には自動
車のフロントガラス（図示せず），後方にはリアウイン
ドウ（図示せず）が存在するものとし、騒音発生源１０
０は運転者１１の側方にあるものとする。
騒音発生源１００から騒音がマイクロホン１７と１８と
に伝播する遅延時闇差をτ０とし、その振幅差はマイク
ロホン１７と１８との閤隔ｄに比べて、マイクロホン１
７と１８とから騒音源１００の距離が十分に大きいもの
とみなして考慮せずに同一であるとする。また、騒音源
１００からの騒音はマイクロホン１７と１８とに同一の
振幅と時間で伝播するものとする。このとき、マイクロ
ホン１７と１８との時藺信号ａ（ｔ）とｂ（ｔ）は、音
声信号をｓ（ｔ），騒音発生源１００からの騒音ｎ（ｔ
）とすると、 ａ（ｔ）−ｓ（ｔ）＋ｎ（ｔ）”１１）ｂ（ｔ）−ｓ（
ｔ）＋ｎ（ｔ＋ｒＯ）・・・（２）と表わすことができ
る。ここぐ、相互相関関数φａｂ（Ｚ’）Ｊｊよび正規
化相互相関関数Φ（ｒ＞はそれぞれ、 ｒある。但し、φａａ（０）．φｂｂ（０）は、ａ（Ｌ
），ｂ（ｔ）の自己相ｇｌ１１数φａａ（ｒ），φｂｂ
＜τ）のそれぞれτ＝０のときの値であって、パワーを
表わし−（おり、 で表現できる。ここで、 ｓ（ｔ）−Ｓｓｉｎωｓｔ ｎ（ｔ”）−Ｎｓｉｎ（ｃＪｎｔ とする。但し、ωｓ，ωｎはＳ（ｔ）．ｎ（ｔ）の角周
波数であり、Ｓ．Ｎはｓ（ｔ），ｎ（ｔ）の振幅を示し
ている。そして、ωＳ−２πｆｓ，ωｎ−２πｆｎであ
るとすると、正規化相互相関関数Φ（τ）は、 Φ《τ》 ＝｛Ｓ２ｃｏｓωＳτ 十Ｎ’ｃｏｓωｎ（τ＋τｏ））／（Ｓ’＋Ｎ’）・・
・《７》 であり、またで一〇とすれば、 Φ（０） ＝（Ｓ’＋Ｎ’ｃｏｓωｎτｏ）／（Ｓ２＋Ｎ’）・・
・《８》 である。
に伝播する遅延時闇差をτ０とし、その振幅差はマイク
ロホン１７と１８との閤隔ｄに比べて、マイクロホン１
７と１８とから騒音源１００の距離が十分に大きいもの
とみなして考慮せずに同一であるとする。また、騒音源
１００からの騒音はマイクロホン１７と１８とに同一の
振幅と時間で伝播するものとする。このとき、マイクロ
ホン１７と１８との時藺信号ａ（ｔ）とｂ（ｔ）は、音
声信号をｓ（ｔ），騒音発生源１００からの騒音ｎ（ｔ
）とすると、 ａ（ｔ）−ｓ（ｔ）＋ｎ（ｔ）”１１）ｂ（ｔ）−ｓ（
ｔ）＋ｎ（ｔ＋ｒＯ）・・・（２）と表わすことができ
る。ここぐ、相互相関関数φａｂ（Ｚ’）Ｊｊよび正規
化相互相関関数Φ（ｒ＞はそれぞれ、 ｒある。但し、φａａ（０）．φｂｂ（０）は、ａ（Ｌ
），ｂ（ｔ）の自己相ｇｌ１１数φａａ（ｒ），φｂｂ
＜τ）のそれぞれτ＝０のときの値であって、パワーを
表わし−（おり、 で表現できる。ここで、 ｓ（ｔ）−Ｓｓｉｎωｓｔ ｎ（ｔ”）−Ｎｓｉｎ（ｃＪｎｔ とする。但し、ωｓ，ωｎはＳ（ｔ）．ｎ（ｔ）の角周
波数であり、Ｓ．Ｎはｓ（ｔ），ｎ（ｔ）の振幅を示し
ている。そして、ωＳ−２πｆｓ，ωｎ−２πｆｎであ
るとすると、正規化相互相関関数Φ（τ）は、 Φ《τ》 ＝｛Ｓ２ｃｏｓωＳτ 十Ｎ’ｃｏｓωｎ（τ＋τｏ））／（Ｓ’＋Ｎ’）・・
・《７》 であり、またで一〇とすれば、 Φ（０） ＝（Ｓ’＋Ｎ’ｃｏｓωｎτｏ）／（Ｓ２＋Ｎ’）・・
・《８》 である。
さらに、ｓ（ｔ）．ｎ（ｔ）がそれぞれＬ個．Ｍ個の正
弦波から成立つている場合には、となるので、 であり、またτ−０とすれば、 である。
弦波から成立つている場合には、となるので、 であり、またτ−０とすれば、 である。
前述の第《８》式において、τｏ＝３３３μＳつまりマ
イクロホン１７と１８との闇隔ｄが約１１．３Ｇ一にお
ける計算結果を第５Ａ図に示している。この第５Ａ図か
ら明らかなように、側方がら入ってくる騒音が大きくな
りかつＳ／Ｎが小さくなるに従い正規化相関関数の小さ
くなることがわかる。但し、正弦波の場合には、１／τ
０の周波数の整数倍に近い周波数の騒音の場合には、第
５Ａ図に示したようにはならないことは明らかであるの
で、実際にはそのような成分を小さくした状ｌｌ′ｃ求
める必要がある。
イクロホン１７と１８との闇隔ｄが約１１．３Ｇ一にお
ける計算結果を第５Ａ図に示している。この第５Ａ図か
ら明らかなように、側方がら入ってくる騒音が大きくな
りかつＳ／Ｎが小さくなるに従い正規化相関関数の小さ
くなることがわかる。但し、正弦波の場合には、１／τ
０の周波数の整数倍に近い周波数の騒音の場合には、第
５Ａ図に示したようにはならないことは明らかであるの
で、実際にはそのような成分を小さくした状ｌｌ′ｃ求
める必要がある。
また、前述の第《１２》式において、τ０−３３３μＳ
（ｄ）−１１．３ｃ一における計算結果を第５Ｂ図に示
している。この第５Ｂ図では、騒音０（【）を ｎ（ｔ）−０．４ｓｉｎ（２π−１００）ｔ＋１．Ｏｓ
ｉｎ（２π−４００）ｔ ＋１．Ｏｓｉｎ（２π・１０００）ｔ ＋−１．Ｏｓｉｎ（２π−３１００）ｔ・・・（１３） とし、１００Ｈｚ，４００Ｈｚ，１ｋＨｚ．３．ｉｋｌ
−１ｚの４つの周波数成分が０．４．１“．１．１の比
率で含まれているものとした。この場合には、τｏ＝３
３３μｓの周期に近い３．１ｋＨｚの成分や低い周波数
成分を含んでいるので、Φ（０）はぎほど小さくはなら
ないが、それでもＳ７・′へが小さくな菰と、Φ（０）
が小さくなる傾向が見られる。
（ｄ）−１１．３ｃ一における計算結果を第５Ｂ図に示
している。この第５Ｂ図では、騒音０（【）を ｎ（ｔ）−０．４ｓｉｎ（２π−１００）ｔ＋１．Ｏｓ
ｉｎ（２π−４００）ｔ ＋１．Ｏｓｉｎ（２π・１０００）ｔ ＋−１．Ｏｓｉｎ（２π−３１００）ｔ・・・（１３） とし、１００Ｈｚ，４００Ｈｚ，１ｋＨｚ．３．ｉｋｌ
−１ｚの４つの周波数成分が０．４．１“．１．１の比
率で含まれているものとした。この場合には、τｏ＝３
３３μｓの周期に近い３．１ｋＨｚの成分や低い周波数
成分を含んでいるので、Φ（０）はぎほど小さくはなら
ないが、それでもＳ７・′へが小さくな菰と、Φ（０）
が小さくなる傾向が見られる。
この発明は２つめマイクロホン１７と１８とから出力さ
れる音声信号の相関関係を用いて音声信号のＳ／Ｎ比を
推定し、その値によって認識結果の有効あるいは無効を
決定したり、類似度計算に重み付けしたりすることによ
って、騒音による誤認識や誤判定を防止できるような音
声識別装Ｗを構成できる。以下に、この発明の実施例に
ついて詳細に説明する。
れる音声信号の相関関係を用いて音声信号のＳ／Ｎ比を
推定し、その値によって認識結果の有効あるいは無効を
決定したり、類似度計算に重み付けしたりすることによ
って、騒音による誤認識や誤判定を防止できるような音
声識別装Ｗを構成できる。以下に、この発明の実施例に
ついて詳細に説明する。
第６図はこの発明の一実施例の概略ブロック図である。
前述の第２図および第３図に示したマイクロホン１７か
らの音声信号は増幅器２１で増幅され、フィルタ２２に
よって識別したい周波数帯域《通常は音真周波数帯域》
のみが抽出され、相互相関係数計算機２５に与えられる
。他方のマイクロホン１８からの音轡信号は同様にして
増幅器２３で増幅され、フィルタ２４によって謙別じた
い周波数帯域成分のみが抽出されて相互相関係数計篩機
２５に与えられる。この相互相関係数計眸１１２５は入
力された２つの音声信号から相互相関係数Φ（０）を求
めるものである。この相互相関係数計篩機によって計粋
された相互相関係数Φ《０》の値によってＳ／Ｎを推定
することができる。このために、相互相関係数計算機２
５で計算された相互相関係数Φ（０）が比較器２６に与
えられる。比較器２６には予め定める相関係数を記憶す
るための相関係数しきい値レジスタ２７が接続される。
らの音声信号は増幅器２１で増幅され、フィルタ２２に
よって識別したい周波数帯域《通常は音真周波数帯域》
のみが抽出され、相互相関係数計算機２５に与えられる
。他方のマイクロホン１８からの音轡信号は同様にして
増幅器２３で増幅され、フィルタ２４によって謙別じた
い周波数帯域成分のみが抽出されて相互相関係数計篩機
２５に与えられる。この相互相関係数計眸１１２５は入
力された２つの音声信号から相互相関係数Φ（０）を求
めるものである。この相互相関係数計篩機によって計粋
された相互相関係数Φ《０》の値によってＳ／Ｎを推定
することができる。このために、相互相関係数計算機２
５で計算された相互相関係数Φ（０）が比較器２６に与
えられる。比較器２６には予め定める相関係数を記憶す
るための相関係数しきい値レジスタ２７が接続される。
そして、比較器２６は相互相関係数計１１１１２５で８
１粋された相互相関係数Φ《０》の値と．相関係数しき
い値レジスタ２ｌに記憶されている相関係数とを比較し
、指向性マイクロホン１９から出力される音声信号を認
識するために騒音が小さいか否かの判定を行なう。そし
て、その判定信号を音声ｉ！識認識回路２９に与える。
１粋された相互相関係数Φ《０》の値と．相関係数しき
い値レジスタ２ｌに記憶されている相関係数とを比較し
、指向性マイクロホン１９から出力される音声信号を認
識するために騒音が小さいか否かの判定を行なう。そし
て、その判定信号を音声ｉ！識認識回路２９に与える。
−７］，指向性マイクロホン１９は２つのマイクロホン
１９１と１９２とを含み、それぞれから出ノノされた音
声信号は増幅器１９３およｉｐｌＱ４で増幅され、加算
器１９５で加算ざれてフィルタ２８に与えられる。この
フィルタ２８は音声信号とじて不必要な低周波領域や高
周波領域の信号成分を除去するためのものである。フィ
ルタ２８の出力｛１１号は音声認識回路２９に与えられ
る。音声認識回路２９は後述の第８図で詳細に説明する
が、入力された騒音の混入した音声信号から特徴パラメ
ータを抽出し、メモリ３８に予め登録されている音声パ
ラメータとの類似度を求め、その類似度が一致している
と判断するのに十分でない場合には、入力された音声信
号を判定できないことを出力し、最も類似度が大きくか
つ類似度が十分に大きい場合にはそのデータであると判
定して出力するものである。
１９１と１９２とを含み、それぞれから出ノノされた音
声信号は増幅器１９３およｉｐｌＱ４で増幅され、加算
器１９５で加算ざれてフィルタ２８に与えられる。この
フィルタ２８は音声信号とじて不必要な低周波領域や高
周波領域の信号成分を除去するためのものである。フィ
ルタ２８の出力｛１１号は音声認識回路２９に与えられ
る。音声認識回路２９は後述の第８図で詳細に説明する
が、入力された騒音の混入した音声信号から特徴パラメ
ータを抽出し、メモリ３８に予め登録されている音声パ
ラメータとの類似度を求め、その類似度が一致している
と判断するのに十分でない場合には、入力された音声信
号を判定できないことを出力し、最も類似度が大きくか
つ類似度が十分に大きい場合にはそのデータであると判
定して出力するものである。
音肉ｉｉｉｉｉ回路２９には比較器２６から音声の騒音
判定信号が与えられており、この信号が騒音であること
を示している場合には、音声認識回路２９は騒音または
判定不能を表わす信号を出力することによって、騒音が
大きいときに各種機器、この実施例ではラジオ１７が誤
動作しないように構成される。
判定信号が与えられており、この信号が騒音であること
を示している場合には、音声認識回路２９は騒音または
判定不能を表わす信号を出力することによって、騒音が
大きいときに各種機器、この実施例ではラジオ１７が誤
動作しないように構成される。
第７Ａ図は第６図に示す相互相関係数計算機２５の一例
を示す概略ブロック図である。第７Ａ図において、ａ（
ｔ）はマイクロホン１７がら出力される音声信号の時間
成分であり、ｂ（ｔ）はマイクロホン１８から出力ざれ
る音声信号の時閤成分である。そして、乗算器２５１と
積分器２５４と掛稗器２５７は前述の第（５）式を演算
するものである。すなわち、乗算器２５１はａを２乗し
、これを積分１２５４で積分し、掛算器２５７によって
■を無限大にしてφａａ（０）を演算する。また、乗篩
器２５２と積分器２５６と掛算器２５９は前述の第（６
》式の演算を行なうものである。
を示す概略ブロック図である。第７Ａ図において、ａ（
ｔ）はマイクロホン１７がら出力される音声信号の時間
成分であり、ｂ（ｔ）はマイクロホン１８から出力ざれ
る音声信号の時閤成分である。そして、乗算器２５１と
積分器２５４と掛稗器２５７は前述の第（５）式を演算
するものである。すなわち、乗算器２５１はａを２乗し
、これを積分１２５４で積分し、掛算器２５７によって
■を無限大にしてφａａ（０）を演算する。また、乗篩
器２５２と積分器２５６と掛算器２５９は前述の第（６
》式の演算を行なうものである。
すなわら、乗篩器２５２はｂを２乗し、積分器はｂ２を
積分し、掛碑器２５９は第（６）式の王を無限大にして
φｂｂ（０）を求める。掛算器２５７と２５９との出力
は乗算器２６０で乗算され、１，・２減表器２６１によ
ってその平方根が求められる。したがって、１／２減ｌ
Ｉ器２６１の出力には、前述の弟《４》式の分母の演算
結果が得られることになる。
積分し、掛碑器２５９は第（６）式の王を無限大にして
φｂｂ（０）を求める。掛算器２５７と２５９との出力
は乗算器２６０で乗算され、１，・２減表器２６１によ
ってその平方根が求められる。したがって、１／２減ｌ
Ｉ器２６１の出力には、前述の弟《４》式の分母の演算
結果が得られることになる。
一方、乗禅器２５３と積分器２５５と掛算器２５８は前
述の第《３》式の演禅を行なうものである。すなわち、
乗算器２５３はａとｂとを乗算し、それを積分器２５５
が積分し、掛算２５８が１を無限大にして第《３》式に
示すφａｂを出力する。
述の第《３》式の演禅を行なうものである。すなわち、
乗算器２５３はａとｂとを乗算し、それを積分器２５５
が積分し、掛算２５８が１を無限大にして第《３》式に
示すφａｂを出力する。
この出力は割算器２６２に与えられ、１／２減衰器２６
１の出力によって除算され、第（４》式が演篩される。
１の出力によって除算され、第（４》式が演篩される。
そして、その出力はＥＸＰ２６３によってもとに戻ざれ
、Φ（０）が出力される。すなわち、この第７Ａ図に示
す相互相関係数計綽機２５は、マイクロホン１７および
１８から出力される音声信号に基づいて、騒音が小さい
場合にはΦ（０）−１を出力し、騒音が大きい場合には
Φ（０）−１を出力する。
、Φ（０）が出力される。すなわち、この第７Ａ図に示
す相互相関係数計綽機２５は、マイクロホン１７および
１８から出力される音声信号に基づいて、騒音が小さい
場合にはΦ（０）−１を出力し、騒音が大きい場合には
Φ（０）−１を出力する。
第７Ｂ図は相互相関係数計算機の他の例を示す概略プロ
ック図である。第７Ｂ図において、２乗平均値回路（Ｒ
ＭＳ）２６６は時圓成分ａの２乗平均を開根するもので
あり、Ｃ「２を演篩する。
ック図である。第７Ｂ図において、２乗平均値回路（Ｒ
ＭＳ）２６６は時圓成分ａの２乗平均を開根するもので
あり、Ｃ「２を演篩する。
加算器２６４はａとｂとを加算し、ＲＭＳ２６７によっ
てその２乗平均値／”（−ｔｉ−＋−Ｔ）”が演算され
る。加算器２６５はａと−ｂとを加算するものであり、
ＲＭ８２６８はその結果の２乗平均値ｊ（ａ−ｂ）’を
演算する。ＲＭ８２６８はｂの２乗平均値（Ｔ’を演算
する。各ＲＭＳ２６６ないし２６９の演眸結果は演算回
路２６９によってＡ’＋８２／４ＣＤを演算し、Φ（０
）を求める。
てその２乗平均値／”（−ｔｉ−＋−Ｔ）”が演算され
る。加算器２６５はａと−ｂとを加算するものであり、
ＲＭ８２６８はその結果の２乗平均値ｊ（ａ−ｂ）’を
演算する。ＲＭ８２６８はｂの２乗平均値（Ｔ’を演算
する。各ＲＭＳ２６６ないし２６９の演眸結果は演算回
路２６９によってＡ’＋８２／４ＣＤを演算し、Φ（０
）を求める。
１１１８図は第６図に含まれる音声！ｉＩ１１回路２９
の員体的なブロック図である。この第８図に示す音肉認
謙回路２９は従来から知られたチャネルフィルタを用い
たものであって、以下その構成と動作について簡単に説
明する。入力遮断スイッチ２９１には入力信号として第
６図に示すフィルタ２８から指向性マイクロホン１９か
らの音声人ｈＯＩ号が与えられる。また、入力遮断スイ
ッチ２９１には制御信号として第６図に示す比較器２６
から音ＡＭ＠判定信号が入力される。そして、入力遮断
スイッチ２９１は音声騒音判定信号が音声を表わ”ｊｔ
Ｒ＠であるとき閉じられてｍｌｍ動作を行ない得る状鍜
となり、音声でないつまり騒音であると判定され【いる
ときには開いて認識動作を停止した状態となる。このよ
うな機能を有する入力遮断スｆツチ２９１を介して音声
信号がブリエンファシス回路２９２に与えられる。ブリ
エンファシス回路２９２は入力された音声信号のうちの
３００ないし５ｋＨｚの帯域成分のみを通過させる６ｄ
Ｂ／ＯＣｔ程麿の特性を有するフィルタである。
の員体的なブロック図である。この第８図に示す音肉認
謙回路２９は従来から知られたチャネルフィルタを用い
たものであって、以下その構成と動作について簡単に説
明する。入力遮断スイッチ２９１には入力信号として第
６図に示すフィルタ２８から指向性マイクロホン１９か
らの音声人ｈＯＩ号が与えられる。また、入力遮断スイ
ッチ２９１には制御信号として第６図に示す比較器２６
から音ＡＭ＠判定信号が入力される。そして、入力遮断
スイッチ２９１は音声騒音判定信号が音声を表わ”ｊｔ
Ｒ＠であるとき閉じられてｍｌｍ動作を行ない得る状鍜
となり、音声でないつまり騒音であると判定され【いる
ときには開いて認識動作を停止した状態となる。このよ
うな機能を有する入力遮断スｆツチ２９１を介して音声
信号がブリエンファシス回路２９２に与えられる。ブリ
エンファシス回路２９２は入力された音声信号のうちの
３００ないし５ｋＨｚの帯域成分のみを通過させる６ｄ
Ｂ／ＯＣｔ程麿の特性を有するフィルタである。
ブリエンファシス回路２９２を通過した音声信号は、バ
ンドバスフィルタ（ＢＰＦ）３０１ないし３０８に与え
られる。これらのバンドパスフィルタ３０１ないし３０
８はそれぞれ予め定められた帯域成分の音声信号のみを
通過させて、後段の整流回路３１１ないし３１８に与え
る。この整流回路３１１ないし３１８はそれぞれバンド
バスフィルタ３０１ないし３０８の出力信号を整流して
直流電圧に変換する。整流された直流電圧はローパスフ
ィルタ３２１ないし３２８に与えられる。
ンドバスフィルタ（ＢＰＦ）３０１ないし３０８に与え
られる。これらのバンドパスフィルタ３０１ないし３０
８はそれぞれ予め定められた帯域成分の音声信号のみを
通過させて、後段の整流回路３１１ないし３１８に与え
る。この整流回路３１１ないし３１８はそれぞれバンド
バスフィルタ３０１ないし３０８の出力信号を整流して
直流電圧に変換する。整流された直流電圧はローパスフ
ィルタ３２１ないし３２８に与えられる。
これらのローパスフィルタ３２１ないし３２８は、一種
の積分機能を有したものであって、入力された信号に重
み付けをして加算し、その信号をトリが回路３４に与え
る。トリガ回路３４は入力ざれた信号の変化に応じて音
声の終端を検出し、ＣＰ１ノ３５に対して音声期間であ
ることを表わす信号を与える。また、ローバスフィルタ
３２１ないし３２８のそれぞれ出力信号はマルチブレク
サ３３にもえられる。マルチプレクサ３３には、ＣＰＵ
３５から入出力インタフェイス３６を介してローバスフ
ィルタ３２１ないし３２８のそれぞれの出力伯号を切替
るための切替信号が与えられる。そして、マルチプレク
サ３３はその切替信号に応答して、いずれかのローバス
フィルタの出力をＡ−［）変換器３７に与える。Ａ−Ｄ
変換器３７は、入力されたアナログ電圧をディジタル値
に変換するものである。このディジタル値に変換された
信号は、入出力インタフエイス３６を介してＣＰＵ３５
に与えられる。メモリ３８は音声認謙に必要な１ログラ
ムを記憶するプログラムメモリ３８１と、＠轡認謙に必
要なデータを記憶する音声パラメータメモリ３８２とを
含む。音轡パラメータメモリ３８２は予め登録された分
析パラメータを記憶する登録部としての記憶領域３８３
と、入出力インタフェイス３６から出力ざれた音声パラ
メータを記憶する入力部としての記憶領域３８４と、２
００ａｓｅｃ程１（の信号の分析パラメータを記憶する
ためのバッファ部としての記憶餉域３８５とを含む。２
００ｉ＋ｓｅｃ程度の信号の分析パラメータを記憶する
のは、音ｍｌ！謙をする上において音轡期開としてはト
リガ回路３４によって音声期間であると判定された時点
以前も極めて重要であるので、類似度を計算する際には
バッフ冫部３８５の内容から始点部を棚って検出するた
めである。
の積分機能を有したものであって、入力された信号に重
み付けをして加算し、その信号をトリが回路３４に与え
る。トリガ回路３４は入力ざれた信号の変化に応じて音
声の終端を検出し、ＣＰ１ノ３５に対して音声期間であ
ることを表わす信号を与える。また、ローバスフィルタ
３２１ないし３２８のそれぞれ出力信号はマルチブレク
サ３３にもえられる。マルチプレクサ３３には、ＣＰＵ
３５から入出力インタフェイス３６を介してローバスフ
ィルタ３２１ないし３２８のそれぞれの出力伯号を切替
るための切替信号が与えられる。そして、マルチプレク
サ３３はその切替信号に応答して、いずれかのローバス
フィルタの出力をＡ−［）変換器３７に与える。Ａ−Ｄ
変換器３７は、入力されたアナログ電圧をディジタル値
に変換するものである。このディジタル値に変換された
信号は、入出力インタフエイス３６を介してＣＰＵ３５
に与えられる。メモリ３８は音声認謙に必要な１ログラ
ムを記憶するプログラムメモリ３８１と、＠轡認謙に必
要なデータを記憶する音声パラメータメモリ３８２とを
含む。音轡パラメータメモリ３８２は予め登録された分
析パラメータを記憶する登録部としての記憶領域３８３
と、入出力インタフェイス３６から出力ざれた音声パラ
メータを記憶する入力部としての記憶領域３８４と、２
００ａｓｅｃ程１（の信号の分析パラメータを記憶する
ためのバッファ部としての記憶餉域３８５とを含む。２
００ｉ＋ｓｅｃ程度の信号の分析パラメータを記憶する
のは、音ｍｌ！謙をする上において音轡期開としてはト
リガ回路３４によって音声期間であると判定された時点
以前も極めて重要であるので、類似度を計算する際には
バッフ冫部３８５の内容から始点部を棚って検出するた
めである。
次に、動作について説明する。入力遮断スイッチ２９１
は１６図に示す比較器２６から騒音であることを表わす
判定信号が入力されるとその接点をーき、音声であるこ
とを表わす判定信号が入力されればその接点を閉じる。
は１６図に示す比較器２６から騒音であることを表わす
判定信号が入力されるとその接点をーき、音声であるこ
とを表わす判定信号が入力されればその接点を閉じる。
接点が閉じられると、Ｂ声人ｈ信号はプリエンファシス
（ロ）路２９２，バンドパスフィルタ３０１ないし３０
８，整流回路３１１ないし３１８およびローバスフィル
タ３２１ないし３２８に順次与えられる。マルチプレク
サ３３はＣＰＵ３５から入出力インタフェイス３′゛６
を介して出力される切替信号に応答して、各ローバスフ
ィルタ３２１ないし３２８のそれぞれの出力を順次選択
してＡ−Ｄ変換器３７に与える。
（ロ）路２９２，バンドパスフィルタ３０１ないし３０
８，整流回路３１１ないし３１８およびローバスフィル
タ３２１ないし３２８に順次与えられる。マルチプレク
サ３３はＣＰＵ３５から入出力インタフェイス３′゛６
を介して出力される切替信号に応答して、各ローバスフ
ィルタ３２１ないし３２８のそれぞれの出力を順次選択
してＡ−Ｄ変換器３７に与える。
Ａ−Ｄ変換器３７は入力された信号をディジタル一に変
換し、入出力インタフェイス３６を介してＩｉ！Ｓパラ
メータメモリ３８２の入カ部３８４に記憶させる。一方
、トリガ回路３４はローパスフィルタ３２１ないし３２
８のいずれかから信号が入シされると、音声期園の終了
を判断し、ＣＰＬＩ３５に割込信号を与える。応じて、
ＣＰυ３５は入力部３８４に記憶した音声パラメータと
登録部３８３に予め記憶している音声パラメー゜夕との
内容を比較し、ある値以上の類似度が得られないときに
は判定不能の出力を行ない、ある値以上の類似度が得ら
れたときには最も類似度の＾いキーワードを呂崗認謙デ
ータとして入出力インタフェイス３６Ｎ出で出力する。
換し、入出力インタフェイス３６を介してＩｉ！Ｓパラ
メータメモリ３８２の入カ部３８４に記憶させる。一方
、トリガ回路３４はローパスフィルタ３２１ないし３２
８のいずれかから信号が入シされると、音声期園の終了
を判断し、ＣＰＬＩ３５に割込信号を与える。応じて、
ＣＰυ３５は入力部３８４に記憶した音声パラメータと
登録部３８３に予め記憶している音声パラメー゜夕との
内容を比較し、ある値以上の類似度が得られないときに
は判定不能の出力を行ない、ある値以上の類似度が得ら
れたときには最も類似度の＾いキーワードを呂崗認謙デ
ータとして入出力インタフェイス３６Ｎ出で出力する。
なお、類似度の計算のために用いる音声期閣としては、
トリガ回路３４によ〕（音一期閣であると判定された時
点以前も極め−（膳襞であるので、ＣＰＬＪ３５はバッ
フ？部３８５ｋ配憶されている過去２００ａｓｅｃの音
声パラメータについての類似度も計篩する。
トリガ回路３４によ〕（音一期閣であると判定された時
点以前も極め−（膳襞であるので、ＣＰＬＪ３５はバッ
フ？部３８５ｋ配憶されている過去２００ａｓｅｃの音
声パラメータについての類似度も計篩する。
このように音声認識回路２９を構成することに五っ（、
＠轡．騒音判定信号によって音声認識の機能を停止した
り機能させたりすることができるので、騒音の大きいと
きの＊ａ識を未然に防止することができる。
＠轡．騒音判定信号によって音声認識の機能を停止した
り機能させたりすることができるので、騒音の大きいと
きの＊ａ識を未然に防止することができる。
第９図は音轡認識回路の他の例を示すブロック図である
。前述の第８図に示す音声認識回路２９では、入力遮断
スイッチ２９１を設け、騒音が大きいときにはこのスイ
ッチ２９１の接点を開いて音声入力信号を音声認識回路
２９に与えないようにした。しかしながら、第９図に示
す実施例では、入力遮断スイッチ２９１を設けることな
く、ＣＰＵ３５に音声．騒音判定信号を与えるようにす
る．そして、騒音が大きいときにはＣＰＵ３５による音
声認識動作を禁止するものである。それ以外は前述の第
８図と同じである。
。前述の第８図に示す音声認識回路２９では、入力遮断
スイッチ２９１を設け、騒音が大きいときにはこのスイ
ッチ２９１の接点を開いて音声入力信号を音声認識回路
２９に与えないようにした。しかしながら、第９図に示
す実施例では、入力遮断スイッチ２９１を設けることな
く、ＣＰＵ３５に音声．騒音判定信号を与えるようにす
る．そして、騒音が大きいときにはＣＰＵ３５による音
声認識動作を禁止するものである。それ以外は前述の第
８図と同じである。
第１０図はこの発明の他の実施例の概略ブロック図であ
る。前述の第６図に示す実施例では、前述の第《４》式
のΦ（τ）のτを０としたとき相互相関係数を相互相関
係数計算機２５で計算し、Φ（０）の値に応じてマイク
ロホン１７と１８とに入力された音声が人闇の発音した
音声であるかあるいは外郎からの騒音であるかを判定す
るようにした。しかし、この第１０図に示す実施例では
、弟（４）式における相互相関関数Φ（τ）を相互相関
関数組韓１１３２で計篩する。これは人聞の発ａした８
声の場合はτ一〇の近傍にΦ（τ）が最入線を有し、騒
音は側方から入力されると想定し〔いるので、１τ１が
かなりＯよりも離れた位置にＣきることを用いたもので
ある。このために、相互相関関数計Ｉｌ機３２から相互
相関係数を計算（ノてΦ（τ）を求めた後、このΦ《τ
》がらΦ（ｒ）が蟻大となるτの値を２つのマイクロホ
ン１７と１８から出力される信号の遅れ時間を遅れ時閣
検出″ａ３３１検出する。そして、その遅れ時ｍをコー
ド化して出ｈし、その遅れ時閤の範囲が＠肉であると判
定すべき範囲かそれとも騒音と判定すべき範囲かを相関
関数しきい値レジスタ３４の値によって比較して判定し
、音声であるが騒音であるかを表わす判定信号を出力す
る。それ以外は前述の第６図と同じである。
る。前述の第６図に示す実施例では、前述の第《４》式
のΦ（τ）のτを０としたとき相互相関係数を相互相関
係数計算機２５で計算し、Φ（０）の値に応じてマイク
ロホン１７と１８とに入力された音声が人闇の発音した
音声であるかあるいは外郎からの騒音であるかを判定す
るようにした。しかし、この第１０図に示す実施例では
、弟（４）式における相互相関関数Φ（τ）を相互相関
関数組韓１１３２で計篩する。これは人聞の発ａした８
声の場合はτ一〇の近傍にΦ（τ）が最入線を有し、騒
音は側方から入力されると想定し〔いるので、１τ１が
かなりＯよりも離れた位置にＣきることを用いたもので
ある。このために、相互相関関数計Ｉｌ機３２から相互
相関係数を計算（ノてΦ（τ）を求めた後、このΦ《τ
》がらΦ（ｒ）が蟻大となるτの値を２つのマイクロホ
ン１７と１８から出力される信号の遅れ時間を遅れ時閣
検出″ａ３３１検出する。そして、その遅れ時ｍをコー
ド化して出ｈし、その遅れ時閤の範囲が＠肉であると判
定すべき範囲かそれとも騒音と判定すべき範囲かを相関
関数しきい値レジスタ３４の値によって比較して判定し
、音声であるが騒音であるかを表わす判定信号を出力す
る。それ以外は前述の第６図と同じである。
＃１１１図はこの発明のその他の実施例を示すプロック
図である。この実施例は騒音は側方から入るとしている
ので、１τ１−０から離れた位置に騒音のパワーが集中
することに着目して騒音の判定個号を出力するものであ
る。すなわち、Φ（τ］のうらΦ（０）およびΦ（０）
の近傍に人闇の発音した音声か集中し、それ以外は騒音
とみなすことができることに着目し、前述の第１０図に
示す実論例と同様にして、相互相関関数計算器３２によ
って相互相関関数の（τ）を演篩する。そして、鰻大値
検出器３５によって相互相関関数Φ（τ）の最大値を求
める。また、相互相関関数ｌ１篩ｌＩＩ３２は相互相関
係数Φ（０）を出力し、相互相関関数Φ《τ》を相互相
関係数Φ（０）によって演篩１！３６’ｊ：割篩Ｊる。
図である。この実施例は騒音は側方から入るとしている
ので、１τ１−０から離れた位置に騒音のパワーが集中
することに着目して騒音の判定個号を出力するものであ
る。すなわち、Φ（τ］のうらΦ（０）およびΦ（０）
の近傍に人闇の発音した音声か集中し、それ以外は騒音
とみなすことができることに着目し、前述の第１０図に
示す実論例と同様にして、相互相関関数計算器３２によ
って相互相関関数の（τ）を演篩する。そして、鰻大値
検出器３５によって相互相関関数Φ（τ）の最大値を求
める。また、相互相関関数ｌ１篩ｌＩＩ３２は相互相関
係数Φ（０）を出力し、相互相関関数Φ《τ》を相互相
関係数Φ（０）によって演篩１！３６’ｊ：割篩Ｊる。
そじ（、演算器３６で演篩され７．：ＩＩの人込さとし
きい値レジスタ３７に記憶されている値とを比較器２６
で比較し、音声であるかあるいはＩＩ音？”あるかを判
定するようにしたしのぐある。それ以外は前述の第１０
図に示す実施例と同じぐある。
きい値レジスタ３７に記憶されている値とを比較器２６
で比較し、音声であるかあるいはＩＩ音？”あるかを判
定するようにしたしのぐある。それ以外は前述の第１０
図に示す実施例と同じぐある。
１１２図はこの発明のさらにその他の実施例を示す１ロ
ック図であり、第１３図は重み関数と音轡，Ｍｍ比との
関係の一例を示す図である。
ック図であり、第１３図は重み関数と音轡，Ｍｍ比との
関係の一例を示す図である。
構成において、マイクロホン１７と１８とから出力ざれ
る呂声信号に基づいて相互相関係数計算機２５ｋよって
相互相関係教Φ（０）を求める部分は前述の第６図に示
す実施例と同じである。そし（、相互相関係数計算機２
５によって求められた相互相関係数は音轡／騒音比対応
信号として類似１［計ＩＩ曙４５に与えられる。
る呂声信号に基づいて相互相関係数計算機２５ｋよって
相互相関係教Φ（０）を求める部分は前述の第６図に示
す実施例と同じである。そし（、相互相関係数計算機２
５によって求められた相互相関係数は音轡／騒音比対応
信号として類似１［計ＩＩ曙４５に与えられる。
−ｈ．指向性マイクロホン１９から出ｈされた＠一伯号
はフィルタ２８を介して音声パラメータ抽出器４７に与
えられる。なお、フィルタ２８は前述の第８図に示すプ
リ１ンフ？シス回路２９２を占んｒいるものとする。＠
真パラメータ抽出器４７は同じく第８図に示すバンドバ
スフィルタ３０１ないし３０８．整流回路３１１ないし
３１８およびローバスフィルタ３２１ないし３２８など
含む。そして、音声パラメータ抽出器４７は各バンドパ
スフィルタ３０１ないし３０８のそれぞれＩＮ波数帯域
に応じた信号の強さを出ルし、それを音声パラメータメ
モリ３８に与える。この音声パラメータメモリ３８は前
述の第８図に示したものど同じものが用いられる。但し
、入力部３８４には音声の有無にかかわらす類似度計算
機４５が入力部３８４に記憶されたデータに従って計枠
しているとき以外は常時音声パラメータ抽出器４７から
出力される音声パラメータを順次更新するように構成さ
れる。
はフィルタ２８を介して音声パラメータ抽出器４７に与
えられる。なお、フィルタ２８は前述の第８図に示すプ
リ１ンフ？シス回路２９２を占んｒいるものとする。＠
真パラメータ抽出器４７は同じく第８図に示すバンドバ
スフィルタ３０１ないし３０８．整流回路３１１ないし
３１８およびローバスフィルタ３２１ないし３２８など
含む。そして、音声パラメータ抽出器４７は各バンドパ
スフィルタ３０１ないし３０８のそれぞれＩＮ波数帯域
に応じた信号の強さを出ルし、それを音声パラメータメ
モリ３８に与える。この音声パラメータメモリ３８は前
述の第８図に示したものど同じものが用いられる。但し
、入力部３８４には音声の有無にかかわらす類似度計算
機４５が入力部３８４に記憶されたデータに従って計枠
しているとき以外は常時音声パラメータ抽出器４７から
出力される音声パラメータを順次更新するように構成さ
れる。
また、前記音声パラメータ抽出器４７は指向性マイクロ
ホン１９に入力された音声の音の大ぎさ（音圧）に対応
した信号を出力し、これを音声期間判定器４８に与える
。音声期閣判定器４８はその信号に基づいて音声期間を
決定し、その結果を音声期間レジスタ４９に記憶する。
ホン１９に入力された音声の音の大ぎさ（音圧）に対応
した信号を出力し、これを音声期間判定器４８に与える
。音声期閣判定器４８はその信号に基づいて音声期間を
決定し、その結果を音声期間レジスタ４９に記憶する。
そして、この音声期閤レジスタ４９の内容は類似度計算
１１４５に与えられる。類似度計１１１１４５は音声期
間レジスタ４９に記憶されている音声期間に基づいて、
音声の始端からたとえば２００ｍｓｅｃ以前と音声の終
ったこととを検知し、終端を決定した時点から音肉パラ
メータメモリ３８の入力部３８４に記憶されていてかつ
音声期閣レジスタ４９によって区圓が設定された音肉パ
ラメータのデータと、音声パラメータメモリ３８に登録
されているキーワードの音西パラメータのデータとの閣
の類似度の計碑を開始する。この計粋において、類似度
計禅１１４５は相互相関係数計篩機２５から出力される
音声，／Ｍ音比対応信号を重み関数として類似度の計韓
を行なう。
１１４５に与えられる。類似度計１１１１４５は音声期
間レジスタ４９に記憶されている音声期間に基づいて、
音声の始端からたとえば２００ｍｓｅｃ以前と音声の終
ったこととを検知し、終端を決定した時点から音肉パラ
メータメモリ３８の入力部３８４に記憶されていてかつ
音声期閣レジスタ４９によって区圓が設定された音肉パ
ラメータのデータと、音声パラメータメモリ３８に登録
されているキーワードの音西パラメータのデータとの閣
の類似度の計碑を開始する。この計粋において、類似度
計禅１１４５は相互相関係数計篩機２５から出力される
音声，／Ｍ音比対応信号を重み関数として類似度の計韓
を行なう。
なお、この実施例では、音声パラメータ抽出器４７から
得られる音轡パラメータは、５ｉｓｅｃごとに８種類の
データを取込み、たとえば１秒あたり２００回の峙閣軸
に沿ったデータとして得るようにしている。ここで、計
算量を減少するために、時闇の変化の少ない部分のデー
タを捨てることによって情報量を一定量まで減少させる
ような処理を行なっておく。今、１回の取込むデータを
Ｎ種．時閤軸ｈ向のデータの長さをＭとし、音声パラメ
ータメモリ３８の登録部３８３に記憶されでいる＠崗パ
ラメータの１！素をＴｉｊ，入力された音声の幽轡パラ
メータの要素をＰｉｊとしたとき、よく知られたユーク
リッド距“離ｄは として表わされる。通常、類似度と距ＩＩ（この場合ｋ
はｄ》どは、逆数の関係がある。この実施例では、音声
，′騒音の比率に対応したＷ”（ＳＮ）なる更み付けを
行なったユークリッド距ＩＩＩｌｄｗは、を用いて類似
度を求めている。重み関数Ｗ（ＳＮ）は一例として、第
１３図のようなものが用いられている。但し、第１３図
において横軸はＳＮ比．縦軸は麟みを表わしている。
得られる音轡パラメータは、５ｉｓｅｃごとに８種類の
データを取込み、たとえば１秒あたり２００回の峙閣軸
に沿ったデータとして得るようにしている。ここで、計
算量を減少するために、時闇の変化の少ない部分のデー
タを捨てることによって情報量を一定量まで減少させる
ような処理を行なっておく。今、１回の取込むデータを
Ｎ種．時閤軸ｈ向のデータの長さをＭとし、音声パラメ
ータメモリ３８の登録部３８３に記憶されでいる＠崗パ
ラメータの１！素をＴｉｊ，入力された音声の幽轡パラ
メータの要素をＰｉｊとしたとき、よく知られたユーク
リッド距“離ｄは として表わされる。通常、類似度と距ＩＩ（この場合ｋ
はｄ》どは、逆数の関係がある。この実施例では、音声
，′騒音の比率に対応したＷ”（ＳＮ）なる更み付けを
行なったユークリッド距ＩＩＩｌｄｗは、を用いて類似
度を求めている。重み関数Ｗ（ＳＮ）は一例として、第
１３図のようなものが用いられている。但し、第１３図
において横軸はＳＮ比．縦軸は麟みを表わしている。
このようにして得られた類似度から、あまりに類似度が
小さい場合には判定不能であるとするが、ある値以１の
類似度がある場合には最大値の類似度を有するキーワー
ドであるとキーワード判定器４６において判定し、イン
タフエイス３１にそのキーワードに対応した信号を送出
し、ラジオ１７の制御を行なう。なお、類似度計算機４
５およびキーワード判定［１４６は、たとえばマイクロ
コンピュータなどによって構成できる。
小さい場合には判定不能であるとするが、ある値以１の
類似度がある場合には最大値の類似度を有するキーワー
ドであるとキーワード判定器４６において判定し、イン
タフエイス３１にそのキーワードに対応した信号を送出
し、ラジオ１７の制御を行なう。なお、類似度計算機４
５およびキーワード判定［１４６は、たとえばマイクロ
コンピュータなどによって構成できる。
上述のごとく音声／騒音比によって重みを変えて距離ま
たは類似度計算を行なうことによって、ＳＮ比が大きい
ときの音声パラメータ同士の比較を優先的に行ない、Ｓ
Ｎ比が小さいときの値はなるべく無視するように構成す
ることによって、音肉・ＩＩ音比のよくないときの認識
性能を向上できかつ瞬時的に音声／騙音比が低下したと
きの誤認識を特に減少することができる。もちろん、第
１３図に示した横軸のＳ／Ｎは前述の第５Ａ図で示した
Ｓ．′Ｎを用いてもよいことは言うまでもない。
たは類似度計算を行なうことによって、ＳＮ比が大きい
ときの音声パラメータ同士の比較を優先的に行ない、Ｓ
Ｎ比が小さいときの値はなるべく無視するように構成す
ることによって、音肉・ＩＩ音比のよくないときの認識
性能を向上できかつ瞬時的に音声／騙音比が低下したと
きの誤認識を特に減少することができる。もちろん、第
１３図に示した横軸のＳ／Ｎは前述の第５Ａ図で示した
Ｓ．′Ｎを用いてもよいことは言うまでもない。
また、第１３図において重み彌数Ｗ（ＳＮ）は連続的に
変化する関数としたが、簡単なためには、たとえばＳ／
Ｎ−１７ｄＢから上を１，下を０と１６ような２値によ
る重み付けを行なってもよい。
変化する関数としたが、簡単なためには、たとえばＳ／
Ｎ−１７ｄＢから上を１，下を０と１６ような２値によ
る重み付けを行なってもよい。
第１４図はこの発明のさらにその他の実施例を示すブロ
ック図である。この第１４図に示す実施例は、前述の第
１２図に示す類似度計算機４５に与える音声／騒音比対
応信号に代えて前述の第１０図に示す音声，Ｉｉ音判定
信号を与えるようにしたものである。そして、類似度計
粋機４５は音声．騒音判定信号が２値であるため、重み
関数Ｗ（ＳＮ）としても２値として出力する。
ック図である。この第１４図に示す実施例は、前述の第
１２図に示す類似度計算機４５に与える音声／騒音比対
応信号に代えて前述の第１０図に示す音声，Ｉｉ音判定
信号を与えるようにしたものである。そして、類似度計
粋機４５は音声．騒音判定信号が２値であるため、重み
関数Ｗ（ＳＮ）としても２値として出力する。
第１５図はこの発明のさらにその他の実施例を示すブロ
ック図である。この第１５図に示す実施例は、前述の第
１２図に示す類似度計算機４５に与える音声／騒音比対
応信号に代えて前述の第１１図に示す演算器４３からの
信号を用いるようにしたものである。そして、割算器４
３がらの信号に基づいて、重み関数の値を変えて距離ま
たは類似度計算を行なう。もちろん２値関数として扱っ
てもよいことは言うまでもない。
ック図である。この第１５図に示す実施例は、前述の第
１２図に示す類似度計算機４５に与える音声／騒音比対
応信号に代えて前述の第１１図に示す演算器４３からの
信号を用いるようにしたものである。そして、割算器４
３がらの信号に基づいて、重み関数の値を変えて距離ま
たは類似度計算を行なう。もちろん２値関数として扱っ
てもよいことは言うまでもない。
なお、前述の第１０図．第１１図．第１４図および第１
５図に示す相互相関関数計算機３９として、前述の第（
３）式および第（４）式における周期Ｔを無限大とする
極限を求めないで、ある有限区園において数値計算する
方法がよく用いられる。この場合、データの良さはマイ
ク口ホン１７と１８との閤隔（３０ｃｍ程度）の空気の
伝播時閣の２倍（約２ｓｓｅｃ）より長ければ計算でき
るが、精度を上げるために１０倍以上長くするように構
成される。
５図に示す相互相関関数計算機３９として、前述の第（
３）式および第（４）式における周期Ｔを無限大とする
極限を求めないで、ある有限区園において数値計算する
方法がよく用いられる。この場合、データの良さはマイ
ク口ホン１７と１８との閤隔（３０ｃｍ程度）の空気の
伝播時閣の２倍（約２ｓｓｅｃ）より長ければ計算でき
るが、精度を上げるために１０倍以上長くするように構
成される。
なお、上述の実施例において、マイクロホン１７と１８
は運転者１１の口許から等距離にあるものとして説明し
たが、これは必ずしも必要でなく、２つのマイクロホン
１７と１８から出力され゜る運転者の音声信号の時閤差
をずらせて前述の説明と同様に行なうことができること
は言うまでもない。
は運転者１１の口許から等距離にあるものとして説明し
たが、これは必ずしも必要でなく、２つのマイクロホン
１７と１８から出力され゜る運転者の音声信号の時閤差
をずらせて前述の説明と同様に行なうことができること
は言うまでもない。
また、上述の説明では、この発明を車のラジオ１７を制
御するための音声識別装置として説明したが、これに限
ることなくその他の制御対象を制御するために用いても
よいことは言うまでもない。
御するための音声識別装置として説明したが、これに限
ることなくその他の制御対象を制御するために用いても
よいことは言うまでもない。
以上のように、この発明によれば、比較的高い＆ｉ＠の
中においても大閤の発音した音肉を極めて正確に識別す
ることができる。
中においても大閤の発音した音肉を極めて正確に識別す
ることができる。
第１図はこの発明の一実論例が適用された自動車を横方
向から見た概略図である。第２図は同じく運転者の後方
向から見た概略図である。第３図は同じく自動車の車内
の概略図である。第４図は音声信号と騒音との関係を説
明するための図である。第５Ａ図および第５Ｂ図は相関
係数の計算結果の例を示す図である。第６図はこの発明
の一実施例の概略ブロック図である。第７Ａ図および第
７Ｂ図は相関関数計算機の一例を示す概略ブロック図で
ある。第８図は第６図に含まれる音声認識回路の具体的
なブロック図である。第９図は音声認識回路の他の例を
示すブロック図である。第１０図はこの発明の他の実施
例の概略ブロック図である。第１１図はこの発明のその
他の実施例を示す概略ブロック図である。第１２図はこ
の発明のさらにその他の実施例を示す概略ブロック図で
ある。第１３図は重み関数と音声／騒音比との関係の−
例を示す図である。第１４図はこの発明のその他の実施
例を示すブロック図である。第１５図はこの発明の他の
実施例のブロック図である。 図において、１７．１８．１９はマイクロホン、２５は
相互相関係数計算機、２６は比較器、２７，４１．４４
はレジスタ、２９は音声認識回路、３１はインタフエイ
ス、３８は音声パラメータメモリ、３９は相互相関関数
計算機、４０は送れ時間検出器、４２は最大値検出器、
４３は割算器、４５は類似度計算器、４６はキーワード
判定器、４７は音声パラメータ抽出器、４８は音声期闇
判定器、４９は音声期間レジスタを示す。 ６３３一 一６３４ ６３５ 一６３６ ６３７ ト続補正書（一知 １，，｛？１、５７年８月２０日 ４’ｒｕ’ｌＩｉＪ二官殿 １．・Ｉｔｆ＋の表示特願昭５７−６８１４１！２．発
明の８称 音声ｍＪｉｌｔｔｉｉｔ ３．抽市をする者 事件との関係特許出願人 住所東京都千代［１１区丸の内二丁目２番３号８作（６
０１）三菱電機株式会と１． 代表古゛進−＝１１一祠ル＝＝和一 ，１．代理人片山仁八郎 住所東京都千代Ｉ１区丸の内二丁目２番３号三菱電代株
式会社内 氏名（６６９９）弁理士詰：１い２，。鴇，３）３＆ユ
が一５．補正の対象 明細書の全文および図面 ６．補正の内容 （１）明細書の全文を別紙のとおり。 （２）図面の第１図．第２図．第４図．第６図，第７Ａ
図．第７Ｂ図．第１０ａｌｌ，第１１図．第１２図．第
１４図および第１５図を別紙のとおり． 全文訂正明細書 １．発明の名称 音声戴別輪置 ２、特許請求の範囲 （１）発音者の発音した音声なｌｌｌｌＪするための音
声識別＠胃であって、 それぞれが前記発音者の近傍に所定の一隅を有して配置
され、入力された音声を電気信号に変換する少なくとも
第１および第２の音声入力手段を含む音声電気信号変換
手段、 前記第１の音声入力手段から出力される音声入力信号か
ら予め定める周波数帯域成分の音声信号を抽出する第１
のフィルタ手段、 前記第２の音声入力手段から出力される音声入力信号か
ら前記第１のフィルタ手段と同一の周波数帯域成分の音
声信号を抽出する第２のフィルタ手段、 前記第１および第２のフィルタ手段から抽出されたそれ
ぞれの音声信号の相肛演算する相１良算手段、および 前記相１１算手段からの演算結果に碁づいて、前記音声
電気信号変換手段から出力される音声信号が前記発音者
の発音した音声に基づくものであるかあるいは騒音に基
づくものであるかを判別する音声判別手段を備えた、音
声識別装置．（２》前記音声判別手段は、 予め定める音声対騒音比としての値を記憶する記憶手段
、 前記記憶手段に記憶している音声対騒音比と前記相１１
算手段出力とを比較し、音声対騒音比の大小を表わす信
号を出力する比較手段、および前記比較手段からの音声
対騒音比の大小を表わす信号に基づいて、前記音声電気
信号変換手段から入力された音声信号の音声認識を行な
うかあるいは音声認識を不能にする音声認識手段を含む
、特許諺求の＠囲第１項記載の音声識別装置。 （３）前記＠肌算手段は、前記第１および第２のフィル
タ手段から出力された音声入力信号のそれぞれの時薗差
に対応した相関係数を演算する相関係数演算手段を含み
、 前記記憶手段は予め定める相関係数を音声対騒音比対応
信号として記憶し、 前配比較手段は前記相関係数演算手段出力と前記記憶手
段に記憶している相関係数とを比較して発音者の発音し
た音声と騒音との比に応じた音声ａ音判定信号を出力す
るようにした、特許請求の＠曲第２項記載の音声識別装
置。 （４）前記音声判別手段は、 前記相関係数演桿手段出力から相関係数の最大値を有す
る時藺を検出する遅れ時閤検出手段と、前配第１および
第２の音声入力手段出力の音声入力信号のそれぞれの８
Ｉ問差を中央値とし、それから所定の時関のｔｉｌｌの
値を記憶する時簡範囲記憶手段と、 前記遅れｎｍ検出手段によって検出された遅れ時閣と前
記時藺範囲記憶手段の内容とを比較し、遡れ時閤が前記
時閤範囲記憶手段の内容に碁づくａＳ内に含まれている
ことに応じて音声判定信号を出力し、前記範囲外であれ
ば騒音判定信号を出ｈする１１１２の比較手段と、 前記第２の比較手段からの音声判定信＠に応じて前記音
声電気信号変換手段から入力された音声入力信号のｍｌ
ｍを能動化し、前配騒音判定信号に応じて前記認識を不
能化する第２の音声認識手段とを含む、特許請求の範囲
第１項記載の音声謙別＠胃。 《５》前記第１または第２の音声ｌＩ真手段は、前記音
声電気信号変換手段出力に基づいて音声パラメータを抽
出する音声パラメータ抽出手段と、 予め定める音声パラメータを記憶する音声パラメータ記
憶手段と、 前記音声パラメータ抽出手段から−の音声パラメータと
前記音声パラメータ記憶手段に記憶している音声パラメ
ータとの類似度を演禅する類似度演算手段と、 前記類似度演算手段による類似度の演算結果に基づいて
いずれの音声であるかを判定するキーワー．ド判定手段
とを含み、 前記隅似度演綽手段は、前記相関係数演算手段出ｈの相
関係数に基づく音声対騒音比対応信号に応じた重み関数
を１１ｌ曙して類似度演算を行なうようにした、特許請
求の軛囲第２墳または第４塙に記載の音声厘別＠胃。 《６》前記重み関数は２値信号である、特許請求の範囲
第５項記載の音声謙別装胃。 （７》前記音声電気信号変換手段は、前記音声判別手段
に音声ｍ号を与える第３の音轡入力手段を含む、特許請
求の範囲第１項記載の音＊＊別Ｖ４＠。 《８》船記１３の音声入力手段は指向性マイクロホンを
含む、特許請求の箱囲第７項記載の音轡減別鶴置。 （９）前記第１および第２の音声入力手段はそれぞれ前
記発音者の口許から等距離の位一に配置される、特許請
求の範囲第１項記載の音声識別＠ぼ。 ３．Ｒ明の詳報な説明 この発明は音声識別装置に関し、特に、音声を入ｈし、
その音声の内容に基づいて各種被制御機器を制御するた
めに用いられるような音声露別装置の改良に関する。 たとえば、自動車などにおいて運転者がラジオなどの車
載機器を操作する場合には、一般に手動的に行なうこと
が多い。しかし、運転者が車を運転中にラジオなどを操
作するためには、しばしば視糠を前方から機器の操作部
に移す必要があり、このことが脇見運転の原因になり、
非常に危険を伴う。また、Ｉａ近では運転者用の車載用
計算機が実用に供されているが、このような阜載用計算
一機を、運転しながら操作することは不司能に近いもの
であった。この他にも、窓の開閉やその他の車載機器を
操作する場合においても同様のｆａｔ題点を生じていた
。 そこで、運転者が手動的な操作によることなく、ラジオ
の電源投入や窓のｒｌａ閏などをすることができれば便
利である。このためには、運転嵜が「ラジオ」と発音し
たとき、この音声を識別してその謙別枯果に基づいてラ
ジオをＩｌｌｊｒするような音声入力Ｉｌｌ御輪置が考
えられる。このような音一入力制ｍｕ置では、運転者の
近傍にマイクロホンを設けておき、このマイクロホンに
入力された音声を識別する。ところが、自動車の窓が開
かれていると、外部からの騒音がマイクロホンに混入し
てしまい、運転者の発音した音轡と騒音との識別が楡め
Ｃ圃雌になり、車載嶺器などを誤動作させる原因となっ
ていた。 それゆえに、この発明の主たる目的は、外部からのＭ＠
と人閑の発音したｉｓとを容易に識別し得る音声繊別＠
一を捉供することである。 この発明を要約すれば、発音者の近傍に所定のｌＩ陽を
隔てて第１および第２の入力手段を配置しておき、それ
ぞれの音声入力手段から出力された音声人力信号から予
め定める周波数帯域成分の音Ｐ信号を抽出し、それぞれ
の音声信号の相関を演算し、その演算Ｉｉ！１果に碁づ
い゛（音声電気信号変換手段から出力された音声信号が
発音者の発音した音声に基づくものであるかあるいは騒
音に基づくものであるかを判別ずるようｋ構成したもの
である。 この発明の上述の目的およびその他の目的と特徴は以下
に図面を参照して行なう詳細な説明から一層明らかとな
ろう。 ｉｌｌ図はこの発明の一実施例か通用された自動車を横
方向から見た概略図であり、′ＩＲ２１は同じく運転者
の後方内から見た概略図であり、第３図は同じく自動車
の車内の概略図である。 まず、Ｗｉ１図ないし第３躬を参照しで、この発明の概
襞について説明する。運転者１１は車体１２に設けられ
ている座席１３に着席し、シフトレバー１４およびスデ
アリングホイール１５を操作して運転する。計器Ｉ！１
６にはたとえばカーラジＡ７が取付けられている。また
、天井２０には、運転者１１の正曲方向に直交して等距
離の位置に所だの闇隔．を有して第１ｉＪ３よび第２の
音声人ノ】手段としてのマイクロホン１７と１８とが取
付けられている。さらに、これらのマイクロホン１７と
１８との藺には指向性マイクロホン１９が設けられてい
る。 運転者１１がたとえばラジオ７の電源を投入しようと１
る場合は、予め定められている制御用の＠Ｆ！（玖下、
キーワードと称する》を発音する。 この名Ｔｏμ空気中を伝播し、マイクロホン１７と１８
と１９とｋ入る。このとき、マイクロホン１７と１８が
運転者１１から等距離の位ｇ＆：設けられているので、
音声はこれらのマイクロホン１７と１８と＆−同峙に伝
播されることになる。マイクＯ小ン１７と１８と（入力
された音声は電気信号に置換されて音肯イ＾りとなり、
この２つの音声信１の相ｎ＠関係数が求められる。騒音
が入力されていない場合には、相関係教は１に近い値が
得られ、音ｆｖｉ伯号は騒音に比べて十分に大きいこと
が相関係数の伯から示される。逆に、大きな騒音が人力
された場合には相関係数は０に近い値が得られ、音肉信
号はｉｉ＠に比べて十分に小さいことが小される。そし
て、この相Ｕ相関係数の値に蟇づい−（、指向性マイク
ロホン１９から出力される音肖偵号を認識するか否かを
判別する。そして、相豆相関係数が１に近い値であれば
、指向性マイクＬ］ホン１９から出力される音声信号と
予め記憶されているキーワードの音声パラメータとを比
較し、いずれのキーワードであるかを判別する。そして
、この判別結果に基づいてたとえばラジオ７などの各種
車載機器を制御する。 なお、上述の説明では、音Ｐ認戴用の音声信号を指向性
マイクロホン１９から出力するようにしたが、特に指向
性マイクロホン１９を設けることなく、マイクロホン１
７または１８のいずれか一方からの音一信号を認識する
ようにしてもよい。 しかしながら、運転者１１の発音した音声を分析して認
識を行なうための音声信号のＳ／Ｎ比としては十分高い
ものが好ましく、周囲雑音を除去できる高指向性マイク
ロホンを用いるのが望ましい。 第４図は音声信号と騒音との関係を説明するための図で
あり、第５Ａ図および第５Ｂ図は相互相関係数の計算結
果例を示す図である。 次に、２つのマイクロホン１７と１８とから出力される
音声信号の相互相関について説明する。 第４図において、騒音発生Ｉｉ１００として、この場合
は一例として自動車騒音について考えてみる。 運転＃１１４Ｊマイクロホン１７と１８とから等距Ｉｌ
１ｋ日計がくる位駅に座っており、運転者１１のｉｒｈ
＆こは自ｗＪ串のフロン１−ガラス（図示せず），１７
３にはリアウインドウ（図示ｔｔｒ＞が存在するものと
し、騒音宛生ｍｉｏｏは運転者１１の側方ｋあるものと
寸る。 騒音発生鎗゛１００から＆ｉｇＫがマイクロホン１７と
１８とに伝播する遅延時園差をτ０とし、その＆ＩＩ１
差はマイクロホン１７と１８との閣隔ｄに比べ又、マイ
クロホン１７と１８とから騒音源１００の距離が十分に
人込いものとみなして考慮せずに振幅は同一であると｛
る。また、運転者１１により発生された音声信号３ａ，
３ｂはマイクロホン１ｌと１８とに同一の振幅と時間で
伝播するものとプる。このとき、マイクロホン１７と１
８との峙−｛６月ａ（（）とｂ（ｔ＞は、音声信号をＳ
（ｌ）．騒置発生源１００からの騒音ｎ（ｔ＞とすると
、 ａ（ｊ）”Ｓ（ｔ）十ｒ＋（Ｌ）”’（１）ｂ（ｔ）−
ｓ（ｔ）＋ｎ（ｔ＋τｏ）−（２）と表わすことができ
る。ここで、相互相関関数φａｂ（τ》および正規化相
互相関関数Φ（τ》はそれぞれ、 ψａｂ（τ》 である。但し、φａａ（０）．φｂｂ（０）は、ａ（ｔ
），ｂ（ｔ）の自己相関関数φａａ（ｒ），φｂｂ（τ
）のそれぞれτ−０のときの値であって、パワーを表わ
しており、 で表現できる。ここで、 Ｓ（ｔ）【ＳｓｌｎωＳ【 ｎ（＋）−Ｎｓｌｎωｎｔ とリる．ａ１シ、ωＳ，ωｎはｓ（ｔ），ｎ（ｔ）の角
同波数であり、Ｓ，ＮはＳ（ｔ）．ｎ（ｔ）の振幅を示
Ｌ，（いる。そして、（ｌノｓ−２πｆｓ，ωｎ−Ｑｙ
：ｔｎテあると｛ると、止規化相互相ｒＩ４ｌＩｌ数の
（ｒ＞は、′ Φ〈τ） −．ｆ３’ＯＯＳ（ＩＪｓｒ −＋Ｎ′ＣＯＳ（ｔ）ｎ（τ−｝τＱ）），．’（３’
＋Ｎ２）・・・（ア） であり、まｔ二τ−０とすれは、 Φ【０》 −（Ｓ’−ＩＮ’００８（ｎｎｒｏ）／（Ｓ”＋Ｎ２）
・・・（８》 である。 さらに、ｓ（ｔ），ｎ（ｔ）がそれぞれＬｍ，Ｍ個の正
弦波から成立っている場合には、となるので、 であり、またτ−０とすれば、 である。 前述の第（８）式において、τｏ−３３３μＳつまりマ
イクロホン１７と１８との闇隔ｄが約１１．３０一にお
ける計禅桔果を第５Ａ図に示している。この１５Ａ図か
ら明らかなように、鍔方がら入ってくる騒音が大きくな
りかつＳ／Ｎが小さくなるに従い正規化相関関数の小さ
くなることがわかる。但し、正弦波の場合には、１７′
τ０の周波数の整数暗に近い周波数の＆ｉ音の場合には
、第５Ａ図に示したよ）にはならないことは朗らかであ
るので、実際にはそのような成分を小さくした状ｊ１（
−求める必要がある。 また、前述の厄《１２》式において、τｏ＝３３３μｓ
，ｄ−１１．３ｃｍにおける計篩結果を第５Ｂ図に示し
ている。この第５Ｂ図では、騒酋ｎ《【》を ｎ（［）一０．４３ｉ『＋（２７Ｌ−ｉ００）Ｉ＋ｌ．
Ｏｓｉｎ（２π・４００）ｔ ＋１．Ｑｓｉｒ＋（２ｖｉ・１０００＞ｊ＋１．０ｓｉ
ｎ（２π・３１００）ｔ ・・・（１３） とし、１００Ｈｚ．４００Ｈｚ．’ＩｋＨｚ，３．１ｋ
Ｈｚの４つの周波数成分が０．４．１．１．１の比率で
含まれているものとした。この場合には、τｏ−３３３
μｓの同期に近い３．１ｋＨｚの成分や低い周波数成分
を含んでいるので、Φ《０》はさほど小さくはならない
が、それでもＳ／Ｎか小さくなると、Φ《０》が小さく
なる傾向が見られる。 この発明は２つのマイクロホン１７と１８とから出力さ
れる音Ｐ信号の相関関係を用いて音轡信号のＳ／Ｎ比を
推定し、その値によって認識結果の有効あるいは無効を
決定したり、類似度計算に重み付けしたりすることによ
って、騒音による誤認ｗＡや誤判定を防止できるような
音声識別装置を構成できる。以下に、この発明の実施例
について詳細に説明する。 第６図はこの発明の一寅施例の概略ブロック図である。 前述のｗ４２図および第３図に示したマイクロホン１７
からの音声伽号は増幅器２１で増幅され、フィルタ２２
によって識別したい周波数帯域《通常は音轡周波数帯域
》のみが抽出され、相互相関係数計算４１２５に与えら
れる。他方のマイクロホン１８からの音声信号は同様に
して増幅器２３で増幅ざれ、フィルタ２４によって識別
したい周波数帯域成分のみが抽出されて相互相関係数針
詩機２５に与えられる。この相互相関係数計算機２ｂ＋
．ｔ入力された２つの音声信号から相互相関係数Φ（０
）を求めるものである。この相互相関係数針紳様によっ
て計禅された相互相一係数Φ〈０》の値によってＳ／Ｎ
を推定することができる。このために、相互相関係数針
算ｌＩ２５で計算された相互相関係数Φ（０）が比較器
２６に与えられる。比較器２６には予め定める相関係数
を記憶ζるための相関係数しきい値レジスタ２７が接続
される。そして比−校１２６は相互相関係数計稗機２５
で計綽された相互相関係数Φ（０）の値ど相関係数しき
い値レジスタ２７に記憶されている相関係数とを比較し
、指向性マイクロホン１９から出力される音声信号をｌ
！識するために騒音が小さいか否かの判定を行なう。そ
して、その判定偽号を音声認ｍ認識回路２９に与える。 一方、指向性マイクロホン１９は２つのマイク１ホン１
９１と１９２とを含み、それぞれから出力された音声信
号は増幅器１９３および１９４で増幅され、加碑器１９
５で加桿されてフィルタ２８に与えられる。このフィル
タ２８は音声信号として不必要な低周波領域や高周波領
域の信号成分を除去するためのものである。フィルタ２
日の出力信号は音声認識回路２９に与えられる。音声認
識回路２９は後述の第８図で詳細に説明するが、入力さ
れた騒音の混入した音声信号から特徴パラメータを抽出
し、メモリ３８に予め登録されている音轡パラメータと
の類似度を求め、その類似度が一致していると判断する
のに十分でない場合には、入力された音声信号を判定で
きないことを出力し、最も類似度が大きくかつ類似度が
十分に大きい場合にはそのデータであると判定して出力
するものである。 音声ｌＩ減回路２９には比較器２６から音声の騒音判定
信号が与えられており、この信号が騒音であることを示
している場合には、音声ａｍ回路２９は騒音または判定
不能を表わす信号を出力することによって、騒音が大き
いときに各種機器、この実施例ではラジオ７が誤動作し
ないように構成さｔＬる。 第７Δ図は′／＃６図に示す相互相関係数計算機２５の
一例を示１概略ブロック図である。第７Ａ図Ｖおいて、
ａ（ｔ）はマイクロホン１７から出力さわる音声他号て
あり、ｂ（ｔ）はマイクロホン１８から出力される音轡
信号である。そして、乗稗１２１２５１と積分！！２５
４と対数変換器２５７は前述の！（５）式を演粋するも
のである。すなわら、乗婢器２５１はａを２乗し、これ
を積分器２５４で柚分し、対数蛮換器２５７によって対
数化し、対数化されたφａａ（０）を演粋する。また、
重碑器２５２と積分器２５６と対数変換器２５９は前述
の第《６》式の演算を行なうものである。 すなわち、業稗器２５２はｂを２乗し、積分器はｂ；を
積分し、対数麦換器２５９は先の対数変換′ａ２５７と
同様に対数化されたφｂｂ（０）を求める。対数変換器
２５７と２５９との出力は加算器２６０′ｃ２Ｘｌ算さ
れ、１／２減資器２６１によっテその平方根に対応した
処理が行なわれる。したがって、１７２減貞器２６１の
出力には、前述の第（４）式の分母に対応した結果が得
られることになる。 一方、乗算器２５３と積分器２５５と対数賓換器２５８
は前述の第（３）式のτ一〇のときの演算を行なうもの
である。すなわち、乗算器２５３はａとｂとを乗算し、
それを積分器２５５が積分し、対数変換器２５８は第（
３）式のφａｂ（０）の対数化された値を出力する。こ
の出力は加稗器２６２に与えられ、１／２減衰器２６１
の出力と減算され、指数蛮換器２６３によって指数化し
てもとに戻され、Φ（０）が出力される。すなわち、こ
の第７Ａ図に示す相互相関係数計稗１１２５は、マイク
ロホン１７および１８から出力される音轡信号に基づい
て、騒音が小さい場合にはΦ（０）＝１を出力し、騒音
が大きい場合にはΦ《０）一１を出力する。 第７８ｌＩ１は相互相関係数計算機の他の例を示す概略
ブロック図である。第７ＢｖＡにおいて、２鍬平均値回
路（ＲＭＳ）２６６は時間成分ａの２乗平均を開根する
ものであり、（Ｔ＝”を演棹する。 加神器２６４はａとｂとを加算し、ＲＭＳ２６７ｒよっ
Ｔ．イの２乗平均一ａ＋］１が演算さわる。加粋器２６
５はａとーｂとを如禅するものであり、ＲＭＳ２６８は
その結果の２１Ｆ平均値Ｊ（ａ−−’ｂ）’を演算する
。ＲＭＳ２６８＃ｂの２亀平均値，’Ｔ’”を演飾する
。各ＲＭＳ２６６ないし２６９の演ｖＩ結宋は演粋回路
２６９によってＡ２−８２／４ＣＤを演算し、Φ《０》
を求める。 ｍｏ図１，Ｌ第６図に含まれる音座認臓回路２９の具体
的ｌｊブロック図である。この第８＠１ｋ示す音声籠鳳
回路２９は従来から知られたチャネルフィルタを川いた
ものであって、以下イの構成と動作１ついて簡単に説明
する。入力遮断スイッチ２９１に４１人力信号として第
６図に示すフィルタ２８から指向性マイクロホン１９か
らの音一人力信号がちλられる，また、入力遮断スイッ
チ２９１には−１御伯号として第６図に示す比較器２６
から音｝＆ＩＭ！判定信号が入力される。そして、入力
遮断ス−インチ２９１は名声騒音判定信号が音声を表わ
リ４ｈＧ’（あるとき閉じられて認識動作を行ない得る
状態となり、音声でないつまり騒音であると判定されて
いるときには開いてａｗＡ動作を停止した状態となる。 このような機能を有する入力遮断スイッチ２９１を介し
て音声信号がブリエンファシス回路２９２に与えられる
。ブリエンファシス回路２９２は入力された音声信号の
うちの３００ないし５ｋＨｚの帯域成分のみを通過させ
る６ｄＢ／ＯＣｔ程度の特性を有するフィルタである。 プリエンファシス回路２９２を通過した音声信号は、バ
ンドバスフィルタ（ＢＰＦ）３０１ないし３０８に与え
られる。これらのバンドパスフィルタ３０１ないし３０
８はそれぞれ予め定められた帯域成分の音声信号のみを
通過させて、後段の整流回路３１１ないし３１８に与え
る。この整流回路３１１ないし３１８はそれぞれバンド
バスフィルタ３０１ないし３０８の出力信号を整流して
直流電圧に変換する。整流された直流電圧はローパスフ
ィルタ３２１ないし３２８に与えられる。 これらのローパスフィルタ３２１ないし３２８は、一種
の積分機能を有したものである。さらに、入カされた信
号に踵み付けをしで加算し、その信号を１・リガ回路３
４に与え，る。１・リガ回路３４は入力されたｔＸ号の
変化に応じてａ声の始端と終端を検出し、ＣＰｔＪ３５
に対して音声期間であることを臭わす信目を与える。ま
た、ローバスフィルタ３２１ないし３２８のそれぞ４ｔ
出ｈ信号はマルチブレクサ３３３に５λられる。マルチ
ブレクサ３３には、ＣＰｊＪ３５から人出力インタフ上
．イス３６を介して０−バスフィルタ３２１ないし３２
８のそれぞれの出力ｆＪ号を切鋳るための切替信号が与
えられる。そしＣ１マルヂノレクサ３３はその切！！信
月に応答して、いずれかのローバスフィルタの出力をＡ
−Ｄ変撲器３７に与える。Ａ−Ｄ変換器３７は、入力さ
れたアナログ電圧をデＣジタル値に変換するものぐある
。このデｆジタル値に変換された信号は、入出力インタ
フェイス３６を介しＵＣＰＵ３５に与えられる。メモリ
３８は音声１Ｉ二必殼なプログラムを記Ｉｌｌるプログ
ラムメモリ３８１と、音声ｌ！職に必要なデータを記憶
する音角八シメータメモリ３８２とを含む。音声バラメ
ータメモリ３８２は予め登録された分析パラメータを記
憶する登録部としての記憶傾域３８３と、入出力インタ
フエイス３６から出力された音声パラメータを記憶する
入力部としての記憶領域３８４と、２００＋ｓａｃ程度
の信号の分析パラメータを記憶するためのバッ７７部と
しての記憶領域３８５とを含む。２００ｓｓｅｃ程度の
信号の分析パラメータを記憶するのは、音声認識をする
上において音声期閤としてはトリガ回路３４によって音
声期間であると判定された時点以前も極めて重要である
ので、類似度を計算する際にはバツフ冫部３８５の内容
から始点部を欄って検出するためである。 次に、動作について説明する。入力遮断スイッチ２９１
は第６図に示す比較器２６から騒音であることを表わす
判定信号が入力されるとその接点をｌＮｌと、音声であ
ることを表わす判定信号が入力されればその接点を閉じ
る。接点が閉じられると、音声入力信号はブリエンフ７
シス回路２９２，バンドバスフィルタ３０１ないし３０
８．整流回路３１１ないし３１８およびローパスフィル
タ３２１ないし３２８に順次与えられる。マルチプレク
サ３３はＣＰＬＩ３５から入出力インタフエイス３６を
介して出力ざれる切替信号に応答して、各ローバスフィ
ルタ３２１ないし３２８のそれぞれの出力を順次選択し
てＡ−ＤＩ換器３７に与える。 Ａ−Ｄ変換器３７は入力された信号をデイジタル値に変
換し、入出力インタフエイス３６を介して音声パラメー
タメモリ３８２の入力部３８４に記憶させる。一方、ト
リガ回路３４はローバスフィルタ３２１ないし３２８の
信号によって、音声期閣の終了を判断し、ＣＰＵ３５に
割込信号を与える。応じて、ＣＰＵ３５は入力部３８４
に記憶した音声パラメータと登録部３８３に予め記憶し
ている音声パラメータとの内容を比較し、ある値以［の
類似度が得られないときには判定不能の出力を行ない、
ある値以上の類似度が得られたときには最も類似度の高
いキーワードを音声認識データとして入出力インタフエ
イス３６経由で出力する。 なお、類似度の計算のために用いる音声期聞としては、
トリガ回路３４によって音声期閤であると判定された時
点以前も極めてｌ１！！であるので、ＣＰＬＩ３５はバ
ツフ７部３８５に記憶されている過去２００ｇ＋ｓｅｃ
の音声パラメータｋついての類似度も計算する。 このように音声ｍ１１回路２９を構成することによって
、音声，騒音判定信号によって音声認識の機能を停止し
たり機能させたりすることができるので、騒音の大きい
ときの誤認識を未然に防止することができる。 第９図は音声認鳳回路の他の例を示すブロック図である
。前述の第８図に示す音声Ｉ！Ｉ１回Ｗ１２９では、入
力遮断スイッチ２９１を設け、騒音が大きいときにはこ
のスイッチ２９１の接点を開いて音声入力信号を音声ｍ
Ｉ１回路２９に与えないようにした。しかしながら、第
９図に示す実施例では、入力遮断スイッチ２９１を設け
ることなく、ＣＰＬＪ３５に音声，騒音判定信号を与え
るようにする。 そして、騒音が大きいときにはＣＰＬＪ３５による音声
ａｍ動作を禁止するものである。それ以外は前述の第８
図と興じである。 第１０図はこの発明の他の実施例の概略ブロック図であ
る。前述の第６図に示す実施例では、前述のｌ（４）式
のΦ（τ》のτを０としたとき相ｈ相関係数を相互相関
係数計算機２５で計稗し、Φ（０）の値に応じてマイク
ロホン１７と１８とに入力された音声が入閣の発音した
き声であるかあるいは外部からの騒音であるかを判定す
るようにした。しかし、この第１０図に示す実施例では
、１１１（４）式における相互相関関数Φ（τ》を相互
相関関数計ＩＦｍ３’９で計算する。これは人聞の発音
した音声の場合はτ−０の近傍にΦ（τ》が最大値を有
し、騒音は側方から入力ざれると想定しているので、τ
一〇近傍以外の位置にできることを用いたものである。 このために、相互相関関数計＄１１１３２から相互相関
係数を計禅してΦ（τ゛）を求めた後、このΦ（τ）か
らの（τ）が最大となるτの値を２つのマイクロホン１
７と１８から出力される伯号の遅れ時間を遅れ時間検出
器３３で検出する。そして、その遅れ時閤をコード化し
て出力し、その遅れ時間の範囲が音声であると判定すべ
き範囲かそれとも騒音と判定すべき軛囲がを相関関数し
きい値レジスタ３４の値によって比較して判定し、音声
であるか騒音であるかを表わす判定信号を出力する。そ
れ以外は前述の第６図と同じである。 第１１図はこの発明のその他の実施例を示すブロック図
である。この実施例は騒音は側方から入るとしているの
で、τ一〇から鐘れた位胃に騒音のパワーが業中するこ
とに着目して騒音の判定信号を出力するものである。す
なわち、Φ（τ）のうちの《０》およびΦ《０》の近傍
に人間の発音した音声が集中し、それ以外は騒音とみな
すことができることに着目し、前述の第１０図に示す実
施例と同様にして、相互相関関数計算器３２によって相
互相関関数Φ（τ）を演禅する。そして、最大嬢検出器
３５によって相互相関関数Φ（τ）の最大値を求める。 また、相互相関関数計算ＩＩＩ３２は相互相関係数Φ（
０）を出力し、相互相関関数の（ｒ）を相互相関係数の
《０》によって演算器３６で割粋する。そして、演篩！
ｌ３６で演算された値の大きさとしきい値レジスタ３７
に記憶されている値とを比較器２６で比較し、音声であ
るかあるいは騒音であるかを判定するようにしたもので
ある。それ以外は前述の第１０図に示す実施例と同じで
ある。 Ｉ＠１２図はこの発明のさらにその他の実施例を示すブ
ロック図であり、第１３図は重み関数と音轡／騒ａ比と
の関係の一例を示す図である。 構成において、マイクロホン１７と１８とから出力され
る音声信号に基づいて相互相関係数計算１１２５（よっ
て相互相関係数Φ（０）を求める部分は前述の第６図に
示す実施例と同じである。そして、相互相関係数計算１
１２５によって求められた相互相関係数は音声／騒音比
対応信号として類似度針算１１４５に与えられる。 一方、指向性マイクロホン１９から出力された音声慎号
はフィルタ２８を介して音声パラメータ抽出１１４７に
与えられる。なお、フィルタ２８は前述の第８図に示す
ブリエンフ７シス回路２９２を含んでいるものとする。 音声パラメータ抽出器４７は同じく第８図に示すバンド
パスフィルタ３０１ないし３０８，整流回路３１１ない
し３１８およびローバスフィルタ３２１ないし３２８な
ど含む。そして、音声パラメータ抽出器４７は各バンド
バスフィルタ３０１ないし３０８のそれぞれ周波数帯域
に応じた信号の強さを出力し、それを音声パラメータメ
モリ３８に与える。この音声パラメータメモリ３８は前
述の第８図に示したものと同じものが用いられる。但し
、入力部３８４には音声の有無にかかわらす類似度計算
機４５が入力部３８４に記憶されたデータに従って計算
しているとき以外は常時音声パラメータ抽出１１４７か
ら出力される音声パラメータを順次更新するように構成
される。 また、前記音声パラメータ抽出器４７は指向性マイクロ
ホン１９に入力された音声の音の大きさ（音圧）に対応
した信号を出力し、これを音声期閣判定器４８に与える
。音声期間判定器４８はその信号に基づいて音声期間を
決定し、その結果を音声期閤レジスタ４９に記憶する。 そして、この音轡期閣レジスタ４９の内容は類似度計算
機４５に与えられる。類似度計棹１１４５は音声期間レ
ジスタ４９に記憶ざれている音声期閣に基づいて、音轡
の始端からたとえば２００■ａｅｅ以前と音声の終った
こととを検知し、終端を決定した時点から音声パラメー
タメモリ３８の入力部３８４に記憶されていてかつ音声
＊ｎｍレジスタ４９によって区聞が設定された音声パラ
メータのデータと、音声パラメータメモリ３８に登録ざ
れているキーワードの音声パラメータのデータとの図の
類似度の計算を開始する。この計算において、類似度計
算機４５は相互相関係数針粋ＩＩＩ２５から出力される
音声／騒音比対応信号を重み関数として類似度のａｔ稗
を行なう。 なお、この実施例では、音声パラメータ抽出器４７から
得られる音声パラメータは、５ｓｓｅｃごとに８種類の
データを取込み、たとえば１秒あたり２００回の時閤軸
に沿ったデータとして得るようにしている。ここで、計
算慟を減少するために、時薗の変化の少ない部分のデー
タを捨てることによって情報量を一定量まで減少させる
ような処理を行なっておく。今、１回の取込むデータを
Ｎ種，時閣軸方向のデータの長さをＭ個とし、音声パラ
メータメモリ３８の登録部３８３に記憶されている音声
パラメータのａｍをＴＩＪ．入力された音轡の音声パラ
メータのＩＩ索をＰｉＪとしたとき、よく知られたユー
クリッド距離ｄは として表わされる。ここで１は１回に取込まれたＮ種う
ちの種類に、ｊは時閣軸方向のデータの順序にそれぞれ
対応している。通常、類似度と距離（この場合にはｄ）
とは、逆数の関係がある。この実施例では、音声／騒音
の比率に対応したＷ（ＳＮ＞なる重み付けを行なったユ
ークリッド距離ｄＷは、 を用いて類似度を求めている。重み関数Ｗ（ＳＮ）は一
例として、第１３ａｉｌのようなものが用いられている
。但し、Ｊｌｆｌｌａ図において横軸はＳＮ比，縦軸は
膿みを表わしている。 このようにして轡られた類似度から、あまりに類似度が
小さい場合には判定不能であるとするが、ある値以上の
類似度がある場合には最大値の類似度を有するキーワー
ドであるとキーワード判定器４６において判定し、イン
タフエイス３１にそのキーワードに対応した信号を送出
し、ラジオ７の制御を行なう。なお、類似度計算機４５
およびキーワード判定器４６は、たとえばマイクロコン
ピュータなどによって構成できる。 上述のごとく音声／騒音比によって重みを変えて距離ま
たは類似度計算を行なうことによって、ＳＮ比が大きい
ときの音声パラメータ同士の比較を優先的に行ない、Ｓ
Ｎ比が小さいときの値はなるべく無視するように構成す
ることによって、音一／′騒音比のよくないときの認識
性能を向上できかつ瞬時的に音声／騒音比が低下したと
きのｌｌＩｌ！謙を特に減少することができる。もちろ
ん、第１３図に示した横軸のＳ／Ｎは前述の第５Ａ図で
示したＳ／Ｎを用いてもよいことは言うまでもない。 また、第１３図において重み関数Ｗ（ＳＮ）は連続的に
変化する関数としたが、簡単なためには、たとえばＳ／
Ｎ−１７ｄＢから上を１，下をＯとするような２Ｉによ
る重み付けを行なってもよい。 第１４図はこの発明のさらにその他の実施例を示すブロ
ック図である。この第１４図に示す実施例は、前述の第
１２図に示す類似度計算１１４５に与える音一ン騒音比
対応信号に代えて前述の第１０図に示す音声，騒音判定
信号を与えるようにしたものである。そして、類似度計
算機４５は音一，騒音判定信号が２値であるため、重み
ａ数Ｗ（ＳＮ》としても２値として出力する。 Ｗ４１５図はこの発明のさらにその他の実施例を示すブ
ロック図である。この第１５図に示す実施例は、前述の
第１２図に示す類似度計算１１４５に与える音声／騒音
比対応信号に代えて前述の第１１図に示す演算器４３か
らの信号を用いるようにしたものである。そして、割＄
１１１４３からの信号に基づいて、重み関数の値を麦え
て距離または類似度計算を行なう。もちろん２値関数と
して扱ってもよいことは言うまでもない。 なお、前述の第１０図，第１１図．第１４図および第１
５図に示す相互相関関数計算機３９として、前述の第《
３》式および第（４）式における周期Ｔを無限大とする
極限を求めないで、ある有限区閤において数値計禅する
方法がよく用いられる。この場合、データの長さはマイ
クロホン１７と１８との閣隔（３０ｃ一程度》の空気の
伝播時間の２倍（約７ｍｓｅｃ）より長ければ計算でき
るが、精度を上げるために１０倍以上長くするように構
成ざれる。 なお、上述の実施例において、マイクロホン１７と１８
は運転者１１の口許から等距離にあるものとして説明し
たが、これは必ずしも必要でなく、２つのマイクロホン
１７と１８から出力される運転者の音声信号の時閤差を
ずらせて前述の説明と同嫌に行なうことができることは
言うまでもない。 また、−［述の説明では、この発明を串のラジオ７を制
御するための音声識別＠麿として説明したが、これに限
ることなくその他の制御対象を制御するために用いても
よいことは言うまでもない。 以上のように、この発明によれば、比較的高い騒音の中
においても人闇の発音した音声を極めて正確に謙別する
ことができる。 ４．図面の簡単な説明 第１図はこの発明の一寅施例が適用された自動車を横方
向から見た概略図である。第２図は同じく運転者の後方
向から見た概略図である。第３図は同じく自動車の車内
の概略図である。第４図は音声信号と騒音との関係を説
明するための図である。第５Ａ図および第５８図は相関
係数の計弊結果の例を示す図である。第６図はこの発明
の一実施例の概略ブロック図である。第７Ａ図および第
７Ｂ図は相関関数計算機の一例を示す概略ブロック図で
ある。第８図は第６図に含まれる音声Ｉｌ！識回路の具
体的なブロック図である。第９図は音声ｌ１ｌ１回路の
他の例を示すブロック図である。第１０図はこの発明の
他の実施例の概略ブロック図である。第１１図はこの発
明のその他の実施例を示す概略ブロック図である。第１
２図はこの発明のさらにその他の実施例を示す概略ブロ
ック図である。第１３図は重み間数と音声／ｗ４音比と
の閏係の一例を示す図である。第１４図はこの発明のそ
の他の１Ｉｌ＃１例を示すプＯツク図である。第１５図
はこの発明の他の実施例のブロック図である。 図において、１７．１８．１９はマイクロホン、２５は
相互相関係数計算機、２６は比較器、２７，４１．４４
はレジスタ、２９は音声認識回路、３１はインタフエイ
ス、３８は音声パラメータメモリ、３９は相互相関関数
計算機、４０は遅れ時間検出器、４２は最大値検出器、
４３は割算器、４５は類似度計算器、４６はキーワード
判定器、４７は音声パラメータ抽出器、４８は音声期闇
判定器、４９は音声期間レジスタを示す。 ６４８一 ６４９＝ ６５０ ６５１
向から見た概略図である。第２図は同じく運転者の後方
向から見た概略図である。第３図は同じく自動車の車内
の概略図である。第４図は音声信号と騒音との関係を説
明するための図である。第５Ａ図および第５Ｂ図は相関
係数の計算結果の例を示す図である。第６図はこの発明
の一実施例の概略ブロック図である。第７Ａ図および第
７Ｂ図は相関関数計算機の一例を示す概略ブロック図で
ある。第８図は第６図に含まれる音声認識回路の具体的
なブロック図である。第９図は音声認識回路の他の例を
示すブロック図である。第１０図はこの発明の他の実施
例の概略ブロック図である。第１１図はこの発明のその
他の実施例を示す概略ブロック図である。第１２図はこ
の発明のさらにその他の実施例を示す概略ブロック図で
ある。第１３図は重み関数と音声／騒音比との関係の−
例を示す図である。第１４図はこの発明のその他の実施
例を示すブロック図である。第１５図はこの発明の他の
実施例のブロック図である。 図において、１７．１８．１９はマイクロホン、２５は
相互相関係数計算機、２６は比較器、２７，４１．４４
はレジスタ、２９は音声認識回路、３１はインタフエイ
ス、３８は音声パラメータメモリ、３９は相互相関関数
計算機、４０は送れ時間検出器、４２は最大値検出器、
４３は割算器、４５は類似度計算器、４６はキーワード
判定器、４７は音声パラメータ抽出器、４８は音声期闇
判定器、４９は音声期間レジスタを示す。 ６３３一 一６３４ ６３５ 一６３６ ６３７ ト続補正書（一知 １，，｛？１、５７年８月２０日 ４’ｒｕ’ｌＩｉＪ二官殿 １．・Ｉｔｆ＋の表示特願昭５７−６８１４１！２．発
明の８称 音声ｍＪｉｌｔｔｉｉｔ ３．抽市をする者 事件との関係特許出願人 住所東京都千代［１１区丸の内二丁目２番３号８作（６
０１）三菱電機株式会と１． 代表古゛進−＝１１一祠ル＝＝和一 ，１．代理人片山仁八郎 住所東京都千代Ｉ１区丸の内二丁目２番３号三菱電代株
式会社内 氏名（６６９９）弁理士詰：１い２，。鴇，３）３＆ユ
が一５．補正の対象 明細書の全文および図面 ６．補正の内容 （１）明細書の全文を別紙のとおり。 （２）図面の第１図．第２図．第４図．第６図，第７Ａ
図．第７Ｂ図．第１０ａｌｌ，第１１図．第１２図．第
１４図および第１５図を別紙のとおり． 全文訂正明細書 １．発明の名称 音声戴別輪置 ２、特許請求の範囲 （１）発音者の発音した音声なｌｌｌｌＪするための音
声識別＠胃であって、 それぞれが前記発音者の近傍に所定の一隅を有して配置
され、入力された音声を電気信号に変換する少なくとも
第１および第２の音声入力手段を含む音声電気信号変換
手段、 前記第１の音声入力手段から出力される音声入力信号か
ら予め定める周波数帯域成分の音声信号を抽出する第１
のフィルタ手段、 前記第２の音声入力手段から出力される音声入力信号か
ら前記第１のフィルタ手段と同一の周波数帯域成分の音
声信号を抽出する第２のフィルタ手段、 前記第１および第２のフィルタ手段から抽出されたそれ
ぞれの音声信号の相肛演算する相１良算手段、および 前記相１１算手段からの演算結果に碁づいて、前記音声
電気信号変換手段から出力される音声信号が前記発音者
の発音した音声に基づくものであるかあるいは騒音に基
づくものであるかを判別する音声判別手段を備えた、音
声識別装置．（２》前記音声判別手段は、 予め定める音声対騒音比としての値を記憶する記憶手段
、 前記記憶手段に記憶している音声対騒音比と前記相１１
算手段出力とを比較し、音声対騒音比の大小を表わす信
号を出力する比較手段、および前記比較手段からの音声
対騒音比の大小を表わす信号に基づいて、前記音声電気
信号変換手段から入力された音声信号の音声認識を行な
うかあるいは音声認識を不能にする音声認識手段を含む
、特許諺求の＠囲第１項記載の音声識別装置。 （３）前記＠肌算手段は、前記第１および第２のフィル
タ手段から出力された音声入力信号のそれぞれの時薗差
に対応した相関係数を演算する相関係数演算手段を含み
、 前記記憶手段は予め定める相関係数を音声対騒音比対応
信号として記憶し、 前配比較手段は前記相関係数演算手段出力と前記記憶手
段に記憶している相関係数とを比較して発音者の発音し
た音声と騒音との比に応じた音声ａ音判定信号を出力す
るようにした、特許請求の＠曲第２項記載の音声識別装
置。 （４）前記音声判別手段は、 前記相関係数演桿手段出力から相関係数の最大値を有す
る時藺を検出する遅れ時閤検出手段と、前配第１および
第２の音声入力手段出力の音声入力信号のそれぞれの８
Ｉ問差を中央値とし、それから所定の時関のｔｉｌｌの
値を記憶する時簡範囲記憶手段と、 前記遅れｎｍ検出手段によって検出された遅れ時閣と前
記時藺範囲記憶手段の内容とを比較し、遡れ時閤が前記
時閤範囲記憶手段の内容に碁づくａＳ内に含まれている
ことに応じて音声判定信号を出力し、前記範囲外であれ
ば騒音判定信号を出ｈする１１１２の比較手段と、 前記第２の比較手段からの音声判定信＠に応じて前記音
声電気信号変換手段から入力された音声入力信号のｍｌ
ｍを能動化し、前配騒音判定信号に応じて前記認識を不
能化する第２の音声認識手段とを含む、特許請求の範囲
第１項記載の音声謙別＠胃。 《５》前記第１または第２の音声ｌＩ真手段は、前記音
声電気信号変換手段出力に基づいて音声パラメータを抽
出する音声パラメータ抽出手段と、 予め定める音声パラメータを記憶する音声パラメータ記
憶手段と、 前記音声パラメータ抽出手段から−の音声パラメータと
前記音声パラメータ記憶手段に記憶している音声パラメ
ータとの類似度を演禅する類似度演算手段と、 前記類似度演算手段による類似度の演算結果に基づいて
いずれの音声であるかを判定するキーワー．ド判定手段
とを含み、 前記隅似度演綽手段は、前記相関係数演算手段出ｈの相
関係数に基づく音声対騒音比対応信号に応じた重み関数
を１１ｌ曙して類似度演算を行なうようにした、特許請
求の軛囲第２墳または第４塙に記載の音声厘別＠胃。 《６》前記重み関数は２値信号である、特許請求の範囲
第５項記載の音声謙別装胃。 （７》前記音声電気信号変換手段は、前記音声判別手段
に音声ｍ号を与える第３の音轡入力手段を含む、特許請
求の範囲第１項記載の音＊＊別Ｖ４＠。 《８》船記１３の音声入力手段は指向性マイクロホンを
含む、特許請求の箱囲第７項記載の音轡減別鶴置。 （９）前記第１および第２の音声入力手段はそれぞれ前
記発音者の口許から等距離の位一に配置される、特許請
求の範囲第１項記載の音声識別＠ぼ。 ３．Ｒ明の詳報な説明 この発明は音声識別装置に関し、特に、音声を入ｈし、
その音声の内容に基づいて各種被制御機器を制御するた
めに用いられるような音声露別装置の改良に関する。 たとえば、自動車などにおいて運転者がラジオなどの車
載機器を操作する場合には、一般に手動的に行なうこと
が多い。しかし、運転者が車を運転中にラジオなどを操
作するためには、しばしば視糠を前方から機器の操作部
に移す必要があり、このことが脇見運転の原因になり、
非常に危険を伴う。また、Ｉａ近では運転者用の車載用
計算機が実用に供されているが、このような阜載用計算
一機を、運転しながら操作することは不司能に近いもの
であった。この他にも、窓の開閉やその他の車載機器を
操作する場合においても同様のｆａｔ題点を生じていた
。 そこで、運転者が手動的な操作によることなく、ラジオ
の電源投入や窓のｒｌａ閏などをすることができれば便
利である。このためには、運転嵜が「ラジオ」と発音し
たとき、この音声を識別してその謙別枯果に基づいてラ
ジオをＩｌｌｊｒするような音声入力Ｉｌｌ御輪置が考
えられる。このような音一入力制ｍｕ置では、運転者の
近傍にマイクロホンを設けておき、このマイクロホンに
入力された音声を識別する。ところが、自動車の窓が開
かれていると、外部からの騒音がマイクロホンに混入し
てしまい、運転者の発音した音轡と騒音との識別が楡め
Ｃ圃雌になり、車載嶺器などを誤動作させる原因となっ
ていた。 それゆえに、この発明の主たる目的は、外部からのＭ＠
と人閑の発音したｉｓとを容易に識別し得る音声繊別＠
一を捉供することである。 この発明を要約すれば、発音者の近傍に所定のｌＩ陽を
隔てて第１および第２の入力手段を配置しておき、それ
ぞれの音声入力手段から出力された音声人力信号から予
め定める周波数帯域成分の音Ｐ信号を抽出し、それぞれ
の音声信号の相関を演算し、その演算Ｉｉ！１果に碁づ
い゛（音声電気信号変換手段から出力された音声信号が
発音者の発音した音声に基づくものであるかあるいは騒
音に基づくものであるかを判別ずるようｋ構成したもの
である。 この発明の上述の目的およびその他の目的と特徴は以下
に図面を参照して行なう詳細な説明から一層明らかとな
ろう。 ｉｌｌ図はこの発明の一実施例か通用された自動車を横
方向から見た概略図であり、′ＩＲ２１は同じく運転者
の後方内から見た概略図であり、第３図は同じく自動車
の車内の概略図である。 まず、Ｗｉ１図ないし第３躬を参照しで、この発明の概
襞について説明する。運転者１１は車体１２に設けられ
ている座席１３に着席し、シフトレバー１４およびスデ
アリングホイール１５を操作して運転する。計器Ｉ！１
６にはたとえばカーラジＡ７が取付けられている。また
、天井２０には、運転者１１の正曲方向に直交して等距
離の位置に所だの闇隔．を有して第１ｉＪ３よび第２の
音声人ノ】手段としてのマイクロホン１７と１８とが取
付けられている。さらに、これらのマイクロホン１７と
１８との藺には指向性マイクロホン１９が設けられてい
る。 運転者１１がたとえばラジオ７の電源を投入しようと１
る場合は、予め定められている制御用の＠Ｆ！（玖下、
キーワードと称する》を発音する。 この名Ｔｏμ空気中を伝播し、マイクロホン１７と１８
と１９とｋ入る。このとき、マイクロホン１７と１８が
運転者１１から等距離の位ｇ＆：設けられているので、
音声はこれらのマイクロホン１７と１８と＆−同峙に伝
播されることになる。マイクＯ小ン１７と１８と（入力
された音声は電気信号に置換されて音肯イ＾りとなり、
この２つの音声信１の相ｎ＠関係数が求められる。騒音
が入力されていない場合には、相関係教は１に近い値が
得られ、音ｆｖｉ伯号は騒音に比べて十分に大きいこと
が相関係数の伯から示される。逆に、大きな騒音が人力
された場合には相関係数は０に近い値が得られ、音肉信
号はｉｉ＠に比べて十分に小さいことが小される。そし
て、この相Ｕ相関係数の値に蟇づい−（、指向性マイク
ロホン１９から出力される音肖偵号を認識するか否かを
判別する。そして、相豆相関係数が１に近い値であれば
、指向性マイクＬ］ホン１９から出力される音声信号と
予め記憶されているキーワードの音声パラメータとを比
較し、いずれのキーワードであるかを判別する。そして
、この判別結果に基づいてたとえばラジオ７などの各種
車載機器を制御する。 なお、上述の説明では、音Ｐ認戴用の音声信号を指向性
マイクロホン１９から出力するようにしたが、特に指向
性マイクロホン１９を設けることなく、マイクロホン１
７または１８のいずれか一方からの音一信号を認識する
ようにしてもよい。 しかしながら、運転者１１の発音した音声を分析して認
識を行なうための音声信号のＳ／Ｎ比としては十分高い
ものが好ましく、周囲雑音を除去できる高指向性マイク
ロホンを用いるのが望ましい。 第４図は音声信号と騒音との関係を説明するための図で
あり、第５Ａ図および第５Ｂ図は相互相関係数の計算結
果例を示す図である。 次に、２つのマイクロホン１７と１８とから出力される
音声信号の相互相関について説明する。 第４図において、騒音発生Ｉｉ１００として、この場合
は一例として自動車騒音について考えてみる。 運転＃１１４Ｊマイクロホン１７と１８とから等距Ｉｌ
１ｋ日計がくる位駅に座っており、運転者１１のｉｒｈ
＆こは自ｗＪ串のフロン１−ガラス（図示せず），１７
３にはリアウインドウ（図示ｔｔｒ＞が存在するものと
し、騒音宛生ｍｉｏｏは運転者１１の側方ｋあるものと
寸る。 騒音発生鎗゛１００から＆ｉｇＫがマイクロホン１７と
１８とに伝播する遅延時園差をτ０とし、その＆ＩＩ１
差はマイクロホン１７と１８との閣隔ｄに比べ又、マイ
クロホン１７と１８とから騒音源１００の距離が十分に
人込いものとみなして考慮せずに振幅は同一であると｛
る。また、運転者１１により発生された音声信号３ａ，
３ｂはマイクロホン１ｌと１８とに同一の振幅と時間で
伝播するものとプる。このとき、マイクロホン１７と１
８との峙−｛６月ａ（（）とｂ（ｔ＞は、音声信号をＳ
（ｌ）．騒置発生源１００からの騒音ｎ（ｔ＞とすると
、 ａ（ｊ）”Ｓ（ｔ）十ｒ＋（Ｌ）”’（１）ｂ（ｔ）−
ｓ（ｔ）＋ｎ（ｔ＋τｏ）−（２）と表わすことができ
る。ここで、相互相関関数φａｂ（τ》および正規化相
互相関関数Φ（τ》はそれぞれ、 ψａｂ（τ》 である。但し、φａａ（０）．φｂｂ（０）は、ａ（ｔ
），ｂ（ｔ）の自己相関関数φａａ（ｒ），φｂｂ（τ
）のそれぞれτ−０のときの値であって、パワーを表わ
しており、 で表現できる。ここで、 Ｓ（ｔ）【ＳｓｌｎωＳ【 ｎ（＋）−Ｎｓｌｎωｎｔ とリる．ａ１シ、ωＳ，ωｎはｓ（ｔ），ｎ（ｔ）の角
同波数であり、Ｓ，ＮはＳ（ｔ）．ｎ（ｔ）の振幅を示
Ｌ，（いる。そして、（ｌノｓ−２πｆｓ，ωｎ−Ｑｙ
：ｔｎテあると｛ると、止規化相互相ｒＩ４ｌＩｌ数の
（ｒ＞は、′ Φ〈τ） −．ｆ３’ＯＯＳ（ＩＪｓｒ −＋Ｎ′ＣＯＳ（ｔ）ｎ（τ−｝τＱ）），．’（３’
＋Ｎ２）・・・（ア） であり、まｔ二τ−０とすれは、 Φ【０》 −（Ｓ’−ＩＮ’００８（ｎｎｒｏ）／（Ｓ”＋Ｎ２）
・・・（８》 である。 さらに、ｓ（ｔ），ｎ（ｔ）がそれぞれＬｍ，Ｍ個の正
弦波から成立っている場合には、となるので、 であり、またτ−０とすれば、 である。 前述の第（８）式において、τｏ−３３３μＳつまりマ
イクロホン１７と１８との闇隔ｄが約１１．３０一にお
ける計禅桔果を第５Ａ図に示している。この１５Ａ図か
ら明らかなように、鍔方がら入ってくる騒音が大きくな
りかつＳ／Ｎが小さくなるに従い正規化相関関数の小さ
くなることがわかる。但し、正弦波の場合には、１７′
τ０の周波数の整数暗に近い周波数の＆ｉ音の場合には
、第５Ａ図に示したよ）にはならないことは朗らかであ
るので、実際にはそのような成分を小さくした状ｊ１（
−求める必要がある。 また、前述の厄《１２》式において、τｏ＝３３３μｓ
，ｄ−１１．３ｃｍにおける計篩結果を第５Ｂ図に示し
ている。この第５Ｂ図では、騒酋ｎ《【》を ｎ（［）一０．４３ｉ『＋（２７Ｌ−ｉ００）Ｉ＋ｌ．
Ｏｓｉｎ（２π・４００）ｔ ＋１．Ｑｓｉｒ＋（２ｖｉ・１０００＞ｊ＋１．０ｓｉ
ｎ（２π・３１００）ｔ ・・・（１３） とし、１００Ｈｚ．４００Ｈｚ．’ＩｋＨｚ，３．１ｋ
Ｈｚの４つの周波数成分が０．４．１．１．１の比率で
含まれているものとした。この場合には、τｏ−３３３
μｓの同期に近い３．１ｋＨｚの成分や低い周波数成分
を含んでいるので、Φ《０》はさほど小さくはならない
が、それでもＳ／Ｎか小さくなると、Φ《０》が小さく
なる傾向が見られる。 この発明は２つのマイクロホン１７と１８とから出力さ
れる音Ｐ信号の相関関係を用いて音轡信号のＳ／Ｎ比を
推定し、その値によって認識結果の有効あるいは無効を
決定したり、類似度計算に重み付けしたりすることによ
って、騒音による誤認ｗＡや誤判定を防止できるような
音声識別装置を構成できる。以下に、この発明の実施例
について詳細に説明する。 第６図はこの発明の一寅施例の概略ブロック図である。 前述のｗ４２図および第３図に示したマイクロホン１７
からの音声伽号は増幅器２１で増幅され、フィルタ２２
によって識別したい周波数帯域《通常は音轡周波数帯域
》のみが抽出され、相互相関係数計算４１２５に与えら
れる。他方のマイクロホン１８からの音声信号は同様に
して増幅器２３で増幅ざれ、フィルタ２４によって識別
したい周波数帯域成分のみが抽出されて相互相関係数針
詩機２５に与えられる。この相互相関係数計算機２ｂ＋
．ｔ入力された２つの音声信号から相互相関係数Φ（０
）を求めるものである。この相互相関係数針紳様によっ
て計禅された相互相一係数Φ〈０》の値によってＳ／Ｎ
を推定することができる。このために、相互相関係数針
算ｌＩ２５で計算された相互相関係数Φ（０）が比較器
２６に与えられる。比較器２６には予め定める相関係数
を記憶ζるための相関係数しきい値レジスタ２７が接続
される。そして比−校１２６は相互相関係数計稗機２５
で計綽された相互相関係数Φ（０）の値ど相関係数しき
い値レジスタ２７に記憶されている相関係数とを比較し
、指向性マイクロホン１９から出力される音声信号をｌ
！識するために騒音が小さいか否かの判定を行なう。そ
して、その判定偽号を音声認ｍ認識回路２９に与える。 一方、指向性マイクロホン１９は２つのマイク１ホン１
９１と１９２とを含み、それぞれから出力された音声信
号は増幅器１９３および１９４で増幅され、加碑器１９
５で加桿されてフィルタ２８に与えられる。このフィル
タ２８は音声信号として不必要な低周波領域や高周波領
域の信号成分を除去するためのものである。フィルタ２
日の出力信号は音声認識回路２９に与えられる。音声認
識回路２９は後述の第８図で詳細に説明するが、入力さ
れた騒音の混入した音声信号から特徴パラメータを抽出
し、メモリ３８に予め登録されている音轡パラメータと
の類似度を求め、その類似度が一致していると判断する
のに十分でない場合には、入力された音声信号を判定で
きないことを出力し、最も類似度が大きくかつ類似度が
十分に大きい場合にはそのデータであると判定して出力
するものである。 音声ｌＩ減回路２９には比較器２６から音声の騒音判定
信号が与えられており、この信号が騒音であることを示
している場合には、音声ａｍ回路２９は騒音または判定
不能を表わす信号を出力することによって、騒音が大き
いときに各種機器、この実施例ではラジオ７が誤動作し
ないように構成さｔＬる。 第７Δ図は′／＃６図に示す相互相関係数計算機２５の
一例を示１概略ブロック図である。第７Ａ図Ｖおいて、
ａ（ｔ）はマイクロホン１７から出力さわる音声他号て
あり、ｂ（ｔ）はマイクロホン１８から出力される音轡
信号である。そして、乗稗１２１２５１と積分！！２５
４と対数変換器２５７は前述の！（５）式を演粋するも
のである。すなわら、乗婢器２５１はａを２乗し、これ
を積分器２５４で柚分し、対数蛮換器２５７によって対
数化し、対数化されたφａａ（０）を演粋する。また、
重碑器２５２と積分器２５６と対数変換器２５９は前述
の第《６》式の演算を行なうものである。 すなわち、業稗器２５２はｂを２乗し、積分器はｂ；を
積分し、対数麦換器２５９は先の対数変換′ａ２５７と
同様に対数化されたφｂｂ（０）を求める。対数変換器
２５７と２５９との出力は加算器２６０′ｃ２Ｘｌ算さ
れ、１／２減資器２６１によっテその平方根に対応した
処理が行なわれる。したがって、１７２減貞器２６１の
出力には、前述の第（４）式の分母に対応した結果が得
られることになる。 一方、乗算器２５３と積分器２５５と対数賓換器２５８
は前述の第（３）式のτ一〇のときの演算を行なうもの
である。すなわち、乗算器２５３はａとｂとを乗算し、
それを積分器２５５が積分し、対数変換器２５８は第（
３）式のφａｂ（０）の対数化された値を出力する。こ
の出力は加稗器２６２に与えられ、１／２減衰器２６１
の出力と減算され、指数蛮換器２６３によって指数化し
てもとに戻され、Φ（０）が出力される。すなわち、こ
の第７Ａ図に示す相互相関係数計稗１１２５は、マイク
ロホン１７および１８から出力される音轡信号に基づい
て、騒音が小さい場合にはΦ（０）＝１を出力し、騒音
が大きい場合にはΦ《０）一１を出力する。 第７８ｌＩ１は相互相関係数計算機の他の例を示す概略
ブロック図である。第７ＢｖＡにおいて、２鍬平均値回
路（ＲＭＳ）２６６は時間成分ａの２乗平均を開根する
ものであり、（Ｔ＝”を演棹する。 加神器２６４はａとｂとを加算し、ＲＭＳ２６７ｒよっ
Ｔ．イの２乗平均一ａ＋］１が演算さわる。加粋器２６
５はａとーｂとを如禅するものであり、ＲＭＳ２６８は
その結果の２１Ｆ平均値Ｊ（ａ−−’ｂ）’を演算する
。ＲＭＳ２６８＃ｂの２亀平均値，’Ｔ’”を演飾する
。各ＲＭＳ２６６ないし２６９の演ｖＩ結宋は演粋回路
２６９によってＡ２−８２／４ＣＤを演算し、Φ《０》
を求める。 ｍｏ図１，Ｌ第６図に含まれる音座認臓回路２９の具体
的ｌｊブロック図である。この第８＠１ｋ示す音声籠鳳
回路２９は従来から知られたチャネルフィルタを川いた
ものであって、以下イの構成と動作１ついて簡単に説明
する。入力遮断スイッチ２９１に４１人力信号として第
６図に示すフィルタ２８から指向性マイクロホン１９か
らの音一人力信号がちλられる，また、入力遮断スイッ
チ２９１には−１御伯号として第６図に示す比較器２６
から音｝＆ＩＭ！判定信号が入力される。そして、入力
遮断ス−インチ２９１は名声騒音判定信号が音声を表わ
リ４ｈＧ’（あるとき閉じられて認識動作を行ない得る
状態となり、音声でないつまり騒音であると判定されて
いるときには開いてａｗＡ動作を停止した状態となる。 このような機能を有する入力遮断スイッチ２９１を介し
て音声信号がブリエンファシス回路２９２に与えられる
。ブリエンファシス回路２９２は入力された音声信号の
うちの３００ないし５ｋＨｚの帯域成分のみを通過させ
る６ｄＢ／ＯＣｔ程度の特性を有するフィルタである。 プリエンファシス回路２９２を通過した音声信号は、バ
ンドバスフィルタ（ＢＰＦ）３０１ないし３０８に与え
られる。これらのバンドパスフィルタ３０１ないし３０
８はそれぞれ予め定められた帯域成分の音声信号のみを
通過させて、後段の整流回路３１１ないし３１８に与え
る。この整流回路３１１ないし３１８はそれぞれバンド
バスフィルタ３０１ないし３０８の出力信号を整流して
直流電圧に変換する。整流された直流電圧はローパスフ
ィルタ３２１ないし３２８に与えられる。 これらのローパスフィルタ３２１ないし３２８は、一種
の積分機能を有したものである。さらに、入カされた信
号に踵み付けをしで加算し、その信号を１・リガ回路３
４に与え，る。１・リガ回路３４は入力されたｔＸ号の
変化に応じてａ声の始端と終端を検出し、ＣＰｔＪ３５
に対して音声期間であることを臭わす信目を与える。ま
た、ローバスフィルタ３２１ないし３２８のそれぞ４ｔ
出ｈ信号はマルチブレクサ３３３に５λられる。マルチ
ブレクサ３３には、ＣＰｊＪ３５から人出力インタフ上
．イス３６を介して０−バスフィルタ３２１ないし３２
８のそれぞれの出力ｆＪ号を切鋳るための切替信号が与
えられる。そしＣ１マルヂノレクサ３３はその切！！信
月に応答して、いずれかのローバスフィルタの出力をＡ
−Ｄ変撲器３７に与える。Ａ−Ｄ変換器３７は、入力さ
れたアナログ電圧をデＣジタル値に変換するものぐある
。このデｆジタル値に変換された信号は、入出力インタ
フェイス３６を介しＵＣＰＵ３５に与えられる。メモリ
３８は音声１Ｉ二必殼なプログラムを記Ｉｌｌるプログ
ラムメモリ３８１と、音声ｌ！職に必要なデータを記憶
する音角八シメータメモリ３８２とを含む。音声バラメ
ータメモリ３８２は予め登録された分析パラメータを記
憶する登録部としての記憶傾域３８３と、入出力インタ
フエイス３６から出力された音声パラメータを記憶する
入力部としての記憶領域３８４と、２００＋ｓａｃ程度
の信号の分析パラメータを記憶するためのバッ７７部と
しての記憶領域３８５とを含む。２００ｓｓｅｃ程度の
信号の分析パラメータを記憶するのは、音声認識をする
上において音声期閤としてはトリガ回路３４によって音
声期間であると判定された時点以前も極めて重要である
ので、類似度を計算する際にはバツフ冫部３８５の内容
から始点部を欄って検出するためである。 次に、動作について説明する。入力遮断スイッチ２９１
は第６図に示す比較器２６から騒音であることを表わす
判定信号が入力されるとその接点をｌＮｌと、音声であ
ることを表わす判定信号が入力されればその接点を閉じ
る。接点が閉じられると、音声入力信号はブリエンフ７
シス回路２９２，バンドバスフィルタ３０１ないし３０
８．整流回路３１１ないし３１８およびローパスフィル
タ３２１ないし３２８に順次与えられる。マルチプレク
サ３３はＣＰＬＩ３５から入出力インタフエイス３６を
介して出力ざれる切替信号に応答して、各ローバスフィ
ルタ３２１ないし３２８のそれぞれの出力を順次選択し
てＡ−ＤＩ換器３７に与える。 Ａ−Ｄ変換器３７は入力された信号をデイジタル値に変
換し、入出力インタフエイス３６を介して音声パラメー
タメモリ３８２の入力部３８４に記憶させる。一方、ト
リガ回路３４はローバスフィルタ３２１ないし３２８の
信号によって、音声期閣の終了を判断し、ＣＰＵ３５に
割込信号を与える。応じて、ＣＰＵ３５は入力部３８４
に記憶した音声パラメータと登録部３８３に予め記憶し
ている音声パラメータとの内容を比較し、ある値以［の
類似度が得られないときには判定不能の出力を行ない、
ある値以上の類似度が得られたときには最も類似度の高
いキーワードを音声認識データとして入出力インタフエ
イス３６経由で出力する。 なお、類似度の計算のために用いる音声期聞としては、
トリガ回路３４によって音声期閤であると判定された時
点以前も極めてｌ１！！であるので、ＣＰＬＩ３５はバ
ツフ７部３８５に記憶されている過去２００ｇ＋ｓｅｃ
の音声パラメータｋついての類似度も計算する。 このように音声ｍ１１回路２９を構成することによって
、音声，騒音判定信号によって音声認識の機能を停止し
たり機能させたりすることができるので、騒音の大きい
ときの誤認識を未然に防止することができる。 第９図は音声認鳳回路の他の例を示すブロック図である
。前述の第８図に示す音声Ｉ！Ｉ１回Ｗ１２９では、入
力遮断スイッチ２９１を設け、騒音が大きいときにはこ
のスイッチ２９１の接点を開いて音声入力信号を音声ｍ
Ｉ１回路２９に与えないようにした。しかしながら、第
９図に示す実施例では、入力遮断スイッチ２９１を設け
ることなく、ＣＰＬＪ３５に音声，騒音判定信号を与え
るようにする。 そして、騒音が大きいときにはＣＰＬＪ３５による音声
ａｍ動作を禁止するものである。それ以外は前述の第８
図と興じである。 第１０図はこの発明の他の実施例の概略ブロック図であ
る。前述の第６図に示す実施例では、前述のｌ（４）式
のΦ（τ》のτを０としたとき相ｈ相関係数を相互相関
係数計算機２５で計稗し、Φ（０）の値に応じてマイク
ロホン１７と１８とに入力された音声が入閣の発音した
き声であるかあるいは外部からの騒音であるかを判定す
るようにした。しかし、この第１０図に示す実施例では
、１１１（４）式における相互相関関数Φ（τ》を相互
相関関数計ＩＦｍ３’９で計算する。これは人聞の発音
した音声の場合はτ−０の近傍にΦ（τ》が最大値を有
し、騒音は側方から入力ざれると想定しているので、τ
一〇近傍以外の位置にできることを用いたものである。 このために、相互相関関数計＄１１１３２から相互相関
係数を計禅してΦ（τ゛）を求めた後、このΦ（τ）か
らの（τ）が最大となるτの値を２つのマイクロホン１
７と１８から出力される伯号の遅れ時間を遅れ時間検出
器３３で検出する。そして、その遅れ時閤をコード化し
て出力し、その遅れ時間の範囲が音声であると判定すべ
き範囲かそれとも騒音と判定すべき軛囲がを相関関数し
きい値レジスタ３４の値によって比較して判定し、音声
であるか騒音であるかを表わす判定信号を出力する。そ
れ以外は前述の第６図と同じである。 第１１図はこの発明のその他の実施例を示すブロック図
である。この実施例は騒音は側方から入るとしているの
で、τ一〇から鐘れた位胃に騒音のパワーが業中するこ
とに着目して騒音の判定信号を出力するものである。す
なわち、Φ（τ）のうちの《０》およびΦ《０》の近傍
に人間の発音した音声が集中し、それ以外は騒音とみな
すことができることに着目し、前述の第１０図に示す実
施例と同様にして、相互相関関数計算器３２によって相
互相関関数Φ（τ）を演禅する。そして、最大嬢検出器
３５によって相互相関関数Φ（τ）の最大値を求める。 また、相互相関関数計算ＩＩＩ３２は相互相関係数Φ（
０）を出力し、相互相関関数の（ｒ）を相互相関係数の
《０》によって演算器３６で割粋する。そして、演篩！
ｌ３６で演算された値の大きさとしきい値レジスタ３７
に記憶されている値とを比較器２６で比較し、音声であ
るかあるいは騒音であるかを判定するようにしたもので
ある。それ以外は前述の第１０図に示す実施例と同じで
ある。 Ｉ＠１２図はこの発明のさらにその他の実施例を示すブ
ロック図であり、第１３図は重み関数と音轡／騒ａ比と
の関係の一例を示す図である。 構成において、マイクロホン１７と１８とから出力され
る音声信号に基づいて相互相関係数計算１１２５（よっ
て相互相関係数Φ（０）を求める部分は前述の第６図に
示す実施例と同じである。そして、相互相関係数計算１
１２５によって求められた相互相関係数は音声／騒音比
対応信号として類似度針算１１４５に与えられる。 一方、指向性マイクロホン１９から出力された音声慎号
はフィルタ２８を介して音声パラメータ抽出１１４７に
与えられる。なお、フィルタ２８は前述の第８図に示す
ブリエンフ７シス回路２９２を含んでいるものとする。 音声パラメータ抽出器４７は同じく第８図に示すバンド
パスフィルタ３０１ないし３０８，整流回路３１１ない
し３１８およびローバスフィルタ３２１ないし３２８な
ど含む。そして、音声パラメータ抽出器４７は各バンド
バスフィルタ３０１ないし３０８のそれぞれ周波数帯域
に応じた信号の強さを出力し、それを音声パラメータメ
モリ３８に与える。この音声パラメータメモリ３８は前
述の第８図に示したものと同じものが用いられる。但し
、入力部３８４には音声の有無にかかわらす類似度計算
機４５が入力部３８４に記憶されたデータに従って計算
しているとき以外は常時音声パラメータ抽出１１４７か
ら出力される音声パラメータを順次更新するように構成
される。 また、前記音声パラメータ抽出器４７は指向性マイクロ
ホン１９に入力された音声の音の大きさ（音圧）に対応
した信号を出力し、これを音声期閣判定器４８に与える
。音声期間判定器４８はその信号に基づいて音声期間を
決定し、その結果を音声期閤レジスタ４９に記憶する。 そして、この音轡期閣レジスタ４９の内容は類似度計算
機４５に与えられる。類似度計棹１１４５は音声期間レ
ジスタ４９に記憶ざれている音声期閣に基づいて、音轡
の始端からたとえば２００■ａｅｅ以前と音声の終った
こととを検知し、終端を決定した時点から音声パラメー
タメモリ３８の入力部３８４に記憶されていてかつ音声
＊ｎｍレジスタ４９によって区聞が設定された音声パラ
メータのデータと、音声パラメータメモリ３８に登録ざ
れているキーワードの音声パラメータのデータとの図の
類似度の計算を開始する。この計算において、類似度計
算機４５は相互相関係数針粋ＩＩＩ２５から出力される
音声／騒音比対応信号を重み関数として類似度のａｔ稗
を行なう。 なお、この実施例では、音声パラメータ抽出器４７から
得られる音声パラメータは、５ｓｓｅｃごとに８種類の
データを取込み、たとえば１秒あたり２００回の時閤軸
に沿ったデータとして得るようにしている。ここで、計
算慟を減少するために、時薗の変化の少ない部分のデー
タを捨てることによって情報量を一定量まで減少させる
ような処理を行なっておく。今、１回の取込むデータを
Ｎ種，時閣軸方向のデータの長さをＭ個とし、音声パラ
メータメモリ３８の登録部３８３に記憶されている音声
パラメータのａｍをＴＩＪ．入力された音轡の音声パラ
メータのＩＩ索をＰｉＪとしたとき、よく知られたユー
クリッド距離ｄは として表わされる。ここで１は１回に取込まれたＮ種う
ちの種類に、ｊは時閣軸方向のデータの順序にそれぞれ
対応している。通常、類似度と距離（この場合にはｄ）
とは、逆数の関係がある。この実施例では、音声／騒音
の比率に対応したＷ（ＳＮ＞なる重み付けを行なったユ
ークリッド距離ｄＷは、 を用いて類似度を求めている。重み関数Ｗ（ＳＮ）は一
例として、第１３ａｉｌのようなものが用いられている
。但し、Ｊｌｆｌｌａ図において横軸はＳＮ比，縦軸は
膿みを表わしている。 このようにして轡られた類似度から、あまりに類似度が
小さい場合には判定不能であるとするが、ある値以上の
類似度がある場合には最大値の類似度を有するキーワー
ドであるとキーワード判定器４６において判定し、イン
タフエイス３１にそのキーワードに対応した信号を送出
し、ラジオ７の制御を行なう。なお、類似度計算機４５
およびキーワード判定器４６は、たとえばマイクロコン
ピュータなどによって構成できる。 上述のごとく音声／騒音比によって重みを変えて距離ま
たは類似度計算を行なうことによって、ＳＮ比が大きい
ときの音声パラメータ同士の比較を優先的に行ない、Ｓ
Ｎ比が小さいときの値はなるべく無視するように構成す
ることによって、音一／′騒音比のよくないときの認識
性能を向上できかつ瞬時的に音声／騒音比が低下したと
きのｌｌＩｌ！謙を特に減少することができる。もちろ
ん、第１３図に示した横軸のＳ／Ｎは前述の第５Ａ図で
示したＳ／Ｎを用いてもよいことは言うまでもない。 また、第１３図において重み関数Ｗ（ＳＮ）は連続的に
変化する関数としたが、簡単なためには、たとえばＳ／
Ｎ−１７ｄＢから上を１，下をＯとするような２Ｉによ
る重み付けを行なってもよい。 第１４図はこの発明のさらにその他の実施例を示すブロ
ック図である。この第１４図に示す実施例は、前述の第
１２図に示す類似度計算１１４５に与える音一ン騒音比
対応信号に代えて前述の第１０図に示す音声，騒音判定
信号を与えるようにしたものである。そして、類似度計
算機４５は音一，騒音判定信号が２値であるため、重み
ａ数Ｗ（ＳＮ》としても２値として出力する。 Ｗ４１５図はこの発明のさらにその他の実施例を示すブ
ロック図である。この第１５図に示す実施例は、前述の
第１２図に示す類似度計算１１４５に与える音声／騒音
比対応信号に代えて前述の第１１図に示す演算器４３か
らの信号を用いるようにしたものである。そして、割＄
１１１４３からの信号に基づいて、重み関数の値を麦え
て距離または類似度計算を行なう。もちろん２値関数と
して扱ってもよいことは言うまでもない。 なお、前述の第１０図，第１１図．第１４図および第１
５図に示す相互相関関数計算機３９として、前述の第《
３》式および第（４）式における周期Ｔを無限大とする
極限を求めないで、ある有限区閤において数値計禅する
方法がよく用いられる。この場合、データの長さはマイ
クロホン１７と１８との閣隔（３０ｃ一程度》の空気の
伝播時間の２倍（約７ｍｓｅｃ）より長ければ計算でき
るが、精度を上げるために１０倍以上長くするように構
成ざれる。 なお、上述の実施例において、マイクロホン１７と１８
は運転者１１の口許から等距離にあるものとして説明し
たが、これは必ずしも必要でなく、２つのマイクロホン
１７と１８から出力される運転者の音声信号の時閤差を
ずらせて前述の説明と同嫌に行なうことができることは
言うまでもない。 また、−［述の説明では、この発明を串のラジオ７を制
御するための音声識別＠麿として説明したが、これに限
ることなくその他の制御対象を制御するために用いても
よいことは言うまでもない。 以上のように、この発明によれば、比較的高い騒音の中
においても人闇の発音した音声を極めて正確に謙別する
ことができる。 ４．図面の簡単な説明 第１図はこの発明の一寅施例が適用された自動車を横方
向から見た概略図である。第２図は同じく運転者の後方
向から見た概略図である。第３図は同じく自動車の車内
の概略図である。第４図は音声信号と騒音との関係を説
明するための図である。第５Ａ図および第５８図は相関
係数の計弊結果の例を示す図である。第６図はこの発明
の一実施例の概略ブロック図である。第７Ａ図および第
７Ｂ図は相関関数計算機の一例を示す概略ブロック図で
ある。第８図は第６図に含まれる音声Ｉｌ！識回路の具
体的なブロック図である。第９図は音声ｌ１ｌ１回路の
他の例を示すブロック図である。第１０図はこの発明の
他の実施例の概略ブロック図である。第１１図はこの発
明のその他の実施例を示す概略ブロック図である。第１
２図はこの発明のさらにその他の実施例を示す概略ブロ
ック図である。第１３図は重み間数と音声／ｗ４音比と
の閏係の一例を示す図である。第１４図はこの発明のそ
の他の１Ｉｌ＃１例を示すプＯツク図である。第１５図
はこの発明の他の実施例のブロック図である。 図において、１７．１８．１９はマイクロホン、２５は
相互相関係数計算機、２６は比較器、２７，４１．４４
はレジスタ、２９は音声認識回路、３１はインタフエイ
ス、３８は音声パラメータメモリ、３９は相互相関関数
計算機、４０は遅れ時間検出器、４２は最大値検出器、
４３は割算器、４５は類似度計算器、４６はキーワード
判定器、４７は音声パラメータ抽出器、４８は音声期闇
判定器、４９は音声期間レジスタを示す。 ６４８一 ６４９＝ ６５０ ６５１
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 《１》発音者の発音した音声を識別するための音声識別
装曽てあって、 それぞれが前記発音者の近傍に所定の閲隔を有して配置
され、入力された音声を電気信号に変換する少なくとも
第１およびＷ４２の音声入力手段を含む音肉電気信号変
換手段、 前記第１の音声入力手段から出力される音声入力信号か
ら予め定める周波数帯域成分の音声信号を抽出する第１
のフィルタ手段、 前記第２の音声入力手段から出ｈされる音声入力信号か
ら前記第１のフィルタ手段と同一の周波数帯域成分の音
声信号を抽出する第２のフィルタ手段、 前記第１および第２のフィルタ手段から抽出されたそれ
ぞれの音声信号の相関関係を演算する相関関係演算手段
、社よｄ 前記相関関係演算手段からの演算結果に基づいて、前記
音声電気信号変換手段から出力される音声信号が前記発
音者の発音した音声に基づくものであるかあるいは騒音
に基づくものであるかを判別する音声判別手段を備えた
、音声識別装置。 《２》前記音声判別手段は、 予め定める音声対騒音比としての一を記憶する記憶手段
、 前記記憶手段に記憶している音声対騒音比と前記相関関
係演算手段出ｈとを比ｉし、音声対騒音比の大小を表わ
す信号を出力する比較手段、および 前記比較手段からの音声対騒音比の大小を表わす信号に
基づいて、前記音声電気信号変換手段から入力ざれた音
声信号の音声ａＳを行なうがあるいは音声認謙を不能に
する音声認識手段を含む、特許請求の範囲第１項記載の
音声識別装置。 《３》前記相関関係演算手段は、前記第１および第２の
フィルタ手段から出力された音声入力信号のそれぞれの
時閣差に対応した相関係数な演算する相関係数演算手段
を含み、 前記記憶手段は予め定める相関係数を音声対騒音比対応
信号として記憶し、 前記比較手段は前記相関係数演算手段出力と前記記憶手
段に記憶している相関係数とを比較して発音者の発音し
た音声と騒音との比に応じた音声騒音判定信号を出力す
るようにした、特許請求の範囲第２項記載の音声識別装
置。 （４）前記音声判別手段は、 前記相関係数演算手段出力から相関係数の最大値を有す
る時間を検出する遅れ時間検出手段と、前記第１および
第２の音声入力手段出力の音声入力信号のそれぞれの時
間差を中央値とし、それから所定の時閣の範囲の値を記
憶する時間範囲記憶手段と、 前記遅れ時園検出手段によって検出された遅れ時閤と前
記時間範囲記憶手段の内容とを比較し、遅れ時間が前記
詩閤範囲記憶手段の内容に基づく範囲内に含まれている
ことに応じて音声判定信号を出力し、前記範囲外であれ
ば騒音判定信号を出ｈジる第２の比較手段と、 前記第２の比較手段からの音轡判定信号に応じて前記音
声電気信号変換手段から入力された音声入力信号の認識
を能動化し、前記騒音判定信号に応じて前記認識を不能
化する第２の音声認識手段とを含む、特許請求の範囲第
１項記載の音声識別装置。 （５）前記第１または第２の音声ＩＩＩＩｉ手段は、前
記音声電気信号変換手段出力に基づいて音轡パラメータ
を抽出する音轡パラメータ抽出手段と、 予め定める音声パラメータを配憶する音声パラメータ記
憶手段と、 前記音声パラメータ抽出手段からの音声パラメータと前
記音轡パラメータ記憶手段に記憶している音声パラメー
タとの類似度を演算する類似度演紳手段と、 前配類似度演算手段による類似度の演算結果に基づいて
いずれの音声であるかを判定するキーワード判定手段と
を含み、 前記類似度演算手段は、前記相関係数演算手段出ｈの相
関係数に基づく音声対騒音比対応信号に応じた重み関数
を考慮して類似度演算を行なうようにした、特許請求の
範囲第２項または第４項に記載の音声識別装置。 （６）前記重み関数は２値信号である、特許請求の範囲
第５項記載の音声識別装胃。 （７）前記音声電気信号変換手段は、前記音声判別手段
に音声信号を与える第３の音声入力手段を含む、特許請
求の範囲第１項記載の音肉謙別装置。 （８）前記第３の音声入力手段は指向性マイクロホンを
含む、特許請求の範囲第７項記載の音声識別装置。 （９）前記第１およびｌｌｌＩ２の音声入力手段はそれ
ぞれ前記発音者の口許から等距離の位置に配置される、
特許請求の範囲第１項記載の音真識別装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57065142A JPS58181099A (ja) | 1982-04-16 | 1982-04-16 | 音声識別装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57065142A JPS58181099A (ja) | 1982-04-16 | 1982-04-16 | 音声識別装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58181099A true JPS58181099A (ja) | 1983-10-22 |
| JPH023520B2 JPH023520B2 (ja) | 1990-01-23 |
Family
ID=13278332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57065142A Granted JPS58181099A (ja) | 1982-04-16 | 1982-04-16 | 音声識別装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58181099A (ja) |
Cited By (7)
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1982
- 1982-04-16 JP JP57065142A patent/JPS58181099A/ja active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH023520B2 (ja) | 1990-01-23 |
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