JPS58189696A - 車両用音声認識装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、学習制御により音声指令の認識率を向上する
ようにした車両用音声認識装置に関する。

パワーウィンド、ワイパ等の車載機器を音声指令により
制御する音声認識装置としては、例えば第１図に示すよ
うなものが考えられている。

第１図において、１は音声認識部であり、この音声Ｉｉ
！認部ｌには１数の車載機器を制御する標準音声パター
ンが予め登録されており、操作者の音声指令がマイクロ
フォンより入力すると、入力音声パターンと予め登録し
た複数の標準音声パターンの各々との距離を演算し、演
算距離の中から最小距離を４つ隼語を認識候補として検
索する。このように音声認識部１で求められた最小距離
は比較部２において設定器３で設定しているリジェクシ
ョン閾値ＴＨと比較され、最小距離の逆′数が類似度を
与えるので、最小距離の値が小さい程類似度が高く、従
って最小距離がりジエクション閾値ＴＨ以下のとき、比
較部２の出力により判別部４が最小距離を与える認識候
補をｇ識結果として制御部５に出力し、音声指令に対応
した車載機器の制御を行なう。

一方、比較ｓ２において最小距離がリジェクション閾値
ＴＨを上回っていたときには、類似度が低いものと判断
され、判別部４より音声認識部１にリピート要求が行な
われ、操作者に音声指令の再入すを促すリピート表示を
行なっている。

ところで、このようか音声認識装置にあっては、音声認
識部の前段に設けている周波数分析処理部におけるフィ
ルタ群の周波数特性のバラツキ、あるいは音声指令を発
する操作者により音声指令の閣識率が異なる状況が生じ
ている。すなわち、同じ音声指令であっても登録時、操
作者が力んで指令を発するとフィルタ群の周波数特性の
バラツキにより、登録バター／が大きく異なってしまい
、認識時には音岸閣識部１で演算部れる最小距離の値が
異Ａ・す、結果として操作者によってはリピート要求の
頻度が高くなり、安定した認識率を保証できない恐れが
あった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので
、入力音声指令の音声パターンと予め登録した複数の標
準音声パターンの各々との削離を演算し、該演算距離の
うちの最小距離が予め記憶した基準値以下のときに、上
記入力音声指令を最小距離を与える単語と認識して出力
する車両用音声認識装置に於いて、認識率のバラツキを
無くして認識率を向上するため、音声指令が入力する毎
に、上記最小距離に基づいて上記基準値を修正して再配
憶する学習制御により、上記問題点を解決積ることを目
的としている。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

論２図は、本発明の一実施例管示したブロック図である
。

まず、構成を説明すると、１は音声認識部であり、制御
機器の種類に応じて予め定めた所定の音声指令語を予め
標準音声ノ（ターンとして登録しており、奪録俵にマイ
クロフォンよシ入力する音声信号の音声パターンと登録
されている標準音声）くターンのそれぞれとの距離を演
算し、これら演算距離のうちから最小距離Ｋｋ　（ｋ＝
１　、２　、・・・認識飴数）を検索し、この最小距離
Ｘｋを与える単飴を認識候補として出力する。２は音声
認識部１よりの最小距離Ｘｋを判別する比較部であり、
最小距離Ｘｋが比較基準値としてのりジエクション　　
　　、閾＠Ｔｉ（ｎ）（但し、ｎは音声入力の入力回数
を表わす整数）以下の時、判別部４に対し、音声認識部
１よりの最小距離を与えるｇｓ候補を認識語として制御
部５に出力させる比較結果を与え、一方最小距＠、Ｘｋ
がリジェクションＭ（ｉｒＴ　ｉ　（ｎ）を上回ってい
る時には、判別部４に音声認識部１に対するリピート要
求の出力を行なわせる。

このような構成は、従来の音声認識装置と同じであるが
、これに加えて本発明では各ｇｍ飴毎に定めたりジエク
ションＨ値’ｌ”ｉ　　（ｉ＝１．２ｅ・・・背識論数
）を記憶したりジエクションー１−値格納部１０と、音
声入力が行なわれて音声認識部ｌが認識結果を出力する
毎にリジェクション閾値格納部１０より比較部２に設定
されているリジェクション閾値Ｔ１を修正演算して再度
リジェクション閾値格納部１０に再記憶させる閾値演算
部１２を設けている。

ここで閾値演算部１２に於けるリジェクション閾値Ｔｉ
の修正演算を説明すると、まず第３図（ａ）に示すよう
に、音声認識される回数、すなわち認識度数に対する最
小距離Ｘ１の関係は曲線１４に示す分布となり、このよ
うな曲ｍ１４の認識度数の分布に対し、リジェクション
閾値ＴｉけＡ　−Ａ／で示す距離Ｘの範囲内となる任意
の値に予め定められる。

そこで現時点（ｎ）に於ける認識語ｉのリジェクション
閾値をＴｉ（ｎ）とし、音声入力に対し、音声認識部１
より１９！繊候補にと最小距離Ｘｋが出力されたとする
。

この場合に於ける閾値演ν部１２は次式の演算を行彦う
。

但し、α；平均化定数（０＜α〈１）でα中０．９〜０
．９８が適切 ■（；比例定数（Ｈ＞１）でＨ＝１〜３が適切すなわち
、餉記第（１）　、　（２）式は次の音声入力時（ｎ＋
１）に於けるリジェクション＠値Ｔｉ（ｎ＋１）を与え
る本ので、最小距離Ｘｋを与える認識候補ｋについては
前記第（１）式により最小距離の平均Ｘ１を求めており
、認識候補に以外の認識語については前記＠（２）式に
より現在のりジエクション閾値Ｔｉ（ｎ）を次の音声入
力時に於けるリジェクション闇値Ｔｉ（ｎ＋１）として
そのまま使用する。この前記第（１）式により演算され
たりジエクション閾値７ｒｉ（口＋１）は、比例定数Ｈ
＝１の時、第３図（ｂ）に示すように最小町離Ｘ１の平
均値Ｘｉに収束り、、第（１１式右辺第２項に於ける比
例定数）Ｉの仙を１以上とすることにより、第３図（ｂ
）のＨＸｉに示す値にリジェクションレ１値′ｒｉは収
束することになる。尚、カンコ内のｏｏ″は収束を表し
ている。

次に閾値演算部１２で行なう他の演算式としては、最小
距［Ｘｉの平均値Ｘｉと分散σ皇とを用いたりジエクシ
ョン闇値の修正Ｋｎが行なわれる。

すなわち、音声入力を望譜する毎に最小距離Ｘｋを与え
る認識候補ｋについて最小距離の平均値ＸＩ及び分散＃
ｌを次式で演算する。

（ｉ＝ｋ）・・・（４） この第（３）　、　（４）式で得られた平均値Ｘｉと分
散σ２１に基づいて次の音声入力時に於けるりジエクシ
ョン闇値Ｔｉ（ｎ＋１）を次式で求める。

この第（５）式に於けるリジェクション閾値Ｔｌ（ｎ＋
１）は最小距＄１１ｔＸｋを与える藺讃候補ｋについて
の次の音声入力時に用いる修正きれたりジエクション闇
値であ妙、一方、第（６）式のりジエクション闇値Ｔ　
Ｉ　（ｎ＋１）けｇ険候補に以外の蘭識語について今回
のりジエクション閾仙Ｔｉ（ｎ）をそのまま使用するこ
とを表わしている。

この第（５）式で与えられる最小距離の平均値と分散に
基づくりジエクション閾値Ｔ＋は、第３図（０に示すよ
うに最小距＠Ｘｉの平均値Ｘｉに分散σ１を加えたりジ
エククヨン閾値Ｔｉに収束する。

尚、＃！３図（ｑのリジェクション閾値Ｔｉは第（５）
式に於ける比例定数）］′５ｒＨ＝２とした場合である
。

良に閾値演舞部１２に於けるリジェクション闇値の他の
修正演算としては最小距＃Ｘ１の平均値Ｘ１と平均偏差
Ｓｉとによって修正演算される。

すなわち、音声入力時に於ける最小距離Ｘｋを与える閣
識候補ｋについて、まず次式により平均値Ｘｉと平均偏
差Ｓｉを演算する。

（ｉ＝ｋ）・・・（８） この第（７）　、　（８）式で与えられる平均値Ｘｉと
平均偏差８１とに基づいて次の音声入力時のりジェクシ
ョン閾値Ｔｉ（ｎ＋１）は次式で演算される。

すなわち第（９）式は最小距離Ｘｋを与える認識候補ｋ
についての次の音声入力時に於けるリジェクション閾値
を与え、一方、第（１０）式は認識候補に以外の認識後
についての次の音声入力時に於けるリジェクション閾値
Ｔｊ　　（ｎ＋１）を現時点のりジエクション閾値Ｔｉ
（ｎ）を修正することなくその１１使用することを表わ
している。

この第（９）式で修正されるリジェクション閾値Ｔｉは
第３図（ｄ）に示すように、第（９）式に於ける比例定
数Ｈ＝３とすると、最小距離Ｘｉの平均値ＸＩＫ平均偏
差８ムの３倍を加えたりジエクション閾値Ｔ１に収束す
るようになる。

すなわち、第２図の閾値演算部１２には前記第（１）式
１（５１式、又は第（９）式のいずれかの演算式が設定
されており、これらの演算式によれば最小距離の平均値
やバラツキ具合いがリジェクション閾値に反映されるた
め、使用者によって異なる演算距離の変動、もしくは音
声認識部ｌの紡段に設けているフィルタ群の周波数特性
のバラツキに応じてリジェクション＠値が音声入力を繰
り返す毎に適正なりジエクション閾値に補正されるよう
になるＯ 尚、前記各式に於ける初期値ＴＩ　　（０）、Ｘｉ（０
）、σ　息（ｏ）　　、　ｓ　ｔ　　（ｏ）のそれぞれ
は、予め適当な値を設定しておき、これら初期値の設定
は、音声ｇＲ部１に標準音声パターンを登録する際に自
動的に初期値の更新が行なわれるようにすることが望ま
しい。この登録時に初期値を更新する理由は、登録され
た標準音響パターンによって音声認識部１で演算される
距離の犬きてか変動するためである。

次に本発明の作用を第４図の動作フローをし照して説明
する。

音声認識部ＩＫ所定の登録語でなる標準音声パターンが
登録された状態でブロックａ４Ｃ示すように音声指令が
入力されると、ブロックｂに示すようにアナログ信号と
して入力される音声侶もの緻波数分析により所定のデジ
タルパターンでなる音声パターンに変換し、ブロックＣ
に示すように登録語１１すなわち標準音声パターンと入
力音声パターンとの距離Ｘｌを計算する。次いでブロッ
クｄに示すように演ＩＡでれた距離Ｘｉのうち最小距離
Ｘｋを検索し、最小距離Ｘｋを与える認識語を認識候補
にとして判別部４に出力し、併せて最小距離Ｘｋを比較
部２に与える。音声認識部ｌよりの認識候補にはリジェ
クション閾値格納部１０に４与えられており、し識候補
ｋに対応したりジエクションＭ値Ｔｋが比較部２に設定
される。従って、比較部２は判別ブロックｆに示すよう
に最小ｈ４＋　ｕｉ　Ｘ　ｋとりジエクション閾値Ｔｋ
を比較し、最小距離Ｘｋがリジェクション閾値Ｔｋ以下
の時にはブロック９に進み閾値演算部１２に於いて前記
第（１）式、第（５）式又は第（９）式のいずれかで与
えられるリジェクション閾値Ｔｋ　（ｎ）の修正演算を
最小距離Ｘｋに基づいて行ない、次の音声入力時に用い
るリジェクション閾値（もちろん最小距離に対応してい
る。）Ｔｋ　（ｎ＋１）を求めてリジェクション閾値格
納部１０に再記憶する。次いでブロックｈに示すように
比較部２の比較結果に基づいて最小距離Ｘｋを与えるｗ
ｔｖａ、候補ｋを認識語として制御部５に出力し、認識
語ｋに応じた負荷の作動を行なう。

一方、判別ブロックｆに於いて最小距離Ｘｋがリジェク
ション−値’ｌ’　ｋを上回っていたとすると、ブロッ
クｉに進んで閾値演算部１２に於いてブロックｙと同様
に次の音声入力時に用いるリジェクション閾値Ｔｋ　（
ｎ＋１）の演算を行なってリジェクション閾値格納部１
０に再配憶し、この時の比較部２の比較結果に応じて判
別部４は音声認識部１゛にリピート要求を与え、図示し
ないリピート表示器に音声指令の再入力を表示して次の
音声入力の時期状態に戻る。尚、ブロック１１ｇをでぬ
第４図破線で示したブロックにでリジェクション閾値の
所定演算しても良い。

このように音声入力が行なわれる毎にブロックＩ又はｉ
で実１ＩＲ−１！れるリジェクション閾値の修正演算に
より、最初に設定したりジエクション閾値Ｔｌ（０）は
音声入力を繰り返すうちに最小距離の平均値及びバラつ
きを吸収する適正なりジエクション閾値に自動的に変更
され、このリジェクション−値の修正により音声認識部
のフィルタ群の周波数特性のバラつき、屯しくけ模作者
によるＶ認率のバラつき等がなくなシ、認識率を安定化
するとともに認識率（紹識率＝訃識された回数／全発声
回数）の向上とりジエクション率（リジエクシ曹ン率＝
認識結果が棄却された回数／全発声回数）の低下が図ら
れる。

以上説明してきたように、本発明によれば、入力音声指
令の音声パターンと予め登録した複数の標準音声パター
ンの各々との距離を演算し、この演算距離のうち最小距
離が予めＦ憶した基準値以下の時に上Ｆ人力音声指令を
最小距離を与える単糖と認識して出力する車両用音声認
識装置に於いて、音声指令が入力する毎に最小距離に基
づいて最小距離の大小を判別する基準値を修正して再記
憶する学習制御を行なうようにしたため、音声認識装置
を使用しているうちに装置毎にバラつきを持つ音声信号
の周波数分析処理部に於けるフィルタ群の周波数特性及
び操作者に適したりジエクション閾値に１１・的に修正
され、フィルタ群の特性のバラつきあるいは操作者の個
人差による認識率のバラつきがなくなり、音声認識装置
に於ける認識率を史に向上することができるという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願出願人による先行技術の一例を示したブロ
ック図、紀２図は本発明の一実施例を示したブロック図
、第３図は本発明の醪正による１ノジエクシヨン閾値の
収束状籟を示した枦明図、第４図は本発明の作用を示し
た動作フロー回である。 １・・・音声認識部　　　　２・・・比較部４・・・判
別部　　　　　　５・・・制御部１０・・・リジェクシ
ョン閾値格納部 １２・・・閾値演算部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力音声指令の音声パターンと予め登録した複数の標準
   音声パターンの各々との距離を演算し、該演算距離のう
   ちの最小距離が予め記憶した基準値以下のときに上記入
   力音声指令を最小距離を与える巣語と認識して出力する
   車両用音声認識装置に於いて、 音声指令が入力する毎に、上記最小距離に基づいて上記
   基準値を修正して再記憶する基準値修正手段を設けたこ
   とを特徴とする車両用音声認識装置。