JPS58202477A - 人−機械対話教授法 - 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、音声の電子装置による認識を含む人−機械対
話教授法、ことに教授機械及び学習機械による逐次実時
間ｒｆ声対話教授法に関する。

コンビご一夕に結合した音声認識回路は広範囲のタスク
に極めて有利に使うことができるのけ従来から認められ
ている。コンピュータ及び操作員の間のインタフェース
は機械的キー盤である。従来のキー盤インタフェースは
、遅い速度と費用と操作員の訓練の必要と操作員の手が
全く占有され他の［１的に使うことができないという制
限とを含む幾つかの欠点があった。すなわち人−機械庁
声一表示実時間対話の利点が明らかであっても、今１１
までの所成功度は限られたものしか得られていない。有
効な音声認識処理を適当な費用で行うことができるよう
にするには多くの障害を除かなければならない。このよ
うな装置を設計する際の幾つかの問題には、人によって
音声が変ることと、各１″５°５°声単わす゛°正確な
テンプレートを生ずる必要のあることと、有用な応用に
必要な語粟の大きさを取扱うのに迅速なアクセスの容易
な大容量メモリを持つ高速コンピュータの必要なことと
がある。

処理が話し手には実質的に無関係であり学習者が白身の
割合で機械的学習ステップ及び試験ステプを経て逐次に
進むことのできる人−機械対話教授法の必要がある。

本発明の１］的は、極めて融通性が高く初級者も大学」
二級生又は作業台と同様に容易に使うことができるディ
ジタルコンピュータによる人−機械音山表示対話教授法
を提供しようとするにある。さらに本発明の目的は、個
人別の又は一般的な指導、練習及び試験に使うことがで
き学習者に研究し学習しようとする刺激を与える方法を
提供しようとするにある。さらに本発明の目的は、教授
者が機械的に教える仕事から解放され、個個の教授又は
課業の３１画に対する付加的な時間の機会を与え、しか
も教授者がコンピュータの訓練を計画するのに費用のか
かるコンピュータの修練を必要としない方法を開発しよ
うとするにある。さらに本発明の［Ｊ的は、児童をコン
ピュータに自然に引入れ、学習者がその許通の言語でコ
ンピュータに話しかけることのできるようにする方法を
提供しようとするにある。さらに本発明の目的は学習者
の課業の各ステップで積極的な援助を行い、学習者の進
歩を監視し教授者に報告カードを提出する方法を提供し
ようとするにある。

本発明は、ディジタルコンピュータによって音声検証（
音声認識でなくて）を利用する人−機械音声対話教授法
にある。コンピュータには先ず教授萬による１連の問題
及び解答のデータベースを入れる。このデータベースは
再生し次で学習者用に個別化することができる。このデ
ータベースは、教授者がディジタルコンピュータに打込
んだ問題と打込んだ解答とを入れ、次で正しい解答を複
数同語しかけることにより生成する。この音声解答は、
ディジタルコンピュータでディジタル形の正しい解答の
主テンプレートを生ずるのに使う。各組の問題及び解答
（−訂込み文語した）は次のデータ（−ス内で相関させ
る。次で人−機械音声”対話教授ステップを１組の問題
及び解答の中の各問題及び解答に対し先ず打込んだ問題
を表示し次で適当な打込んだ解答を表示することにより
行う。次で学習者は正しい解答をはっきり発音すること
を要求される。話された８答はディジタル形の関係信号
に変換する。この信号は、このように変換したディジタ
ル形の話された解答がこの解答心こ対する主テンプレー
トに対応するかどうかを定める。

この主テンプレートは必要に応じ調節し、処理し話され
た解答が１三テンプレートに対応しな番すれζよこの主
テンプレートを話し手に対し個別化する。

音声認識でなくて音声検証は、本発明が正しｌｚ＝語又
は句を発音しているかいないかの検証を必要とするたけ
であるからこの場合利用する。本発明は、人−機械対話
教授試験を行う別のステップを含む。

この場合打込んだ問題を表示し、学習者が解答をはっき
り発音し始め、話された解答をこれをディジタル形の関
係信号に変換することにより処理する。この場合データ
処理システムは音声検証を利用しディジタル形の処理し
話された解答が学習者に対し個別化した主テンプレート
と比較することにより＋Ｅ　Ｌい解答であるかどうかを
定める。ディジタル形の処理し話された解答が正しい解
答であれば、学習者はその正しい解答を与えたことを言
われ、１連の問題のうちの次の問題を次で表示する。デ
ィジタル形の処理し話された解答が正しい解答でなけれ
ば学習者はそのように言われ、正しい解答が表示される
。そして先行試験ステップを所定の回数だけ繰返す。デ
ィジタル形の話された解答が主テンプレートに一致して
いるときはなお考えられなくて特定の所定公差内にある
場合には１：、テンプレートは動的に調節し学習者の発
行を反映するようにする。次でこの装置は１連の試験問
題及び解答の次の問題に続く。

以Ｆ本発明教授法の実施例を添付図面について詳細に説
明する。

本発明は、ディジタルコンピュータを利用する人−機械
対話教授法にある。第１図には本発明教授法を実施する
装置゛°のブロック図を示しである０なお詳しく後述す
るように使用者５は、マイクロホン１０及び入出力端末
装置１２によりディジタルコンピュータのデータベース
と対話する。適当なデータベースへのアクセスは、学習
ディスク又は教授ディスクにより働かせることのできる
ディスク制御単位１４により行う。前記の各ディスクに
ついてはさらに詳しく後述する。マイクロホン１０から
のｆ’ｆ　Ｊ”・人力は、後述のように音声処理袋：ａ
１６によりディジタル関係信号に翻訳し、次でデータ処
−“理装置１８に進める。入出力端末装置１２は、デー
タ処理装置１８に情報を人力するだけでなく又問題を表
示するのにも使われ、データ処理装置１８から使用者に
解説する。

次に第２図には音声処理装置１６の好適とする実施例の
詳細なブロック図を示しである。音声処理装置１６は、
マイクロホン１０に人力した音声とｆ響を表わす１群の
ディジタル語を生ずる。Ｊｔｊを構成する音声信号は）
′？声前１増幅器１１４及び音声レベル制限器１１６を
通過させ、低域フィルタ１１８及び高域フィルタ１２０
の両方に供給する。

低１．男波及び高周波の６信は成分だけが各フィルタ１
１８．１２０を通過する。低周波信号成分は、比較器パ
ルス発生器１２２と共に精密整流器１２４に伝送する。

高周波信号は同時に比較器パルス発生器１３４及び精密
整流器１３６に伝送する。

比較器パルス発生器１２２では低周波信号のゼロクロノ
ンングを検出し、各クロスオーバに対しパルスを発生す
る。このパルス列を利用し単安定回路な駆動し低周波成
分の周波数によって周波数の変る一定幅パルス列を生ず
る。このＩ′ＴＪ′変周波数パルス列は低域フィルタ１
２６により積分し直流信号ＩＩ゛１を生ずる。信号Ｆ０
ば、フィルタ１１８により生ずる低周波信号成分の周波
数に比例する。

低周波信号成分は又祠に整流器１２９への入力になる。

整流信号は低域フィルタ１３０に伝送し積分する。低域
フィルタ１３０の出力は、低域フィルタ１１８により生
ずる低周波信号成分の振幅に比例する直流信号、ヂある
信号Ａ工である。

入力音声信号の高周波信号成分に対し同様な１陣の演算
を実施す・る。高周波１ｇ号成分Ｐ２は、比較器パルス
発生器１３４及び精密整流器１３６の両方への入力であ
る。比較器パルス発生器１３４では尚周波信号成分と同
じ周波数の一定幅パルスタりを生ずる。このパルス列は
低域フィルタ１３８により積分し信号Ｆ２を生ずる。信
号Ｆ２は高周波成分の周波数に比例する直流信号である
。信号Ｐ２は又整流のために整流器１３６に送る。その
出力は、低域フィルタ１４２に伝送しフィルタ１４２で
積分して信号Ａ２す生ずる。信号Ａ２ば、高域フィルタ
１２０により生ずる高周波信号成分Ｐ２の振幅に比例す
る直流信号である。

４つの信号Ｆ１、Ｆ２、Ａ１、Ａ２は、基準化相乗償横
出器１５０及び基準化比ζ快出器１５２にアナログマル
チプレクサ１４８を経て選択的に導く。

相乗積検出５１５０は２つの信号を生ずる。これ等の信
号は、同波数信号Ｆ１．Ｆ２の相乗積である信号Ｍ１と
振、陥信号Ａ１、Ａ２の相乗積である信号ｌｖ！２とで
ある。基準化比検出器１５２は出力信号Ｒ１，Ｒ２を生
ずる。信号Ｒ１は周波数信号Ｆ２の周波数信号１’＋１
に対する比である。信号Ｒ２は信号Ａ１の信号Ａ２に対
する比である。２つの相乗積信号及び比信号はアナログ
マルチプレクサ１５６への入力である。マルチプレクサ
１５６は各信号をアナログディジタル変換５１６０に送
る。各信号Ｍ０、Ｍ２．Ｈ，、Ｒ２はディジタル化して
回線１６２を介しコンピュータ１６４に入力する。各音
響に対し生ずるディジタル語の順序は、これが後述のよ
うに入出力端末装置１２を経て前もって入力した語又は
句と相関するように記録する。

砧された飴又は句を表わす主テンプレートを作ることは
、さらに第６図について述べる。次の処理は各信号Ｍ、
、Ｍ２、Ｒ□、Ｒ２に対し実施する。

これ等の各信号は、絶対！直又は正規化鍍でなくて関係
量である。その理由は、これ等の関係量を（史５ことに
より一層よい音声認識の得られることが分つ°Ｃいるか
らである。関係信号は第３図に曲線２３０として示しで
ある。この信号は第６図に示した谷す／ゾル点でディジ
タル化され図示の各点における信号の値を表わすディジ
タル語を生ずる。

本発明による好適とする方法の１実施例として、テンプ
レートを作ろうとする語又は句は、ピッチ又はｄ飴の変
化に関係なく飴を認識するのに十分−−ｊｔ２的なテン
プレートを生成するように、若干同語される。この語を
２回目に父後続の次次の回に詰１際に信号の同じ処理を
実施する。そして新らたな曲線すなわち第６図に示した
曲線２３２が話された６語に対し生ずる。

語を第１の例と正確に同じように話すと、曲線２３′２
は曲線２３０に正確に対応する。しかし個個の話（−手
間の違いと言語の違いとにより又ときには同じ人による
発音の違いによっても、各曲線２３０．２３２は必ずし
も同じではない。これ等ａ）　２本の曲線の比較は第３
図に重ねて示しである。

各曲線２３０．２３２１工、２つの語サンプル間のＲ１
ｉＡを表わす区域２３４だけ離れている。複数のサンプ
ルを調べ、各サンプル点に対するモ均の相違と共に平均
１直を谷サンプル点に対し計譚する。

これ等の２つの情報単位を谷サンプル点に対し記録する
。このようにして４つの各関係信号Ｍｌ。

Ｍ２、Ｒ１、Ｉ−＋２に対しテンプレートを作る。各語
Ｘｊ工谷句ンこ対するテンプレートの群は特定の語文（
工句に対応する衣を構成する。

行用処理装置１６のｉ′型を第４図に例示しである。周
ｌ皮汐比列信号ド１．１イ。を生ずる第２図について前
記したアナログ法は、正確な音声認識を確実にするのに
必要な最高の解決案にはつねにならない。

一層高い梢度を持ちこれ等の２つの信号を生ずる回路は
第４図に示したものである。マイクロホン２４０は、増
幅器２４２を通過し高域フィルタ２４４及び低域フィル
タ２４６に供給する音声信号を受ける。この場合信号処
理は前記実施例について述べたのと全く同じである。

跨声信号の高周波成分は、フィルタ２４４の出力から二
乗回路２４８に伝送する。二乗回路２４８の出力はカウ
ンタ２５０への入力である。入力音声信号の低周波成分
は吐液フィルタ２４６から第２の二乗回路２５２に伝送
する。二乗回路２５２の出カシェカウンタ２，５０及び
第２のカウンタ２５４への入力である。クロック２５６
は時間基準信号をカウンタ２５４に供給する。

二乗回路２５２の出力はカウンタ２５０のｒ−トを制仰
しその出力が計数値になるようにする。

この計数直は低周波成分の周波数に比べた高周波ｂ７分
の周波数の比である。このディジタルｉＦ３　’ｉはア
ナーグ信号Ｒ０に対応する。二乗回路２５２の低周波信
号成分出力はカウンタ２５４に対するｒ−ト制御信号と
しての入力である。これはクロック２５６からのパルス
を計赦す、る作用をし、第２の計数器からのクロックパ
ルスの数が低域フィルタ１６４による周ｅｈ信号成分出
力に比例する。

カウンタ２５４の出力は、アナログ信号Ｆ□に対応する
ディジタル語である。両カウンタ２５０゜２５４の２つ
の信号出力はコンピュータ１６４の入力である。コンピ
ュータ１６４は次で高周波成分の１閉波数の評価のため
に両カウンタ２５０゜２５４の谷内容を〃に乗する。次
でコンピュータ１６４はこの相１ｐ：偵に、２つの周波
数信号Ｆ１、ｒＩ″、の相來積である信号ＩＶ１１の評
価のためにカウンタ２５４の出力を束する。

第４図に示した変型の前記したアナログ実施例よりすぐ
れた利点・）工、直流電圧を誘導するのにパルスを＋に
分する必要がないから゛、時間分解６シの損失がないこ
とでちる。第２の利点は、二乗回路にＬリサイクルを検
出しないときに、先行パルスがカウンタに繰越しコン、
ピユータに送込まれることである。この方法では、音声
周期の終りの信号分解１１ヒの弱いことによってコンピ
ュータ１６４に伝Ｉスされる誤りデータの緻がなくなる
。

第６図及び第４図に示した音声認識装置の各国の０１則
は１９８０年１月２３日付米国特許願第１１４．７２４
号明細Ｈ「音声認識の方法及び装置１に記載［、てある
。この明削耳の説明レエ本文に引用しである。この明細
書に記載しであるようにη声魁埋摸直の前記した２つの
構造は４つの関係信シｚｒａ１、Ｒ２、Ｒ１、Ｒ２を生
ずる。音声認識に役豆つよう６で前記したテンプレート
にきまれ生ずることのできるなお別の関係信号がある。

付）知的ｆｘｆ’Ａ係テンプレートは次のようにして生
ずる。高周波信号Ｆよ及び低周波信号１ｉ２は前記の谷
ｆｔｊｍに対し述べたようにして生じコンピュータ１６
４への入力になり１連の数字として記憶する。

コノピユータ１６４は高周波及び低周波の信成分５）を
容態に１−かし同じようにして処理する。第１のデータ
点は与えられた語文（工句の出発用ご皮赦を衣わ−ｒ０
このデータ点は一時的に記１意する。第２のｒ−夕点を
嘔り第１のデータ点で割る。このようにして得られる商
は、テンフレート内の第２のデータ点として記憶する。

次で第５のデータ点を収り第１のデータ点により割る。

この商は、テンプレートの第２のデータ点として記憶す
る。この千°脈は跨声サンプルの持続時間にわたって続
ける。

この処理（てより各音声サンプルに対し付加的な２組の
データを生ずる。これ等の組の付加的データにもとの各
人に加え２つの容態の周波数帯域に対する周波数の動的
変ｆヒを炎わす。これ等の２つのｖｆらたな＋１ｉＪ１
の周波数データは、周波数四組から誘導するが、周波数
Ｑこ（１無関係である。これ等の２つの付加的な関係信
号は、全部の音声に共通な時間内動的変化パターンを表
わす。これ等の付加的信号は未知の音声サンプルの一層
高い分解能を町ｕしにすると共に、これと同時に付加的
なテンプレートがこれ自体に周波数を１黄切り又時間を
横切ってスペクトルを関連させることにより生ずるから
、話し手によるスペクトルの可変性をなくす。すなわち
周波数関係を、絶対周波数自体でなくて記憶し解析する
。

本発明で音声認識を関係信号トＺ□、Ｒ２、Ｒ１、Ｒ２
と時間に対する周波数の関係を使い説明した。

さらに関係信号は、付加的帯域フィルタを使い各は加重
信号により前記したようにして演算することにより生ず
ることができる。若干の用途では前記した１８号の全部
は必要としないで、これ等の関泳信号の１つだけ又は幾
つかを便って所望の成績を由ることができる。どの場合
にも後述のようにテ（シタル関係信号がコンピュータ１
６４へノテータベース入力の一部になる。

次にデータ処理装置１８については装置１８はディジタ
ルコンピュータによって第１図に示すよう（′こ音声処
理装置１６＆び入出力端末装置１２と対話する。データ
処理装置１８は、ディジタルコンピュータ１６４にっ匹
て後述する機ぽし、ステツノ及び演算を行うのに必要な
抽１ｔのノットウェアをＩｌｉ＠えている。

杢発ＨＡば、３つの容態の広いステツノすなわち教授ス
テップ、指導ステップ及び試験ステップを伴う。教授ス
テソノは第１に本発明の処理中にある。データベース：
工、本発明の指導試験ステソノＱ利用することのできる
問題及び解答とキー盤による問題及び解答と共に音声に
よる解答とについて生成する。

第５図に示すよう＋ＩＣデータベースの誘導の際の第１
のステップ３１０は、教授者が課猶の主題を入出力端末
装置１２を介しコンピュータ１６４に人力することであ
る。次のステップ３１２は教授者が課業ｏｈ令行を入出
力端末装置１２を介しコンピュータ１６４に入力するこ
とである。次のステツノ３１４は問題をデータベースに
コンピュータ１６４及び入出力端末装置１２を介し入力
することである。次でステソノ３１６ではデータベース
に灯し市しい解答をコンピュータ１６４に入出力端末装
置１２を経て入カー炙る。次でステソノ３１８（Ｃなる
。ステソノ３１８で稈教授者は正しい解答なマイクロホ
ン１０に若干回なるべくは６又は４回話しかけ、第２図
、第３図及び第４図について前記したように正しい解答
を構成する語又は句に対する主テンプレートを生成する
。次でキー盤による問題、キー盤による解答及び話され
た解答の主テップレートを、データ処理装置によりステ
ップ３２０でデータベース内に記憶するため相関させる
。次のステップ３２２ではこのように相関させた問題及
び解答がこの課業の最後のものであるかどうかを定める
。最後であれば課業ｔニステップ３２４により示すよう
に終了する。最後の間ｊでなければ教授者はステソノ３
１２にもどり、課業詰令行をディジタルコンピュータ１
６４に入力しさらに入出力端末装置１２を経てデータベ
ースを増進するｕｅＫでステップ３１４〜３２２を繰返
ｔ　０例　　１ 前記した所の仮定の例は次のようである。

課業名称１英語１０１、課業８」 課業命令１音声の正しい部分で解答せよ」タイプで打込
んだ問題番号１１人、場所又は物を何と呼ぶか？」 タイプで打込んだ解答番号１１１副詞 教授者は次で１名詞」という飴を６父（工４回話す。

り・イブで打込んだ問題番号２Ｆ動詞を修飾する語を何
と呼ぶか？」 タイプで打込んだ解答番号２１副詞」 教授者は１副詞」という語を６又は４回話す。

次で教授者は別の問題を入れ父は１英語１０１、課業８
ｊを終了と考える。

次に第６図に示すように教授者は、データ処理装置１８
内で選定する若干の別のステツノを行う。

教授デ・デスクをディスク制師単立１４に入れることに
より、教授者ｉ工選択するソフトウェアの任意選択メニ
１−を受ける。教授者がこのように選択する処理のうち
には、第５図について述べた新らたな課業を作るステッ
プ３３４と、古い課業を変えるステツ７’３３６と、課
裟を／・−トコビーで表記するステップ３３８と、課裟
を一方のディスクから別のディスクに複写するステソノ
３４０と、課肴を実イゴするステップ３４２と、複製の
教授デ・デスクを作るステップ３４４と、１蘭又は複数
１固の学習２イスクを作るステップ３４６と、デスクな
瞑写するステップ３４８とがある。２つの付加的ファイ
ル任意選択はフロフィールを変えるステツ′、Ｉ′３５
０とプロフィールを作るステップ３５２とである。

前記した。ようにディスクは第１図の制ｆａｌｌ乍立１
４ｔｃ挿入（−なければなＣ）ない。２傭類のディスク
−ノなわち教授ディスク及び学課ディスクがある。

各ディスクは、本発明を利用するのに必要なソフトウェ
アをすべ−Ｃ含む。課旋を含めた学とディスクを作る広
い処理（工、メニ１−３３２から新らたな課業を作るス
テソノ３３４を選択し、次で教授省か第５図について前
記したようにして進める。

データベースを生成する際には１つ又は複数の課業を準
備する。このことから教授ディスクはステツノ３４４の
場合と同様にして準備する。この教授ディスクには、教
授者の作製ｌ−だ１つ又は複数の課業のデータベースを
含める。次で第６図のステップ３４６で示したように学
習ディスクを作る。

本発明の他の２つのステソノでは学習ディスクを１史う
ことか必要である。この学習ディスクは所望に応じ特定
の学呂Ｊ者又は学級に対する全部の課業？含む。教授者
の匝意席択ではディスクは、特定の課業を自動的に実行
するように構成され、又は進んだ学習者はそのディスク
で利用できる課業の範囲から課宥を選択することが認め
られる。各学名ｊディスクと共に各教授ディスクは１プ
ロフイール記録、１と称するセグメントを含む。このセ
グメント）工この装置に必要な全情報をすべて含み教授
−４＝７ンヨンを導くようにする。このプロフィール記
録には２つのサブセグメントがある。その一方は学名Ｊ
セツンヨン情報を含み、他方は技術情報に係わる。

プロフィール記録セグメントに含まれる学とセツ／ヨン
ｌ＊　ｔｌｉ　ｉ工、ディスクを第１図のディスク側御
ｆｌｉ畝１４に挿入（−た後この装置を拗がせたときに
入出力端末装置１２に表示される第１行である見出１２
行を含む。次に学ｄセツ／ヨンセグメントト鴬は学−１
者の名前がちる。これは学習ディスクが複２牧人〇学ま
１名に１史うようにしてあれば空白のま土６・こｆ６８
次にこのセグメントには教授者の称号がアル。？習七ツ
７ヨンセグメントは又自、ＶＩ凍業１ｂ示、器を含む。

この指示器は自習で始めようとする課宸の名称を含む。

このセグメントが教授者に上り空白のままに］−であれ
ば自Ｈ課茨はなくて、４８者は第１図のデータ処理装置
１８により〔人出勾ｌ＾１末装置１２を介し〕自動的に
尋ねられる。

この課業は学習者の学３Ｉ　Ｌようとするものである。

ケゞ°−ムの名称を含む援助アクティビティ指示器を設
けである。又（工学８者に対する報償として！；’ｊ　
ｈこより実行すう同様な援助アクティビティ−がある。

これか空白のままであれば援助アクティビティ時間か与
えられない。指導モード油強アクティビティカウントが
設けられ、若干の次次の問題を含む。

これ等の問題は、学と者が援助アクティビティに関係す
る罹箪すを得る前Ｖこ、指導ステップ中に解答しなけれ
ばならない（援助アクティビティ？団おうとする場合）
。又復習モーー援助アクティビティカウントな設けであ
る。このカウントは、学ｄ茜が漠助アクティビティに関
係する惰オｌｌな侍る前Ｉ／Ｃ試験ステソゾ中に第１の
提案に正確に解答しなければならない若干の次次の問題
？含む。学習セツンヨンセクンヨンの別の項目は１゛夏
習モ−Ｆ問題の順序である。これにより教授者はデータ
処理装置前１８に、試、験ステップ中に尋ねられた問題
が逐次（こ（指ｔ％−ｉテップ中Ｖこ尋ねられたのと同
じ順序で）尋ねられるかどうか又（まこれ等の問題が乱
雑に尋ねられるかどうか？＝’　ＪＦｊ定することがで
きる。

濯占１七−ド操収しカウントが設けである。このカウン
トは、学名」者か浅ｎステップ中Ｖこ各問題を尋ねられ
ろ回数２山定する。たとえば学習者は各問題な１回だけ
試験される。又は全課業を２回尋ねられる。枦断念間項
」カウントは、この問題ケ断、宿し次の問題を尋ねる前
に、そのつど正しくない解答かされると試験ステップで
問題を尋ねる回数伊雨定すつ。又１表示報告カード」？
設けである。

これにより教授者は、セッ／ヨンの終りにこのセソンヨ
ンに幻する学占Ｊ者の記録を学Ｈ者に表示するかしない
かｋ　Ｎ定することかできる。

プロフィール記録の技術副セグメントは、便用４−るＴ
’。■、スクリーン（ＣＲＴ）に対するホームカーソル
消去スクリーンコーｒヤ含む１”Ｊ’　、　Ｖ、消去１
１コード舒鑞えている。タイマ任意選択な設けこれに、
Ｌす、１史用デイジタルコンピユータかセツンヨノタイ
ミング用の任意選択タイマカー）Ｆｔ持つ。

１教授者訓練カウント」により教授者は、教］・ン七−
ばて教授者が正しい解答な１話す」回数？指定すること
かできる。１学習者訓練カウント」は救反茜７１１　線
カウントに対する相対データ項目であり、４８者が指導
上、−−で各問題に解答する回数？指定して適当な肝声
入カヤ生ずる。この音声入力は、デイノタル比され、必
要に応じデータ・処理装置１８により１固１固の学８ノ
者の発音の調節のために主テンル−トに対し些較するこ
とのできる関係信号に変換する。又データ処理装置１８
１でより試験蟲哩中に跨声テンゾレートな動的に更新し
て学と、６０冴声を反映する前に、許される正しくない
解答のばを指定する自動丹θ１１練カウントかある。雑
庁しきい暗キーにより雑音しきい値を調節（一本発明舒
１史う環境の性實を反映する。承認しきいＩＩ珪（工、
ｄ諌のために４えようとする解答に対し厳重の承認でき
る解答得点シ認める。デルタしきい１直９工、認＋ｉ、
′＆ｌ−ようとする最低得点に対する２つの最低解答ｆ
得点間の最少差を含む。

課業の試験処理の学習者の進歩はその学習ディスクに記
録してあ）。この場合各課業の実行では字源イ゛の経験
の連続記録を与える。ｒ′報告カー円を調べるには、学
課ディスクの報告カードプログラムを始動し教授者に各
課業の衣により関与する学習者とこの学習者の性目りに
係わる統計表とを与える。

次に第７図には２つの残りのステップのブロック図を示
す。第１ｖこステップ３６０により示すように学とディ
スクを？ｔｉｌｌ　ａ単位１４に挿入する。次で次のス
テップ３６２は学藺ディスクからのソフトウェアデータ
ベースをディジタルコンピュータＧ・こロード−［るこ
、とである。指定課業はステップ３６４で実行する。次
の任意選択ステップ３６６として援助アクティビティ（
たとえば短いビデオケゞ−ム）ヤ課゛４の終りに報賞と
して使う。次で次のステップｕ３６８では、特定の学習
者に対し別ノ課業を実行するかどうかを定める。この課
業髪実行しない場合には、教授セツションはステップ３
１０で終了する。さもなければこの装置はステップ０３
６４にもどり、次の課業な実行する。別の援助アクティ
ビティは報賞である。以下同様である。

本発明の第２の広いステラ７°（ま前記したように指専
ステップである。教授者が課宸髪準備し、教授ディスク
を生成し〔第６図のステップ３３０〕、次で学習ディス
クを作る〔第６図のステップ３４６〕ものとする。第８
図（はこのように生成した学がディスク２１史用するこ
の第２の広いステップの詳、商な示しである。図示のよ
うにステップ３７２で（まディジタルコンピュータ１６
４を先ずＭ勢し、そして学習課業ディスクを第１図のデ
ィスク制御中位１４に挿入する。ディジタルコンピュー
タ１６４及び−ｖｖＪするデータ処理装置１８に、殆１
もしもし、、ＩＩ＆び学か者の名前２表示し、学習しよ
うとする主題を認め、次で学習者に開始のためにどのよ
うに進めるかを殆るような導入のためにプログラムしで
ある。次で課業が始まる。この課茨（工、教授との前も
って選定した課業又は進んだ学ｊｑ者用の課資である。

教授者の任意選択で学習者は課宥を選択する。

次のステップ３１４は、コンピュータが入出力端本装置
１２で適当な命令を表示する。次でステップ３７６によ
り示すように第１の問題？入出力端未装置１２で表示し
、ステップ３７８により示すように＋ＥＬい解答な入出
力端末装置１２に表示する。解答の表示は所定の時限に
より問題の表示に自動的に追従する。次で次のステップ
３８０では学名１者に正しい解答２話すように要求する
〔この要求（工人出力端末装置１２に表示する〕。学習
番はステラ７’３８２でこのようにする。第１の問題表
示に対する市しい解答とそのはつきりした発音と口頭の
応答と〔ステラ７’３７８，３８０゜３８２〕はステッ
プ３８４に示すように２回目に反復する。字、ｆｆ４か
同じＥ　Ｌい解答なこのようにして２回刷瀾してｇ東に
して表わすことにより第２図、ＩＡ３図及び第４図につ
いて前記したようにディジタル形の関係データを与える
。これによってデータ処理装置１８は上テンプレート？
動的に調節しデータベース？記録したディスフケ持つ学
習、茜の特定の発音を反映する。

次でコノピユータ１６４及び協１劾するデータ処理装置
１８ｖエステノゾ３８８により示すように次の問題に進
み、ステップ３７６．３７８，３８０゜３８２．３８４
を逐次に反俣する。この処理は、ステップ３９０に示す
ように利用する課業計画に対し教授者の生成する各問題
及び解答に対し続ける。＠：後の問題を終了するときは
ステップ３９２に示すように課業？終える。

例　　２ 次の仮定の対話？例示する。

１もしもしトミー（Ｔｏｍｍｙ　）、私は手＋ｌｊＩ　
峨ｔ、ｌｉである。

我我は失語１０１、課業８を字としようとしている。

用、柾かできたらスペースバー？押しなさい。」仄（・
学課番はスペースバーな押し、そして課栗（上次のよう
に枡ぐ。

ｒ英語１０１、課業８ 計声の正確な部分で解答しなさい。

人、揚１９ｒ又は物？何と呼ぶか？ 名詞が正しい解答である。

名ｉ口」とぎいなさい。（学習者が名詞と言う）」問題
２入出力端本装置１２に表示し、解答をもう一度端末装
置１２に表示し、学・８者は１名詞」とぎりようにもう
一度安氷される。学習者の応答後にデータ君理装置は次
で課業な終り又は試験モー１’に進む。このデータ処理
装置が試験モードに進むと、この場”２次のような遷移
的命令？表示する。

「よろしい、トミー、私がこれてついて知る全部をあな
たは知ったわけである。今度は私が問題を尋ねる。しか
し私は解答を告げない。私に解答を述べ屋さい。」 本発明の６つの広いステップのうち学習者？含む最後の
ステップぺ試験ステップである。この試験ステップ（１
通１・６、（ｂ導ステップに自動的に逼従し学習者のｔ
Ｊｌ！屏度な評価する。

第９図に示すように第１のステップ４０口は、入出力端
末装置１１２の問題とこの問題に対する学と名の口頭の
解答の要求との自動表示である。これに応じてステップ
４０２で６工学習者は正しい解答と考えられることを話
す。音声処理装置１６は、＋ｉｆＪ記したように話され
た解答ケ音声信号から関係信号＋（変換する。これ等の
関係信号は次で指導モード中ＶＣ４％正して主テンプレ
ートに対し比較し、学習が正［、い解答を発音したかど
うかな定める。

装置１６は、話された語がデータベースに記録した複数
の語のうちにあるかどうかを定めるのでなくて正しい解
答が免、音されたかされないか？確認するだけでよいか
ら、装置１６の信頼性は極めて１楠い。学習者か正しい
解答な発音していなけれは、次のステップ４０４で入出
力端末装置１２に表示し、学習者に入出力端末装置１２
ヶ介し正しい解合の・嘴報な与え、次で入出力端本装置
１２に２回目ｉ＋ｃ間肩な表示する。学習者か＋Ｅしい
解谷？与えると１次のステップ４０６で入出力端本装置
１２ｉ’コＦｉＥＬい屏８」の応答な表示し、与えられ
た応答の正］７かったことを確認し、ステップ４０８の
次の問題に進む。この順序は、学ｎ者を最後の問題時Ｇ
で試験し終るまで、ステップ４１０により示すように問
題の順序？経て続く。全課業をステツー７”４１１によ
り示すよう・ンこ２回目に反復し、次でステップ４１２
で試験な終る。

例　に の対話１＋１１は次の通りである。

１動詞？１参篩する。梧はＰＩと呼ぶか？どうぞ答えて
−Ｆさい」 １名詞です」（学習者は間違って答える）。

１いや、トミー。副詞が正しい解答である。

副詞とぎいなさい。

副詞でス（学習には正しく答える） 人、場所又Ｏ工吻（：ｍ　Ｉｌ’Ｊと呼ぶか？どうぞ解
答をぎいなさい。

名詞です（学生１工＋Ｅ　Ｌぐ答える）。

よろしい、トミー。名詞は正しいｍ５です。」この装置
（工前記したようにさらに動的再訓練又はテンプレート
変更なオリ用する。＾Ｔｒ記したように４［１ｆ　橿）
６で、コンピュータにより入出力端末装置１２に問題を
表示し、正しい解答ン入出力端末装置１２に表示し、学
習者に正しい解答？はっきり発りすることな安ポし、学
ｇ者がこのようにするときは、この正しい解答を指導モ
ード又は試験モードで主テンプレートに対し比較する。

合致していれば、この装置は次の間開に移る。合致して
いなくて解答が所定の特定公差内にあれば、主テンブレ
ートナ１キ正し、相違重みつけ法な使いテンプレートで
学習者の応答る平均化することによりこの学習者の特定
の発音を反映するようにする。本発明−ｊＣ置は応答が
正１．シいか正しくないかな定めるのＶこ単一の語又は
句を比較するだけであるから（従来の音声認識装置は複
数の可能な語又は句から記憶した相対語又は句な選択す
るかどうか？定める必要があるが）、本装置は従来より
著しく高い認１鐵占り合な持つものである。

父本発明は、全牛舎の人、・笛（て使えるようにしであ
るから、学習者に積極的援助だけ髪行うように作つ−Ｃ
ある、：と？認めることが大切で′ある。とぐに多くの
右゛い人達’ｒｉ＋裟置を装わがり又はこわいと感じて
いるから、毎日の操作中と共におそらくは援助アクティ
ビティによって積極的援助だけを与えることが大切であ
る。

以り本発明夕その実施例について詳細に説明したが本発
明はなおその４′ｎ神な逸脱しないで徨楯の変化変型？
行うことかできるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明対話教授法な実施する装置のブロック図
、第２図はＪＸ１図の装置の音ｆＩ認識装置のゾロツク
図である。第６図は本教授法で主テンプレート？生成す
る方法に１史う線図、第４図は第２図の音声認識装置の
変型のブロック図である。 第５図（１本発明により主課業計画な作製する方法のブ
ロック図、第６図は本発明で救援者に利用できるソフト
ウェアファイ、ルのブロック図である。 第７図は教授者の作及する主課業な利用する本発明のツ
Ｍ　４ステンプ°のブロック図、第８図は特定の学１’
／　ｒｉの課業処理の谷ステップのブロック図、第９図
は教授者の作製する主課業に基づく学習者復習ステップ
のブロック図である。 ５・・・使用者、１０・・・マイクロホン、１２・・・
入出力端末装置、１４・・・ディスク制御単位、１６・
・・詮声処理装置、１８・・・データ処理装置、１６４
・・・コ図面の浄：コ穴容に変更なし） Ｆ／θ８ 丁、　続　Ｍｌ　　　ｌｌ’：　　　ｊＦ　　＜方式）
％式％

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （＋１　　（ａ）逐次に（１）ディジタルコンピュータ
   にキー盤で打込んだ問題を午え、（ト）前記コンピュー
   タにキー盤で打込んだ解答を与え、（ｉｉｉ）正しい解
   答を複数１！！１話してこの正しい解答の主テンプレー
   トに対しディジタル形の関係信号を生じ、ＯＶ）前記主
   テンプレートに対応するキー盤打込みの解答を相関させ
   ることにより、学習者用に再生し次で個別化することの
   できる１連の問題及び解答のデータベースを前記コンピ
   ュータに入れ、（ｂ）前記の問題及び解答のデータベー
   ス内の各問題及び解答に対し逐次に（＋）＃Ｊ込んだ問
   題を表示し、（＋１）対応する正しい打込んだ解答を表
   示し、（ｉｉｉ）使用者が正しい解答のはつきりした発
   音を始め、Ｏｖ）このように話された解答をこれを音声
   信号からディジタル形の関係信号に変換することにより
   処理し、（■）ディジタル形の処理し話された解答がこ
   の解答に対し主テンプレートに対応するかどうかを定め
   、（ＶＯディジタル形の処理し話された解答が前記主テ
   ンプレートに対ルｔ、ニジなければこの主テンプレート
   を調節しこれを話し手に対し個別化することにより、八
   −機械対話指導ステップを設けることから成る、ディジ
   タルコンピュータによる人−機械対話教授法。 （２）　　（ａ）打込んだ問題を表示し、（ｂ）この問
   題に対する解答のはつきりした発音を始め、（Ｃ）この
   ように話された解答をこれをディジタル形の関係信号に
   変換することにより処理し、（ｄ）ディジタル形の処理
   し話された解答を主テンプレートに実時間で比軟しこの
   処理し話さ、れた解答が正しい解答であるかとうかを定
   めることにより音声検証ステップを実施し、（ｅ）「解
   答上しい」のメツセージを正しい解答と共に表示しディ
   ジタル形の処理し話された解答が正しい解答であれば１
   連の間頴のうちの次の問題に進み、（ｒ）　ｒ解答間違
   い」のメツセージを＋１ｇしい解答と共に表示しディジ
   タル形の処理し話された解答が正しい解答でなければス
   テップ（ａ）〜（ｄ）を所定の回数だけ繰返し、（ｇ）
   この所定回数の繰返し後にディジタル形の処理し話され
   た解答が主テンプレートに合致しなくて特定の所定公差
   内にあれば主テンプレートを動的に再調整し学習者の発
   音を反映するようにし、次で（ｈ）１連の問題及び解答
   中の次の問題に続ける特許請求の範囲第（１）項記載の
   教授法。 （３）（ａ）音声前置増＋Ｍ器及び音声レベル制限器を
   経て語を構成する音声信号を通し、（ｂ）この音声信号
   を低域フィルタ及び高域フィルタに送り、（Ｃ）低周波
   成分を比較器パルス発生器及び精密整流器に加え、（ｄ
   ）高周波信号成分を比較器パルス発生器及び精密整流器
   に加え、（ｅ）前記各比較器パルス発生器からの低周波
   信号及び高周波信号の各周波数に伴って周波数の変る一
   定幅のパルス列を発生し、（ｆ）これ等のパルス列を積
   分してそれぞれ低周波及び高周波の各信号成分の周波数
   に比例する２つの直流信号を生じ、（ｇ）前記各精密整
   流器の出力を積分しそれぞれ低周波及び高周波の信号成
   分の振幅に比例する２つの直流信号を生じ、（ｈ）前記
   の４つの直流信号を多重化し、（１）それぞれ各直流周
   、波数の相乗積と各直流振幅信号の相乗積とである２つ
   の関係直流信号を基準化相乗積検出器から生じさせ、（
   ｊ）それぞれ各直流周波数信号の比と各直流振幅信りの
   比とである２つの関係直流信号を基準化比検出器から生
   じさせ、（ｋ）前記の４つの関係直流信号をディジタル
   化して各音響に対し生ずるディジタル語の順序をコンピ
   ュータに入力し、（１）前記のディジタル語の順序をキ
   ー盤により打込んだ解答を構成する語又は句に相関させ
   ることにより、話さｔ＋、　７’Ｃ解答をディジタル形
   の関係信号に変換する特１″１請求の範囲第（２）項記
   載の教授法。 （１１（ａ）第１の正しい一話された解答を処理しディ
   ジタルデータ点の関係信号順序を生じ、（ｂ）第２の正
   しい話された解答を処理しディジタルデータ点の第２の
   関係信号順序を生じ、（Ｃ）各ディジタルデータ点の１
   １ｕ記第１及び第２の順序を比較しディジタルデータ点
   の前記各順序に対し平均値及び平均相違を定め、（ｄ）
   別の若干の正しい話された解答を処理しディジタルデー
   タ点の別の関係信号順序を逐次に生じ、ディジタルデー
   タ点のこのような別の各順序を前もって定めた平均値及
   び平均相違と比較しディジタルデータ点の各順序に対し
   新らたな重みつけした平均値及び平均相違を生ずること
   により、主テンプレートを生成する特許請求の範囲第（
   ２）項又は第（３）項記載の教授法。 ｆ５）　　（ａ）打込んだ問題を入出力端末装置に表示
   し、（ｂ）対応する正しい打込んだ解答を入出力端末装
   置に表示し、（Ｃ）使用者による正しい打込んだ解答の
   はつきりした発音に対し入出力端末装置に要求を表示し
   　（ｄ）　音声解答をこれをディジタル形の関係信号に
   変換することにより処理し、（ｅ）ディジタル形の処理
   し話された解答がこの解答に対する主テンプレートに対
   応するかどうかを定め、（ｆ）ディジタル形の処理し話
   された解答が前記主テンプレートに対応しなければこの
   主テンプレートを調節しこの主テンプレートを話し手に
   対し個別化することにより、個別化した主テンプレート
   を周期的に更新する特許請求の範囲第（４）項記載の教
   授法。 （６）データベースを特定の課業に対し準備し、前記デ
   ータベースを教授ディスに記録し、前記課業を学習ディ
   スクに複写する特許請求の範囲第（２）項又は第（３）
   項記載の教授法。 （カ　データベースを教授ディスクに記録する特許請求
   の範囲第（２）項又は第（３）項記載の教授法。 （８）学習者が実行した各課業とこの学習者の性能につ
   いての適当な統計表との記録を生成し、この記録を学習
   折のディスクに記録する特許請求の範囲第（２）項又は
   第（３）項記載の教授法。 （９）新らたな課業を作製し、教授ディスクの古い課業
   を変え、教授ディスクに課業を表記し、教授ディスクに
   課業を複写し、教授ディスクの課業を消去し、付加的な
   教授ディスクを作製し、教授ディスクから学習ディスク
   を作製し、課業を学習ディスクに又はこのディスクから
   翻訳し、この学習ディスクに個別の学習者の名前を記し
   、フロフィール記録を作製し、プロフィール記録を修正
   することから成る群から選定した少くとも１つのステッ
   プを含む特許請求の範囲第（８）項記載の教授法。 ［１１学習者用に再生し次で個別化することのできる１
   連の問題及び解答のデータベースを設けたディジタルコ
   ンピュータによって、逐次に（１）このディジタルコン
   ピュータにキー盤により打込んだ問題を入れ、（１１）
   前記コンぎユータにキー盤により打込んだ解答を入れ、
   （ｉｉｉ）正しい解答を複数目詰してこの正しい解答の
   主テンプレートに対しディジタル形の関係信号を生じさ
   せ、（ＩＶ）前記主テンプレートに対応するキー盤打込
   みの解答を相関させることにより、人−機械対話教授を
   行う方法において、問題及び解答のデータベース内の各
   問題及び解答に対し、逐次に（１）打込んだ問題を表示
   し、（１１）対応する正しい打込んだ解答を表示し、（
   ｌｉり使用者が正しい解答のはつきりした発音を始め、
   （■）このように話された解答をこれを音声信号からデ
   ィジタル形の関係信号に変換することにより処理し、（
   ｖ）ディジタル形の処理し話された解答がこの解答に対
   する主テンプレートに対応するかどうかを定め、（ｖｌ
   ）この主テンプレートにディジタル形の処理し話された
   解答が対応しなければ前記主テンプレートを調節しこれ
   を話し手に対し個別化することから成る教授法。 （Ｉｔ）　　（ａ）打込んだ問題を表示し、（ｂ）この
   問題Ｊこ対する解答のはつきりした発音を始め、（Ｃ）
   このように話された解答をディジタル形の関係信号に変
   換することにより処理し、（ｄ）ディジタル形の処理し
   話された解答を主テンプレートと実時間で比較し処理し
   話された解答が正しい解答であるかどうかを定めること
   により音声検証ステップを実施し、（θ）「解答正しい
   」のメツセージを正しい解答と共に表示しディジタル形
   の処理し話された解答が正しい解答であれば１連の問題
   のうちの次の問題に進み、（ｆ）「解答間違い」のメ・
   ７セーゾを正しい解答と共に表示しディジ・タル形の処
   理し話された解答が正しい解答でなければステップ←）
   〜（ｄ）を所定の回数たけ繰返し、（ｇ）この所定の回
   数の繰返し後にディジタル形の処理し話された解答が主
   テンプレートに合致しないで特定の所定公差内にあれば
   このＬテンプレートを動的に再調整し学習者の発音を反
   映するようにし、次で、（ｈ）　１　！の問題及び解答
   σ〕次の問題に続くことにより、人−機械対話教授を行
   う特許請求の範囲第（１０）項記載の教授法。 （１２）（ａ）、ｇｔ）を構成する音声信号を音声前置
   増幅器及びｆｆ声リレベル制限器経て通し、（ｂ）音声
   信号を低域フィルタ及び高域フィルタに送り、（Ｃ）低
   域成分を比較器パルス発生器及び精密整流器に加え、（
   ｄ）高周波ｆｔｊ号成分を比較器パルス発生器及び精密
   整流器に加え、（θ）前記各比較器パルス発生器からの
   １１４；　Ｉ、Ｗ波信は及び高周波信号の各周波数に伴
   って周波数の変る一定幅のパルス列を生じさせ、（ｆ）
   これ等のパルス列を積分しそれぞれ低周波及び高周波の
   信号成分の周波数に比例する２つの直流信号を生じ、（
   ｇ）　１１１Ｊ記各精密整流器の出力を積分しそれぞれ
   低周波及び４１Ｍ波の信号成分の振幅に比例する２つの
   直流信号を生じ、（ｈ）前記の４つの直流信号を多重化
   し、（１）それぞれ各直流周波数信号の相乗積と各直流
   振幅借りの相乗積とである２つの関係直流信号を基′ｆ
   ｐ、ｆヒ相乗積検出器から生じさせ、（ｊ）それぞれ各
   １（４，流周波数信号の比と各直流振幅信号の比とであ
   る２つの関係直流信号を基帛化比検出器から生しさせ、
   （ｋ）　＋ｊｆＪ記の４つの関係直流信号をディジタル
   化し各音響に対し生ずるディジタル語の１１１１をコン
   ピュータに入力し、（１）前記のディジタル語の順序を
   キー盤に打込んだ解答を構成するｄｈ又は句に相関させ
   ることにより、話された解答をディジタル形の関係信号
   に変換する特許請求の範囲第Ｉ項記載の教授法。 （１３＋　　（ａ）打込んだ問題を入出力端末装置に表
   示し、（ｂ）対応する正しい打込み解答を入出力端末装
   置に表示し、（Ｃ）使用者による正しい打込み解答のは
   つきりした発音に対し入出力端末装置に要求を表示し、
   （ｄ）音声解答をこれをディジタル形の関係信号に変換
   することにより処理し、（θ）ディジタル形の処理し話
   された解答がこの解答に対する主テンプレートに対応す
   るかどうかを定め、（ｆ）ディジタル形の処理し話され
   た解答が前記テンプレートに対１＋Ｑ、シなければこの
   主テンプレートを調節しこの主テンプレートを話し手に
   対し個別化することにより、個別化主テンプレートを周
   期的に更新する特ａ′１請求の範囲第ｆ１２１項記載の
   教授法。 ０υ　学習音が実行した各課業とこの学習者の性能につ
   いての適当な統計表との記録を生成し、この記録を学習
   ディスクに記録する特許請求の範囲第（１２項又は第（
   １３）項記載の教授法。 （１９新らたな課業を作製し、教授ディスクの古い課業
   を変え、教授ディスクの課業を表記し、教授ディスクの
   課業を複写し、教授ディスクの課業を消去し、教授ディ
   スクの課行を実行し、付加的な教授ディスクを作製し、
   教授ディスクから学習ディスクを作製し、課業を学習デ
   ィスクに又はこのディスクから翻訳し、この学習ディス
   クに個別の学習者の名前を記し、プロフィール記録を作
   製し、プロフィール記録を修正することから成る群から
   選定した少くとも１つのステップを含む特許請求の範囲
   第（１，１ｉ項記載の教授法。