JPS5870291A - 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、予め登録した操作者の登録音声デー／＃こ基
づいた音声命令の認識によａｔ声命令に対応した負荷の
作動を指令する装置において、負荷の作動を指令する喪
めの音声命令が不明瞭であったシ雑音が混入してい九と
しても、ｖ４Ｑ識することなく音声命令の認識を確実に
行なえるようにした車両用音声認識装置に関する。

従来、この種の音声認識装置としては、例えば第１図に
示すようなものがある。

第１図番こおいて、１は運転席の近傍に設けられたマイ
クロホンであ抄、音声認識装置の使用に際しては、まず
登録スイッチ２の操作によ勤操作者の音声による所定の
音声命令の登録を行なっておく。すなわち、登録スイッ
チ２をオン操作すると、スイッチ入力検出（ロ）路４が
スイッチ操作を検出して信ｖ！１１４ｍに出力を生じ、
制−Ｗ４５によね各回路部に対し登録モードの処理指令
が与えられる。

このような登録モードにおいて、所定の音声命令、例え
ばカーラジオの電源オンについて定められている音声命
令「ラジオ」をマイク四ホン１＃ｃ向けて発すると、音
声命令はマイクロホン１で電気信号に変換されて音声入
力回路６で増幅され、この音声信号は音声検出回路７に
入力して時系列信号となる音声信号の開始時点が信号レ
ベルの立上妙肇化に基づいて一出され、制御部５に対し
登録処理の開始を指令する。

その九め、マイクロホン１よりの音声信号は、帯域フィ
ルタ群８で所定の周波数に分割され、パラメータ抽出ｓ
９において各周波数帯域での音声パワースペクト２人を
得る九めに、２乗又はｇｋｔＩｔされ、音声パワー情報
となる時系列音声データにデジタル変換され、メモリ１
０に記憶される。このとき登録スイッチ２の操作により
登録モードとなっているので、メモ９１０の音声データ
は登録データ記憶部１１に転送され、音声認識処理を行
なう九めの基準データとして登録される。

次に、音声命令の登録が終了した後に、車載負荷、例え
ばラジオを閣きたい場合には、指令開始スイッチ５をオ
ン操作してマイクロホン１に向って所定の音声命令「５
ジオ」を与えるようにする。

この指令開始スィッチ３０オン操作に対しでは、スイッ
チ入力検出１路４が信号線４ｂに出方を生じ、制御部５
によって各回路部に対しＶ！識モードの制御指令が与え
られ、このときマイクロホン１より入力する音声信号を
、登録時と一様に音声データに変換してメモリ１ｏに書
込むようになる。

このメモリ１０に記憶された音声データ祉、登録データ
記憶部１１より順次読出きれる複数の登録データとの間
で、類似度比較処理部１２ζこおいて類似１の演算を行
なう。この類似度の演算としては、音声データと登録デ
ータとについて時間軸の正規化やレベルの正規化を行な
った後に、チェビシェフ距離やその他の距離についての
演算を実行して類似度を求めるようになる。

類似度比較処帽１２で演算された類似度の値は、認Ｉｌ
＆語処堀判断部１５で類似度の値が予め定められた閾値
の範囲内にあるか否かが判別され、範囲内にあるときに
は、この類似度をもつ音声データに対応した指令を駆動
部１４に出力し、カーラジオのｗｅｔ投入するようにな
る。

ところで、車両用の音声認識装置の使用環境は、一般の
音声認識装置に比べ周囲の騒音レベルが嵩く、％化走行
中においては、音声命令と共に入力する雑音レベルが高
く、シかも雑音の混入社ランダムに生ずるため、音声信
号に含Ｖれる雑音成分の割合が高い場合には、音声命令
を認識できなかった抄、罠にＦ１＃１４紹識により誤つ
九負荷の作動を指令する恐れかめった。

、本発明は、このような従来の間馳点に着目してなされ
たもので、登録スイッチのオン操作により入力した所定
の音声命令を認識基準データとして登録し、この登録後
に指令開始スイッチのオン操作により入力され友音声命
令を上記登録データに基づいて認識して音声命令に対志
し九負荷の作動を指令する装置に於いて、雑音に影譬さ
れることなく音声命令の認識を確実に行なうため、音声
命令の認識基準となる登録データを各音声命令について
少くと４２つづつ記憶し、指令開始スイッチのオン操作
により所定の音声命令が入力したときに社、上記登録デ
ータの各々との類似度を演算して最小値となる類似度を
判別し、判別し九最小類似度の値が所定の閾値以下のと
きに該類似度に対応した負荷の作動を指令し、上記閾値
を上回ったときには、音声命令の再入力を指令するよう
にして、上記の間ｌ！１点を解決することを目的として
いる。

以下、本発明を図面に基づいて税引する。

第２図は本発明の一実施例を示したブロック図である。

先ず構成管説明すると、指令スイッチ６、登録スイッチ
２、スイッチ入力検出回路４、制御１１Ｓ５及びマイク
ロホンよりの音声信号を所定の周波数帯域ごとに分割し
た帯域フィルタｌ＃８（図示せず）よりの周波数分割信
号を２象もしくは整流して周波数分割された音声信号の
パワースベクト２ムの特徴抽出を行うパラメータ抽出回
路９、及びパラメータ抽出回路９で取り出された協脚信
号の時系列データを記憶するメモリ１０のそれぞれは紺
１図に示した従来装置と同じｋなる。これに加えて、本
発鴨では、予め定められた負荷の種類に対応した所定の
音声命令の時系タリデータを１識基準として登録する登
録データ記憶部１１にメモリｌ１ｍ、　１１ｂを設け、
それぞれ登録データＦ　（ｘ。

１）及び”（Ｘ１２）を記憶している。この登録データ
記憶部１１のメモリ１１ａ、　１１ｂに記憶され一〇い
る登録データの１１類としては、例えば次表−１の様に
なる。

表　−１ この嵌−１における登母データの意味するところは、例
えばラジオを例にとると、 １日＝１〜４　フィルタ段数 ）＝１〜５２時系数データ数 崗、上記の時系列データについては帯域フィルタ詳８に
おけるフィルタ段数を４段とした場合を例にとっている
。又登録データ記憶部１１に対する前記懺−１に示す登
母データの記憶は、登録スイッチ２をオン操作したとき
の制御部５による登録毫−ド状態において操作者が所定
の音声命令を２回繰抄返すことで登録データ配憶部１１
のメモリ１１ｍ、　１１ｂに前記表−１の登録データが
記憶される様になる。

類似度比較処理部１２は類似度演算器１２０と最小値判
別器１２１を有し、音声Ｗｉｔ１１！時にメモリ１０に
格納された入力データをＦ　（ｘ）とすると、＝ΣΣ１
ｆｘ（ｉ、　ｊ）−ｆｘ（１，ｊ）−（１）ｉ＝１　　
ｊ　＝１ ＝ΣＸ　１ｆｘ（ｉ、　ｊ）−ｆｘ（ｉ、　ｊ）　Ｉ・
・（２）過＝＝１　　ｊ＝１ となるチェビシェフ距離の演算による類似ｆ　ｌ　１（
Ｘ）及びｌ　ｗ（Ｘ）　０それぞれが演算され、そのな
かの最小値が判別される。

ｉｉ識諸論判断処理部１５、類似度比較処理部１２で演
算された類似度を閾値メモリ１３２ｍ〜１３２Ｃに予め
記憶されている閾値に、〜ｈ、のいずれかと比較し、閾
値を下回る類似度を判別した時に制御部５に対してこの
類似直に対応した負荷の作動を指令する。認識−判断処
理部１３に設けている閾値メモリ１５２ａ〜１５２ｃに
記憶している閾値ｈｌ〜ｂ、の内、閾値”ｔＦｉ登鍮登
録於ける類似度の判別に使用され、閾値’ｔ　、ｈｓは
認識時における類似［０判別に用いられ、これらの閾値
メモリ１５２１〜１５２Ｃの出力はアナログスイッチ１
３１により選択される。又認識時における閾値り、、　
ｈ、は、車両の走行状態に応じて選択される本のであり
、例えば車両を停止している時にＦｉ−値り、が選択さ
れ、走行中においてれ閾値り、が選択されるようになり
、この閾値り、、ｈ。

の間にｌｌ１ｈ、）ｈ、となる関係が定められている。

一方、制御部５の出力にょ９操作者に対して音声命令の
入力を指示する表示器１６が設けられており、この表示
部１６には登録時においては登録を要求すゐ所定の音声
命令が表示され、一方、認識時−こおいては最初の音声
命令の入力で認識が出来なかった場合の音声命令の再入
力の要求を表示する様にしている。更に制御部５に対し
ては車両状態検出回路２０の出力が与えられ、この車両
状態検出回１６２０４Ｃはオル、タネータ出カとイブニ
ラＶ冒ンスイッチのオン操作により閉じるリレー接点を
備えたイブニラシランリレ−１８よりの出方が与えられ
ており、車両状態検出回路２ｏが車両の停止を検出して
いる時には制御部５よ抄アナはグスイッチ１５１に対し
閾値メモ９１５２ｂの選択指令が行なわれ、一方車両の
走行を検出している時にはアナログスイッチ１６１＃こ
対して閾値メモリ１３２Ｃの選択命令が出力される様に
している。

次に縞２図の実施例の作用を４５図に示す動作の７０ク
チヤードを参照して説明する。

今仮９にラジオの電Ｗｔ１−オンする為に指令開始スイ
ッチ３をオン操作し、マイクロホンに向かって所定の音
声命令を発したとすゐ。指令開始スィッチ３０オン操作
によりスイッチ入力検出回路４が制御部５に一識動作の
開始を指令し、これによ、す１ｉＩｔ制御部５は各回路
部に対し認識毫−ドとなる制御指令を与える。この時車
両状１検出回ｗＩ２０が車両の停止を検出していたとす
る−と、認識語判断処理ｓ１′５のアナログスイッチ１
３１は閾値メモリ１３２ｂに切り換や、比較＠１５０に
対して祉閾値り。

が設定されている。一方、マイクロホンよ抄入力された
ラジオ電源をオンする為の所定の音声命令は、帯域フィ
ルタ評８によや周波数分割され且つパラメータ抽出回路
９において２乗又は整流されて電力信号に変換され更に
パワーレベルの時間軸での正規化及びレベルの正規化等
が施こされた後に時系列データＦ（１）としてメモリ１
０に書き込才れる。即ちｌ１ｃ５図の動作フロラチャー
トにおけるブロックＡ−Ｃに示す動作が行なわれる。

次にブロックＤに進んで登録データ記憶部１１のメモリ
１１鳳、１１ｂに記憶している登録データＦ（ｘ、１）
及びＦ（ｘ、２）のそれぞれとメモリ１０のデータＦ（
！１１との間の類似度が類似度比較処理部１２で行なわ
れる。この類似譲“の演算は前１ｇ（１１，（２１式に
従って行なわれる。尚ｘ　＝　ａ・　ｂ・・・・ｆであ
るのて類似度の演算は全ての負荷に対応した登録データ
との間で行なわれる様になる。この縁に演算？れた複数
の類似度はブロックＥに示すように最小値判別＠１２１
でその最小時となる類似度ｍｌｎ　（／１（ｘｌ　）が
判別され、この時車両状態検出回路２０は車両の停止を
検出しているので判別ブロックＦから判別ブロックＧに
進み、最小類似度／ＩＸＩとアナログスイッチ１３１を
介して選択されている閾値メモリ１３２ｂの閾値り、と
の比較判別が行なわれ、閾値り、以下の時に祉プ目ツク
Ｈに進んで最小類似度に対応した負荷、即ちラジオの電
源をオンする為の操作指令ｔ　ｌ１ｌＪ　Ｎ部５に対し
て与え認ｗ＆を終了する。即ちメモリ１０１Ｃ記憶され
た音声データＦ　（ｍ）に対する類似度の演算に対し登
録Ｆ（ａ、１）及びＦ（ａ、２）による類似ｆＯ値１ｔ
（ａ）及び／１（ｉｔのうちの最小の値を取る様になる
ので、この最小類似度ｌ、ｌａ）父はｔ　、（ｉ）が閾
値り、以下となった時に忌、即ちラジオに対する電源を
投入する為の操作指令を出力する様になる。

一方、判別ブロックＧに於いて最小類似度１１　（Ｘ）
が閾値り、を上回っていたとすると、ブロックＫに進ん
で制御ｋｌｉ６５により表示＠１６に対し音声命令の再
入力を要求する表示を行なわせる。この再入力の要求表
示を受けて再度操作者が同じ音声命令を入力したとする
と、前述と同様にして音声命令のｇ識処理が行なわれる
。

次に車両のエンジンを始動したいわゆる走行状態におい
て、前記と同様なラジオの電源をオンす出回路２０より
の走行検出出力に基づいて認識飴判断処′ｇＵ部１５に
おけるアナログスイッチ１３１を閾値メ４す［２ｃに切
り換え、比較器１３０に対して閾値ｈ１を設定した状態
となる。この為音声命令の認識処理において、判別ブロ
ックＦから判別ブロックＪに進んで最小類似ｆ　７！’
１（Ｘ）と閾値ｈ１の比較判別が行なわれ、ｈ、以下の
時には音声命令に対応した負荷の作動を指令し又閾値ｈ
１を上回っている時には音声命令の再入力の要求表示を
行なわせる。

この様に走行時に於いては認識飴判断処理部１３におい
て停止時の閾値ｈ１より小さい閾値り、が設定され、走
行時４こおいてはメ篭り１０における音声データＦ（ｘ
）（こ含まれる雑音成分が比較的大きいので、類似度比
軟処理部１２で演算された類似度の最小値は停止に比べ
て大きな値を堆ることになり、停止時と同じ強さの音声
で音声命令を行なった場合ζこは閾値ｈａｔ下回ること
が出来ず、その為走行時においては雑音成分に対する音
声信号の割抄合いが大きくなる様に音声命令を強く発す
る必要がＴｏや、この為実質的に音声データに含まれる
雑音成分の割抄合いが圧縮され、雑音成分が混入してい
たとしても正しい音声命令のｇ隊が行なわれる様になる
。また、走行中にｗＡ認識をすると安全上好ましくない
命令、例えばワイパ、ライトドアオープンのときだけ、
小さい閾値ｈ１にするようにしても曳い。父上記の実施
例で杜音声認識を行う為の類似度の演算について、ｇ級
を必要とする音声データと二つの登録データとの間の類
似ａｔ−演算してこの類似度が閾値を下回った時屹音声
認識出力を行う様にしているので、登録データがひとつ
の場合に比べて認識率を向上することが出来、更に一回
の音声命令でｇｗ＆が出来なかった場合には音声命令の
再入力を操作者に要求する様１こし°Ｃいるので音声命
令のｗ４認誠による負荷の作動は確実に防止されるもの
である。

以上説明して来た様に本発明によれば、その構成を登録
スイッチのオン操作により入力した所定の音声命令を認
識基準データとして登帰し、この登録後に指令開始スイ
ッチのオン操作により入力された音声命令を上鮎登碌デ
ータに基づいて認識して音声命令に対応した負荷の作動
を指令する装ｆ［こおいて、音声命令の認識基準となる
登録データを各音声命令にりいて少くとも二つずつ記憶
し、指令開始スイッチのオン操作によ抄所定の音声命令
が入力した時には、上記登録データの各々の類似度を演
算して最小となる類似度を判別し、判別した最小癲似廣
の値が所定の閾値以下の時、この類似度に対応した負荷
の作動を指令し、閾値を上回った時には音声命令の再入
力・を指令する様にし、更に車両を停止している状態と
走行している状態とで最小類似度を判別する閾値の値を
変更する様にした為、周囲の１ｉＩｋ曾レベルが比較的
高い積項で使用される車両用の音声認識装置に於ける音
声命−令の認識が確＊４こ行え、音声命令の入力時に比
較的大きな雑音が混入したとしても音声命令の誤認識に
よる負荷の誤った作動を指令することが確実に防止され
、正しい音声命令を認識する迄再度音声命令の入力ｔ−
繰り返させることにより音声命令による負荷の作動を確
実に行うことが出来るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の一例を示し九ブロック図、第２図は
本発明の一実施例を示したブロック図、第３図Ｆｉ第２
図の実施例による音声認識の動作フロー図である。 １・・・マイクロホン　　２・・・登録１スイツチ３・
・・指令開始スイッチ　４・・・スイッチ入力検出回路
５・・・制御部　　　　　６・・・音声入力回路７・・
・音声検出回路　　８・・・帯域フィルタ群９・・・パ
ラメータ抽出回路　１０．１１＋ａ、　１１ｂ−・、メ
モリ１１・・・登録データ記憶部　　１２・・・類似度
比較判別部１２０・・・類似度演算器　　１２１・・・
最小判別器１５・・・認識語判断処理部　１３０・・・
比較器１５、１５１・・・アナログスイッチ　　１５２
ａ〜１３２Ｃ・・・閾値メモリ１６・・・ｆｌｙｒ＜Ｄ
　　　　　　　１８・・・イグニッションリレー２０・
・・車両状態検出回路 特許出願人　　日産自動車株式会社 代理人　弁理士　　土　橋　　　皓

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）登録スイッチのオン操作によ動入力し九所定の音
   声命令を認識基準データとして登録し、登録後に指令開
   始スイッチのオン操作により入力する蓋声命令を上記登
   録データに基づいてＭ識し、該音声命令に対応した負荷
   の作動を指令する装置に於いて、複数の音声命令毎に認
   識基準となる少なくとも２つの登録データを予め記憶し
   た登録データ記憶手段と、上記指令開始スイッチのオン
   操作により所定の音声命令が入力したときに、上記登録
   データ記憶手段の各登録データとの間の類似度を演算す
   る演算手段と、演算手段で演算した複数の類似度の内の
   蛾小値となる類似度を判別する判別手段と、咳判別手段
   で判別した類似度の値が所定の閾値以下のときには、該
   類似度に対応した負荷の作動を指令し、上記類似度の値
   が所定値を上回っているときには、音声命令の再入力を
   指令する指令手獣とを有することを特徴とする車両用音
   声ｇ＊錬装。
2. （２）前記判別手段は、車両の走行と停止を検出して閾
   値の値を変吏する閾値変更回路を備えた特許請求の範囲
   第１項記載の車両用音声認識装置。