KR100262564B1 - A voice recognition device for car - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A sound recognizing device is provided to recognize a sound by extracting a sound order in a situation of severe vehicle noise to detect precise voice order regarding travel noise of a vehicle. CONSTITUTION: A microphone(10) recognizes voice that commands and changes into an electrical signal to output. An A/D converter(20) receives an input of an analogue voice signal digitized to analyze a frequency for outputting voice data frequency-analyzed. A vector quantizer(40) receives sound data and groups representative value of similar pattern and puts indexes to output index sequence. An index added to noise caused by highway travel is limited into 3-5 and appears in random. An index comparing module(50) receives index sequence output from the vector quantizer(40) for reading. Thereafter, the input index is discriminated to be noise index and receives index. In case of not noise index, a size of signal is compared with a limit value to determine sound index. If determined to be the sound index, a recognition discriminating module(60) detects only index to output.

Description

차량용 음성 인식 장치Car Speech Recognition Device

제1도는 종래의 차량용 음성 인식 장치의 구성도이고,1 is a configuration diagram of a conventional vehicle speech recognition device,

제2도는 이 발명의 실시예에 따른 차량용 음성 인식 장치의 구성도이고,2 is a block diagram of a vehicle speech recognition device according to an embodiment of the present invention,

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 인덱스 비교부에서의 음성 구간 검출 방법의 흐름도이다.3 is a flowchart of a voice section detection method in an index comparison unit according to an embodiment of the present invention.

제4도는 이 발명의 실시예에 따른 인덱스 비교부에서의 음성 구간 검출 방법의 실행 결과를 나타내는 도면이다.4 is a view showing an execution result of the speech section detection method in the index comparison unit according to the embodiment of the present invention.

이 발명은 차량용 음성 인식 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면, 차량의 주행 소음과 마이크를 통해 입력되는 음성 명령을 구분하여 정확한 음성 명령을 검출하는 차량용 음성 인식 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle voice recognition device, and more particularly, to a vehicle voice recognition device for detecting an accurate voice command by distinguishing the driving noise of the vehicle and the voice command input through the microphone.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 종래의 차량용 음성 인식 장치에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a conventional vehicle speech recognition apparatus will be described with reference to the accompanying drawings.

제1도는 종래의 차량용 음성 인식 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional vehicle speech recognition device.

제1도에 도시되어 있는 바와 같이, 종래의 차량용 음성 인식 장치의 구성은, 음성을 인식하여 전기 신호로 바꾸어 출력하는 마이크(1)와; 상기 마이크(1)에서 출력되는 아날로그 음성 신호를 입력받아, 디지탈 신호로 변환하여 출력하는 A/D(Analog/Digital) 변환기(2)와; 상기 A/D 변환기(2)에서 디지탈 변환된 음성 신호를 입력받아 주파수를 분석하여, 주파수 분석된 음성 데이타를 출력하는 주파수 분석부(3)와; 상기 주파수 분석부(3)에서 주파수 분석된 음성 데이타를 입력받아 유사한 패턴의 대표값으로 묶어 대표값에 인덱스(Index)를 붙이고 인덱스 시퀸스(Index Sequence)를 출력하는 벡터 퀸타이저(Vector Quantizer)(4)와; 상기 벡터 퀸타이저(4)에서 출력되는 인덱스 시퀸스를 입력받아 음성신호를 주변의 잡음과 구분하여 음성 명령의 인식 결과를 출력하는 인식 판단부(5)로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the conventional vehicle speech recognition apparatus includes a microphone 1 for recognizing speech and converting the speech into an electrical signal; An analog / digital (A / D) converter (2) which receives an analog audio signal output from the microphone (1), converts it into a digital signal, and outputs the digital signal; A frequency analyzer (3) for receiving a digital signal from the A / D converter (2) to analyze the frequency and outputting the frequency-analyzed voice data; A vector quantizer that receives the frequency data analyzed by the frequency analyzer 3, binds the representative data of a similar pattern, adds an index to the representative value, and outputs an index sequence. 4) and; A recognition determination unit 5 receives the index sequence output from the vector quintizer 4 and distinguishes a voice signal from surrounding noise to output a recognition result of a voice command.

상기의 구성에 의한 종래의 차량용 음성 인식 장치의 동작은 다음과 같다.The operation of the conventional vehicle speech recognition apparatus according to the above configuration is as follows.

마이크(1)에서 음성을 인식하여 음성을 전기 신호로 바꾸어 출력하면, A/D 변환기(2)는 상기 마이크(1)에서 출력되는 아날로그 음성 신호를 입력받아, 디지탈 신호로 변환하여 출력한다.When the microphone 1 recognizes the voice and converts the voice into an electrical signal, the A / D converter 2 receives an analog voice signal output from the microphone 1 and converts the voice into a digital signal.

주파수 분석부(3)에서는 상기 A/D 변환기(2)에서 디지탈 변환된 음성 신호를 입력받아 주파수를 분석하여, 주파수 분석된 음성 데이타를 출력한다.The frequency analyzer 3 receives the digital signal converted by the A / D converter 2, analyzes the frequency, and outputs the frequency analyzed voice data.

벡터 퀸타이저(4)는 상기 주파수 분석부(3)에서 주파수 분석된 음성 데이타를 입력받아 유사한 패턴의 대표값으로 묶어 인덱스를 붙여 인덱스 시퀸스를 출력한다. 즉, 무한히 존재하는 음성 주파수 데이타를 수십개 정도의 유한한 패턴으로 묶어서 처리하는 것이다.The vector quintizer 4 receives the voice data analyzed by the frequency analyzer 3 and outputs the index sequence by grouping the speech data into a representative value of a similar pattern. In other words, it processes infinitely existing voice frequency data in a dozen finite patterns.

인식 판단부(5)에서는 상기 벡터 퀸타이저(4)에서 출력되는 인덱스 시퀸스를 입력받아 음성신호를 주변의 잡음과 구분하여 음성 명령의 인식 결과를 출력한다.The recognition determiner 5 receives an index sequence output from the vector quintizer 4 and outputs a recognition result of a voice command by dividing a voice signal from surrounding noise.

신호의 크기가 작으면 주변의 잡음으로 인식하고, 신호의 크기가 크면 음성 명령으로 인식한다.If the size of the signal is small, it is recognized as ambient noise. If the signal is large, it is recognized as a voice command.

그러나 상기한 종래의 기술은 차량의 조용한 환경에서 음성 입력을 받아, 소리의 크기만을 가지고 음성과 주변의 잡음을 구분하므로, 주행 소음에 대해서는 정확한 음성 명령을 검출하지 못하는 문제점이 있다.However, the above-described conventional technology receives a voice input in a quiet environment of a vehicle and distinguishes the voice from the surrounding noise based only on the size of the sound. Therefore, there is a problem in that it is not possible to detect an accurate voice command for driving noise.

따라서 이 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량 노이즈가 상당히 큰 상황에서 음성 명령을 추출하여 인식을 수행함으로써 차량의 주행 소음에 대해서 정확한 음성 명령을 검출하는 차량용 음성 인식 장치를 제공하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to extract a voice command in a situation in which the vehicle noise is quite large and to perform recognition to detect an accurate voice command for driving noise of the vehicle. It is to provide.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 음성을 인식하여 전기 신호로 바꾸어 출력하는 마이크와, 상기 마이크에서 출력되는 아날로그 음성 신호를 입력받아, 디지탈 신호로 변환하여 출력하는 A/D 변환기와, 상기 A/D 변환기에서 디지탈 변환된 음성 신호를 입력받아 주파수를 분석하여, 주파수 분석된 음성 데이타를 출력하는 주파수 분석수단과, 상기 주파수 분석수단에서 주파수 분석된 음성 데이타를 입력받아 유사한 패턴의 대표값으로 묶어 대표값에 인덱스를 붙이고 인덱스를 시퀸스를 출력하는 벡터퀸타이저와, 상기 벡터 퀸타이저에서 출력되는 인덱스 시퀸스를 입력받아 음성 인덱스만을 검출하여 출력하는 인덱스 비교수단과, 상기 인덱스 비교수단에서 출력되는 음성 인덱스를 입력받아 음성 명령의 인식 결과를 출력하는 인식 판단수단으로 이루어진다.As a means for achieving the above object, the configuration of the present invention, the microphone that recognizes the voice and converts it into an electrical signal and outputs, and the analog audio signal output from the microphone, the A / D to convert the digital signal and output A frequency analysis means for receiving a digital signal from the A / D converter and analyzing the frequency, and outputting the frequency-analyzed voice data; and a similar pattern for receiving the frequency-analyzed voice data from the frequency analyzer. A vector quintizer that indexes the representative value by indexing the representative value and outputs the index, index comparison means for receiving the index sequence output from the vector quintizer and detecting and outputting only the voice index; It receives the voice index output from the comparison means and outputs the recognition result of the voice command. It comprises a recognition judgment means.

상기한 구성에 의하여, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.With the above configuration, the most preferred embodiment which can be easily carried out by those skilled in the art to which the present invention pertains will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제2도는 이 발명의 실시예에 따른 차량용 음성 인식 장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a vehicle speech recognition device according to an embodiment of the present invention.

첨부한 제2도에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 실시예에 따른 차량용 음성 인식 장치의 구성은, 음성을 인식하여 전기 신호로 바꾸어 출력하는 마이크(10)와, 상기 마이크(10)에서 출력되는 아날로그 음성 신호를 입력받아, 디지탈 신호로 변환하여 출력하는 A/D 변환기(2)와, 상기 A/D 변환기(20)에서 디지탈 변환된 음성 신호를 입력받아 주파수를 분석하여 주파수 분석된 음성 데이타를 출력하는 주파수 분석수단(30)과, 상기 주파수 분석수단(30)에서 주파수 분석된 음성 데이타를 입력받아 유사한 패턴의 대표값으로 묶어 대표값에 인덱스를 붙이고 인덱스 시퀸스를 출력하는 벡터 퀸타이저(40)와, 상기 벡터 퀸타이저(40)에서 출력되는 인덱스 시퀸스를 입력받아 에너지 값이 작은 인덱스가 램덤하게 반복되는 잡음 인덱스와 에너지 값이 큰 음성 인덱스를 분류하여 상기 음성 인덱스만을 검출하여 출력하는 인덱스 비교수단(50)과, 상기 인덱스 비교수단에서 출력되는 음성 인덱스를 입력받아 음성 명령의 인식 결과를 출력하는 인식 판단수단(60)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 음성 인식 장치입니다.As shown in FIG. 2, a configuration of a vehicle speech recognition apparatus according to an embodiment of the present invention includes a microphone 10 for recognizing a voice and converting the voice into an electrical signal, and outputting the microphone 10. A / D converter 2 for receiving an analog voice signal, converting it into a digital signal, and outputting the audio signal, and receiving the digital signal from the A / D converter 20. A vector quintizer which receives the frequency analysis means 30 for outputting the voice data analyzed by the frequency analysis means 30, bundles them into representative values of a similar pattern, indexes the representative values, and outputs an index sequence ( 40) and a noise index having a small energy value and a voice index having a large energy value are received by receiving an index sequence output from the vector quintizer 40. And index determination means 50 for detecting and outputting only the speech index and receiving the speech index output from the index comparison means, and recognition recognition means 60 for outputting a recognition result of the voice command. Car speech recognition device.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 차량용 음성 인식 장치의 작용은 다음과 같다.The operation of the vehicular speech recognition apparatus according to the embodiment of the present invention by the above configuration is as follows.

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 인덱스 비교부에서의 음성 구간 검출 방법의 흐름도이다.3 is a flowchart of a voice section detection method in an index comparison unit according to an embodiment of the present invention.

먼저 동작에 필요한 전원이 인가되면, 마이크(10)가 명령을 내리는 음성을 인식하여 전기 신호로 바꾸어 출력한다.First, when the power required for the operation is applied, the microphone 10 recognizes the voice to give a command and converts it into an electrical signal and outputs it.

A/D 변환기(20)는 상기 마이크(10)에서 출력되는 아날로그 음성 신호를 입력받아, 디지탈 신호로 변환하여 출력한다.The A / D converter 20 receives an analog audio signal output from the microphone 10, converts it into a digital signal, and outputs the digital signal.

주파수 분석부(30)는 상기 A/D 변환기(20)에서 디지탈 변환된 음성 신호를 입력받아 주파수를 분석하여, 주파수 분석된 음성 데이타를 출력한다.The frequency analyzer 30 receives the digitally converted voice signal from the A / D converter 20, analyzes the frequency, and outputs the frequency-analyzed voice data.

벡터 퀸타이저(40)는 상기 주파수 분석부(30)에서 주파수 분석된 음성 데이타를 입력받아 유사한 패턴의 대표값으로 묶어 대표값에 인덱스를 붙이고 인덱스 시퀸스를 출력한다.The vector quintizer 40 receives the voice data analyzed by the frequency analyzer 30, receives the voice data analyzed by the frequency analyzer 30, binds them to a representative value of a similar pattern, indexes the representative value, and outputs an index sequence.

벡터 퀸타이저(40)에서 자동차의 도로상 주행으로 인한 잡음에 붙여지는 인덱스는 3 내지 5개로 한정되며, 랜덤(Random)하게 반복되어 나타나며, 음성 구간에 비하여 작은 에너지를 갖는다. 차량에서 음성이 없이 주행으로 인한 소음을 들어보면 작은 소리가 불규칙적으로 들리는 것을 알 수 있다.In the vector quintizer 40, the indexes applied to the noise caused by driving on the road of the vehicle are limited to three to five, randomly repeated, and have a small energy compared to the voice interval. If you listen to the noise caused by driving without voice in the car, you can see that the small sound is irregular.

음성 신호에는 잡음 인덱스와는 다른 인덱스가 순서적으로 나타나며, 신호의 크기도 잡음에 비해 큰 에너지를 갖는다.Indices different from noise indices appear in the voice signal in order, and the magnitude of the signal also has a greater energy than noise.

인덱스 비교부(50)는 상기 벡터 퀸타이저(40)에서 출력되는 인덱스 시퀸스를 입력받아 판독한다.(S1)The index comparison unit 50 receives and reads an index sequence output from the vector quintizer 40 (S1).

그다음, 입력된 인덱스가 잡음 인덱스인지를 판정하여, 잡음 인덱스라면 다음 인덱스를 입력받는다.(S2)Then, it is determined whether the input index is the noise index, and if the noise index is received, the next index is input (S2).

상기 단계(S2)에서 잡음 인덱스가 아니라면, 신호의 크기를 경계치와 비교하여 음성 인덱스인지를 판단한다.(S3)If it is not the noise index in the step (S2), it is determined whether the voice index by comparing the magnitude of the signal with the threshold value (S3).

상기 단계(S3)에서 음성 인덱스라고 판단되면 인식 판단부(60)로 음성 인덱스만을 검출하여 출력한다.(S4)If it is determined in step S3 that the voice index is detected, only the voice index is detected and output to the recognition determining unit 60 (S4).

제4도는 이 발명의 실시예에 따른 인덱스 비교부에서의 음성 구간 검출 방법의 실행 결과를 나타내는 도면이다.4 is a view showing an execution result of the speech section detection method in the index comparison unit according to the embodiment of the present invention.

제4도에 도시되어 있는 바와 같이, 주변의 잡음 인덱스는 에너지 값이 작고 1 또는 2의 인덱스가 랜덤하게 반복되고, 음성 구간내의 음성 인덱스는 에너지값이 비교적 크고 상기 잡음 인덱스와는 다른 인덱스가 나타난다.As shown in FIG. 4, the surrounding noise index has a small energy value and an index of 1 or 2 is randomly repeated, and the voice index in the speech section has a relatively large energy value and a different index from the noise index. .

음성 구간이 끝나면, 다시 잡음 인덱스가 랜덤하게 반복된다.After the speech section ends, the noise index is repeated at random.

상기 음성 구간내의 인덱스 시퀸스가 인식 판단부(60)로 입력되는 것이다.The index sequence in the speech section is input to the recognition determining unit 60.

인식 판단부(60)는 상기 인덱스 비교부(50)에서 출력되는 음성 인덱스를 입력받아 음성 명령의 인식 결과를 출력한다.The recognition determiner 60 receives the voice index output from the index comparator 50 and outputs a recognition result of the voice command.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 차량 노이즈가 상당히 큰 상황에서 음성 명령을 추출하여 인식을 수행함으로써 차량의 주행 소음에 대해서 정확한 음성 명령을 검출하고, 음성 구간 판별을 위해 별도의 연산을 필요로 하지 않아 연산 시간을 단축시키며, 쉽게 구현 가능하고, 메모리의 용량을 줄이는 효과를 가진 차량용 음성 인식 장치를 제공할 수 있다.As described above, in the exemplary embodiment of the present invention, the voice command is extracted and the recognition is performed in a situation where the vehicle noise is quite large, so that an accurate voice command is detected for driving noise of the vehicle, and a separate operation is required to determine the voice section. It is possible to provide a speech recognition device for a vehicle which shortens the calculation time, can be easily implemented, and reduces the memory capacity.

이 발명의 이러한 효과는 음성 인식 및 영상 처리 분야에 이용될 수 있다.This effect of the present invention can be used in the field of speech recognition and image processing.

Claims (2)

음성을 인식하여 전기 신호로 바꾸어 출력하는 마이크와, 상기 마이크에서 출력되는 아날로그 음성 신호를 입력받아, 디지탈 신호로 변환하여 출력하는 A/D 변환기와, 상기 A/D 변환기에서 디지탈 변환된 음성 신호를 입력받아 주파수를 분석하여 주파수 분석된 음성 데이타를 출력하는 주파수 분석수단과, 상기 주파수 분석수단에서 주파수 분석된 음성 데이타를 입력받아 유사한 패턴의 대표값으로 묶어 대표값에 인덱스를 붙이고 인덱스 시퀸스를 출력하는 벡터 퀸타이저와, 상기 벡터 퀸타이저에서 출력되는 인덱스 시퀸스를 입력받아 에너지 값이 작은 인덱스가 랜덤하게 반복되는 잡음 인덱스와 에너지 값이 큰 음성 인덱스를 분류하여 상기 음성 인덱스만을 검출하여 출력하는 인덱스 비교수단과, 상기 인덱스 비교수단에서 출력되는 음성 인덱스를 입력받아 음성 명령의 인식 결과를 출력하는 인식 판단수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 음성 인식 장치.A microphone for recognizing voice and converting the signal into an electrical signal, outputting an analog voice signal outputted from the microphone, converting the digital signal into a digital signal, and outputting the digital signal; and converting the voice signal digitally converted from the A / D converter. Frequency analysis means for outputting frequency-analyzed voice data by receiving a frequency analysis, and receiving frequency-analyzed voice data from the frequency analysis means, grouping them into representative values of a similar pattern, indexing the representative values, and outputting an index sequence. An index that detects and outputs only the voice index by classifying a noise index having a small energy value and a voice index having a large energy value by receiving a vector quintizer and an index sequence output from the vector quintizer. A comparison means and a voice index output from the index comparison means Input received vehicle speech recognition apparatus which comprises a recognition judgment means for outputting a recognition result of the speech command. 제1항에 있어서, 상기한 인덱스 비교수단은 상기 벡터 퀸타이저에서 출력되는 인덱스 시퀸스를 입력받아 판독한 후에, 입력된 인덱스가 잡음 인덱스인지를 판정하고, 잡음 인덱스가 아니라면, 신호의 크기를 경계치와 비교하여 음성 인덱스인지를 판단하여 음성 인덱스만을 검출하여 출력하는 것을 특징으로 하는 차량용 음성 인식 장치.The method of claim 1, wherein the index comparison means receives and reads an index sequence output from the vector quintizer, and then determines whether the input index is a noise index, and if not, a boundary of a signal size. And a voice index is detected and outputted by determining whether the voice index is a voice index.
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