(57)【要約】【課題】キーワード検出を意図せずに発話したキーワードの誤検出を抑制する。【解決手段】キーワード検出部１１は、入力音声から所定のキーワードの発音を検出した結果を示すキーワード検出結果を生成する。音声検出部１２は、入力音声から音声区間を検出した結果を示す音声区間検出結果を生成する。遅延部１３は、音声区間検出結果に少なくともキーワードの発話時間より長い遅延を与える。文中キーワード除外部１４は、キーワード検出結果がキーワードを検出したことを示し、かつ、音声区間検出結果が音声区間を検出したことを示すとき、キーワード検出結果をキーワードを検出しなかったことを示すものに更新する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力音声から所定のキーワードの発音を検出した結果を示すキーワード検出結果を生成するキーワード検出部と、
上記入力音声から音声区間を検出した結果を示す音声区間検出結果を生成する音声検出部と、
上記音声区間検出結果に少なくともキーワードの発話時間より長い遅延を与える遅延部と、
上記キーワード検出結果がキーワードを検出したことを示し、かつ、上記音声区間検出結果が音声区間を検出したことを示すとき、上記キーワード検出結果をキーワードを検出しなかったことを示すものに更新する文中キーワード除外部と、
を含むキーワード検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載のキーワード検出装置であって、
上記音声区間検出結果を所定の時間分保持するバッファ部をさらに含み、
上記文中キーワード除外部は、上記キーワード検出結果がキーワードを検出したことを示し、かつ、上記バッファ部が保持する音声区間検出結果のうち少なくとも１つの音声区間検出結果が音声区間を検出したことを示すとき、上記キーワード検出結果をキーワードを検出しなかったことを示すものに更新するものである、
キーワード検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載のキーワード検出装置であって、
上記入力音声は、複数のチャネルを含む音声信号であり、
上記音声検出部は、上記入力音声に含まれる各チャネルに対応する上記音声区間検出結果を生成するものであり、
上記キーワード検出部と上記遅延部と上記文中キーワード除外部とを、上記入力音声に含まれるチャネルの数だけ含む、
キーワード検出装置。
【請求項４】
キーワード検出部が、入力音声から所定のキーワードの発音を検出した結果を示すキーワード検出結果を生成し、
音声検出部が、上記入力音声から音声区間を検出した結果を示す音声区間検出結果を生成し、
遅延部が、上記音声区間検出結果に少なくともキーワードの発話時間より長い遅延を与え、
文中キーワード除外部が、上記キーワード検出結果がキーワードを検出したことを示し、かつ、上記音声区間検出結果が音声区間を検出したことを示すとき、上記キーワード検出結果をキーワードを検出しなかったことを示すものに更新する、
キーワード検出方法。
【請求項５】
請求項１から３のいずれかに記載のキーワード検出装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、キーワードの発音を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばスマートスピーカや車載システムなどの、音声による制御が可能な機器では、トリガとなるキーワードが発音された際に音声認識を開始するキーワードウェイクアップと呼ばれる機能が搭載されていることがある。このような機能では、音声信号を入力とし、キーワードの発音を検出する技術が必要となる。
【０００３】
図１は、非特許文献１に開示されている従来技術の構成である。従来技術では、キーワード検出部９１が入力された音声信号からキーワードの発音を検出すると、目的音出力部９９がスイッチをオンにして、当該音声信号を音声認識等の対象とする目的音として出力する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Sensory,Inc.、“TrulyHandsfreeTM”、［online］、［平成30年8月17日検索］、インターネット<URL: http://www.sensory.co.jp/product/thf.htm>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術では、キーワード検出を意図した発話ではなくても、発話の中にキーワードもしくはキーワードに近い音素が含まれていると、そのキーワードもしくはキーワードに近い音素に反応してしまい、キーワードの誤検出となる場合がある。例えば、キーワードが“こんにちはＡＢＣ”であった場合に、利用者に対して「キーワードは“こんにちはＡＢＣ”です」と話すように、キーワード検出を意図しているわけではないが、キーワードを発話する場合などが挙げられる。
【０００６】
この発明の目的は、上述のような技術的課題を鑑みて、キーワード検出を意図せずに発話したキーワードの誤検出を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、この発明の一態様のキーワード検出装置は、入力音声から所定のキーワードの発音を検出した結果を示すキーワード検出結果を生成するキーワード検出部と、入力音声から音声区間を検出した結果を示す音声区間検出結果を生成する音声検出部と、音声区間検出結果に少なくともキーワードの発話時間より長い遅延を与える遅延部と、キーワード検出結果がキーワードを検出したことを示し、かつ、音声区間検出結果が音声区間を検出したことを示すとき、キーワード検出結果をキーワードを検出しなかったことを示すものに更新する文中キーワード除外部と、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、キーワード検出を意図せずに発話したキーワードの誤検出を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は従来のキーワード検出装置の機能構成を例示する図である。
【図２】図２は第一実施形態のキーワード検出装置の機能構成を例示する図である。
【図３】図３は第一実施形態のキーワード検出方法の処理手順を例示する図である。
【図４】図４は第一実施形態の原理を説明するための図である。
【図５】図５は第二実施形態のキーワード検出装置の機能構成を例示する図である。
【図６】図６は第二実施形態のキーワード検出方法の処理手順を例示する図である。
【図７】図７は第二実施形態の原理を説明するための図である。
【図８】図８は第三実施形態のキーワード検出装置の機能構成を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、図面中において同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
【００１１】
［第一実施形態］
第一実施形態のキーワード検出装置１は、利用者の音声（以下、「入力音声」と呼ぶ）を入力とし、入力音声からキーワードが検出されると、音声認識等の対象とする目的音を出力する。キーワード検出装置１は、図２に示すように、キーワード検出部１１、音声検出部１２、遅延部１３、文中キーワード除外部１４、および目的音出力部１９を備える。このキーワード検出装置１が、図３に示す各ステップの処理を行うことにより第一実施形態のキーワード検出方法Ｓ１が実現される。
【００１２】
キーワード検出装置１は、例えば、中央演算処理装置（CPU: Central Processing Unit）、主記憶装置（RAM: Random Access Memory）などを有する公知又は専用のコンピュータに特別なプログラムが読み込まれて構成された特別な装置である。キーワード検出装置１は、例えば、中央演算処理装置の制御のもとで各処理を実行する。キーワード検出装置１に入力されたデータや各処理で得られたデータは、例えば、主記憶装置に格納され、主記憶装置に格納されたデータは必要に応じて中央演算処理装置へ読み出されて他の処理に利用される。キーワード検出装置１の各処理部は、少なくとも一部が集積回路等のハードウェアによって構成されていてもよい。
【００１３】
以下、図３を参照して、第一実施形態のキーワード検出装置が実行するキーワード検出方法について説明する。
【００１４】
ステップＳ１１において、キーワード検出部１１は、入力音声からあらかじめ定めた所定のキーワードの発音を検出する。キーワードの検出は、例えば短時間の周期で求めたパワースペクトルのパターンが、事前に収録したキーワードのパターンと類似しているか否かを、事前に学習されたニューラルネットワークを用いて判定することで行う。キーワード検出部１１は、キーワードを検出したこと（“キーワード検出あり”）、または、キーワードを検出しなかったこと（“キーワード検出なし”）を示すキーワード検出結果を文中キーワード除外部１４へ出力する。
【００１５】
ステップＳ１２において、音声検出部１２は、入力音声から音声区間を検出する。音声区間の検出は、例えば以下のように行われる。まず、定常雑音レベルN(t)を入力音声の長時間平均から求める。次に、定常雑音レベルN(t)に所定の定数αを乗算して閾値を設定する。そして、短時間平均レベルP(t)が閾値よりも大きくなる区間を音声区間として検出する。また、スペクトルやケプストラムの形状が音声の特徴と一致するか否かを判定要素に加えるような手法により音声区間を検出してもよい。音声検出部１２は、音声区間を検出したこと（“音声検出あり”）、または、音声区間を検出しなかったこと（“音声検出なし”）を示す音声区間検出結果を遅延部１３へ出力する。
【００１６】
短時間平均レベルP(t)の計算は、平均的なキーワード発話時間Ｔの矩形窓をかけた二乗平均パワーや、指数窓を乗算した二乗平均パワーを計算する。離散時刻ｔのパワーをP(t)とし、入力信号をx(t)とすれば、
【００１７】
【数１】
2020042171.tif 000003
【００１８】
となる。ただし、αは忘却係数であり、0<α<1の値をあらかじめ設定する。αは時定数が平均的なキーワード発話時間Ｔ（サンプル）となるように設定される。すなわち、α=1-1/Tである。もしくは、次式のように、キーワード発話時間Ｔの矩形窓をかけた絶対値平均パワーや、指数窓を乗算した絶対値平均パワーを計算してもよい。
【００１９】
【数２】
2020042171.tif 000004
【００２０】
ステップＳ１３において、遅延部１３は、音声検出部１２が出力する音声区間検出結果を、キーワード検出の検出遅延時間とキーワードの平均的な発話時間とマージン時間とを加算した時間だけ遅延させる。図４にキーワード検出を意図した発話（図４Ａ）と文中にキーワードが出現する発話（図４Ｂ）における各時間の関係を示す。マージン時間は数百ミリ秒から数秒程度とする。遅延部１３は、遅延後の音声区間検出結果を文中キーワード除外部１４へ出力する。
【００２１】
ステップＳ１４において、文中キーワード除外部１４は、キーワード検出部１１の出力するキーワード検出結果から文中のキーワードに関する検出結果を除外して目的音出力部１９へ出力する。具体的には、キーワード検出部１１の出力するキーワード検出結果が“キーワード検出あり”であるときに、遅延部１３の出力する音声区間検出結果が“音声検出あり”であった場合、そのキーワードは文中のキーワードであると判断し、キーワード検出結果を“キーワード検出なし”に更新して出力する。キーワード検出部１１の出力するキーワード検出結果が“キーワード検出あり”であるときに、遅延部１３の出力する音声区間検出結果が“音声検出なし”であった場合は、キーワード検出を意図した発話であると判断し、“キーワード検出あり”のまま出力する。このとき、音声区間検出結果が“音声検出あり”であった場合に、常にキーワード検出結果を“キーワード検出なし”に更新するのではなく、キーワード検出の尤度に対する閾値を設け、キーワード検出の尤度が閾値を下回っていたときのみ、キーワード検出結果を“キーワード検出なし”に更新する方法としてもよい。
【００２２】
ステップＳ１９において、目的音出力部１９は、文中キーワード除外部１４の出力するキーワード検出結果が“キーワード検出あり”であった場合に、スイッチをオンにして、入力音声を目的音として出力する。文中キーワード除外部１４の出力するキーワード検出結果が“キーワード検出なし”であった場合は、スイッチをオフにして出力を停止する。
【００２３】
このように構成することにより、第一実施形態によれば、利用者の発話する文中に出現するキーワードの検出を除外することができ、キーワード検出を意図せずに発話したキーワードの誤検出を減らすことができる。
【００２４】
［第二実施形態］
第二実施形態のキーワード検出装置２は、第一実施形態と同様に、利用者の音声を入力とし、入力音声からキーワードが検出されると、音声認識等の対象とする目的音を出力する。キーワード検出装置２は、図５に示すように、第一実施形態のキーワード検出部１１、音声検出部１２、遅延部１３、文中キーワード除外部１４、および目的音出力部１９に加えて、バッファ部２１をさらに備える。このキーワード検出装置２が、図６に示す各ステップの処理を行うことにより第二実施形態のキーワード検出方法Ｓ２が実現される。
【００２５】
以下、図６を参照して、第二実施形態のキーワード検出装置が実行するキーワード検出方法について、第一実施形態のキーワード検出方法との相違点を中心に説明する。
【００２６】
ステップＳ２１において、バッファ部２１は、遅延部１３の出力する音声区間検出結果を、一定時間分ファーストインファーストアウト（先入れ先出し）で保持する。図７にキーワード検出を意図した発話（図７Ａ）と文中にキーワードが出現する発話（図７Ｂ）における各時間の関係を示す。保持する時間（FIFO長）は数百ミリ秒〜数秒程度とする。
【００２７】
ステップＳ１４において、文中キーワード除外部１４は、キーワード検出部１１の出力するキーワード検出結果が“キーワード検出あり”であるときに、バッファ部２１に保持されている音声区間検出結果が１つでも“音声検出あり”であった場合に、そのキーワードは文中のキーワードであると判断し、キーワード検出結果を“キーワード検出なし”に更新して出力する。キーワード検出部１１の出力するキーワード検出結果が“キーワード検出あり”であるときに、バッファ部２１に保持されている音声区間検出結果がすべて“音声検出なし”であった場合は、キーワード検出を意図した発話であると判断し、“キーワード検出あり”のまま出力する。
【００２８】
このように構成することにより、第二実施形態によれば、バッファ部２１に保持されている時間区間全体で音声の有無を判定するので、偶然に発話の間の休止区間で文中のキーワードであるか否かを判定してしまい、文中に出現するキーワードを誤検出することを防止することができる。
【００２９】
［第三実施形態］
第三実施形態のキーワード検出装置３は、マルチチャネルの音声信号を入力とし、キーワードが検出されたチャネルの音声信号を音声認識等の対象とする目的音として出力する。キーワード検出装置３は、図８に示すように、第一実施形態のキーワード検出部１１、遅延部１３、文中キーワード除外部１４、および目的音出力部１９の組を入力音声のチャネル数Ｍ（≧２）だけ備え、さらにＭチャネル入出力の多入力音声検出部３２を備える。
【００３０】
多入力音声検出部３２は、マルチチャネルの音声信号を入力とし、１以上Ｍ以下の各整数ｉについて、チャネルｉの音声信号から音声区間を検出した音声区間検出結果を遅延部１３−ｉへ出力する。多入力音声検出部３２は、チャネル間で音声レベル情報をやり取りすることで、より正確に音声区間を検出することができる。マルチチャネル入力の音声区間検出の方法は、下記参考文献１に記載の手法などを用いることができる。
【００３１】
〔参考文献１〕特開２０１７−１８７６８８号公報
このように構成することにより、第三実施形態によれば、マルチチャネルの音声信号が入力されたときに、精度よく音声区間を検出することができ、結果としてキーワード検出の精度が向上する。
【００３２】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、これらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計の変更等があっても、この発明に含まれることはいうまでもない。実施の形態において説明した各種の処理は、記載の順に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。
【００３３】
［プログラム、記録媒体］
上記実施形態で説明した各装置における各種の処理機能をコンピュータによって実現する場合、各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記各装置における各種の処理機能がコンピュータ上で実現される。
【００３４】
この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。
【００３５】
また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したDVD、CD-ROM等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。
【００３６】
このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶装置に格納する。そして、処理の実行時、このコンピュータは、自己の記憶装置に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。また、このプログラムの別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。また、サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるASP（Application Service Provider）型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。なお、本形態におけるプログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるもの（コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータ等）を含むものとする。
【００３７】
また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、本装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１，２，３，９  キーワード検出装置
１１，９１  キーワード検出部
１２  音声検出部
１３  遅延部
１４  文中キーワード除外部
１９，９９  目的音出力部
２１  バッファ部
３２  多入力音声検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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