(57)【要約】【課題】自動車車両の操作者の注意を乱すことを最小限に抑えた可変テキスト読み上げのためのシステムおよび方法を提供すること。【解決手段】自動車車両中に実装されるテキスト読み上げ(TTS)システムが、計測された操作状態に応じて合成された音声の特性を調整することにより多様な車両操作状態および環境条件にわたって明瞭度を上昇させるように動的に調整される。車両の操作者の注意を乱すことを低減させるため、本発明の一実施形態は、メッセージフレーズが流されている間に、合成音声特性に対するアップデートが実行されるのを防ぐ。その代わりに、音声特性は、自然なフレーズブレークの間にのみアップデートされる。本発明の別の実施形態では、過剰に急速な変化が加えられるのを防いで、車両操作者の注意を乱す可能性を低減させるために、減衰フィルタが、音声特性において算出された変化に対して適用される。【選択図】図1
2010055096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車車両の少なくとも1つの操作状態を計測するように構成された少なくとも1つの車両センサと、
TTS音声を合成するためのTTS音声シンセサイザと、
前記TTS音声シンセサイザに作動的に結合され、少なくとも複数のフレーズを含む合成すべきデータを供給するためのTTSフレーズデータベースと、
TTS処理エンジンとを備え、
前記TTS処理エンジンは、
前記TTS音声シンセサイザに作動的に結合され、前記TTS音声の特性を制御するために少なくとも1つのTTS音声パラメータを格納するように構成されたTTSパラメータデータベースと、
前記少なくとも1つの車両センサに作動的に結合され、前記自動車車両の前記少なくとも1つの操作状態にもとづいて前記少なくとも1つのTTS音声パラメータの値を算出するように構成されたTTSパラメータ算出モジュールと、
前記TTSフレーズデータベースに作動的に結合され、前記複数のフレーズ中の少なくとも1つのブレークを検出するように構成されると共に、前記TTSパラメータ算出モジュールにより算出された前記少なくとも1つのTTS音声パラメータの前記値を用いて、前記TTSパラメータデータベースに格納された前記少なくとも1つのTTS音声パラメータのアップデートを制御するように構成されたフレーズブレーク検出器と
を備えた前記自動車車両において使用するためのテキスト読み上げ(TTS)制御システム。
【請求項２】
前記フレーズブレーク検出器は、さらに、前記複数のフレーズの中の少なくとも1つが前記TTS音声シンセサイザによって合成されつつある場合には、前記TTSパラメータデータベースに格納された前記少なくとも1つのTTS音声パラメータのアップデートを防ぐように構成され、前記複数のフレーズの中のいずれもが前記TTS音声シンセサイザによって合成されていない場合には、前記少なくとも1つのTTS音声パラメータのアップデートを許可するように構成された請求項1に記載のTTS制御システム。
【請求項３】
前記TTSフレーズデータベースによって供給されるデータが、前記少なくとも1つのブレークを特定するための少なくとも1つの制御特性を含む請求項1に記載のTTS制御システム。
【請求項４】
前記フレーズブレーク検出器は、前記少なくとも1つのブレークを特定するための前記少なくとも1つの制御特性を復号するようにさらに構成された請求項3に記載のTTS制御システム。
【請求項５】
前記フレーズブレーク検出器は、前記少なくとも1つのブレークを特定するために、前記TTSフレーズデータベースによって供給されるデータをパースするように更に構成された請求項1に記載のTTS制御システム。
【請求項６】
自動車車両の少なくとも1つの操作状態を計測するように構成された少なくとも1つの車両センサと、
TTS音声を合成するためのTTS音声シンセサイザと、
前記TTS音声シンセサイザに作動的に結合され、合成すべきデータを供給するためのTTSフレーズデータベースと、
TTS処理エンジンとを備え、
前記TTS処理エンジンは、
前記TTS音声シンセサイザに作動的に結合され、前記TTS音声の特性を制御するために少なくとも1つのTTS音声パラメータを格納するように構成されたTTSパラメータデータベースと、
前記少なくとも1つの車両センサに作動的に結合され、前記自動車車両の前記少なくとも1つの操作状態にもとづいて前記少なくとも1つのTTS音声パラメータの値を算出するように構成されたTTSパラメータ算出モジュールと、
前記TTSパラメータ算出モジュールにより算出された前記少なくとも1つのTTS音声パラメータの前記値をフィルタリングするように構成されると共に、前記TTSパラメータデータベースに格納された前記少なくとも1つのTTS音声パラメータのアップデートを制御するように構成されたTTSパラメータ減衰モジュールと
を備えた自動車車両において使用するためのテキスト読み上げ(TTS)制御システム。
【請求項７】
先行時間に前記TTSパラメータ算出モジュールにより算出された前記少なくとも1つのTTS音声パラメータの値を用いて、前記TTSパラメータ算出モジュールにより算出された前記少なくとも1つのTTS音声パラメータの前記値の平均値を出すように構成された移動平均値フィルタをさらに備えた請求項6に記載のTTSパラメータ減衰モジュール。
【請求項８】
前記TTSパラメータ算出モジュールにより算出された前記少なくとも1つのTTS音声パラメータの前記値が変化し得るレートを制限するように構成されたスルーレートリミッタをさらに備えた請求項6に記載のTTSパラメータ減衰モジュール。
【請求項９】
減衰指数関数時間定数の適用により、前記TTSパラメータ算出モジュールによって算出された前記少なくとも1つのTTS音声パラメータの前記値が変化し得るレートを制限するための指数関数時間減衰フィルタをさらに備えた請求項6に記載のTTSパラメータ減衰モジュール。
【請求項１０】
自動車車両の少なくとも1つの操作状態を計測するように構成された少なくとも1つの車両センサと、
TTS音声を合成するためのTTS音声シンセサイザと、
前記TTS音声シンセサイザに作動的に結合され、少なくとも複数のフレーズを含む合成すべきデータを供給するためのTTSフレーズデータベースと、
TTS処理エンジンとを備え、
前記TTS処理エンジンは、
前記TTS音声シンセサイザに作動的に結合され、前記TTS音声の特性を制御するために少なくとも1つのTTS音声パラメータを格納するように構成されたTTSパラメータデータベースと、
前記少なくとも1つの車両センサに作動的に結合され、前記自動車車両の前記少なくとも1つの操作状態にもとづいて前記少なくとも1つのTTS音声パラメータの値を算出するように構成されたTTSパラメータ算出モジュールと、
前記TTSフレーズデータベースに作動的に結合され、前記複数のフレーズ中の少なくとも1つのブレークを検出するように構成されると共に、前記TTSパラメータデータベースに格納された前記少なくとも1つのTTS音声パラメータのアップデートを制御するように構成されたフレーズブレーク検出器と、
前記TTSパラメータ算出モジュールにより算出された前記少なくとも1つのTTS音声パラメータの前記値をフィルタリングするように構成されると共に、前記TTSパラメータデータベースに格納された前記少なくとも1つのTTS音声パラメータの前記アップデートをさらに制御するように構成されたTTSパラメータ減衰モジュールと
を備えた自動車車両において使用するためのテキスト読み上げ(TTS)制御システム。
【請求項１１】
前記フレーズブレーク検出器は、さらに、前記複数のフレーズの中の少なくとも1つが前記TTS音声シンセサイザによって合成されつつある場合には、前記TTSパラメータデータベースに格納された前記少なくとも1つのTTS音声パラメータのアップデートを防ぐように構成され、前記複数のフレーズの中のいずれもが前記TTS音声シンセサイザによって合成されていない場合には、前記少なくとも1つのTTS音声パラメータのアップデートを許可するように構成された請求項10に記載のTTS制御システム。
【請求項１２】
前記TTSフレーズデータベースによって供給されるデータが、前記少なくとも1つのブレークを特定するための少なくとも1つの制御特性を含む請求項10に記載のTTS制御システム。
【請求項１３】
前記フレーズブレーク検出器は、前記少なくとも1つのブレークを特定するための前記少なくとも1つの制御特性を復号するようにさらに構成された請求項12に記載のTTS制御システム。
【請求項１４】
前記フレーズブレーク検出器は、前記少なくとも1つのブレークを特定するために、前記TTSフレーズデータベースによって供給されるデータをパースするように更に構成された請求項10に記載のTTS制御システム。
【請求項１５】
先行時間に前記TTSパラメータ算出モジュールにより算出された前記少なくとも1つのTTS音声パラメータの値を用いて、前記TTSパラメータ算出モジュールにより算出された前記少なくとも1つのTTS音声パラメータの前記値の平均値を出すように構成された移動平均値フィルタをさらに備えた請求項10に記載のTTSパラメータ減衰モジュール。
【請求項１６】
前記TTSパラメータ算出モジュールにより算出された前記少なくとも1つのTTS音声パラメータの前記値が変化し得るレートを制限するように構成されたスルーレートリミッタをさらに備えた請求項10に記載のTTSパラメータ減衰モジュール。
【請求項１７】
減衰指数関数時間定数の適用により、前記TTSパラメータ算出モジュールによって算出された前記少なくとも1つのTTS音声パラメータの前記値が変化し得るレートを制限するための指数関数時間減衰フィルタをさらに備えた請求項10に記載のTTSパラメータ減衰モジュール。
【請求項１８】
計測された自動車車両の状態に応じてTTS音声の特性を調節するように構成されたTTS制御システムを備えた自動車車両において、前記自動車車両の操作者の注意を乱すことを低減させつつ、少なくとも1つのTTS音声特性を調節する方法であって、
前記自動車車両の少なくとも1つの操作状態を計測するステップと、
前記TTS音声の明瞭度が上昇するように、前記自動車車両の前記計測された操作状態にもとづいて算出された値を生成するために、前記TTS音声を特性付けする少なくとも1つのパラメータの値を算出するステップと、
合成すべきメッセージ中で少なくとも1つのブレークを検出するために、前記TTS音声シンセサイザによって前記合成すべきメッセージを処理するステップと、
メモリデバイスに処理された値を格納するステップであって、前記処理された値は、前記少なくとも1つのブレークがまだ検出されていない場合には、前記少なくとも1つのパラメータの前回値と同じであり、前記少なくとも1つのブレークが検出された場合には、前記算出された値と同じである、ステップと、
TTS音声シンセサイザに前記処理された値を適用するステップと
を含む方法。
【請求項１９】
合成すべきメッセージを処理する前記ステップは、前記少なくとも1つのブレークの存在を示す前記メッセージ内で少なくとも1つの制御特性を特定するステップをさらに含む請求項18に記載の方法。
【請求項２０】
減衰された値を生成するために、フィルタリング動作を適用することにより前記少なくとも1つのパラメータの前記算出された値における変化を減衰するステップと、
前記算出された値を前記減衰された値と同じに設定するステップと
をさらに含む請求項18に記載の方法。
【請求項２１】
前記算出された値における変化を減衰する前記ステップは、減衰された値を生成するために、前記少なくとも1つのパラメータの少なくとも1つの前回値を用いて前記算出された値の平均値を出すように、移動平均値フィルタを適用するステップをさらに含む請求項20に記載の方法。
【請求項２２】
前記算出された値における変化を減衰する前記ステップは、減衰された値を生成するために、前記少なくとも1つのパラメータの前回値に対する算出された値の最大変化レートを制限するように、スルーレートリミッタを適用するステップをさらに含む請求項20に記載の方法。
【請求項２３】
前記算出された値における変化を減衰する前記ステップは、減衰された値を生成するために、前記算出された値に対して指数関数時間減衰フィルタを適用するステップをさらに含む請求項20に記載の方法。
【請求項２４】
前記TTS音声シンセサイザによって合成すべきメッセージを処理する前記ステップは、前記少なくとも1つのブレークの存在を示す前記メッセージ内で少なくとも1つの制御特性を特定するステップをさらに含む請求項20に記載の方法。
【請求項２５】
前記算出された値における変化を減衰する前記ステップは、減衰された値を生成するために、前記少なくとも1つのパラメータの少なくとも1つの前回値を用いて前記算出された値の平均値を出すように、移動平均値フィルタを適用するステップをさらに含む請求項24に記載の方法。
【請求項２６】
前記算出された値における変化を減衰する前記ステップは、減衰された値を生成するために、前記少なくとも1つのパラメータの前回値に対する算出された値の最大変化レートを制限するように、スルーレートリミッタを適用するステップをさらに含む請求項24に記載の方法。
【請求項２７】
前記算出された値における変化を減衰する前記ステップは、減衰された値を生成するために、前記算出された値に対して指数関数時間減衰フィルタを適用するステップをさらに含む請求項24に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、合成されたTTS(Text-To-Speech:テキスト読み上げ)音声の明瞭度を最大限に高めるために自動車車両(automotive vehicle)の環境条件に応じてテキスト読み上げ(「TTS」)システムのパラメータを動的に最適化するためのシステムおよび方法に関する。特に、本発明は、車両操作者(vehicle operator)の注意を乱すことを最小限に抑えつつ、TTS音声を最適化する方法に焦点を置く。
【背景技術】
【０００２】
テキストデータのデータベースに結合されたテキスト読み上げ(「TTS」)エンジンまたはシンセサイザを内蔵するシステムがよく知られており、適用数は増加の一途をたどり続けている。例えば、TTS能力および音声認識能力を備えた自動車は、それらを備えない場合には運転者の注意を運転からそらすこととなる作業を簡易化する。車両におけるTTSシステムの利用には、とりわけ、ナビゲーションシステムまたはオーディオシステムなどの車載の電子システムの制御、重大な緊急放送の受信、および電話の発呼が含まれる。
【０００３】
とりわけ、車両速度、室内ノイズ、照明条件、および気象条件などのいくつかの環境条件が、運転者の集中力レベルに影響を及ぼす可能性があり、TTS音声プロンプトに注意を払い理解する運転者の能力に影響を及ぼす場合がある。いくつかの既存のシステムは、自動車車両に対してTTS音声プロンプトを生成しつつ、ある環境条件を補償することを試みる。例えば、いくつかのシステムは、車両速度または他の車両操作パラメータを監視し、運転者が停止させられたとき、または低速で進んでいるときなど、運転者がメッセージを聴く態勢が比較的よく整っている期間に対して、メッセージをスケジューリングすることを試みる。車両ナビゲーションに関連する他のシステムは、適時に「右折せよ」などの口頭指示を与えるために、車両速度および推定運転者反応時間を利用する場合がある。
【０００４】
「VARIABLE TEXT-TO-SPEECH FOR AUTOMOTIVE APPLICATION」と題された同一発明者による同時係属出願であって参照により本明細書に組み込まれる出願は、運転者が、環境条件の変化に応じて、TTSシステムの聴き取りおよびTTSシステムへの集中を含む他の活動に対して使用し得る精神力をより低くした状態で、車両の運転および制御の方により集中することを要求される場合があるという問題に対処するシステムについて記述している。実際に、ストレスの多い運転条件下においては、運転者は、比較的低速のTTS音声を平常のものとして知覚し、平常速度の音声を速すぎるものとして知覚する場合がある。他方において、ストレスのない条件下においては、運転者は、精神的努力をあまり要求されない場合があり、比較的低速のTTS音声は運転者を苛立たせ、閉口させることがある。同様に、様々な環境条件下において運転者に対して明瞭度を最適化させるために、ピッチまたはボリュームなどのTTS音声の他のパラメータが調整を要する場合もある。上記で参照された同時係属出願は、多様な車両操作条件にわたって向上した明瞭度を実現するために環境条件を補償するように、とりわけ音声速度、ピッチ、およびボリュームなどのTTS合成音声の様々なパラメータに対して補正を適用するように、車両センサデータを合成するシステムを提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、環境条件または操作条件が急激に変化すると、算出された変化をTTSシステムに対して即座に適用することは、車両の操作者の注意を乱すおそれのあるTTS音声の特性における不連続的変化を生じさせる可能性がある。例えば、比較的低速のTTS音声は、ストレスの多い運転条件下においては運転者に対して目立たない場合があるが、例えば運転者が加速したときに、平常速度の音声から比較的低速の音声への急激な変化は目立ち(noticeable)、注意を乱す場合がある。したがって、車両運転者に目立たず、かつ車両操作者の注意を乱さないように変化させつつ、最適に近い性能のTTS音声の特性を効率的に実現する態様で、TTS音声の特性に対して変化を加えるシステムを提供することが有用である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるTTS制御システムの第1の実施形態が、自動車車両の操作状態を計測するための1つまたは複数の車両センサと、TTS音声を生成するためのTTS音声シンセサイザと、TTS音声シンセサイザにデータを供給するためのフレーズデータベースと、TTS処理エンジンとを備える。TTS処理エンジンは、TTS音声シンセサイザによって合成される音声を特性付けするためのパラメータを格納するTTSパラメータデータベースを備える。また、TTSエンジンは、車両センサによって計測された車両の特定の操作状態についてTTS音声を特性付けするパラメータの理想値を算出するTTSパラメータ算出モジュールをさらに備える。また、TTSエンジンは、フレーズデータベースによってTTS音声シンセサイザに送られたフレーズ同士の間のブレーク(break)を特定するように構成されたフレーズブレークモジュールをさらに備える。フレーズには、語、語群、センテンス、コマンド、または、実質的に連続的な態様においてTTS音声シンセサイザによって合成されることとなる同様の音の集合体が含まれてよいことを理解されたい。フレーズブレークは、TTS音声シンセサイザによって合成される複数のフレーズ同士の間に現れ、オーディオ出力中の区切り(pauses)によって特性付けされる。フレーズブレークモジュールは、TTSパラメータデータベースのアップデートを制御するように構成され、パラメータデータベースがフレーズの途中でアップデートされるのを防ぐように構成されてよい。換言すれば、フレーズブレーク検出器は、フレーズブレークが検出された場合には、パラメータデータベースがパラメータ算出モジュールによって算出された値を用いてアップデートされるのを許可することができ、ブレークが検出されない場合には、アップデートの実施を防ぐことができる。この態様においては、車両の運転者の注意を乱す可能性を、低減させることができる。
【０００７】
本発明によるTTS制御システムの一実施形態においては、フレーズデータベースは、合成されたメッセージ中に区切れまたはブレークを生成すべきであることをTTSシンセサイザに示唆する、特殊制御特性を含んでよい。フレーズブレーク検出器は、フレーズブレークが発生していると判定するためにこのような制御特性を特定するように構成されてよい。
【０００８】
別の実施形態においては、フレーズブレーク検出器は、TTSシンセサイザに送られるメッセージをパースし、シンセサイザと同様の態様においてそれらのメッセージを処理し、コマンドオーディオ出力の欠落を認識することによってフレーズブレークを特定する。このような実施形態においては、フレーズブレークが発生しているか否かの判定における時間遅延を考慮に入れるために、TTSシンセサイザに送信されるTTSメッセージデータに対して時間的に先行するTTSメッセージデータを、フレーズブレーク検出器に供給することが有利である場合がある。
【０００９】
TTS制御システムの代替の実施形態においては、TTS処理エンジンは、TTS音声特性パラメータの算出された値に対してフィルタを適用するように構成された、パラメータ減衰モジュールを備える。減衰動作は、車両の運転者に対して不快感を与えるほど、または車両の運転者の注意を乱すほど大きな変化が加えられるのを防ぐように、音声特性パラメータのレートおよび/または最大偏位(maximum excursions)を低減させるように意図される。減衰モジュールの一実施形態においては、特性パラメータの算出された値が、複数の先行的に算出された各音声特性パラメータの値を用いて各音声特性パラメータの最新に算出された値の平均値を出す、移動平均値フィルタ(a moving-average filter)にかけられる。この減衰動作部は、音声特性パラメータが受ける値における最も高速の変動のいくつかを平滑化するのに寄与する、ローパスフィルタをもたらす。
【００１０】
減衰モジュールの別の実施形態においては、算出されたパラメータ値は、スルーレートリミッタにかけられる。スルーレートリミッタは、所与のパラメータが変動し得る最大レートを設定する。このパラメータについての新たな値の算出によってスルーレートの許容を上回る大きさの変化がもたらされる場合には、算出された値は、スルーレート制限に整合するより小さな変化に制限される。
【００１１】
減衰モジュールのさらに別の実施形態においては、算出されたパラメータ値は、算出された値における変化に対して減衰指数関数時間定数(a decaying exponential time constant)を適用する、指数関数的減衰フィルタ(an exponential-decay filter)にかけられる。時間定数は、適用例の要件によって要求される任意の値に設定することが可能である。
【００１２】
減衰モジュールの多数の他の実施形態がさらに可能であり、ローパスフィルタおよびバンドパスフィルタなどの、パラメータ変化における急速な変動を平滑化するのに寄与する他のタイプのフィルタ動作部が、本発明の範囲および趣旨にやはり含まれる。フレーズブレーク検出器のみを、または減衰モジュールのみを、または、フレーズブレーク検出器および減衰モジュールの両方を使用するTTS制御システムの実施形態が、本発明の範囲および趣旨にはやり含まれる。
【００１３】
フレーズブレーク検出器および減衰モジュールの両方を備えるTTS制御システムの一実施形態においては、フレーズブレーク検出器は、合成されたフレーズの途中での音声特性パラメータのアップデートを防ぐように作動する。フレーズブレークの間に、減衰モジュールにより処理された算出された値が、TTS合成音声の特性を制御するように、TTSパラメータデータベースをアップデートするために使用されてよい。複数の音声特性パラメータが、制御されつつある場合には、各音声特性パラメータは、個別に処理されてよい。あるパラメータが、フレーズブレーク検出器のみを介して処理されてよく、他のパラメータが、減衰モジュールのみにより処理されてよく、他のパラメータが、フレーズブレーク検出器および減衰モジュールの両方によって処理されてよい。
【００１４】
以下の詳細な説明と、初めに簡単に説明される添付の図面との検討により、本発明の他の有利および可能な実施形態が当業者に明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】車両操作者が様々な運転環境においてTTSシステムを使用する、典型的な運転シナリオの図である。
【図２】車両速度に伴う例示のTTSオーディオパラメータの変動を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による、TTSオーディオパラメータ補正がフレーズブレークで適用される、車両速度に伴う例示のTTSオーディオパラメータの変動を示す図である。
【図４】合成TTSフレーズ同士の間のブレークで補正を適用する、本発明の一実施形態のブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態による、減衰モジュールが作動中である、車両速度に伴う例示のTTSオーディオパラメータの変動を示す図である。
【図６】本発明による減衰モジュールの代替の実施形態の作動を示す図である。
【図７】本発明による減衰モジュールの代替の実施形態の作動を示す図である。
【図８】本発明による減衰モジュールの代替の実施形態の作動を示す図である。
【図９】減衰モジュールを備える本発明の一実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
TTS音声の特性の急激な変化に伴って運転者の注意を乱すことを最小限に抑えつつ、多様な運転条件にわたって明瞭度を向上させるTTSスピーチパラメータの調整を可能にする自動車車両のためのテキスト読み上げ(TTS)システムが提示される。典型的な運転シナリオが図1に示される。車両104が道路102に沿って進行する。第1の期間106の間では、車両は時速35マイルで進行し、エンジンの作動、道路に接するタイヤ、および窓と車台との相互作用によりもたらされる環境ノイズは最小限である。期間106の間では、運転者は比較的リラックスすることができ、大きなストレス下におかれないことが可能である。運転者が期間106の間にTTSシステムを利用する場合には、TTS音声の特性は、これに応じて設定されてよい。例えば、合成音声の速度が、比較的高速に設定されてよく、ボリュームが比較的低く設定されてよく、ピッチおよび合成音声の他の特性が、この環境条件にとって望ましいレベルに設定されてよい。
【００１７】
次いで、車両104は時速70マイルに加速し112、運転者は、期間108の間にTTSシステムを再度利用する。車両の速度の上昇により、運転者のストレスレベルおよび集中力レベルが上昇する場合があり、さらにエンジン、道路、および風のノイズも高まる。これに応じて、合成TTS音声の速度が、運転者のストレスレベルの上昇を考慮して低減されてよく、速度の上昇によるノイズレベルの上昇を補償するためにボリュームが高められてよい。
【００１８】
次いで、車両は再び時速35マイルに減速され114、この減速期間110の間に、運転者はTTSシステムを再度利用し得る。理想的には、運転者のストレスレベルが速度の減速により下降しつつある可能性があるため、合成音声の速度は上昇し始めるはずであり、ノイズレベルが低下しつつあるため、ボリュームは低下しつつあるはずである。しかし、これらの変化が、TTSシステムがフレーズを合成しつつある際に適用されると、音声特性に対して加えられる変化は、運転者に対して非常に目立つ場合があり、非常に注意を乱す場合がある。その代わりに、音声特性に対する急激な変化を平滑化する減衰機構を適用すること、ならびに運転者の注意を乱すことを最小限に抑えるように、TTSメッセージのフレーズ中の自然なブレーク(break)の間に変化を選択的に加えることが有利である。
【００１９】
図2は、先に参照された同時継続出願において説明されるものなどの可変TTSシステムが使用される場合に、いかにして単一のTTS音声特性、すなわち音声速度が車両速度と相関され得るかについての典型例を示す。車両速度およびTTS音声速度が垂直軸202に沿ってグラフ化され、経過時間が水平軸204に沿ってグラフ化される。車両の速度が実線トレース206により示され、TTS音声の速度が破線トレース208によって示される。TTSシステムは、図2において示される期間の間には継続的にオン状態であると仮定し、トレース208の強調部分、すなわち210、212、214、216、および218は、この期間の間に流されるTTSメッセージのフレーズを示す。フレーズ同士の間には、フレーズまたはセンテンスの終了時などの、TTS音声出力中の通常の区切り(pauses)に対応する自然なブレーク220、222、224、および226がある。破線トレース208からは、いくつかのフレーズは、調節コマンドがTTS音声シンセサイザに送出されない期間内に位置することが明らかである。例えば、フレーズ212は、車両速度が変化せず、したがってTTS調節コマンドが送出される必要がない期間内に開始し終了する。他方において、フレーズ210、214、216、および218は全て、車両速度が変化する間の期間にわたっている。仮にTTS音声の速度が理想的な速度補正に従った場合には、音声速度は、これらのフレーズの間に変化することとなり、その結果として車両操作者に不快感を与え、車両操作者の注意を乱すおそれがある。
【００２０】
本発明の第1の目的は、自然なフレーズブレークの間にのみTTS音声のアップデートを行うようにタイミング調整することによって、このような不快感を与えるTTS音声特性の修正を防ぐことである。図3は、時間に対する、車両速度およびTTS音声速度の同一のグラフを示すが、本発明の一実施形態によるフレーズブレーク時のみの音声速度変化の適用を示す。TTS音声速度および車両速度が垂直軸302に沿ってグラフ化され、経過時間が水平軸304に沿ってグラフ化される。実線トレース306は車両の速度を示し、破線トレース308は、車両速度に対する補償がなされた場合の理想的な補正されたTTS音声速度を示す。TTS音声シンセサイザにより出力されたTTSフレーズは、310、312、314、316、および318で強調される。自然な区切りまたはフレーズブレークは、320、322、324、および326で示される。本発明の一実施形態によれば、TTS音声速度に対する補正は、フレーズブレークの間にのみ適用される。例えば、フレーズブレーク322の間に、TTS音声速度は、理想的な音声速度トレース308に沿って位置するように調節される。しかし、314で示されるフレーズが開始すると、TTS音声速度は、フレーズブレーク324が開始するまでは再びアップデートされない。したがって、TTS音声速度は、フレーズ314の合成の間は一定に留まり、車両操作者は、フレーズの途中で速度が変化する音声を聴かない。その後のフレーズ316が開始すると、TTS音声速度は、さらに低く調節されているが、このフレーズの期間の間にわたって再び一定に留まる。したがって、車両操作者が速度における変化に気づく可能性は低く、合成音声の特性の変化による不快感または注意の乱れを被る可能性が低い。当然ながら、音声速度は、フレーズブレークの間を除いて固定され得る1つのパラメータに過ぎない。同様の技術を、TTS音声ボリューム、TTS音声ピッチ、または、明瞭度を向上させるために車両の状態に応じて調整される任意の他のパラメータに関して使用することができる。同様に、車両の速度に伴うこれらのパラメータの変動は例示的な例であり、本発明の範囲を限定することを意図されない。また、とりわけ室内ノイズレベル、照明条件、視認性条件、および道路起伏条件(road roughness conditions)などの他の車両操作パラメータならびに環境パラメータは、本発明の範囲および趣旨の範囲内において、TTSオーディオパラメータの変動を支配してもよい。
【００２１】
図4は、合成メッセージ中の自然なフレーズブレークにTTS音声特性のアップデートを同期させる、本発明による可変TTSシステムの一実施形態のブロック図を示す。TTS処理エンジン404は、とりわけ車両速度、車両室内ノイズ、および照明条件などの車両状態パラメータの示唆をもたらす1つまたは複数の車両センサ402から入力を受領する。TTSパラメータ算出モジュール406は、運転者にとってより明瞭度の高いTTS音声を生成するために、車両センサにより感知された車両状態を補償する、とりわけボリューム、速度、およびピッチなどのTTSパラメータに対する理想的なアップデートを算出する。しかし、これら算出された音声パラメータは、TTSパラメータデータベース412に、即座には、および無条件には格納されない。その代わりに、フレーズブレーク検出器408が、スイッチ410により図式的に示されるように、TTS音声ストリーム中の自然なブレークの間のみ、TTSパラメータデータベース412のアップデートの実施を選択的に可能にするように作動する。合成されるべきフレーズは、TTSデータベース414中に格納され、それらが車両の運転者に提示されるようにスケジューリングされたときに、TTS音声シンセサイザ416に送られる。また、これらのフレーズはフレーズブレーク検出器408にも送られ、ブレークが検出されると、スイッチ410は閉じられて、TTSパラメータ算出モジュール406からの最新に算出された理想的なパラメータのセットを用いてTTSパラメータデータベースをアップデートすることが可能になる。フレーズブレーク検出器408は、複数の異なる様式で作動することが可能である。一実施形態においては、フレーズブレーク検出器408は、音声ストリーム中の区切りを示す、TTSフレーズデータベース414からもたらされる特殊制御特性を読み取る。別の実施形態においては、フレーズブレーク検出器408は、TTS音声シンセサイザ416の態様と同様の態様において、TTSフレーズデータベースから送出されたフレーズをパースし、区切り期間を検出し、この区切り期間にスイッチ410を閉じる。後者のケースにおいては、自然な区切りが生じていることを判定する際における時間遅延を考慮に入れるために、TTS音声シンセサイザ416に送られる音声ストリームよりも若干先に流れる音声ストリームをフレーズブレーク検出器408に供給することが有利である場合がある。また、区切りがどこで生じるかを判定する他の方法が、本発明の範囲および趣旨にやはり含まれる。
【００２２】
TTSパラメータデータベース412に格納されたTTS音声パラメータは、速度、ボリューム、ピッチ、および、合成音声の他の特性に作用するように、TTS音声シンセサイザ416に定期的にロードされる。しかし、パラメータデータベースは、自然なフレーズブレークの間にのみアップデートされるため、音声特性もまたフレーズブレークの間でのみアップデートされる。当然ながら、フレーズブレークの間を除いて音声特性のアップデートを止める他の方法もまた可能であり、本発明の範囲および趣旨に含まれる。また、追加のコンポーネントを備え、或いは、上述の実施形態よりも少ないコンポーネントを備えるTTS処理エンジンもまた本発明の範囲および趣旨に含まれることを理解されたい。例えば、本発明によるTTS処理エンジンの一実施形態は、フレーズブレーク検出器408およびスイッチ410の機能を果たすように構成されたTTSパラメータ算出モジュール406を備えることが可能である。フレーズブレークの間でTTS音声特性をアップデートするシステムの他の組合せおよび変形例もまた本発明の範囲内に含まれる。
【００２３】
車両操作の最中においては、しばしば、車両状態パラメータに対して加えられる変化が非常に頻繁に生じる。例えば、車両が非常に急速に加速または減速する場合がある。窓が、開けられ、次いで閉じられて、車両室内ノイズを上昇させ、次いで低減させる場合がある、等々である。これらの急速に変化する条件の下では、TTSシステムが音声特性パラメータを変化させることによって迅速に反応することは、車両の操作者の注意を乱し得るため、望ましくない場合がある。したがって、本発明の第2の目的は、TTS音声特性の過剰に急速な変化により車両操作者の注意を乱すのを防ぐために、TTS処理エンジンの反応に整定時間定数を加える減衰システムを提供することである。
【００２４】
図5は、本発明によるTTSパラメータ減衰機能の作動を示す図である。TTS音声速度および車両速度が垂直軸502に沿ってグラフ化され、経過時間が水平軸504に沿ってグラフ化される。代表的な車両速度トレース508は、考えられる車両速度プロファイルを示す。破線トレース506は、図中に示される車両速度プロファイルを補償する理想的なTTS音声速度を示す。影付き期間(shaded interval)510、512、514、516、518、および520は、TTSシステムがアクティブであり、車両の運転者に対して合成音声を流している間の期間を示す。本発明による減衰システムの一実施形態はアクティブであり、TTS音声パラメータがアクティブTTS期間同士の間で変化することが可能な度合いを制限するように作用する。例えば、実線532は、TTSアクティブ期間512の間に設定されるTTS音声速度を示す。音声速度532は、理想的な音声速度トレース506の若干上方に位置する。この理由は、アクティブな減衰機構は、変化する車両速度または他の車両パラメータに応じてこのパラメータが変化し得る速さを制限する傾向があるためである。理想的な音声速度トレース506は、アクティブ期間510と512との間において下降してゆくため、期間512の間に設定される音声速度532は、瞬間的な理想的な音声速度よりも若干速くなる傾向がある。期間510の間に設定される音声速度530と、期間512の間に設定される音声速度532との間の距離がさらに制限されると、車両の操作者に与えられる不快感がさらに低くなり、車両の操作者に対してあまり目立たなくなる。
【００２５】
減衰機能を実施するための機構は多様である。例えば、移動平均値を使用して、ある一定の先行秒数にわたる理想的な音声パラメータの平均値を出して、理想的な音声パラメータ値におけるさらに急速な偏位運動を平滑化する傾向がある、ローパスフィルタを経たバージョンの理想的な音声パラメータ値を生成することが可能である。代替的には、音声パラメータにおける変化は、音声パラメータの最大変化レートを車両操作者に対して目立つ可能性のない値に制限するように制限されたスルーレートであることが可能である。別の実施形態においては、音声パラメータの値における変化に対して指数関数時間定数を適用することが可能である。図6、図7、および図8は、本発明による減衰機能のこれらの様々な実施形態を比較する。
【００２６】
図6は、音声速度が垂直軸602に沿ってグラフ化され、経過時間が水平軸604に沿ってグラフ化された理想的な音声速度曲線606のグラフである。移動時間平均値を使用する減衰モジュールの一実施形態は、破線トレース608により表される減衰された音声速度曲線を生成するために使用される。この実施形態においては、減衰モジュールは、先行するN秒の間の理想的な音声速度曲線606の時間平均値を算出することにより、減衰された音声速度曲線608の現在値を算出する。ここでNは、必要とされる平均化のレベルに応じて任意の所望の秒数に設定することが可能である。
【００２７】
図7は、スルーレートの制限を利用する減衰モジュールの代替の実施形態により処理された音声速度曲線を示す。この実施形態においては、減衰モジュールは、音声速度パラメータの最大変化レートを、車両操作者の注意を乱す可能性のないレートに制限する。理想的な音声速度曲線706が最大スルーレートよりも低速レートで変化する場合には、減衰された音声速度曲線708は、この理想的な曲線に従う。しかし、理想的な曲線が最大スルーレートよりも高速レートで変化する場合には、減衰された曲線は最大許容傾斜で理想的な曲線の方に移動して、理想的な音声速度曲線における速い変動を平滑化する。最大スルーレートは、特定の適用例の要件に応じて設定することが可能である。
【００２８】
図8は、減衰された音声速度曲線808を生成するために理想的な音声速度曲線806の変動を平滑化させるように指数関数時間定数フィルタを使用する減衰モジュールの別の実施形態によって処理された音声速度曲線のグラフである。このケースにおいては、減衰された曲線808と理想的な曲線806との間の瞬間的な差が、e-αtに比例する指数関数的減衰係数によって乗算される。ここで、αは、適用例のフィルタリング要件に応じて調節され得る時間定数である。
【００２９】
減衰機能の実施の他の方法が可能であり、本発明の範囲および趣旨にやはり含まれる。例えば音声速度、音声ピッチ、および音声ボリュームなどの複数の音声パラメータの調節を含むシステムについては、減衰を要する各パラメータに対して減衰方法の種々の組合せを使用することが可能である。
【００３０】
図9は、減衰モジュールを備えた本発明によるTTS制御エンジンの一実施形態のブロック図である。TTS処理エンジン904は、1つまたは複数の車両センサ902から入力を受領する。センサ入力によって判定される車両の状態に基づき、TTSパラメータ算出モジュール906は、とりわけ音声速度、音声ボリューム、および音声ピッチなどのTTS音声パラメータの理想値を算出する。次いで、算出されたパラメータ値は、TTS音声パラメータ偏位運動のレートおよび/または規模を低減させて、車両の運転者に不快感を与え又は車両の運転者の注意を乱す可能性の低いプロファイルをTTSパラメータデータベース910に提示するために、パラメータ減衰モジュール908に送られる。TTSパラメータデータベース中のTTS音声パラメータは、TTS音声シンセサイザ914に適用され、TTSフレーズデータベース912により供給されるフレーズを生成する合成音声の特性を決定する。パラメータ減衰モジュール908には、移動平均値フィルタ、スルーレート制限フィルタ、指数関数的減衰フィルタ、または、概してローパス特性またはバンドパス特性を有するように設計された任意の他のタイプのフィルタが含まれてよい。また、音声パラメータ変動の平滑化を概してもたらす他のタイプのフィルタが、本発明の範囲および趣旨にやはり含まれる。
【００３１】
図9および図4は、減衰モジュールまたはフレーズブレーク検出器モジュールのいずれかをそれぞれ備えるTTS処理エンジンの実施形態を示すが、本発明によるシステムの実施形態は、減衰モジュールおよびフレーズブレーク検出器モジュールの両方を備えてもよい。さらに、TTS処理エンジンの他の実施形態は、TTS音声パラメータの種々の組合せに対して作動するフレーズブレーク検出器および減衰モジュールの組合せを備えてよい。例えば、音声速度パラメータは、フレーズブレーク検出器および減衰モジュールの両方に従属してもよく、音声ボリュームパラメータは、フレーズブレーク検出器のみに従属してもよい。また、他のこのような変形例および組合せが、本発明の範囲および趣旨にやはり含まれる。
【００３２】
上述の記載は、運転者の注意を乱すことを最小限に抑えつつ、自動車車両用途における音声プロンプトの明瞭度を向上させるために、TTSスピーチ合成を能動的に最適化するためのシステムの複数の実施形態を提示してきた。本発明の他の実施形態および利点が当業者には明らかであり、それらは本発明の範囲および趣旨に含まれる。さらに、本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定される。
【符号の説明】
【００３３】
402  車両センサ
404  TTS処理エンジン
406  TTSパラメータ算出モジュール
408  フレーズブレーク検出器
410  スイッチ
412  TTSパラメータデータベース
414  TTSフレーズデータベース
416  TTS音声シンセサイザ
902  車両センサ
904  TTS処理エンジン
906  TTSパラメータ算出モジュール
908  パラメータ減衰モジュール
910  TTSパラメータデータベース
912  TTSフレーズデータベース
914  TTS音声シンセサイザ
【図１】
2010055096.tif 000003
【図２】
2010055096.tif 000004
【図３】
2010055096.tif 000005
【図４】
2010055096.tif 000006
【図５】
2010055096.tif 000007
【図６】
2010055096.tif 000008
【図７】
2010055096.tif 000009
【図８】
2010055096.tif 000010
【図９】
2010055096.tif 000011
【外国語明細書】
2010055096.tif 000012
2010055096.tif 000013
2010055096.tif 000014
2010055096.tif 000015
2010055096.tif 000016
2010055096.tif 000017
2010055096.tif 000018
2010055096.tif 000019
2010055096.tif 000020
2010055096.tif 000021
2010055096.tif 000022
2010055096.tif 000023
2010055096.tif 000024
2010055096.tif 000025
2010055096.tif 000026
2010055096.tif 000027
2010055096.tif 000028
2010055096.tif 000029
2010055096.tif 000030
2010055096.tif 000031
2010055096.tif 000032
2010055096.tif 000033
2010055096.tif 000034
2010055096.tif 000035
2010055096.tif 000036
2010055096.tif 000037
2010055096.tif 000038
2010055096.tif 000039
2010055096.tif 000040
2010055096.tif 000041