(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可聴音信号（１）と、機械の動作を制御する機械動作信号（２）とを、電気的に合成する信号合成手段と、
該信号合成手段により生成された合成音電気信号を音響信号として出力する手段とを備えた発信装置と、
該発信装置から出力された音響信号を受信して合成音電気信号に変換する変換手段と、
該変換手段により得られた合成音電気信号から信号（２）を抽出する信号抽出手段とを備えた受信装置と、
動作指示信号に応じて予め定められた機械的動作を行う手段を備えた機械とを有してなり、
前記信号合成手段は、
入力された自然言語の文字列を、該文字列に対応する特定のコードに変換する手段と、
該特定のコードに基づいて、予め記憶されている該特定のコードに対応する音声データを読み出す手段と、
該音声データと前記特定のコードを合成して前記合成音電気信号として出力する合成装置と、を有し、
前記受信装置は、
受信した合成音電気信号から、前記特定のコードを抽出する手段と、
該特定のコードを機械に与える動作指示信号に変換する手段とを有し、
該動作指示信号により前記機械の動作を制御することを特徴とする音声反応型機械。
【請求項２】
可聴音信号（１）と、機械の動作を制御する機械動作信号（２）とを、電気的に合成する信号合成手段と、
該信号合成手段により生成された合成音電気信号を音響信号として出力する手段とを備えた発信装置と、
該発信装置から出力された音響信号を受信して合成音電気信号に変換する変換手段と、
該変換手段により得られた合成音電気信号から信号（２）を抽出する信号抽出手段とを備えた受信装置と、
動作指示信号に応じて予め定められた機械的動作を行う手段を備えた機械とを有してなり、
前記信号（２）は、２値信号であり、
前記信号合成手段は、
入力された信号（２）の２値の値に対応する特定の音声データに変換する手段と、
該音声データに前記２値信号を合成して前記合成音電気信号として出力する合成装置と、を有し、
前記受信装置は、
受信した合成音電気信号から、前記２値信号を抽出する手段と、
該２値信号を機械に与える動作指示信号に変換する手段と、
該動作指示信号により前記機械の動作を制御することを特徴とする音声反応型機械。
【請求項３】
可聴音信号（１）と、機械の動作を制御する機械動作信号（２）とを、電気的に合成する信号合成手段と、
該信号合成手段により生成された合成音電気信号を音響信号として出力する手段とを備えた発信装置と、
該発信装置から出力された音響信号を受信して合成音電気信号に変換する変換手段と、
該変換手段により得られた合成音電気信号から信号（２）を抽出する信号抽出手段とを備えた受信装置と、
動作指示信号に応じて予め定められた機械的動作を行う手段を備えた機械とを有してなり、
前記可聴音信号（１）は自然音声であり、
前記信号合成手段は、
前記自然音声を音声認識して自然言語の文字列を生成して出力する音声認識部と、
該音声認識部の出力を機械動作信号に変換して信号（２）として出力する手段と、
前記自然音声と、前記音声認識部の出力を機械動作信号に変換して出力する手段の出力を合成して前記合成音電気信号として出力する合成装置と、を有し、
前記受信装置は、
受信した合成音電気信号から、機械動作信号を抽出して、該機械動作信号を機械に与える動作指示信号に変換する手段を有し、
該動作指示信号により前記機械の動作を制御することを特徴とする音声反応型機械。
【請求項４】
可聴音信号（１）と、機械の動作を制御する機械動作信号（２）とを、電気的に合成する信号合成手段と、
該信号合成手段により生成された合成音電気信号を音響信号として出力する手段とを備えた発信装置と、
該発信装置から出力された音響信号を受信して合成音電気信号に変換する変換手段と、
該変換手段により得られた合成音電気信号から信号（２）を抽出する信号抽出手段とを備えた受信装置と、
動作指示信号に応じて予め定められた機械的動作を行う手段を備えた機械とを有してなり、
前記可聴音信号（１）は自然音声であり、
前記信号合成手段は、
前記自然音声を音声認識して自然言語の文字列を生成して出力する音声認識部と、
出力された文字列を、該文字列に対応する特定のコードに変換して信号（２）として出力する手段と、
前記自然音声と前記特定のコードを合成して前記合成音電気信号として出力する合成装置と、を有し、
前記受信装置は、
受信した合成音電気信号から、前記特定のコードを抽出する手段と、
該特定のコードを機械に与える動作指示信号に変換する手段とを有し、
該動作指示信号により前記機械の動作を制御することを特徴とする音声反応型機械。
【請求項５】
可聴音信号（１）と、機械の動作を制御する機械動作信号（２）とを、電気的に合成する手段として、データ・ハイディング技術を用いる請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の音声反応型機械。
【請求項６】
発信装置の合成音電気信号を音響信号として出力する手段はスピーカーであり、
該発信装置は合成音電気信号を受信装置へ伝送路を用いて伝送する手段を有し、
受信側で受信した該合成音電気信号から直接信号（２）を抽出する請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の音声反応型機械。
【請求項７】
発信装置から出力された音響信号を受信して合成音電気信号に変換する変換手段と、
該変換手段により得られた合成音電気信号から機械の動作を制御する機械動作信号（２）を抽出する信号抽出手段とを備え、
受信した合成音電気信号から、特定のコードを抽出する手段と、
該特定のコードを機械に与える動作指示信号に変換する手段と、を有し、
該動作指示信号により該動作指示信号に応じて予め定められた機械的動作を行う手段を備えた機械の動作を制御する受信装置に音響信号を出力する発信装置であって、
可聴音信号（１）と、信号（２）とを、電気的に合成する信号合成手段と、
該信号合成手段により生成された前記合成音電気信号を音響信号として出力する手段とを備え、
前記信号合成手段は、
入力された自然言語の文字列を、該文字列に対応する特定のコードに変換する手段と、
該特定のコードに基づいて、予め記憶されている該特定のコードに対応する音声データを読み出す手段と、
該音声データと前記特定のコードを合成して前記合成音電気信号として出力する合成装置と、
を有する発信装置。
【請求項８】
発信装置から出力された音響信号を受信して合成音電気信号に変換する変換手段と、
該変換手段により得られた合成音電気信号から機械の動作を制御する機械動作信号（２）を抽出する信号抽出手段と、を備え、
受信した合成音電気信号から、２値信号を抽出する手段と、該２値信号を機械に与える動作指示信号に変換する手段とを有し、
該動作指示信号により該動作指示信号に応じて予め定められた機械的動作を行う手段を備えた機械の動作を制御する受信装置に音響信号を出力する発信装置であって、
可聴音信号（１）と、信号（２）とを、電気的に合成する信号合成手段と、
該信号合成手段により生成された前記合成音電気信号を音響信号として出力する手段とを備え、
前記信号（２）は、２値信号であり、
前記信号合成手段は、
入力された信号（２）の２値の値に対応する特定の音声データに変換する手段と、
該音声データに前記２値信号を合成して前記合成音電気信号として出力する合成装置と、
を有する発信装置。
【請求項９】
発信装置から出力された音響信号を受信して合成音電気信号に変換する変換手段と、
該変換手段により得られた合成音電気信号から機械の動作を制御する機械動作信号（２）を抽出する信号抽出手段とを備え、
受信した合成音電気信号から、機械動作信号を抽出して、該機械動作信号を機械に与える動作指示信号に変換する手段とを有し、
該動作指示信号により該動作指示信号に応じて予め定められた機械的動作を行う手段を備えた機械の動作を制御する受信装置に音響信号を出力する発信装置であって、
可聴音信号（１）と、信号（２）とを、電気的に合成する信号合成手段と、
該信号合成手段により生成された前記合成音電気信号を音響信号として出力する手段とを備え、
前記可聴音信号（１）は自然音声であり、
前記信号合成手段は、
前記自然音声を音声認識して自然言語の文字列を生成して出力する音声認識部と、
該音声認識部の出力を機械動作信号に変換して信号（２）として出力する手段と、
前記自然音声と、前記音声認識部の出力を機械動作信号に変換して出力する手段の出力とを合成して前記合成音電気信号として出力する合成装置とを有する発信装置。
【請求項１０】
発信装置から出力された音響信号を受信して合成音電気信号に変換する変換手段と、
該変換手段により得られた合成音電気信号から機械の動作を制御する機械動作信号（２）を抽出する信号抽出手段とを備え、
受信した合成音電気信号から、特定のコードを抽出する手段と、
該特定のコードを機械に与える動作指示信号に変換する手段とを有し、
該動作指示信号により該動作指示信号に応じて予め定められた機械的動作を行う手段を備えた機械の動作を制御する受信装置に音響信号を出力する発信装置であって、
可聴音信号（１）と、信号（２）とを、電気的に合成する信号合成手段と、
該信号合成手段により生成された前記合成音電気信号を音響信号として出力する手段とを備え、
前記可聴音信号（１）は自然音声であり、
前記信号合成手段は、
前記自然音声を音声認識して自然言語の文字列を生成して出力する音声認識部と、
出力された文字列を、該文字列に対応する特定のコードに変換して信号（２）として出力する手段と、
前記自然音声と前記特定のコードを合成して前記合成音電気信号として出力する合成装置とを有する発信装置。
【請求項１１】
可聴音信号（１）と、機械の動作を制御する機械動作信号（２）とを、電気的に合成する信号合成手段と、
該信号合成手段により生成された合成音電気信号を音響信号として出力する手段とを備え、
前記信号合成手段は、
入力された自然言語の文字列を、該文字列に対応する特定のコードに変換する手段と、
該特定のコードに基づいて、予め記憶されている該特定のコードに対応する音声データを読み出す手段と、
該音声データと前記特定のコードを合成して前記合成音電気信号として出力する合成装置と、
を有する発信装置から出力された音響信号を受信する受信装置であって、
該発信装置から出力された音響信号を受信して合成音電気信号に変換する変換手段と、
該変換手段により得られた合成音電気信号から信号（２）を抽出する信号抽出手段とを備え、
受信した合成音電気信号から、前記特定のコードを抽出する手段と、
該特定のコードを機械に与える動作指示信号に変換する手段とを有し、
該動作指示信号により該動作指示信号に応じて予め定められた機械的動作を行う手段を備えた機械の動作を制御することを特徴とする受信装置。
【請求項１２】
可聴音信号（１）と、機械の動作を制御する機械動作信号（２）とを、電気的に合成する信号合成手段と、
該信号合成手段により生成された合成音電気信号を音響信号として出力する手段とを備え、
前記信号（２）は、２値信号であり、
前記信号合成手段は、
入力された信号（２）の２値の値に対応する特定の音声データに変換する手段と、
該音声データに前記２値信号を合成して前記合成音電気信号として出力する合成装置と、
を有する発信装置から出力された音響信号を受信する受信装置であって、
該発信装置から出力された音響信号を受信して合成音電気信号に変換する変換手段と、
該変換手段により得られた合成音電気信号から信号（２）を抽出する信号抽出手段とを備え、
受信した合成音電気信号から、前記２値信号を抽出する手段と、
該２値信号を機械に与える動作指示信号に変換する手段とを有し、
該動作指示信号により該動作指示信号に応じて予め定められた機械的動作を行う手段を備えた機械の動作を制御することを特徴とする受信装置。
【請求項１３】
可聴音信号（１）と、機械の動作を制御する機械動作信号（２）とを、電気的に合成する信号合成手段と、
該信号合成手段により生成された合成音電気信号を音響信号として出力する手段とを備え、
前記可聴音信号（１）は自然音声であり、
前記信号合成手段は、
前記自然音声を音声認識して自然言語の文字列を生成して出力する音声認識部と、
該音声認識部の出力を機械動作信号に変換して信号（２）として出力する手段と、
前記自然音声と、前記音声認識部の出力を機械動作信号に変換して出力する手段の出力を合成して前記合成音電気信号として出力する合成装置とを有する発信装置から出力された音響信号を受信する受信装置であって、
該発信装置から出力された音響信号を受信して合成音電気信号に変換する変換手段と、
該変換手段により得られた合成音電気信号から信号（２）を抽出する信号抽出手段とを備え、
受信した合成音電気信号から、機械動作信号を抽出して、該機械動作信号を機械に与える動作指示信号に変換する手段とを有し、
該動作指示信号により該動作指示信号に応じて予め定められた機械的動作を行う手段を備えた機械の動作を制御することを特徴とする受信装置。
【請求項１４】
可聴音信号（１）と、機械の動作を制御する機械動作信号（２）とを、電気的に合成する信号合成手段と、
該信号合成手段により生成された合成音電気信号を音響信号として出力する手段とを備え、
前記可聴音信号（１）は自然音声であり、
前記信号合成手段は、
前記自然音声を音声認識して自然言語の文字列を生成して出力する音声認識部と、
出力された文字列を、該文字列に対応する特定のコードに変換して信号（２）として出力する手段と、
前記自然音声と前記特定のコードを合成して前記合成音電気信号として出力する合成装置とを有する発信装置から出力された音響信号を受信する受信装置であって、
該発信装置から出力された音響信号を受信して合成音電気信号に変換する変換手段と、
該変換手段により得られた合成音電気信号から信号（２）を抽出する信号抽出手段とを備え、
受信した合成音電気信号から、前記特定のコードを抽出する手段と、
該特定のコードを機械に与える動作指示信号に変換する手段とを有し、
該動作指示信号により該動作指示信号に応じて予め定められた機械的動作を行う手段を備えた機械の動作を制御することを特徴とする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音波を搬送波とする信号伝送方式を利用した音声反応型機械に関し、特に、機械と人間が共存するコミュニケーシヨン空間において、両者にとって良好な意思伝達手段を提供することのできる音声反応型機械に係る。
【０００２】
【従来の技術】
機械を、制御装置と直接導線で接続することなく制御（リモートコントロール）するための媒体として電波、赤外線、光、音波などが広く利用されている。これらの内、可聴周波数帯の音波によりコマンドを送る方法がある。その方法の代表的なものとして、機械が扱い易い合成音信号によるコマンドを用いる方法が存在する。
【０００３】
このような機械が扱い易い合成音信号によるコマンドによる方法は、自然言語による方法よりも認識率が高められる利点はあるものの、そのコマンドは人間には直接的には理解し難く、かつ人間がこれを直接口で発音することは非常に困難である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため、機械と人間が共存するコミュニケーシヨン空間では、機械と人間の意思疎通に大きな障害が存在してしまう。このような問題を解決するために従来は、２つの情報チャンネルを利用する方法が採られてきた。
【０００５】
すなわち、自然言語音声はスピーカーを経由して、人間に対して送られ、これとは別に、同時にその情報に対応する機械を制御するための信号が電波等により、機械に対して送られる。この場合、音声信号と無線信号両方の送受信装置が必要となり、全体の装置構成が複雑化するという課題があった。
【０００６】
また電波が使えない状況（例えば病院、水中）においてはこの方法は本質的に無力であった。本発明は、このような従来の課題に鑑み、機械と人間が共存するコミュニケーシヨン空間で、機械と人間の意思疎通が容易に行える手段を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上述の課題は、前記特許請求の範囲に記載した手段により解決される。
【００１０】
請求項１の発明は、可聴音信号（１）と、機械の動作を制御する機械動作信号（２）とを、電気的に合成する信号合成手段と、該信号合成手段により生成された合成音電気信号を音響信号として出力する手段とを備えた発信装置と、該発信装置から出力された音響信号を受信して合成音電気信号に変換する変換手段と、
【００１１】
該変換手段により得られた合成音電気信号から信号（２）を抽出する信号抽出手段とを備えた受信装置と、動作指示信号に応じて予め定められた機械的動作を行う手段を備えた手段を備えた機械とを有してなり、前記信号合成手段は、入力された自然言語の文字列を、該文字列に対応する特定のコードに変換する手段と、
【００１２】
該特定のコードに基づいて、予め記憶されている該特定のコードに対応する音声データを読み出す手段と、該音声データと前記特定のコードを合成して前記合成音電気信号として出力する合成装置と、を有し、
【００１３】
前記受信装置は、受信した合成音電気信号から、前記特定のコードを抽出する手段と、該特定のコードを機械に与える動作指示信号に変換する手段とを有し、該動作指示信号により前記機械の動作を制御することを特徴とする音声反応型機械である。
請求項７の発明は、上記請求項１の発明に備わる発信装置である。請求項１１の発明は、上記請求項１の発明に備わる受信装置である。
【００１４】
請求項２の発明は、可聴音信号（１）と、機械の動作を制御する機械動作信号（２）とを、電気的に合成する信号合成手段と、該信号合成手段により生成された合成音電気信号を音響信号として出力する手段とを備えた発信装置と、該発信装置から出力された音響信号を受信して合成音電気信号に変換する変換手段と、
【００１５】
該変換手段により得られた合成音電気信号から信号（２）を抽出する信号抽出手段とを備えた受信装置と、動作指示信号に応じて予め定められた機械的動作を行う手段を備えた手段を備えた機械とを有してなり、前記信号（２）は、２値信号であり、前記信号合成手段は、入力された信号（２）の２値の値に対応する特定の音声データに変換する手段と、
【００１６】
該音声データに前記２値信号を合成して前記合成音電気信号として出力する合成装置と、を有し、前記受信装置は、受信した合成音電気信号から、前記２値信号を抽出する手段と、該２値信号を機械に与える動作指示信号に変換する手段と、該動作指示信号により前記機械の動作を制御することを特徴とする音声反応型機械である。
請求項８の発明は、上記請求項２の発明に備わる発信装置である。請求項１２の発明は、上記請求項２の発明に備わる受信装置である。
【００１７】
請求項３の発明は、可聴音信号（１）と、機械の動作を制御する機械動作信号（２）とを、電気的に合成する信号合成手段と、該信号合成手段により生成された合成音電気信号を音響信号として出力する手段とを備えた発信装置と、該発信装置から出力された音響信号を受信して合成音電気信号に変換する変換手段と、
【００１８】
該変換手段により得られた合成音電気信号から信号（２）を抽出する信号抽出手段とを備えた受信装置と、動作指示信号に応じて予め定められた機械的動作を行う手段を備えた手段を備えた機械とを有してなり、前記可聴音信号（１）は自然音声であり、前記信号合成手段は、前記自然音声を音声認識して自然言語の文字列を生成して出力する音声認識部と、該音声認識部の出力を機械動作信号に変換して信号（２）として出力する手段と、
【００１９】
前記自然音声と、前記音声認識部の出力を機械動作信号に変換して出力する手段の出力を合成して前記合成音電気信号として出力する合成装置とを有し、
【００２０】
前記受信装置は、受信した合成音電気信号から、機械動作信号を抽出して、該機械動作信号を機械に与える動作指示信号に変換する手段を有し、該動作指示信号により前記機械の動作を制御することを特徴とする音声反応型機械である。
請求項９の発明は、上記請求項３の発明に備わる発信装置である。請求項１３の発明は、上記請求項３の発明に備わる受信装置である。
【００２１】
請求項４の発明は、可聴音信号（１）と、機械の動作を制御する機械動作信号（２）とを、電気的に合成する信号合成手段と、該信号合成手段により生成された合成音電気信号を音響信号として出力する手段とを備えた発信装置と、該発信装置から出力された音響信号を受信して合成音電気信号に変換する変換手段と、
【００２２】
該変換手段により得られた合成音電気信号から信号（２）を抽出する信号抽出手段とを備えた受信装置と、動作指示信号に応じて予め定められた機械的動作を行う手段を備えた手段を備えた機械とを有してなり、前記可聴音信号（１）は自然音声であり、前記信号合成手段は、前記自然音声を音声認識して自然言語の文字列を生成して出力する音声認識部と、
【００２３】
出力された文字列を、該文字列に対応する特定のコードに変換して信号（２）として出力する手段と、前記自然音声と前記特定のコードを合成して前記合成音電気信号として出力する合成装置とを有し、
【００２４】
前記受信装置は、受信した合成音電気信号から、前記特定のコードを抽出する手段と、該特定のコードを機械に与える動作指示信号に変換する手段とを有し、該動作指示信号により前記機械の動作を制御することを特徴とする音声反応型機械である。
請求項１０の発明は、上記請求項４の発明に備わる発信装置である。請求項１４の発明は、上記請求項４の発明に備わる受信装置である。
【００２５】
請求項５の発明は、前記請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の音声反応型機械において、可聴音信号（１）と、機械の動作を制御する機械動作信号（２）とを、電気的に合成する手段として、データ・ハイディング技術を用いるように構成したものである。
【００２７】
請求項６の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の音声反応型機械発信装置において、合成音電気信号を音響信号として出力する手段はスピーカーであり、該発信装置は合成音電気信号を受信装置へ伝送路を用いて伝送する手段を有し、受信側で受信した該合成電気信号から直接信号（２）を抽出するように構成したものである。
【００２８】
上述のように、本発明においては、音声信号とその意味に対応する機械用動作信号を、データハイディング技術（例えば、日経エレクトロニクス，Ｎｏ．６８３（１９９７），ｐｐ．９９−１６２）等を用いて音として合成一元化する。
【００２９】
その合成音をスピーカーから流して、受信側ではこれをマイクロホンで収音し、機械制御情報のみを抽出して、機械（例えばロボット）の動作を制御させるものである。従って、周りの人間は音声信号に機械動作信号が埋め込まれているという事実に気づかない。
【００３０】
つまり、人間にとっては普通の音声を聴いている意識でいながら、実は送信装置と受信装置との間では密かに、その音声を媒介して機械動作信号の授受が行われているのである。このように情報伝達の手段が音声信号であること、また、情報のチャンネルが一つであることに本発明の特徴がある。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態の例について説明する。以下の説明では、信号２がデジタル信号の場合について説明しているが、信号２がアナログ信号の場合でも、一旦、その信号をＡ／Ｄ変換器を通してデジタル情報に変換してしまえば、デジタル信号の場合と全く同様に扱えることは言うまでもない。
【００３２】
図１は本発明の実施の形態の第１の例を示す図であって、（ａ）は送信側、（ｂ）は受信側を示している。同図（ａ）において、数字符号１は可聴音信号、２は可聴音信号１とは別の信号、３は合成音電気信号を表している。
【００３３】
また、４は合成装置、５は増幅器（図ではＡＭＰと記載している）、６はスピーカー、７は合成音、８は人間を表している。同図（ｂ）において、数字符号９はマイクロホン、１０は抽出装置、１１は機械制御部、１２は機械動作指令信号、１３は機械を表しており、その他の数字符号は（ａ）の場合と同様である。
【００３４】
図１における信号の大まかな流れを説明する。まず、送信側では、可聴音信号１と、伝達すべき該可聴音信号１とは別の信号２は、例えばデータハイディング技術を用いることにより、信号２の聴覚的存在を人間には知覚し得ない状態で電気的に合成し、アンプを通してスピーカーから合成音として空中に放射する。
【００３５】
この合成音を近傍の人間は自分の耳で聴く。一方受信側では、放射された音をマイクで収音し、アンプを通して合成音電気信号に変換する。この合成音電気信号から信号２が抽出される。
【００３６】
抽出された信号２は機械制御部１１に入力され、該機械制御部１１で機械１３の動作を実際に制御する機械動作指令信号１２に変換される。機械１３は機械動作指令信号１２の内容に応じて動作する。
【００３７】
上記合成音の生成は、例えば、可聴音信号１の周波数帯域の中の２か所の特定の部位の狭小帯域を、２値信号の“０”、“１”に対応させて、当該部位の周波数成分を除去することにより行われる。この場合、受信側では、当該部位の周波数成分の有無により２値信号を再生する。
【００３８】
上記合成音の生成の他の例として、可聴音信号１の周波数帯域の中の２か所の特定の部位の狭小帯域を２値信号の“０”、“１”に対応させて、当該部位に発振器で作り出した周波数成分を重畳させる方法を採ることもできる。この場合、受信側では、当該部位の周波数成分のレベルにより２値信号を再生する。
【００３９】
これらの合成音の生成と、該合成音からの２値信号の抽出を行うハードウエアの具体的構成については、先に本願発明者が提案し、本願出願人によって出願された「平成１１年特許願第３２９９１４号」の明細書に詳細に述べられている。
【００４０】
図２は本発明の実施の形態の第２の例を示す図である。本例が先に説明した実施の形態の第１の例と異なる点は送信側から受信側に信号（２）を伝達するとき音響によらず、伝送路２４を通じて合成音電気信号を直接受信側に伝達していることにある。
その他の動作は図１の場合と全く同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００４１】
図３は合成装置の構成の第１の例を示す図であって、信号２として自然言語の文字列を用いる場合の送信側の構成の例を示しており、数字符号１〜４は図１の場合と同じである。
【００４２】
また、数字符号１４は機械動作信号／音声対応部、１５は音声データ読出部、１６は音声データＲＯＭ、１７はＤ／Ａ変換部、１８は文字／アスキーコード対応表、１９はアスキーコード変換器、２１はＲＯＭアドレッシング信号、２２は音声ＰＣＭデータ、２３はアスキーコード信号を表している。音声データＲＯＭ１６には“ＧＯ”、“ＳＴＯＰ”、“ＲＩＧＨＴ”、“ＬＥＦＴ”……などの音声ＰＣＭデータが記憶されている。
【００４３】
同図において、信号２は自然言語の文字列であり、この例では例えば、“ＧＯ”を意味する信号が入力されたものとする。アスキーコード変換器１９は文字／アスキーコード対応表１８を参照して“ＧＯ”に対応するアスキーコード信号２３を出力する。
【００４４】
該アスキーコード信号２３は、機械動作信号／音声対応部１４に入力され、該機械動作信号／音声対応部１４はＲＯＭアドレッシング信号２１を出力する。該ＲＯＭアドレッシング信号２１は音声ＰＣＭデータＲＯＭ内の該当する音声ＰＣＭデータの先頭アドレス（この場合“ＧＯ”の先頭アドレス）を示すデータである。
【００４５】
音声データ読出部１５はこれを受けて、音声ＰＣＭデータＲＯＭ１６から音声ＰＣＭデータ“ＧＯ”を読みだし出力する。該音声ＰＣＭデータ“ＧＯ”はＤ／Ａ変換部１７でアナログデータに変換され、可聴音信号１となる。該可聴音信号１とアスキーコード信号２３が合成装置４に入力されて合成され、合成音電気信号３が出力される。
【００４６】
図４は機械制御部の構成の例を示す図であって、数字符号２，３，１０〜１３は図１の場合と同様であり、２５は動作信号／機械動作指令信号テーブルを表している。同図において、マイクロホンで集音され、増幅された合成音信号３は、抽出装置１０に入力され、該抽出装置１０によって、信号２（動作信号）が抽出される。
【００４７】
この場合の信号２は“ＧＯ”に対応するアスキーコードの信号である。この信号は機械制御部１１に入力され、該機械制御部１１は動作信号／機械動作指令信号テーブル２５を参照して、文字列“ＧＯ”に対応する機械動作指令信号１２を出力する。機械１３は該機械動作指令信号に基づいて動作を行う。
【００４８】
図５は合成装置の構成の第２の例を示す図であって、信号２として２値信号を用いる場合の例を示している。同図における数字符号は先に説明した図２の場合と同様である。
【００４９】
同図において、信号２は２値信号であり、直接、機械動作信号として使用される。この例では例えば、“ＣＯＯＬ”に対応する機械動作信号が入力されたものとする。該機械動作信号２は機械動作信号／音声対応部１４に入力され、該機械動作信号／音声対応部１４はＲＯＭアドレッシング信号２１を出力する。
【００５０】
該ＲＯＭアドレッシング信号２１は、音声ＰＣＭデータＲＯＭ内の該当する音声ＰＣＭデータの先頭アドレス（この場合“ＣＯＯＬ”の先頭アドレス）を示すデータである。音声データ読出部１５はこれを受けて、音声ＰＣＭデータＲＯＭ１６から音声ＰＣＭデータ“ＣＯＯＬ”を読みだし出力する。
【００５１】
該音声ＰＣＭデータ“ＣＯＯＬ”は、Ｄ／Ａ変換部１７でアナログデータに変換され、可聴音信号１となる。該可聴音信号１と信号２（機械動作信号）が合成装置４に入力されて合成され、合成音電気信号３が出力される。
【００５２】
この場合の受信側における動作は、先に図４に基づいて説明したものと同様であるので、説明を省略する。
【００５３】
以上説明したように、本発明では、まず送信側で、音声信号１とそれに対応する機械動作信号（信号２）は、データハイディング技術等を用いた合成装置により、一つの合成音電気信号に合成され、増幅器を通してスピーカーから合成音として空中に送出される。
【００５４】
この音を近傍の人間は自分の耳で聴くことにより、その音声信号の意味を容易に理解できる。一方受信側では、放音された音をマイクで収音し、アンプを通して合成音電気信号に変換する。この合成音電気信号から、抽出装置により機械動作信号（信号２）を抽出する。
【００５５】
次に機械コントローラでは、入力されたその機械動作信号２が解釈され、それに対応した動作指令値が生成される。その指令値に従って機械は所定の動作を行うのである。
【００５６】
図６は音声信号と動作信号と機械動作の対応の第１の例を説明する図であって、移動機械（例えばフォークリフト）を制御する場合を示している。同図の運動パターンの欄の図は、移動機械を上面から見た様子を示しており、黒く塗りつぶした方形の部分は車体、斜線を施した部分は車輪を表している。
【００５７】
この移動機械の制御における音声信号と機械動作信号との対応は同図各欄に示すとおりである。同図において、例えば移動機械を前進させたい場合は、音声信号１として“ＧＯ”を発音させ、機械動作信号は、上記合成装置の構成の第１の例の場合には“Ｇ，Ｏ”と設定し、合成装置の構成の第２の例の場合には２値信号（“０”，“１”）に設定すれば良い。
【００５８】
この時、自然言語文字列は，先に説明した合成装置の構成の第１の例のように自然言語文字列に対応するアルフアべットのアスキーコード（８ビット情報）で表現しておけば良い。こうすれば、通常のパソコンのキーボード上の殆ど全ての文字１字を、８ビットで表すことができる。例えば、“ＧＯ”は“０１０００１１１”と“０１００１１１１”の１６ビットのコードとなる。
【００５９】
この合成音はスピーカーから放射され、受信側のマイクで収音される。同時に、傍の人間はそのＧＯという機械音声を聞いて、発信装置から移動機械を前進させよ、という命令が発信されたという事実を容易に理解できる。受信装置側では以下のような動作が行われる。
【００６０】
すなわち、先に図３で説明した技術を用いることにより、受信した合成音電気信号から、動作信号を抽出する。上記の例の場合、合成装置の構成の第１の例では、“０１０００１１１”と“０１００１１１１”のビット列が、また、合成装置の構成の第２の例では“ＧＯ”に対応する２値信号が抽出される。このように抽出された動作信号は、機械制御部の中でその意味が解釈される。
【００６１】
この例では、移動機械の駆動車輪を前進方向に回転させかつ操舵車輪を直進方向に設定（“ＧＯ”に対応）する機械動作指令信号に変換され、移動機械に送られる。結果として、移動機械は前進する。
【００６２】
図７は音声信号と動作信号と機械動作の対応の第２の例を説明する図であって、空調機械を制御する場合を示している。この空調機械における音声信号と機械動作信号との対応は同図各欄に示すとおりである。
【００６３】
同図において、例えば空調機械を冷却させたい場合は、音声信号として“ＣＯＯＬ”を発音させ、機械動作信号は、上記合成装置の構成の第１の例の場合には“Ｃ，Ｏ，Ｏ，Ｌ”と設定し、合成装置の構成の第２の例の場合には２値信号（“１”，“０”）に設定すれば良い。
【００６４】
この時、自然言語文字列は，先に説明した合成装置の構成の第１の例のように自然言語文字列に対応するアルフアべットのアスキーコード（８ビット情報）で表現しておけば良い。こうすれば、通常のパソコンのキーボード上の殆ど全ての文字１字を、８ビットで表すことができる。
【００６５】
この合成音はスピーカーから放射され、受信側のマイクで収音される。同時に、傍の人間はそのＧＯという機械音声を聞いて、発信装置から冷房機能を起動させよ、という命令が発信されたという事実を容易に理解できる。受信装置側では以下のような動作が行われる。
【００６６】
すなわち、先に図１あるいは図３に基づいて説明したように、受信した合成音電気信号から、動作信号を抽出する。このように抽出された動作信号は、機械制御部中でその意味が解釈される。この例では、空調機械の冷却装置を作動するための機械動作指令信号に変換され、空調機械に送られる。結果として、空調機械は冷却動作を開始する。
【００６７】
また、請求項６の発明は、以下のような場面で利用される。すなわち、発信装置側と受信装置側との間に伝送路２４を持ち、発信装置側あるいは受信装置側でその伝送路による信号伝送と同時にスピーカーから発音する。この伝送路は通常のアナログあるいはデジタルの信号伝送路や光リンクなどが考えられる。この構成では機械動作信号の伝達はスピーカーとマイクの間の空間を経由せずに、直接、伝送路２４を用いて行われる。
【００６８】
図８は合成装置の構成の第３の例を示す図である。同図において、数字符号１は可聴音信号（この例の場合は自然音声）、２は信号、３は合成音電気信号、４は合成装置、２６は音声認識部、２７は文字列／動作信号変換部、２８は自然言語文字列を表している。
【００６９】
この例では、可聴音信号（１）として自然音声を、また、信号（２）として該自然音声を音声認識した結果の信号を用いている点がこれまでに説明した他の例と異なっている。図８において、可聴音信号１として自然音声が入力される。
【００７０】
該自然音声は音声認識部２６において音声認識され、自然言語文字列２８として出力される。該自然言語文字列２８は、文字列／動作信号変換部２７に入力され、機械動作信号に変換される。そして、自然音声（可聴音信号１）と機械動作信号（信号２）とが合成装置４で合成され、合成音電気信号３が出力される。
【００７１】
図９は合成装置の構成の第４の例を示す図である。同図において、数字符号１は可聴音信号（この例の場合は自然音声）、２は信号、３は合成音電気信号、４は合成装置、１８はアスキー文字コード表、１９はアスキーコード変換器、２６は音声認識部、２８は自然言語文字列を表している。
【００７２】
図９において、可聴音信号１として自然音声が入力される。該自然音声は音声認識部２６において音声認識され、自然言語文字列２８として出力される。該自然言語文字列２８は、アスキーコード変換器１９に入力される。該アスキーコード変換器１９は、アスキー文字コード表１８を参照して自然言語文字列２８をアスキーコードに変換する。
【００７３】
該アスキーコードからなる信号は信号（２）として合成装置４に入力される。該合成装置４は、これを入力された可聴音信号１（自然音声）と合成して合成音電気信号３を生成し、出力する。図８、図９に付随する他の構成およびその動作は先に説明した他の例と同様であるので、説明を省略する。
【００７４】
なお、これまでの説明では、自然言語文字列をアスキー文字コードに変換する場合を例にとって述べているが、これはアスキー文字コードに限るものではなく、その他の文字コード等でも良いことは言うまでもない。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、音響反応型機械を動作させる発信側の装置としては、スピーカーに代表される発音手段のみであり、かつ受信側はマイクに代表される集音装置のみでよいので、システム全体の構成が単純でかつ経済的名ものとすることができる。従来のこの種の装置のように、無線送受信装置あるいは、有線送受信装置は必要としない。
【００７６】
また、機械に認識しやすい音と人間に理解しやすい自然言語型音声とを同時に一つのスピーカーで発声するので、機械に対するコマンドを人間が容易に理解でき、機械と人間の間のシームレスなコミュニケーシヨン空間が生成でき、また、一方では機械の近くの人間と機械に、同時に独立した指示を伝達可能である。さらに、機械間の通信の存在を第三者の人間が容易に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１の例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の第２の例を示す図である。
【図３】合成装置の構成の第１の例を示す図である。
【図４】機械制御部の構成の例を示す図である。
【図５】合成装置の構成の第２の例を示す図である。
【図６】音声信号と動作信号と機械動作の対応の第１の例を示す図である。
【図７】音声信号と動作信号と機械動作の対応の第２の例を示す図である。
【図８】合成装置の構成の第３の例を示す図である。
【図９】合成装置の構成の第４の例を示す図である。
【符号の説明】
１      可聴音信号
２      信号（動作信号）
３      合成音電気信号
４      合成装置
５      増幅器
６      スピーカー
７      合成音
８      人間
９      マイクロホン
１０      抽出装置
１１      機械制御部
１２      機械動作指令信号
１３      機械
１４      機械動作信号／音声対応部
１５      音声データ読出部
１６      音声データＲＯＭ
１７      Ｄ／Ａ変換部
１８      アスキー文字コード表
１９      アスキーコード変換器
２１      ＲＯＭアドレッシング信号
２２      音声ＰＣＭデータ
２３      アスキーコード信号
２４      伝送路
２５      動作信号／機械動作指令信号テーブル
２６      音声認識部
２７      文字列／動作信号変換部
２８      自然言語文字列
【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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【図９】
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