(57)【要約】      （修正有）【課題】音声認識の認識率の向上に資する音声認識システム及び集積回路装置を提供する。【解決手段】音声認識システム１が、出力音声を出力する音声出力部１０と、入力アンプ２１を介して入力される入力音声に基づいて音声認識処理を行う音声認識部２０と、前記入力アンプの増幅率である入力増幅率の制御を行う制御部３０と、を含み、話者との距離を把握するための第１の質問が前記音声出力部から出力され、前記第１の質問に対する回答が前記入力アンプを介して入力され、前記制御部において、前記入力増幅率の制御が前記回答に対する前記音声認識処理の結果に基づいて行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力音声を出力する音声出力部と、
入力アンプを介して入力される入力音声に基づいて音声認識処理を行う音声認識部と、
前記入力アンプの増幅率である入力増幅率の制御を行う制御部と、
を含み、
話者との距離を把握するための第１の質問が前記音声出力部から出力され、
前記第１の質問に対する回答が前記入力アンプを介して入力され、
前記制御部において、前記入力増幅率の制御が前記回答に対する前記音声認識処理の結果に基づいて行われることを特徴とする音声認識システム。
【請求項２】
更に、出力アンプを含み、
前記出力音声は、前記出力アンプを介して出力され、
前記制御部は、前記音声認識処理の結果に基づいて、前記出力アンプの増幅率である出力増幅率の制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の音声認識システム。
【請求項３】
更に、判断部を含み、
前記判断部は、前記音声認識処理の結果に基づいて、前記第１の質問を行うか否かの判断を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の音声認識システム。
【請求項４】
前記音声出力部は、前記入力増幅率の制御及び前記出力増幅率の制御の少なくともひとつの制御が行われた後に、次の質問を出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の音声認識システム。
【請求項５】
出力音声を出力する音声出力部と、
入力アンプを介して入力される入力音声に基づいて音声認識処理を行う音声認識部と、
前記入力アンプの増幅率である入力増幅率の制御を行う制御部と、
を含み、
話者との距離を把握するための第１の質問が前記音声出力部から出力され、
前記第１の質問に対する回答が前記入力アンプを介して入力され、
前記制御部において、前記入力増幅率の制御が前記回答に対する前記音声認識処理の結果に基づいて行われることを特徴とする集積回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声認識システム及び集積回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人の音声に基づいて特定の語を認識する音声認識技術が開発されている。また、音声認識の認識率を向上させるために、様々なアイディアが提案されている（特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１４５７９１号公報
【特許文献２】特開２００９−１９２９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マイクから入力される音声が大きすぎたり小さすぎたりすると、認識率が低下してしまう。従って、認識率を向上させるためには、マイクから入力される音声を増幅する増幅率を適切な値に設定することが重要である。しかしながら、話者とマイクとの距離は一定ではないので、マイクから入力された音声を増幅する増幅率を適切な値に設定することは困難だった。
【０００５】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、音声認識の認識率の向上に資する音声認識システム及び集積回路装置を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［適用例１］
本適用例にかかる音声認識システムは、出力音声を出力する音声出力部と、入力アンプを介して入力される入力音声に基づいて音声認識処理を行う音声認識部と、前記入力アンプの増幅率である入力増幅率の制御を行う制御部と、を含み、話者との距離を把握するための第１の質問が前記音声出力部から出力され、前記第１の質問に対する回答が前記入力アンプを介して入力され、前記制御部において、前記入力増幅率の制御が前記回答に対する前記音声認識処理の結果に基づいて行われることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、第１の質問の回答に対する音声認識処理の結果に基づいて入力アンプの入力増幅率を制御するので、話者との距離に応じた入力アンプの設定を行うことができる。従って、音声認識の認識率の向上に資する音声認識システムを実現できる。
【０００８】
［適用例２］
上記適用例にかかる音声認識システムにおいて、更に、出力アンプを含み、前記出力音声は、前記出力アンプを介して出力され、前記制御部は、前記音声認識処理の結果に基づいて、前記出力アンプの増幅率である出力増幅率の制御を行うことが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、話者との距離を把握する質問の回答結果に基づいて出力アンプの出力増幅率を制御するので、話者との距離に応じた出力アンプの設定を行うことができる。従って、ユーザーに聞き取りやすい音声を出力できる音声認識システムを実現できる。
【００１０】
［適用例３］
上記適用例にかかる音声認識システムにおいて、更に、判断部を含み、前記判断部は、前記音声認識処理の結果に基づいて、前記第１の質問を行うか否かの判断を行うことが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、音声認識処理の結果に基づいて話者との距離を把握する質問を音声出力させるか否かを判断するので、増幅率を変更する必要性が高い場面で話者との距離を把握する質問を音声出力させることができる。
【００１２】
［適用例４］
上記適用例にかかる音声認識システムにおいて、前記音声出力部は、前記入力増幅率の制御及び前記出力増幅率の制御の少なくともひとつの制御が行われた後に、次の質問を出力することが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、音声出力部が次の質問を音声出力する前に、入力増幅率及び出力増幅率の少なくとも１つが制御されるので、次の質問からはより適切な状態で音声認識処理を行うことができる。すなわち、入力増幅率の制御が行われた場合には、音声認識率の向上に資する音声認識システムを実現できる。また、出力増幅率の制御が行われた場合には、ユーザーに聞き取りやすい音声を出力できる音声認識システムを実現できる。
【００１４】
［適用例５］
本適用例にかかる集積回路装置は、出力音声を出力する音声出力部と、入力アンプを介して入力される入力音声に基づいて音声認識処理を行う音声認識部と、前記入力アンプの増幅率である入力増幅率の制御を行う制御部と、を含み、話者との距離を把握するための第１の質問が前記音声出力部から出力され、前記第１の質問に対する回答が前記入力アンプを介して入力され、前記制御部において、前記入力増幅率の制御が前記回答に対する前記音声認識処理の結果に基づいて行われることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、第１の質問の回答に対する音声認識処理の結果に基づいて入力アンプの入力増幅率の制御が行われるので、話者との距離に応じた入力アンプの設定を行うことができる。従って、音声認識の認識率の向上に資する集積回路装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態にかかる音声認識システムの構成例を示すブロック図。
【図２】本実施形態にかかる音声認識システム及び集積回路装置の具体的な動作例を説明するためのフローチャート。
【図３】言語モデルのグループの一例を示す図。
【図４】本実施形態の変形例にかかる音声認識システムの構成例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。図面は説明のための便宜上のものである。
【００１８】
以下では、次のような順序に従って本発明の実施形態を説明する。
【００１９】
１．音声認識システム及び集積回路装置の構成例
２．音声認識システム及び集積回路装置の動作例
３．音声認識システム及び集積回路装置の変形例
【００２０】
１．音声認識システム及び集積回路装置の構成例
図１は、本実施形態にかかるひとつの構成例である、音声認識システム１の構成を示すブロック図である。
【００２１】
音声認識システム１は、マイク１２０、入力アンプ２１、アナログ−デジタルコンバーター２２（以降Ａ／Ｄコンバーター２２と呼ぶ）、音声認識部２０、制御部３０、スピーカー１３０、出力アンプ１１、デジタル−アナログコンバーター１２（以降Ｄ／Ａコンバーター１２と呼ぶ）、音声出力部１０、ホストインターフェース５０及びホスト１１０を含む。これらの構成要素の中の、入力アンプ２１、Ａ／Ｄコンバーター２２、音声認識部２０、制御部３０、出力アンプ１１、Ｄ／Ａコンバーター１２、音声出力部１０及びホストインターフェース５０は、集積回路装置１００の一部として構成されている。また、ホスト１１０は判断部４０を有する。
【００２２】
音声出力部１０は、話者との距離を把握するための質問（以降、第１の質問と呼ぶ）の出力音声データを生成する部分である。音声出力部１０は、予め用意された音声データを出力音声データとして出力してもよく、ＴＴＳ（Ｔｅｘｔ  ｔｏ  ｓｐｅｅｃｈ）技術を用いて音声合成した音声データを出力音声データとして出力してもよい。音声出力部１０から出力された出力音声データは、Ｄ／Ａコンバーター１２、出力アンプ１１及びスピーカー１３０を介して出力される。
【００２３】
第１の質問としては、例えば、「マイクから何メートル離れていますか？」のように値を直接尋ねる質問であってもよいし、「マイクは口元ですか？手の届く距離ですか？手の届かない距離ですか？」のように大まかな距離を尋ねる質問であってもよい。
【００２４】
音声認識部２０は、マイク１２０、入力アンプ２１及びＡ／Ｄコンバーター２２を介して入力される入力音声データ信号Ｓ４に基づいて、第１の質問の回答に対する音声認識処理を行う部分である。
【００２５】
音声認識処理の手法としては種々の公知の方法を用いることができ、例えば、隠れマルコフモデルを用いて音声認識処理を行ってもよい。音声認識部２０は、音声認識処理を、入力される音声が所定の登録語（選択肢）と一致すると判断できるか否かを判定することにより行われることでもよい。この場合、選択肢は、回答として想定される内容として、予め登録された登録語の中から第１の質問の内容に応じて選択されているものである。例えば、第１の質問が「マイクから何メートル離れていますか」の場合には、「１メートル」や「３メートル」などの数値が含まれる登録語が選択肢として選択される。また、第１の質問が「マイクは口元ですか、手の届く距離ですか、手の届かない距離ですか」の場合には、「口元」、「手」、「届く」及び「届かない」などが選択肢として含まれることになる。登録語は音素の並びによって定義されており、文法的に厳密に１単語である必要はなく、複数の単語から構成されるフレーズや文章であってもよい。
【００２６】
音声認識部２０は、音声認識処理を行い、尤度が閾値を超えた選択肢がある場合には、当該選択肢に関する情報を音声認識処理の結果として出力する。また、音声認識部２０は、音声認識処理を行い、尤度が閾値を越えた選択肢がない場合は、該当する選択肢がない旨の情報を音声認識の結果として出力する。尚、音声認識部２０は、音声認識処理を行う時間を所定の時間（例えば、２秒間）に限定して行ってもよい。
【００２７】
ここで、「正認識」及び「誤認識」のそれぞれの言葉について定義することにする。正認識とは、音声認識処理において、最も尤度が高く入力音声と一致すると判定された選択肢が入力音声と一致することを言う。誤認識とは、音声認識処理において、最も尤度が高く入力音声と一致すると判定された選択肢が入力音声と一致しないことを言う。従って、音声認識システム１では、選択肢が入力音声と一致する若しくはしないという判定を行うことができるが、話者の話す内容（回答）が予め分かっている状態に無い限り、その判定結果が正認識か誤認識かを断定することができない。
【００２８】
制御部３０は、音声認識部２０による音声認識処理の結果に基づいて、入力アンプ２１の増幅率（入力増幅率）を制御する部分である。音声認識処理の結果が入力音声と選択肢とが一致したというものであれば、第１の質問に対する話者の回答に基づいて入力増幅率の制御が行われるので、話者との距離に応じて適した入力アンプ２１の設定を行うことができる。従って、話者の音声におけるＳ／Ｎ比の向上を見込めることから、音声認識部２０における音声認識処理の認識率の向上を図ることができる。
【００２９】
また、制御部３０は、音声認識部２０による音声認識処理の結果に基づいて、出力アンプ１１の増幅率を制御してもよい。これにより、音声認識処理の結果が入力音声と選択肢とが一致したというものであれば、第１の質問に対する話者の回答に基づいて出力アンプ１１の増幅率の制御が行われるので、話者にとってより聞き取りやすい音声を出力することができる。
【００３０】
尚、制御部３０は、次の質問が行われる前に、入力アンプ２１及び出力アンプ１１の増幅率を制御してもよい。
【００３１】
判断部４０は、第１の質問を行うか否かを判断する部分である。判断部４０の判断は、例えば音声認識部２０による音声認識処理の結果に基づいて行われる。音声認識システム１は、第１の質問の回答に対する音声認識処理の結果が正認識であるか否かの判断は行うことができない。尤度が高い選択肢が、必ずしも話者の回答通りとは限らないからである。従って、判断部４０は、次に尤度が高い選択肢との尤度差を基にして、再度話者に対して第１の質問を行うか否かの判断を行ってもよい。また、第１の質問の回答に対する音声認識処理の結果が、該当する選択肢がないことを示す情報であった場合、認識が出来なかったことを示すと共に再度第１の質問を行うか否かの判断を行ってもよい。
【００３２】
尚、判断部４０の機能は、専用の回路によって実現されてもよいし、ホスト１１０において実行されるプログラムによって実現されてもよい。
【００３３】
音声認識が誤認識となってしまう要因としては様々なものが考えられるが、話者に対して話者との距離を把握することができる質問を行い、これに対する話者からの回答を用いて入力アンプ２１並びに出力アンプ１１のそれぞれの増幅率を制御することで、音声認識を行うためのより好ましい入力音声データ信号Ｓ４を得ることが可能となる。
【００３４】
２．音声認識システム及び集積回路装置の動作例
次に、音声認識システム１の具体的な動作例について説明する。図２は、音声認識システム１の具体的な動作例を説明するための概略フローチャートである。
【００３５】
まず、ホスト１１０が、第１の質問を含む対話を開始するための対話開始コマンドを信号Ｓ１としてホストインターフェース５０に出力する。ホストインターフェース５０は、信号Ｓ１を受け付けて、音声出力開始信号を信号Ｓ２として音声出力部１０に出力し、認識開始信号を信号Ｓ３として音声認識部２０に出力する。対話開始コマンドは、音声出力部１０が出力する質問への回答に対応する選択肢のグループを指定するための情報を含んでいてもよい。
【００３６】
音声出力部１０は、信号Ｓ２を受け付けて、第１の質問をＤ／Ａコンバーター１２、出力アンプ１１及びスピーカー１３０を介して出力する。本実施形態においては、音声出力部１０は、第１の質問として、「マイクは口元ですか、手の届く距離ですか、手の届かない距離ですか」を音声出力する（ステップＳ１００）。
【００３７】
音声認識部２０は、信号Ｓ３を受け付けて、音声認識処理を開始する（ステップＳ１０２）。音声認識部２０は、Ａ／Ｄコンバーター２２が生成する音声データを入力音声データ信号Ｓ４として受け付け、受け付けた音声データに基づいて音声認識処理を行う。
【００３８】
図３は、本実施形態における選択肢のグループの一例を示す図である。図３に示される例では、選択肢として、「口元」、「手の届く距離」、「手の届かない距離」の３つの登録語がひとつのグループになっている。
【００３９】
音声認識部２０は、音声認識処理が終了すると、音声認識処理の結果に関する情報を信号Ｓ５として制御部３０及びホストインターフェース５０へ出力する。また、音声認識部２０は、音声認識処理が終了すると、認識終了信号を信号Ｓ６としてホストインターフェース５０に出力する。ホストインターフェース５０は、音声認識処理の結果に関する情報を含む情報を信号Ｓ７としてホスト１１０に出力する。
【００４０】
制御部３０は、音声認識部２０による音声認識処理の結果に基づいて、入力アンプ２１に信号Ｓ８を出力することによって、入力アンプ２１の増幅率を制御する（ステップＳ１０４〜ステップＳ１１０）。
【００４１】
音声認識処理の結果が「口元」である場合（ステップＳ１０４で「口元」の場合）には、入力アンプ２１の増幅率を第１の値に設定する（ステップＳ１０６）。また、音声認識処理の結果が「手の届く距離」である場合（ステップＳ１０４で「手の届く距離」の場合）には、入力アンプ２１の増幅率を第２の値に設定する（ステップＳ１０８）。また、音声認識処理の結果が「手の届かない距離」である場合（ステップＳ１０４で「手の届かない距離」の場合）には、入力アンプ２１の増幅率を第３の値に設定する（ステップＳ１１０）。ここで、第１の値＜第２の値＜第３の値の大小関係が成立しているものとする。尚、入力アンプ２１における第１の値、第２の値及び第３の値のそれぞれは、入力アンプ２１の特性に合わせて決定される値でよい。
【００４２】
このように、第１の質問の回答結果に基づいて入力アンプ２１の増幅率を制御するので、話者との距離に応じた増幅率を設定することができる。これにより、誤認識の低減を図ることができる。
【００４３】
出力アンプ１１の増幅率についても、入力アンプ２１の増幅率と同様に制御してもよい。すなわち、制御部３０は、音声認識部２０による音声認識処理の結果に基づいて、出力アンプ１１に信号Ｓ９を出力することによって、出力アンプ１１の増幅率を制御する（ステップＳ１０４〜ステップＳ１１０）。
【００４４】
音声認識処理の結果が「口元」である場合（ステップＳ１０４で「口元」の場合）には、出力アンプ１１の増幅率を第１の値に設定する（ステップＳ１０６）。また、音声認識処理の結果が「手の届く距離」である場合（ステップＳ１０４で「手の届く距離」の場合）には、出力アンプ１１の増幅率を第２の値に設定する（ステップＳ１０８）。また、音声認識処理の結果が「手の届かない距離」である場合（ステップＳ１０４で「手の届かない距離」の場合）には、出力アンプ１１の増幅率を第３の値に設定する（ステップＳ１１０）。ここで、第１の値＜第２の値＜第３の値の大小関係が成立しているものとする。尚、出力アンプ１１における第１の値、第２の値及び第３の値のそれぞれは、出力アンプ１１の特性に合わせて決定される値でよい。
【００４５】
このように、話者との距離を把握する質問の回答結果に基づいて出力アンプ１１の増幅率を制御するので、話者との距離に応じた増幅率を設定することができる。
【００４６】
判断部４０は、信号Ｓ７を受け付けて、音声出力部１０に第１の質問を音声出力させるか否かを判断する。判断部４０が第１の質問を音声出力させると判断した場合には、ホスト１１０が第１の質問を含む対話を開始するための対話開始コマンドを信号Ｓ１としてホストインターフェース５０に出力する。ホストインターフェース５０は、上述したように、信号Ｓ１を受け付けて、音声出力開始信号を信号Ｓ２として音声出力部１０に出力し、認識開始信号を信号Ｓ３として音声認識部２０に出力する。
【００４７】
３．音声認識システム及び集積回路装置の変形例
図４は、本実施形態の変形例にかかる音声認識システム１ａの構成例を示すブロック図である。なお、図１に示される音声認識システム１と同様の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４８】
音声認識システム１ａは、音声認識システム１における判断部４０に相当する判断部４０ａが集積回路装置１００ａの一部として構成されている。
【００４９】
判断部４０ａは、信号Ｓ５を受け付けて、音声出力部１０に第１の質問を音声出力させるか否かを判断する。判断部４０ａが第１の質問を音声出力させると判断した場合には、判断部４０ａが音声出力開始信号を信号Ｓ１０として音声出力部１０に出力し、判断部４０ａが認識開始信号を信号Ｓ１１として音声認識部２０に出力する。このようにすることで、信号Ｓ１並びに信号Ｓ７を用いてのホスト１１０ａと集積回路装置１００ａとの間の通信量を音声認識システム１のホスト１１０と集積回路装置１００との間の通信量に比較して少なくすることが可能となる。
【００５０】
このように、音声認識システム１ａにおいても、音声認識システム１と同様の効果を奏することができる。
【００５１】
なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定される訳ではない。例えば各実施形態及び各変形例は、複数を適宜組み合わせることが可能である。
【００５２】
本発明は、上述した実施形態及び具体例に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、広く適用が可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１…音声認識システム、１ａ…音声認識システム、１０…音声出力部、１１…出力アンプ、１２…Ｄ／Ａコンバーター、２０…音声認識部、２１…入力アンプ、２２…Ａ／Ｄコンバーター、３０…制御部、４０…判断部、４０ａ…判断部、５０…ホストインターフェース、１００…集積回路装置、１００ａ…集積回路装置、１１０…ホスト、１１０ａ…ホスト、１２０…マイク、１３０…スピーカー、Ｓ１〜Ｓ１１…信号。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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