(57)【要約】【課題】音声認識環境の変化により誤認識の発生率が上昇することを防止可能な音声認識システムを提供すること。【解決手段】音声認識システムであって、第１の音信号と第２の音信号とを合成し、第３の音信号を生成するテスト用合成音生成部と、前記第１の音信号又は前記第３の音信号のいずれかに対して音声認識の処理を行う音声認識部と、前記第３の音信号に対する前記音声認識の処理の結果に基づいて、前記第１の音信号に対する前記音声認識の処理に用いられる判定条件の変更の必要性を判断する判断部と、を含み、前記第１の音信号は、前記音声認識システムの外部の音を入力して得た信号であり、前記第２の音信号は、前記音声認識システムの内部に保持されたデータから得た信号であることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声認識システムであって、
第１の音信号と第２の音信号とを合成し、第３の音信号を生成するテスト用合成音生成部と、
前記第１の音信号又は前記第３の音信号のいずれかに対して音声認識の処理を行う音声認識部と、
前記第３の音信号に対する前記音声認識の処理の結果に基づいて、前記第１の音信号に対する前記音声認識の処理に用いられる判定条件の変更の必要性を判断する判断部と、を含み、
前記第１の音信号は、前記音声認識システムの外部の音を入力して得た信号であり、
前記第２の音信号は、前記音声認識システムの内部に保持されたデータから得た信号であることを特徴とする音声認識システム。
【請求項２】
前記音声認識の処理は、前記第１の音信号若しくは前記第３の音信号に対する複数の登録語における尤度を算出する第１の処理を含み、
前記判断部は、前記尤度。並びに、前記第３の音信号に対する前記複数の登録語の少なくとも２つの登録語における前記尤度の差に基づいて前記判定条件の変更の判断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】
前記音声認識の処理は、前記第１の音信号と、前記複数の登録語のいずれかとが一致するか否かを判定する第２の処理を含み、
前記第２の処理は、前記複数の登録語において前記尤度が最も高い登録語と前記尤度が２番目に高い登録語とにおける尤度差と、尤度差判定閾値との比較を行う処理を含み、
前記判断部において前記判定条件の変更として前記尤度差判定閾値の変更が必要と判断されたときは、前記尤度差判定閾値の値の変更が行われることを特徴とする請求項２に記載の音声認識システム。
【請求項４】
前記複数の登録語のそれぞれにおいて尤度判定閾値が設定されており、
前記第２の処理は、前記複数の登録語のそれぞれにおいて、前記尤度と前記尤度判定閾値との比較を行う処理を含み、
前記判断部において前記判定条件の変更として前記尤度判定閾値の変更が必要と判断されたときは、前記尤度判定閾値の値の変更が行われ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】
集積回路装置であって、
第１の音信号と第２の音信号とを合成し、第３の音信号を生成するテスト用合成音生成部と、
前記第１の音信号又は前記第３の音信号のいずれかに対して音声認識の処理を行う音声認識部と、
前記第３の音信号に対する前記音声認識の処理の結果に基づいて、前記第１の音信号に対する前記音声認識の処理に用いられる判定条件の変更の必要性を判断する判断部と、を含み、
前記第１の音信号は、前記集積回路装置を含む処理装置の外部の音を入力して得た信号であり、
前記第２の音信号は、前記集積回路の内部に保持されたデータから得た信号であることを特徴とする集積回路装置。
【請求項６】
音声認識方法であって、
第１の音信号と第２の音信号とを合成し、第３の音信号を生成する第１の工程と、
前記第１の音信号又は前記第３の音信号のいずれかに対して音声認識の処理を行う第２の工程と、
前記第３の音信号に対する前記音声認識の処理の結果に基づいて、前記第１の音信号に対する前記音声認識の処理に用いられる判定条件の変更の必要性を判断する第３の工程と、を含み、
前記第１の音信号は、前記音声認識方法を実施する装置の外部の音を入力して得た信号であり、
前記第２の音信号は、前記音声認識方法を実施する装置の内部に保持されたデータから得た信号であることを特徴とする音声認識方法。
【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、集積回路装置及び音声認識方法に関する。
【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、音声認識技術を用いて、種々の機器を制御するアイディアが提案されている。
【０００３】
音声認識は、一般的には入力された音声を分析して得られる音声の特徴を表すパラメーターからなる入力パターンをデータ処理し、この未知の入力パターンと予め複数の音声についてデータベース化された登録パターン（例えば辞書データ）とをパターンマッチングによって比較し、尤度の大きい辞書データの登録パターンを認識結果として出力する方法がとられる。ここで尤度は、音声認識結果の候補の尤もらしさを表すパラメーターであり、音声のスペクトル的な揺らぎと時間的な揺らぎを多数の学習サンプルによって統計的にモデル化する隠れマルコフモデル（Hidden Markov Model）などにより求められる。
【０００４】
特許文献１には、隠れマルコフモデルなどにより尤度を求め、１位の音声認識結果の尤度と２位以下の各音声認識結果の尤度との差である尤度差を求め、予め定めてある尤度差判定閾値に基づいて、音声認識が適正に実施されたものと認識されたもののみを認識結果の正解の候補として定める音声認識手法が開始されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２０７４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
音声認識技術を用いた機器の制御においては、音声認識での誤認識が機器の誤動作につながるので、誤認識率を低下させる技術が求められている。しかし種々の機器において音声認識を行う際には、周囲の雑音や環境音等の影響により、音声認識の認識率や精度が変化する。特に周囲の雑音が大きくなると誤認識の発生率が高くなるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、音声認識環境の変化により誤認識の発生率が上昇することを防止可能な音声認識システム、集積回路装置及び音声認識方法を提供することができる。
【０００８】
［適用例１］
本適用例にかかる音声認識システムは、音声認識システムであって、第１の音信号と第２の音信号とを合成し、第３の音信号を生成するテスト用合成音生成部と、前記第１の音信号又は前記第３の音信号のいずれかに対して音声認識の処理を行う音声認識部と、前記第３の音信号に対する前記音声認識の処理の結果に基づいて、前記第１の音信号に対する前記音声認識の処理に用いられる判定条件の変更の必要性を判断する判断部と、を含み、前記第１の音信号は、前記音声認識システムの外部の音を入力して得た信号であり、前記第２の音信号は、前記音声認識システムの内部に保持されたデータから得た信号であることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、音声認識システムが、第１の音信号と第２の音信号とを合成し第３の音信号を生成するテスト用合成音生成部と、第１の音信号又は第３の音信号のいずれかに対して音声認識の処理を行う音声認識部と、第３の音信号に対する音声認識の処理の結果に基づいて、第１の音信号に対する音声認識の処理に用いられる判定条件の変更の必要性を判断する判断部と、を含み、第１の音信号は、音声認識システムの外部の音を入力して得た信号であり、第２の音信号は、音声認識システムの内部に保持されたデータから得た信号であることで、稼働する周囲の環境に適合した音声認識システムを構築することができる。
【００１０】
第２の音信号は、予め音声認識システム内に保持されたデータから得た信号であり、音声認識システム自身がどのような音の信号であるかが分かっている信号である。この第２の音信号と音声認識システムの外部の音を入力して得た信号である第１の音信号とを合成した第３の音信号に対して音声認識の処理を行うことで、音声認識システムが置かれた環境における予め正解が分かっている音信号に対しての音声認識の処理を行うことになる。予め、保存されたデータに対する音声認識の処理に対する何らかの期待値を用意しておき、当該期待値と第３の音信号に対する音声認識の処理の結果とを対比することで、第１の音信号における音声認識に対する影響、すなわち音声認識システムがおかれた環境の音声認識の処理における影響の大きさを判断することが可能となる。
【００１１】
また、第２の音信号を音声認識システムの外部に出力しないことから、音声認識システムの周囲にいる人に気付かせることなく音声認識システムの置かれた環境に適合させることが可能である。このため、例えば、音声認識の処理の合間に判定時要件の変更の処理を行うことが可能であり、音声認識システムの周囲の騒音などの変化に対しても随時適応することが可能となる。
【００１２】
［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、前記音声認識の処理は、前記第１の音信号若しくは前記第３の音信号に対する複数の登録語における尤度を算出する第１の処理を含み、前記判断部は、前記尤度、並びに、前記第３の音信号に対する前記複数の登録語の少なくとも２つの登録語における前記尤度の差に基づいて前記判定条件の変更の判断を行うことが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、音声認識の処理において、第１の音信号若しくは第３の音信号に対する複数の登録語における尤度を算出する第１の処理を含み、当該尤度を用いて、尤度、並びに、第３の音信号に対する複数の登録語の少なくとも２つの登録語における尤度の差に基づいて判定条件の変更の判断を行うことで、判断部における判定条件の変更の判断を容易なものとすることができる。
【００１４】
上述した複数の登録語には、第２の音信号に対応する単語若しくはフレーズ、すなわち正解となる単語若しくはフレーズが含まれていることでよい。第１の処理において、正解となる単語若しくはフレーズにおける尤度、及び、当該正解となる単語若しくはフレーズと他の単語若しくは他のフレーズとの尤度差を得ることができ、これら尤度並びに尤度差を用いることで、音声認識システムが置かれた環境の影響を判断することが可能となる。この判断を基にして音声認識の処理に用いられる判定条件の変更を行うことで、誤認識の発生をより低減させることを図ることができる。
【００１５】
［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、前記音声認識の処理は、前記第１の音信号と、前記複数の登録語のいずれかとが一致するか否かを判定する第２の処理を含み、前記第２の処理は、前記複数の登録語において前記尤度が最も高い登録語と前記尤度が２番目に高い登録語とにおける尤度差と、尤度差判定閾値との比較を行う処理を含み、前記判断部において前記判定条件の変更として前記尤度差判定閾値の変更が必要と判断されたときは、前記尤度差判定閾値の値の変更が行われることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、複数の登録語のいずれかとが一致するか否かを判定する第２の処理を含み、第２の処理は、複数の登録語において尤度が最も高い登録語と尤度が２番目に高い登録語とにおける尤度差と、尤度差判定閾値との比較を行う処理を含み、判断部において判定条件の変更が必要と判断されたときに尤度差判定閾値の値の変更が行われることで、第２の処理における判定を音声認識システムが置かれた環境に合わせたものとすることができる。
【００１７】
例えば、音声認識システムが置かれた環境が、一般的な環境と比較して騒音が多い環境であったとする。この場合、複数の登録語における尤度差が一般的な環境と比較して小さくなる傾向がある。従って、一般的な環境を前提にして設けられた閾値との比較においては、条件を満たさずに認識できないという判定となる可能性がある。この場合、条件の変更が可能かどうかを判断し、可能であれば尤度差判定閾値の値をより小さい値に変更することが好ましいことになる。
【００１８】
また、環境によっては、所定の登録語において所定の判定条件を満たしているのにもかかわらず誤認識となる場合があることとも考えられる。このような場合は、当該所定の登録語の所定の判定条件の変更の判断として、尤度差判定閾値の値をより大きい値に変更する判断をするのが好ましい場合もある。これは、音声認識システムが何らかの制御動作を行うことが目的のシステムであると、音声認識の結果として認識されたと判断された登録語が誤認識であった場合、誤認識により当該制御動作が引き起こされることになり、本来はなされないはずの誤った制御動作が引き起こされることになるからである。従って、誤認識となるよりは音声認識の結果として該当する登録語の判別ができなかったとするのが誤った制御動作を引き起こさないためには必要となる。この場合、例えば尤度差の所定の開きを尤度差判定閾値として定義して、尤度差判定閾値の値をより大きくすることで誤認識の低減を図ることができ、第２の処理における判定を音声認識システムが置かれた環境に合わせたものとすることができる。
【００１９】
［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、前記複数の登録語のそれぞれにおいて尤度判定閾値が設定されており、前記第２の処理は、前記複数の登録語のそれぞれにおいて、前記尤度と前記尤度判定閾値との比較を行う処理を含み、前記判断部において前記判定条件の変更として前記尤度判定閾値の変更が必要と判断されたときは、前記尤度判定閾値の値の変更が行われることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、複数の登録語のそれぞれにおいて尤度判定閾値が設定されており、第２の処理は、複数の登録語のそれぞれにおいて、尤度と尤度判定閾値との比較を行う処理を含み、判断部において判定条件の変更として尤度判定閾値の変更が必要と判断されたときに尤度判定閾値の値の変更が行われることで、第２の処理における判定を音声認識システムが置かれた環境に合わせたものとすることができる。
【００２１】
例えば、音声認識システムが置かれた環境が、一般的な環境と比較して騒音が多い環境であったとする。この場合、複数の登録語のそれぞれにおける尤度が一般的な環境と比較して小さくなる傾向がある。この場合、複数の登録語のそれぞれにおける尤度判定閾値の値を一般的な環境の場合に比較して小さく設定することが好ましいことになる。
【００２２】
［適用例５］
本適用例にかかる集積回路装置は、第１の音信号と第２の音信号とを合成し、第３の音信号を生成するテスト用合成音生成部と、前記第１の音信号又は前記第３の音信号のいずれかに対して音声認識の処理を行う音声認識部と、前記第３の音信号に対する前記音声認識の処理の結果に基づいて、前記第１の音信号に対する前記音声認識の処理に用いられる判定条件の変更の必要性を判断する判断部と、を含み、前記第１の音信号は、前記集積回路装置を含む処理装置の外部の音を入力して得た信号であり、前記第２の音信号は、前記集積回路の内部に保持されたデータから得た信号であることを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、集積回路装置が、第１の音信号と第２の音信号とを合成し第３の音信号を生成するテスト用合成音生成部と、第１の音信号又は第３の音信号のいずれかに対して音声認識の処理を行う音声認識部と、第３の音信号に対する音声認識の処理の結果に基づいて、第１の音信号に対する音声認識の処理に用いられる判定条件の変更の必要性を判断する判断部と、を含み、第１の音信号は、音声認識システムの外部の音を入力して得た信号であり、第２の音信号は、音声認識システムの内部に保持されたデータから得た信号であることで、稼働する周囲の環境に適合した集積回路装置を構成することができる。
【００２４】
［適用例６］
本適用例にかかる音声認識方法は、第１の音信号と第２の音信号とを合成し、第３の音信号を生成する第１の工程と、前記第１の音信号又は前記第３の音信号のいずれかに対して音声認識の処理を行う第２の工程と、前記第３の音信号に対する前記音声認識の処理の結果に基づいて、前記第１の音信号に対する前記音声認識の処理に用いられる判定条件の変更の必要性を判断する第３の工程と、を含み、前記第１の音信号は、前記音声認識方法を実施する装置の外部の音を入力して得た信号であり、前記第２の音信号は、前記音声認識方法を実施する装置の内部に保持されたデータから得た信号であることを特徴とする。
【００２５】
この音声認識方法によれば、第１の音信号と第２の音信号とを合成し、第３の音信号を生成する第１の工程と、前記第１の音信号又は前記第３の音信号のいずれかに対して音声認識の処理を行う第２の工程と、前記第３の音信号に対する前記音声認識の処理の結果に基づいて、前記第１の音信号に対する前記音声認識の処理に用いられる判定条件の変更の必要性を判断する第３の工程と、を含み、前記第１の音信号は、前記音声認識方法を実施する装置の外部の音を入力して得た信号であり、前記第２の音信号は、前記音声認識方法を実施する装置の内部に保持されたデータから得た信号であることで、音声認識方法を実施する装置の周囲の環境に適合した音声認識の処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】音声認識システムの機能ブロック図。
【図２】音声認識システムの概略ブロック図。
【図３】登録語に対応する尤度、尤度差、尤度閾値及び尤度差閾値を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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。説明に用いる図は、説明のための便宜上のものである。
【００２８】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る音声認識システム１の機能ブロック図である。
【００２９】
音声認識システム１は、テスト用合成音生成部１０、音声認識部２０、判断部３０、音声出力制御部４０、評価出力処理部５０及び音声記憶部６０を含む。
【００３０】
テスト用合成音生成部１０は、図１において図示していないマイクから出力されるマイク出力信号と、予め用意された若しくは生成されたテスト用音声の信号とを合成する部分である。合成は、アナログ状態又はデジタル状態のいずれでもよい。マイク出力信号がアナログ信号であり、テスト用音声の信号がアナログ信号である場合には、アナログ状態での合成が可能である。また、一方がアナログ信号で他の一方がデジタル信号である場合には、一方のアナログ信号をアナログ−デジタル変換（以降、ＡＤ変換と呼ぶ）することでデジタル状態での合成を行うことができる。また、他の一方のデジタル信号をデジタル−アナログ変換（以降、ＤＡ変換と呼ぶ）することで、アナログ状態での合成を行うことができる。尚、マイク出力信号がアナログ信号であり、テスト用音声の信号がアナログ信号である場合においても、双方の信号のそれぞれに対してＡＤ変換を行うことで、デジタル状態での合成を行うことができる。いずれにしても、テスト用合成音生成部１０の出力はデジタル信号に変換され、テスト用合成音信号として出力される。
【００３１】
音声認識部２０は、マイク出力信号又はテスト用合成音信号のいずれかを認識対象音として音声認識の処理を行う部分である。音声認識の処理は、認識対象音に対する予め用意された複数の登録語の尤度を算出し、所定の判定条件の基で尤度を用いて認識対象音に対応する登録語の判定を行う処理である。登録語は、１つの単語で構成されてもよいし、複数の単語（フレーズ）で構成されてもよい。また登録語には対応する音響モデルが１つまたは複数設定されていてもよい。尚、音声認識部２０における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る。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し、ダイレクトマッチングの手法を用いて音声認識を行っても良い。尚、複数の登録語は音声認識部２０内の図示しない記憶部に記憶されている。ここで、音響モデルとは、性別や年齢等の異なる対象ごとに作成したモデルである。
【００３２】
判断部３０は、音声認識部２０で用いられる判定条件の変更の必要性を判断する部分である。判断部３０における判断の結果は音声認識部２０に伝達され、音声認識部２０における判定条件の変更を行うときの要因の１つとして用いられる。
【００３３】
音声出力制御部４０は、音声認識システム１の利用者に対するガイド音声を出力する部分である。ガイド音声には、利用者に対する案内情報、音声認識の処理の結果の出力など、様々な情報の音声が含まれる。また、音声記憶部６０に対する制御も行い、音声記憶部６０に記憶されたテスト用音声のデータの読出しを行い、テスト用合成音生成部１０に対して出力する。音声記憶部６０は、テスト用音声のデータやガイド音声のデータなどの音声データを記憶する部分である。
【００３４】
評価出力処理部５０は、音声認識部２０の判定の結果に基づき、音声認識システム１の音声認識環境の評価を行う部分である。
【００３５】
音声認識環境の評価は、例えば、音声認識の処理の結果でテスト用音声と一致すると判定された登録語における、当該一致に対する信頼度を算出することで行うことができる。この信頼度は、尤度に対する閾値や、尤度が第１位の登録語と第２の登録語とにおける尤度差を基にして定義づけることが可能である。予め、尤度の基準となる閾値（尤度判定閾値）及び尤度差の基準となる閾値（尤度差判定閾値）を設定しておき、これらとの比較結果に基づきランク付けなどを行うことでもよい。例えば、算出された尤度の値が尤度判定閾値の何倍になっているか、尤度差が尤度差判定閾値の何倍になっているかなどでランク付けを行うことでよい。
【００３６】
尚、音声記憶部６０に記憶されるテスト用音声のデータは、予め生成されて記憶されている音声データでもよいし、いわゆるテキストデータでもよい。テキストデータの場合は、ＴＴＳ（text to speech）技術を用いて合成された音声信号がテスト用合成音生成部１０に出力される。また、マイクから入力された利用者の音声を記憶した音声でもよい。
【００３７】
次に、音声認識システム１における音声認識処理の判定基準の変更の処理の流れについて説明する。ここで、判定基準の変更のための音声認識処理を第１モード処理、判定基準の変更のためではない通常の音声認識の処理を第２モード処理と呼ぶことにする。第２モード処理は、マイク出力音信号に対して行われる。第２モード処理の対象となる音声は、マイクを介して入力される利用者の音声である。
【００３８】
第１モード処理について説明する。図示しないマイクからは音声認識システム１の周囲の環境音が入力されている。
【００３９】
音声記憶部６０に記憶されたテスト用音声データ６２は、音声出力制御部４０によって読み出され、テスト用合成音生成部１０に出力される。テスト用合成音生成部１０においてテスト用音声データ６２とマイク出力信号とが合成されテスト用合成音信号として音声認識部２０に出力され、音声認識部２０において音声認識の処理が行われる。
【００４０】
テスト用合成音信号に対する音声認識の処理は、予め登録された複数の登録語のそれぞれにおける尤度の算出、及び、複数の登録語における尤度差を算出する第１の処理である。
【００４１】
音声認識部２０は、音声出力制御部４０からテスト用として出力される音声データがどの登録語に対応するかの情報が予め伝達されている。ここでの尤度の算出は、複数の登録語のすべてについて行われてもよいし、対応する登録語と発音が近い登録語とに限定して行われてもよい。
【００４２】
マイクから入力される環境音の種類にもよるが、当該環境音の影響は通常の場合は複数の登録語のすべてにおいて現れることで差し障りはないと考えられる。従って、通常の場合、尤度の高さは、テスト用として出力される音声データに対応する登録語の尤度が最も高くなり、対応する登録語に発音が類似する登録語の尤度が続くことになる。稀に特殊な場合として、テスト用として出力される音声データに対応する登録語以外の登録語の尤度が最も高くなる場合がある。特殊な場合の対応については後述する。
【００４３】
ここで、音声データの対応する登録語が登録語Ａであり、登録語Ａの尤度が最も高く、次に尤度が高いのが登録語Ｂであるとする。登録語Ａの尤度の値を尤度値Ａ、登録語Ｂの尤度の値を尤度値Ｂとし、尤度値Ａと尤度値Ｂとの差を尤度差値ＡＢとする。尤度値Ａ、尤度値Ｂ及び尤度差値ＡＢは、いずれも音声認識部２０における第１の処理において算出される。
【００４４】
第１モード処理において、尤度値Ａ、尤度値Ｂ、尤度差値ＡＢ、対応する登録語の尤度判定閾値、及び、対応する登録語に対する尤度差判定閾値が判断部３０に出力される。
【００４５】
判断部３０は、尤度値Ａと尤度判定閾値とを比較し、尤度値Ａが尤度判定閾値を上回っているか同じであるならば、対応する登録語に対する音声認識の処理は適正に機能し、マイクから入力される利用者の発する音声に対しても正しい認識が可能であると判断する。合わせて、判断部３０は、尤度差値ＡＢと尤度差判定閾値とを比較し、尤度差値ＡＢが尤度差判定閾値を上回っているか同じあるならば、対応する登録語と発音が類似する登録語との識別が正しく行われていると判断し、対応する登録語に対する音声認識は正しく行われると判断することができる。
【００４６】
尤度値Ａが尤度判定閾値を下回っているが、尤度差値ＡＢが尤度差判定閾値を上回っているか同じ場合には、対応する登録語に対する識別は可能と判断し、判断部３０は音声認識部２０に対して尤度判定閾値を尤度値Ａよりも下の値に変更するように指示を行う。尤度判定閾値を尤度値Ａよりもどの程度下の値にするかは、その下げ幅を予め実験などを行うことにより求めておくことでよい。
【００４７】
尤度値Ａが尤度判定閾値を上回っているか同じであるが、尤度差判定閾値ＡＢが尤度差判定閾値よりも下回っている場合は、対応する登録語自体の音声認識の処理は適正に機能しているものの、登録語Ｂとの識別が適正に行われない可能性があることを示している。この場合は尤度判定閾値に変更の必要性はないが、尤度差判定閾値については変更した方が好ましい場合があると考えられる場合である。
【００４８】
登録語Ａに対する音声認識の処理で登録語Ｂとの間の尤度差判定閾値の条件を満たさなかった場合、登録語Ｂに対する音声認識の処理を行うことで、尤度差判定閾値の変更の判断をすることが可能である。登録語Ｂに対応する音声データにおける第１の処理の結果、尤度値Ｂが登録語Ｂの尤度判定閾値と等しいか大きく、かつ、尤度値Ｂと尤度値Ａとの差である尤度差値ＢＡが登録語Ｂの尤度値閾値と等しいか大きい場合には、登録語Ｂに対応する音声データは登録語Ａに対応する音声データに対して識別可能であることを示している。従って、登録語Ａに対応した音声データに対する第１の処理において登録語Ｂに対しての尤度差判定閾値の条件を満たすことができなくても、登録語Ｂに対応した音声データに対する第１の処理において登録語Ａに対しての尤度差判定閾値を満たしている場合には、登録語Ａの尤度差判定閾値を尤度差値ＡＢよりも下の値に変更してもよいという判断が可能である。尤度差判定閾値を尤度差値ＡＢよりもどの程度下の値にするかは、その下げ幅を予め実験などを行うことにより求めておくことでよい。
【００４９】
登録語Ｂに対応する第１の処理において、尤度差判定閾値の条件を満たさなかった場合は、登録語Ａと登録語Ｂとの間の識別が適正に行われない可能性があることを示している。この場合は、尤度差判定閾値の値を小さくする判定条件の変更は誤認識につながる可能性があることから、判断部３０においては、判定条件の変更の必要性はないと判断される。
【００５０】
テスト用として出力される音声データに対応する登録語（登録語Ｃとする）以外の登録語（登録語Ｄとする）の尤度が最も高くなる場合であるが、これは音声認識システム１が稼働している環境においては登録語Ｃに対応する音声データの認識ができないことを示している。しかしながら、第２モード処理の場合には、利用者が何を発音しているかが予めわからないことから、マイクから入力された登録語Ｃに対応する音声データに対して登録語Ｄであると認識してしまう（誤認識）ことが想定される。従って、誤認識が発生しないように判定条件を変更する必要がある。
【００５１】
この場合は、尤度差判定閾値を変更することで誤認識が発生しないようにすることでよい。すなわち、登録語Ｃと登録語Ｄとの間の尤度差値ＣＤよりも登録語Ｄの尤度差判定閾値を大きくすることで対応することが可能である。判断部３０は、登録語Ｄにおける尤度差判定閾値の値と尤度差値ＣＤとを比較し、登録語Ｄにおける尤度差判定閾値が小さい場合には登録語Ｄにおける尤度差判定閾値を尤度差値ＣＤよりも大きい値となるように変更する指示を音声認識部２０に対して行う。尤度差判定閾値を尤度差値ＣＤよりもどの程度上の値にするかは、その上げ幅を予め実験などを行うことにより求めておくことでよい。判断部３０は、判定条件の変更の判断に必要な登録語の音声データの出力を音声出力制御部４０に指示することが可能である。
【００５２】
第１モード処理においては、第２の処理は行わないことでよい。
【００５３】
次に第２モード処理について説明する。第２モード処理は、設定されている判定条件に基づいて、マイクから出力されるマイク音声信号に対して行う音声認識の処理である。
【００５４】
音声認識部２０は、まず第１の処理を行い、複数の登録語の各々に対する尤度と、複数の登録語の間の尤度差を算出する。音声認識部２０は、次に、第２の処理を行い、第１の処理で算出された尤度及び尤度差を用いてマイク出力音信号に対する登録語の判定を行う。具体的には、尤度が最も高い登録語（登録語Ｅとする）に設定されている尤度判定閾値及び尤度差判定閾値と、実際に算出された登録語Ｅの尤度値Ｅ及び次に尤度が高い登録語（登録語Ｆとする）との尤度差値ＥＦとが比較され、尤度値Ｅが尤度判定閾値を上回るか又は同じであり、かつ、尤度差値ＥＦが尤度差判定閾値を上回るか又は同じである場合に、マイク出力音信号が登録語Ｅであるとの判定が行われる。
【００５５】
第２の処理の結果は、音声認識部２０から評価出力処理部５０に出力され、判定結果のランク付けが行われる。ランク付けは、図１において図示していない、表示装置などを用いて表示するようにしてもよい。
【００５６】
第１モード処理と第２モード処理との切替えを随時行うことにより、第２の処理で用いられる判定条件を周囲の環境の変化に合わせて変更することが可能となる。これにより、置かれた環境に適用した音声処理システムを構築することができる。
【００５７】
尚、第１モード処理において判断部３０に出力される複数の登録語の各々の尤度判定閾値並びに尤度差判定閾値は、音声認識システム１の起動時に設定される初期値でもよく、起動後の動作において変更となった値でもよい。また、起動後の動作において変更となった尤度判定閾値並びに尤度差判定閾値に基づいて判定条件の変更の判断をする場合には、所定のタイミングで初期値に戻して判定条件の変更の判断を行うことにしてもよい。ここで、所定のタイミングとは、例えば、一定時間間隔とすることでもよい。また、ひとつの登録語に対して複数の音響モデルを用意している場合には、標準的な音響モデルに対して行った結果を他の音響モデルに適用してもよい。
【００５８】
第１モード処理は、音声認識システム１の周囲にテスト音声を出力せずに行うことができることから、利用者に気付かせることなく、音声認識システム１における処理を音声認識システム１の稼働環境に適合させることができる。
【実施例１】
【００５９】
図２は、本実施例にかかる音声認識システム２の概略ブロック図である。音声認識システム２は、集積回路装置１００、マイク１１０、スピーカー１２０、表示部１３０及びホスト装置１４０を含む。尚、本実施例を含む以降の実施例の記載において、図１における音声認識システム１と同様の機能を有する部分は、音声認識システム１と同様の名称及び付番として、その説明を省略する。
【００６０】
集積回路装置１００は、テスト用合成音生成部１０、音声認識部２０、判断部３０、音声出力制御部４０、評価出力処理部５０、音声記憶部６０、ホストインターフェイス７０、ＡＤ変換機９０及びＤＡ変換機９２を含む。
【００６１】
ホストインターフェイス７０は、ホスト装置１４０が接続される部分である。音声認識部２０、判断部３０、音声出力制御部４０及び評価出力処理部５０は、ホストインターフェイス７０を介してホスト装置１４０により制御される。ホスト装置１４０は、集積回路装置１００に対して、上述した第１モード処理と第２モード処理との切替えや、第１モード処理で用いられるテスト用音声データの選択、表示部１３０に対する表示内容などの指示を行うことができる。
【００６２】
マイク１１０から出力されたマイク出力信号は、ＡＤ変換機９０や図示しないフィルターでノイズ除去等施されてテスト用合成音生成部１０に入力される。本実施例においては、テスト用合成音信号はデジタル信号における合成である。
【００６３】
また、音声辞書記憶部２２は、音声認識に用いる複数の登録語の音響モデル等が記憶されている記憶部であり、その機能はコンピューターにより読み取り可能な媒体（光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ等）、光磁気ディスク（ＭＯ）、磁気ディスク、ハードディスク、磁気テープ、或いはメモリー（ＲＯＭ））などのハードウェアにより実現することができる。ホスト装置１４０の指示により、必要な複数の登録語が音声辞書記憶部２２から読み出され音声認識部２０に保持されることで、上述した第１の処理並び第２の処理に用いられる。
【００６４】
また、音声記憶部６０には、テスト用音声データ６２並びにガイド用音声データ６４の音声データが圧縮された形式で記憶されていてもよい。この場合は、音声出力制御部４０に伸長機能を持たせることでもよいし、ホスト装置１４０により伸長されることでもよい。
【００６５】
また、表示部１３０は、液晶ディスプレイやＬＥＤ（Light Emitting Diode）等で実現してもよい。
【実施例２】
【００６６】
本実施例は、本発明にかかる音声認識システムにおける動作を説明するためのものである。物理的な装置としては、実施例１における音声認識システム２を想定することでよい。尚、用いているテスト用音声並びに登録語の尤度、尤度差、尤度閾値並びに尤度差閾値の値は、説明を容易にするための便宜上のものである。
【００６７】
図３−（Ａ）は、登録語と当該登録語に設定された尤度判定閾値及び尤度差判定閾値を示した図である。図３−（Ａ）に尤度判定閾値及び尤度差判定閾値として示している値は、初期設定値であり、基準となる値として音声認識システム２が起動したときに設定される値である。図３−（Ａ）には３つの登録語しか示していないが、これは説明が煩雑にならないようにするためであり、実際の音声認識システム２には、音声認識システム２の行う業務に必要な複数の登録語が用意されている。
【００６８】
図３−（Ａ）から分かるように、第２モード処理において、マイク出力音信号が「テレビ」であると判定されるためには、登録語「テレビ」における尤度値が８０以上であると共に他の複数の登録語よりも高い値であり、且つ、２番目に尤度値が高い登録語の尤度値との差が２０以上である必要がある。同様に、マイク出力音信号が「テガミ」であると判定されるためには、登録語「テガミ」における尤度値が８２以上であると共に他の複数の登録語よりも高い値であり、且つ、２番目に尤度値が高い登録語の尤度値との差が２０以上である必要がある。同様に、マイク出力音信号が「テサグリ」であると判定されるためには、登録語「テサグリ」における尤度値が９０以上であると共に他の複数の登録語よりも高い値であり、且つ、２番目に尤度値が高い登録語の尤度値との差が２５以上である必要がある。
【００６９】
図３−（Ｂ）は、音声認識システム２の周囲環境Ａ、周囲環境Ｂ、周囲環境Ｃ及び周囲環境Ｄにおいて、テスト用音声データ６２に「テレビ」を用いて第１モード処理を行った場合に算出された尤度値を示したものである。
【００７０】
周囲環境Ａにおいては、登録語「テレビ」の尤度値が９０であり最も高く、尤度が２番目に高い登録語「テガミ」の尤度値は６８である。登録語「テレビ」と登録語「テガミ」との尤度差値は２２であり、登録語「テレビ」における尤度差判定閾値を上回っているので、周囲環境Ａにおいて登録語「テレビ」における判定条件の変更の必要はないと判断することができる。
【００７１】
周囲環境Ｂにおいては、登録語「テレビ」の尤度値が７８であり最も高く、尤度が２番目に高い登録語「テガミ」の尤度値は５０である。登録語「テレビ」の尤度は最も高いものの、尤度判定閾値を下回っており、テスト合成音データが登録語「テレビ」であるとするには判定条件のひとつである、算出された尤度値が尤度判定閾値以上であること、を満たしていない。しかしながら、登録語「テレビ」と登録語「テガミ」との尤度差値は２８であり、尤度が第２位の登録語との尤度差判定閾値を上回っている。従って、この判定条件のまま第２モード処理を行うと、マイク入力音信号に「テレビ」が含まれていても音声認識の処理の結果として「テレビ」が認識されないことになる。このような場合、即ち尤度判定閾値の条件を満たしていないが尤度差判定閾値の条件を満たしている場合は、音声認識の処理により識別が可能であることを示している。従って、判定条件の変更として、尤度判定閾値を第１モード処理で算出された尤度値よりも小さい値に変更する判断が行われる。
【００７２】
周囲環境Ｂと周囲環境Ａとを比較すると、登録語「テレビ」、登録語「テガミ」及び登録語「テサグリ」のそれぞれの尤度値が下がっていることから周囲環境Ｂは周囲環境Ａよりも音声認識の処理における環境はより厳しくなっていることがわかるが、その影響は概ねすべての登録語に対して同様に影響していると推測することができる。
【００７３】
周囲環境Ｃにおいては、登録語「テレビ」の尤度値が８０であり、登録語「テガミ」の尤度値は９０で、テスト合成音信号が「テレビ」であるにも関わらず尤度が最も高いのが登録語「テガミ」であり２番目に高いのが登録語「テレビ」となっている。これは、周囲環境Ｃにおいては、データ合成音信号が「テレビ」であることに対する識別ができないことを意味している。しかしながら、尤度が最も高い登録語「テガミ」と登録語「テレビ」との尤度差値は１０であることから、音声認識の処理の結果として登録語「テガミ」として認識されることもない。従って、第１モード処理の際も誤認識の状態とはならず、音声認識の処理の結果が認識不能となるだけである。このような場合は、周囲環境Ｃは音声認識の処理を行うのに好ましくない環境であると判断し、判定条件を変更することなく、現状の判定条件で判定可能な認識を行うことでよい。
【００７４】
周囲環境Ｄにおいては、尤度が最大の登録語「テレビ」の尤度値が８１であり、登録語「テガミ」の尤度値は７０である。登録語「テレビ」における尤度値は尤度判定閾値の条件を満たしているものの、登録語「テレビ」と登録語「テガミ」との尤度差値は１１であり登録語「テレビ」の尤度差判定閾値の条件を満たさない。従って、周囲環境Ｄにおいてはテスト合成音信号が「テレビ」である場合には、現状の判定条件では登録語「テレビ」であることの判定をすることができない。
【００７５】
図３−（Ｃ）は、周囲環境Ｄにおいて、テスト用音声データとして「テガミ」を用いてテスト合成音信号に対する第１の処理を行った結果である。登録語「テガミ」の尤度値は８２であり、次に尤度が大きい登録語「テレビ」との尤度差値は２４である。周囲環境Ｄにおいてはテスト合成音信号が「テガミ」である場合には、尤度値及び尤度差値のいずれも判定条件を満たしていることになる。
【００７６】
音声認識の処理の結果の用途にもよるが、音声認識の結果として困るのは誤認識となったときである。誤認識かどうかは、音声認識の処理を行う装置ではわからず、当該装置の利用者でしかわからない。当該装置は、予め回答が分かっているわけではなく、音声信号に対する処理の結果として尤もらしい登録語の提示しかできないからである。人の声質は様々であり、発音が類似の場合は実際に利用者が発した音声と異なる登録語の尤度の方が高くなる場合が考えられるからである。従って、より確実な認識とするためには所定の尤度差を考慮する必要があり、尤度の値が近い場合には識別できない（認識できない）とするのが誤認識を回避するためには好ましい判定となる。
【００７７】
周囲環境Ｄにおけるテスト合成音信号が「テレビ」のときの音声認識の処理の結果が判定不可能となったのは、次に尤度が高かった登録語「テガミ」に対する尤度差が尤度差判定閾値を下回ったこと、即ち値が近かったことが理由である。しかしながら、周囲環境Ｄにおけるテスト合成音信号が「テガミ」のときの音声認識の処理の結果は、尤度値が最も近かった登録語「テレビ」との識別が可能との判定であった。このことは、テスト合成音信号が「テレビ」であったときに尤度差１１以上で登録語「テレビ」として認識したとしても、誤認識とはならないことを意味している。従って、この場合は、登録語「テレビ」における尤度差判定閾値が、第１モード処理における結果である尤度差１１以下の値に変更することが必要との判断が行われる。尤度差１１に対してどの程度小さな値にするかは、実験等により予め決めておくことでもよい。
【００７８】
図３−（Ｃ）はテスト用音声データが「テガミ」の場合のものであるが、ここで仮に、図３−（Ｃ）がテスト用音声データが「テレビ」の場合のものであったとする。この場合、第１モード処理においてマイク出力信号が「テレビ」であったときに登録語「テガミ」であると判定する可能性が高い。この場合は、登録語「テガミ」の尤度差判定閾値の値を２４よりも大きい値に変更することで、このような事態を防ぐことができる。
【００７９】
尚、本実施例においては、尤度差閾値若しくは尤度差判定閾値との比較において、それぞれの値と等しい場合を条件と一致する場合に含めて記載しているが、等しい場合を条件に一致する場合に含めないとしてもよい。
【００８０】
また、判定条件の変更が必要と判断された場合の変更する値の決定においては、同じテスト合成音信号に対する第１の処理を複数回行い、条件として最も緩くなる値を設定することとしてもよい。
【００８１】
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】
【００８２】
１…音声認識システム、２…音声認識システム、１０…テスト用合成音生成部２０…音声認識部、２２…音声辞書記憶部、３０…判断部、４０…音声出力制御部、５０…評価出力処理部、６０…音声記憶部、６２…テスト用音声データ、６４…ガイド用音声データ、７０…ホストインターフェイス、９０…ＡＤ変換機、９２…ＤＡ変換機、１００…集積回路装置、１１０…マイク、１２０…スピーカー、１３０…表示部、１４０…ホスト装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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