(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声による通話部を備えた通話装置において、
入力音声の音声認識を行って所定の動作を可能にする音声認識手段と、
装置本体の位置変化に伴う物理量を検出するセンサと、
センサ出力に基づいて装置本体が固定状態か非固定状態かを判定し、固定状態のときは音声認識手段を動作状態とし、非固定状態のときは音声認識手段を非動作状態とする制御手段と、
を備えてなる通話装置。
【請求項２】
音声認識手段は、予め定められたキーワード音声を記憶するキーワード音声記憶手段を備え、入力音声が記憶されているキーワード音声に対応しているかどうかを判定し、対応している場合に所定の動作を可能にする、請求項１記載の通話装置。
【請求項３】
非固定状態のときのセンサ出力パターンを記憶する記憶手段を備え、制御手段は、センサ出力パターンと記憶手段に記憶されているセンサ出力パターンとの類似度を判定して、類似度が一定値以上の時に装置本体が非固定状態であると判定する、請求項１記載の通話装置。
【請求項４】
固定状態のときのセンサ出力パターンを記憶する記憶手段を備え、制御手段は、センサ出力パターンと記憶手段に記憶されているセンサ出力パターンとの類似度を判定して、類似度が一定値以上の時に装置本体が固定状態であると判定する、請求項１記載の通話装置。
【請求項５】
センサ出力パターンは、センサ出力の加速度パターンである、請求項３または４に記載の通話装置。
【請求項６】
センサ出力パターンは、センサ出力の振幅パターンである、請求項３または４に記載の通話装置。
【請求項７】
音声認識手段は、キーワード音声記憶手段に任意のキーワード音声を登録可能にした請求項１〜６のいずれかに記載の通話装置。
【請求項８】
制御部は、ハンドフリー通話が可能になった後に入力された音声入力の音声認識結果を、ダイアル番号として取り込むようにした、請求項２記載の通話装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コードレス電話、携帯電話、ＰＨＳなどの、特に携帯型の通話装置に関し、さらには、ボタン操作がなくても通話を行うことができるハンドフリー機能を備える通話装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コードレス電話、携帯電話、ＰＨＳなどの手で持って通話を行うことのできる通話装置においては、その使用状況によってボタン操作が困難な場合がある。例えば、自動車の運転を行う場合には、操作が困難である上、危険防止の観点からも通話装置を持つこと自体好ましいことではない。また、両手で作業をしている最中においても、ボタン操作を困難とする。このような場合、ボタン操作がなくても通話を可能とするハンドフリー機能が便利となる。そこで、特開平１０−３０８８１８号公報に示されるように、従来のハンドフリー機能を備えた通話装置においては、装置本体に音声認識機能を持たせ、発信待ち時に常時動作状態にしておいて、入力された音声が予め設定したキーワード音声に一致した場合に通話を開始させるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の通話装置では、発信待ち時において消費電力の大きな音声認識機能を常に動作させておく必要があった。このため、音声認識機能を長時間動作させることによる消費電力は携帯電話やＰＨＳ等の通話装置において無視できない大きさとなっていた。また、常に音声認識機能を動作させるために誤動作をすることも多く、さらに、バッグの中やポケットの中に入っているような、通常では通話をするとは考えられないような状態においても音声認識機能を動作させておくことになるために、その分無駄な電力を消費するという問題があった。
【０００４】
この発明の目的は、消費電力を小さくしながらハンドフリーによる動作を可能にする通話装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明は次のように構成される。
【０００６】
（１）音声による通話部を備えた通話装置において、
入力音声の音声認識を行って所定の動作を可能にする音声認識手段と、
装置本体の位置変化に伴う物理量を検出するセンサと、
センサ出力に基づいて装置本体が固定状態か非固定状態かを判定し、固定状態のときは音声認識手段を動作状態とし、非固定状態のときは音声認識手段を非動作状態とする制御手段と、
を備えている（請求項１）。
【０００７】
通話装置としては、音声による通話部を備えていればよく、携帯電話やＰＨＳを含むことはもちろん、それ以外の通話装置であってもこの発明を適用できる。
【０００８】
通話装置本体内には、装置本体の位置変化に伴う物理量を検知するセンサが配置される。物理量には、典型的には単位時間当たりの速度変化を表す加速度がある。また、検知時の瞬時値として振幅の大きさを物理量として検出することもできる。このようなセンサは、例えば、金属ボールの移動を磁場の変化として検出する構造のものを使用することができる。一般に、このようなセンサは加速度センサとして広く使用されている。このセンサ出力に基づいて装置本体が固定状態か非固定状態かを知ることができる。そして、固定状態の時には音声認識手段を動作状態とし、非固定状態の時には音声認識手段を非動作状態とする。すなわち、通話装置が机の上や自動車の座席の上等に静止状態で置かれている場合には装置本体の位置変化がないために固定状態として判定されるから、このような場合は音声認識手段によって入力音声の音声認識が可能になる。
【０００９】
したがって、通話を開始させるキーワードなどを音声として入力することにより、ハンドフリー通話、つまり、キー操作を行わなくても発信も受信を行うことができる。反対に、通話装置を手で持っている時やバッグ、ポケット等に入れている場合には装置本体が位置変化を起こすから、これに伴う物理量を検出することによって非固定状態として判定することができる。この非固定状態の時は、音声認識手段を機能させなくてもよいはずであるから、これを判定した時には音声認識手段を自動的に非動作状態とする。これにより、音声認識手段を必要な時にのみ動作状態にできるから、無駄な電力消費を防ぐことができると共に、誤動作を低減させることもできる。なお、上記所定の動作としては、ハンドフリー通話はもちろん、ハンドフリーで行う全ての動作を含む。
【００１０】
（２）音声認識手段は、予め定められたキーワード音声を記憶するキーワード音声記憶手段を備え、入力音声が記憶されているキーワード音声に対応しているかどうかを判定し、対応している場合に所定の動作を可能にする（請求項２）。
【００１１】
入力音声の音声認識を行って所定の動作を可能にする手法としては、この発明のように、入力音声が予め定められたキーワード音声に対応しているかどうかを判定して、対応している場合にハンドフリー通話等の所定の動作を許可することができる。
【００１２】
（３）音声認識手段は、入力音声の音調が予め定められた音調に対応しているかどうかを判定し、対応している場合にハンドフリー通話を可能にする。
【００１３】
上記（２）では入力音声とキーワード音声とを対比しているが、抑揚、発音、音声フォルマント周波数の一致／不一致などの音調を検出し、これと予め記憶されている音調とを対比して、それらが対応している場合にハンドフリー動作を可能にするようにしてもよい。
【００１４】
（４）非固定状態のときのセンサ出力パターンを記憶する記憶手段を備え、制御手段は、センサ出力パターンと記憶手段に記憶されているセンサ出力パターンとの類似度を判定して、類似度が一定値以上の時に装置本体が非固定状態であると判定する（請求項３）。
【００１５】
非固定状態の判定は、この発明のようにセンサ出力パターンと記憶手段に記憶されているパターンとの類似度に基づいて行うことができる。類似度が一定値以上とは、２つのパターンが完全に一致していなくても、ある許容範囲内で一致していればよいことを意味する。パターン比較による類似度判定には、音声比較などを行う時に使用するＤＰマッチング手法や、隠れマルコフ手法、その他相関値を求める手法による類似度判定が可能である。
【００１６】
（５）固定状態のときのセンサ出力パターンを記憶する記憶手段を備え、制御手段は、センサ出力パターンと記憶手段に記憶されているセンサ出力パターンとの類似度を判定して、類似度が一定値以上の時に装置本体が固定状態であると判定する（請求項４）。
【００１７】
固定状態の判定も、上記非固定状態の時の判定と同じように類似度判定によって固定状態であるかどうかを判定することができる。
【００１８】
（６）センサ出力パターンは、センサ出力の加速度パターンである（請求項５）。
【００１９】
比較対象となるセンサ出力パターンには、この発明のように加速度パターンであってもよい。
【００２０】
（７）センサ出力パターンは、センサ出力の振幅パターンである（請求項６）。
【００２１】
センサ出力パターンとしては、上記加速度パターンに代えて、センサ出力の振幅パターンであってもよい。
【００２２】
（８）センサ出力パターンは、センサ出力の加速度パターンや振幅パターンを平均化処理した後のパターンである。
【００２３】
上記（６）および（７）におけるパターン比較においては、加速度データや振幅データのパターンそのものを比較対象とすることもできるが、加速度データや振幅データを荷重平均処理など、平均化処理をした後のパターンを比較対象とすることもできる。
【００２４】
（９）音声認識手段は、キーワード音声記憶手段に任意のキーワード音声を登録可能にした（請求項７）。
【００２５】
キーワード音声記憶手段に任意のキーワード音声を登録可能にすることによって、通話装置の使用者または所有者の好みに応じたキーワード音声が登録可能となるために、通話装置の所有者以外の者が音声入力できなくなるというパスワード機能を持たせることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施形態である携帯電話機の概略の概観図である。この携帯電話機の装置本体１は、概観上は従来の携帯電話機と変わる所がなく、キー入力部２、表示部３およびスピーカとマイクを含む通話部を備えている。なお、２ａは、オフフックキーであって、通常の発信時では、相手先の電話番号をキー入力した後、このオフフックキー２ａを操作することで発信を開始する。また、受信時では、このオフフックキー２ａを操作することで通話を開始する。
【００２７】
この携帯電話機では、装置本体１の内部に加速度センサ４を設けている。この加速度センサ４は、図２に示すように、自由運動状態にある金属ボール４０が、装置本体１の位置変化に伴って移動する状態を磁場の変化としてとらえ、この信号を加速度検出部４１に入力して単位時間当たりの速度変化から加速度を検知する。なお、加速度センサ４には、上記の例に限らずどのようなものを用いてもよい。また、加速度検出部４１に変えてセンサ出力のピーク値を振幅の大きさとして検出することもできる。
【００２８】
携帯型電話機の装置本体１には、上記加速度センサ４に加えて、音声認識ＬＳＩからなる音声認識部を備えている。以下、この通話装置の構成部について図３を参照して説明する。
【００２９】
制御部１０には、無線インターフェイス１２を介して無線送受信部１１が接続され、これにアンテナ１３が接続されている。また、不揮発性のメモリ１４、キー入力部２、加速度検出部４１、音声認識部１５およびＤ／Ａ変換器１６が接続されている。音声認識部１５の電源はスイッチ１８を介して供給されており、このスイッチがオフのときには音声認識部１５が非動作状態となり電力消費がゼロである。
【００３０】
無線送受信部１１は、音声信号やダイヤル信号を無線信号に変調して発信したり、受信信号を復調して制御部１０の扱えるデータに変換する。キー入力部２からは、制御部１０に対してダイヤル番号を入力したり、メニューの選択データを入力する。キー入力部２に含まれるオフフックキー２ａは、ダイヤル番号を入力した後に発信を開始したり、着信時に通話を開始したりするためのキーである。表示部３には、入力内容を表示したり、携帯電話に設けられている各種機能のメニューを表示する。Ｄ／Ａ変換器１６は、通話時に相手側からの音声信号をアナログ信号に変換してスピーカ１７に出力する。マイク１９に入力される音声信号はＡ／Ｄ変換器２０と音声認識部１５を介して制御部１０に入力される。この音声認識部１５は、詳細について後述するように、キーワード音声が入力された時にハンドフリー通話を可能にするための信号を制御部１０に対して出力する。
【００３１】
メモリ１４は、登録されているダイヤル番号を記憶する領域と、加速度検出部４１によって検出された加速度パターンと比較するための非固定状態のときの加速度パターンが記憶されている加速度パターン領域と、音声認識部１５で認識されたキーワード音声と比較するためのキーワード音声が記憶されている領域とを含んでいる。
【００３２】
上記の構成において、加速度センサ４および加速度検出部４１は常時動作しており、この加速度検出部４１で検出された加速度パターンと、メモリ１４に記憶されている非固定状態のときの加速度パターンとの類似度が制御部１０によって監視されている。そして、その類似度が一定値以上になったと判断されると、非固定状態であると判定してスイッチ１８をオフに設定する。それ以外の時にはスイッチ１８をオンに設定する。これに代えて、メモリ１４に記憶する加速度パターンを固定状態の時の加速度パターンとし、制御部１０において加速度検出部４１で検出したパターンと上記固定状態の時の加速度パターンとの類似度が一定値以上の時に装置本体が固定状態であると判定してスイッチ１８をオンするように構成することもできる。なおこの場合には、上記類似度が一定値未満の時にスイッチ１８はオフに設定されている。
【００３３】
上記音声認識部１５は、スイッチ１８がオンの時には電源が供給されるから動作状態となり、スイッチ１８がオフの時には電源が供給されないから非動作状態となる。通話開始前のときにおいては、マイク１９に入力された音声は、音声認識部１５が動作状態の時には入力音声とメモリ１４に記憶されているキーワード音声との対比が行われ、一致している時には制御部１０に対してハンドフリー通話を可能にする信号が出力される。また、音声認識部１５が非動作状態の時や通話時においては、マイク１９からの入力音声はＡ／Ｄ変換部２０でデジタル化された後そのまま制御部１０に入力される。
【００３４】
メモリ１４に記憶される加速度パターンとキーワード音声は、キー入力部２によって所定のモードに設定することによって登録可能になっている。表示部１７には、所定の操作を行うと図４に示すようなメニューが表示される。この例では、１を選択すると加速度パターン入力モードが設定され、２が選択されるとキーワード音声入力モードが設定される。キー入力部２で２のキーワード音声入力モードを選択すると、その後に、マイク１９から入力された音声がキーワード音声としてメモリ１４のキーワード音声領域に登録される。例えば、「ツウワカイシ」と入力すると、「ツウワカイシ」の音声データがメモリ１４のキーワード音声領域に登録（記憶）される。
【００３５】
また、図４の表示状態において１を選択することによって加速度パターンが入力できる。この加速度パターン入力モードを選択すると、それ以降数秒以内に装置本体を静止状態に置くことを促すメッセージが表示される。そこで、このメッセージが表示された後に、数秒間、装置を机の上等に静止状態に置く。この動作によって、加速度センサ４と加速度検知部４１で検出した固定状態のときの加速度パターンがメモリ１４の加速度パターン領域に登録（記憶）される。
【００３６】
なお、上記の例では加速度パターンとして非固定状態の時の加速度パターンをメモリ１４に記憶するようにしているが、固定状態の時の加速度パターンを記憶することも可能であり、この場合には、図４の表示状態で１の加速度パターン入力モードを選択した後、装置本体を手で振ることを促すメッセージが表示されるから、このあと、数秒間装置本体を手で振る。これにより、メモリ１４の加速度パターンの領域には非固定状態の時の加速度パターンが登録（記憶）される。
【００３７】
さらに、変形例として、加速度検出部４１に代えて振幅検出部を設け、加速度センサ４によって検出した値（振動のピーク値）を検出し、これから振幅パターンを検出してもよい。図５はこの変形例の場合の構成を示し、図６は、その場合の所定の操作時における表示部３での表示メニューを示す。すなわち、通常の使用時には、制御部１０は、振幅検出部４１’で検出した振幅パターンと、予めメモリ１４に記憶されている振幅パターンとを比較して、両者の類似度を判定する。この結果に基づいて、スイッチ１８のオンオフを制御する。また、振幅パターンの登録時には、図６に示すメニューにおいて１の振幅パターン入力モードを選択し、装置本体を静止状態に置いて下さいのメッセージが表示されてから、装置本体を数秒間、机等の上に静止状態で置く。この時、振幅検出部４１’で装置本体の静止状態のときの振幅パターンが求められ、これがメモリ１４の振幅パターンの領域に登録（記憶）される。なお、装置本体を手で振ったときの非固定状態のときの振幅パターンをメモリ１４に登録（記憶）しても良い。その他の動作においては加速度パターンを使用する図３および図４の実施例と同じである。
【００３８】
図５は、上記加速度パターンおよび振幅パターンの一例を示している。図７（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ非固定状態の時の加速度パターンと固定状態の時の加速パターンを示す。また図５（Ｃ）、（Ｄ）は、それぞれ非固定状態の時の振幅パターンと固定状態の時の振幅パターンを示す。図の（Ｂ）（Ｃ）に示すように固定状態において瞬間的なピーク値が現れる場合があるが、一定時間の間のパターンとしては固定状態と非固定状態との識別をパターン比較によって完全に行うことが可能である。２つのパターンの比較を行って類似判定を行う手法としては、双方の相関値を求めて対比を行う手法、隠れマルコフ法を用いる手法、ＤＰマッチング法を用いる手法等があるが、類似度判定の高信頼性を必要とせず、また、判定時間の高速化も必要としないこの発明においては、その手法の選択はそれほど重要ではない。
【００３９】
なお、図７に示すパターンは、加速度検出部４１または振幅検出部４１’で検出するが、このパターンは加速度センサ４の出力の値から求められる。また、このパターンを適当なフィルタを通すことによってノイズ等に影響されないパターンに変形することができる。また、類似度判定においては、平均化処理を行った後、または、積分処理を行って面積を求めて、両方のパターン比較を行うことも可能である。
【００４０】
さらに、上記の実施形態では、装置本体が固定状態と判定された時に、入力音声がメモリ１４に記憶されているキーワード音声に一致するかどうかを判定して、ハンドフリー通話を可能にするかどうかを設定するようにしたが、キーワード音声ではなく、抑揚、発音、音声フォルマントの周波数などを対比することによってハンドフリー通話を可能にするかどうかの設定を行うようにすることもできる。この場合には、音声認識部１５を、入力音声から音調データを抽出することが必要になるが、適当なフィルタを設けることによって容易に実現できる。
【００４１】
次に、図８を参照して、制御部１０の動作を説明する。
【００４２】
電源が投入されている状態で（ステップＳ１）、着信信号があるかどうか（Ｓ２）、またオフフックキー２ａが操作されているかどうか（Ｓ３およびＳ９）の判断を行い、着信有無に関わらずオフフックキー２ａが操作されると、Ｓ８、Ｓ１４に進んで通常の発信状態または着信状態に移行して、対応の動作を行う。
【００４３】
上記Ｓ３でオフフックが押されていなければ、Ｓ４で、装置本体が固定状態であるかどうかを判断する。すなわち、メモリ１４に記憶されている固定状態の時の加速度パターンとその時に加速度検出部４１で検出される加速度パターンとの類似度を判定して装置本体が固定状態であるかどうかの判定を行う。固定状態でなければ何もせずＳ２に戻る。固定状態であると、音声認識部１５を動作させるべく、スイッチ１８をオン設定して音声認識動作を開始する（Ｓ５）。そして、この固定状態でマイク１９に音声が入力されると、その入力音声が音声認識部１５で音声認識され、メモリ１４に記憶されているキーワード音声と対比される（Ｓ６）。入力音声がメモリ１４に記憶されているキーワード音声と一致しなけばＳ２に戻るが、一致した場合には、音声認識部１５からその信号を受け取り、Ｓ７に進んで、ハンドフリーの発信状態とする。このＳ７に進んだ段階で、オフフックキー２ａを操作したと同じ効果を生む。したがって、オフフックキー２ａを押さなくても発信される。
【００４４】
なお、ハンドフリー発信状態に移るためには、事前に通話先のダイヤル番号がキー入力部２から入力されていることが必要であるが、このダイヤル番号を音声で入力することも可能である。このようにする場合には、図９に示す処理が必要である。すなわち、上記Ｓ６でキーワード音声が一致してから、ハンドフリー通話が可能になった時、マイク１９からダイヤル番号の入力を可能にし、これをＳ２１、Ｓ２２で、１つずつ取り込んでいく。最後に、「オワリ」と入力したことを判断して、通常発信状態（Ｓ８、Ｓ１４）と同様に発信を行う。
【００４５】
以上のようにすれば、キー操作の全く不要な完全なハンドフリー通話を行うことが可能になる。
【００４６】
図８の上記Ｓ２において、着信信号がある場合には、Ｓ９以下に進む。Ｓ９においてオフフックキー２ａが押されていなけば、Ｓ１０で固定状態であるかどうかの判断を行い、固定状態の時に音声認識部１５を動作させるべくスイッチ１８をオンに設定する。次いで、Ｓ１２で、マイク１９から入力された入力音声とメモリ１４に記憶されているキーワード音声との対比を行い、一致した場合にＳ１３のハンドフリー着信状態に移る。このハンドフリー着信状態では、いかなる操作も不要であって、自動的にオフフック状態となり、以後、相手側とハンドフリーで通話を行うことができる。
【００４７】
上記の実施形態は、この発明を携帯電話機に適用したものであるが、この発明は、さらに、ＰＨＳやコードレス電話機、トランシーバ、一般携帯型無線機などにも適用することができる。
【００４８】
なお、上記の通話装置では装置本体が固定状態の時にのみハンドフリー通話を可能にするようにしているが、固定状態の時にのみ入力音声を装置本体に対するコマンドとして使用出来るようにしてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
この発明によれば、装置本体が固定状態の時にのみ音声認識手段を動作可能に制御するために、消費電力の大きい音声認識手段の動作時間を短くすることができ、消費電力を低減できる。また、音声認識手段は必要な時にのみ動作するために誤動作を防ぐこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態である携帯電話機の概観図。
【図２】加速度センサの構成図。
【図３】上記携帯電話機の第１の実施例の構成図。
【図４】上記第１の実施例の表示メニューの一例を示す図。
【図５】上記携帯電話機の第２の実施例の構成図。
【図６】上記第２の実施例の表示部の表示メニューを示す図。
【図７】固定状態と非固定状態の時の加速度および振幅のパターン例を示す図。
【図８】上記第１の実施例の制御部１０の動作を示すフローチャート。
【図９】第３の実施例の一部動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
１５−音声認識部
４−加速度センサ
【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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