(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声のアナログ信号をデジタル信号に変換して音声認識処理を行う音声処理装置において、
音声のアナログ信号の電圧を制御する信号利得調整部（４）と、
音声のデジタル信号から音声区間を検出する音声区間処理部（２２）と、
１または複数個分溯った音声区間のデータを基に利得制御値を導出する利得制御値導出部（２３）と、
前記利得制御値を前記信号利得調整部に設定して音声認識処理の結果を再評価して最適な利得制御値を設定するフィードバック判断部（２４）とを備え、
前記利得制御値導出部は、前記利得制御値について、前記音声区間のデータに複数の係数から選択した１つの係数を乗算して導出し、前記音声区間のデータのそれぞれに１組の係数のそれぞれを乗算して導出し、又は、前記音声区間のデータのそれぞれに複数の組から選択した１つの組の係数のそれぞれを乗算して導出することを特徴とする音声認識装置。
【請求項２】
前記フィードバック判断部は、前記音声認識処理結果の再評価において、前記利得制御値導出部による利得制御値を前記信号利得調整部に設定して得られた認識候補の上位の距離の平均値を使用し、
前記認識候補の上位の距離の平均値が利得制御値設定前の平均値よりも大きい場合には、設定前の利得制御値が使用され、前記距離の平均値が利得制御値設定前の平均値よりも小さい場合には、設定後の利得制御値が使用されることを特徴とする請求項１に記載の音声認識装置。
【請求項３】
前記フィードバック判断部は、前記音声認識処理結果の再評価において、前記利得制御値導出部による利得制御値を前記信号利得調整部に設定して得られた認識候補の上位の距離の平均値を使用し、前記認識候補の上位の距離の平均値が最小になる利得制御値が使用されることを特徴とする請求項２に記載の音声認識装置。
【請求項４】
前記フィードバック判断部は、前記音声認識処理結果の再評価において、前記利得制御値導出部による利得制御値を前記信号利得調整部に設定した後の認識の修正、次候補の呼び出し操作回数を使用し、
前記操作回数が所定値よりも大きい場合には、設定前の利得制御値が使用され、前記操作回数が所定値よりも小さい場合には、設定後の利得制御値が使用されることを特徴とする請求項２に記載の音声認識装置。
【請求項５】
前記フィードバック判断部は、前記音声認識処理結果の再評価において、前記利得制御値導出部による利得制御値を前記信号利得調整部に設定した後の認識の修正、次候補の呼び出し操作回数を使用し、
前記操作回数が最小になる利得制御値が使用されることを特徴とする請求項２に記載の音声認識装置。
【請求項６】
前記利得制御値を前記信号利得調整部に設定し、デジタル信号への変換後で音声認識処理前に、該デジタル信号に、定数又は前記利得制御値の逆数又は前記利得制御値と逆比例関係になる係数を乗算することを特徴とする請求項２に記載の音声認識装置。
【請求項７】
音声のアナログ信号をデジタル信号に変換して音声認識処理を行う音声処理装置において、
音声のアナログ信号の電圧を制御する信号利得調整部（４）と、
音声のデジタル信号から音声区間を検出する音声区間処理部（２２）と、
１または複数個分溯った音声区間のデータを基に利得制御値を導出する利得制御値導出部（２３）と、
前記利得制御値を前記信号利得調整部に設定して音声認識処理の結果を再評価して最適な利得制御値を設定するフィードバック判断部（２４）とを備え、
前記フィードバック判断部は、１単語前の音声区間を用いて得られた利得制御値を各単語の終端検出後に前記利得制御値を設定し、又は、複数の単語前からの音声区間を用いて得られた前記利得制御値を複数の単語の終端検出後に設定することを特徴とする音声認識装置。
【請求項８】
音声のアナログ信号をデジタル信号に変換して音声認識処理を行う音声処理装置において、
音声のアナログ信号の電圧を制御する信号利得調整部（４）と、
音声のデジタル信号から音声区間を検出する音声区間処理部（２２）と、
１または複数個分溯った音声区間のデータを基に利得制御値を導出する利得制御値導出部（２３）と、
前記利得制御値を前記信号利得調整部に設定して音声認識処理の結果を再評価して最適な利得制御値を設定するフィードバック判断部（２４）とを備え、
前記利得制御値導出部は、音声認識候補の上位の距離の平均値が最小になるように、音声区間のデータのピークホールド時のアタック時間及びリリース時間を変化させて、前記利得制御値を求めることを特徴とする音声認識装置。
【請求項９】
音声のアナログ信号をデジタル信号に変換して音声認識処理を行う音声処理装置において、
音声のアナログ信号の電圧を制御する信号利得調整部（４）と、
音声のデジタル信号から音声区間を検出する音声区間処理部（２２）と、
１または複数個分溯った音声区間のデータを基に利得制御値を導出する利得制御値導出部（２３）と、
前記利得制御値を前記信号利得調整部に設定して音声認識処理の結果を再評価して最適な利得制御値を設定するフィードバック判断部（２４）とを備え、
前記利得制御値導出部は、前記利得制御値を、導出時点で入力信号に対して使用されている利得制御値の逆数倍により補正復元したデータに基づき決定することを特徴とする音声認識装置。
【請求項１０】
音声のアナログ信号をデジタル信号に変換して音声認識処理を行う音声処理装置において、
音声のアナログ信号の電圧を制御する信号利得調整部（４）と、
音声のデジタル信号から音声区間を検出する音声区間処理部（２２）と、
１または複数個分溯った音声区間のデータを基に利得制御値を導出する利得制御値導出部（２３）と、
前記利得制御値を前記信号利得調整部に設定して音声認識処理の結果を再評価して最適な利得制御値を設定するフィードバック判断部（２４）とを備え、
前記音声区間処理部は、音声区間の検出処理時点で入力信号に対して使用されている利得制御値の逆数倍により補正復元した入力データに基づき行なうと共に、復元前又は前記逆数倍とは異なる係数を乗じたデータにより音声認識処理を行ない結果を導出することを特徴とする音声処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は音声のディジタル信号を処理する音声処理装置に関し、特に入力信号の精度確保が低コストで実現することができる音声認識装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２４は従来の音声処理装置の概略を示す図である。本図（ａ）に示す音声処理装置は、車両に搭載され、音声のアナログ信号を入力してディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１（Ａｎａｌｏｇ  Ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）  と、このＡ／Ｄ変換器１に接続され音声認識処理を行うプロセッサ２と、このプロセッサ２に接続されるインタフェース３から構成される。そして、この音声処理装置は、例えば、パワーウインドウに対して、「窓開」、「窓閉」の音声を認識し、オーディオ機器に対しては、「オーディオオン」、「オーディオオフ」の音声を認識し制御を行うものである。本図（ｂ）、（ｃ）は入力信号のレベルに対する実質的ダイナミックレンジを示すが、ノイズレベルが非常に小さい場合には、この実質的ダイナミックレンジは近似的にＳ／Ｎで示される。この場合、Ａ／Ｄ変換器１がｎ＝１６ビットで変換を行う場合には、実質的ダイナミックレンジの最大値は６ｎ＋２＝９８ｄＢとなる。そして、入力レベル変化が大きい二つの入力レベルＡ、Ｂがあり、これに対応する実質的ダイナミックレンジをａ、ｂとする。この場合、Ａ、ＢにＡ≫Ｂの関係があるなら、ａ≫ｂとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両に搭載される上記音声処理装置では、これを使用するドライバーの声の大小により音声信号の入力レベルが大小し、図示しないマイクロフォンとの距離の大小により音声信号の入力レベルが大小する。
しかしながら、上記音声処理装置では、入力レベルが変化する場合に、例えば、入力レベルが大きいと、入力信号Ｂに関しては実質的ダイナミックレンジｂは十分に大きくとれるが、入力レベルが小さいと、入力信号Ａに関する実質的ダイナミックレンジａは小さく、十分なＳ／Ｎ比が取れない。このため、後段のプロセッサ２において音声認識処理の精度の悪化を招来していたという問題点があった。
【０００４】
一方、Ｓ／Ｎを高くするために、Ａ／Ｄ変換器１として高ビット（例えば１６ビット〜１８ビット以上）のものを使用すると、コストアップという別の問題点を招来する。また、高ビットの調整作業が必要となる。
また一般的なアナログ利得制御回路を入力部に用いる方法もあったが音声区間内で利得が変化し音声信号に歪が加わる場合があるので必ずしも良好な結果は得られなかった。
【０００５】
本発明は、前記問題点に鑑み、入力信号の変化が大きい音声信号を、低ビットのＡ／Ｄ変換器で、高精度に処理することができる音声認識装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記問題点を解決するために、次の構成を有する音声処理装置を提供する。すなわち、音声のアナログ信号をデジタル信号に変換して音声認識処理を行う音声処理装置に、音声のアナログ信号の電圧を制御する信号利得調整部と、音声のデジタル信号から音声区間を検出する音声区間処理部と、音声区間のデータを基に利得制御値を導出する利得制御値導出部とが設けられる。フィードバック判断部は前記利得制御値を前記信号利得調整部に設定して音声認識処理の結果を再評価して最適な利得制御値を設定する。
【０００７】
前記音声区間処理部の音声区間は母音として推定される範囲であるようにしてもよい。
前記音声区間処理部の音声区間は子音として推定される範囲であるようにしてもよい。
前記音声区間処理部の音声区間は音声のデジタル信号のレベルを基に求められるようにしてもよい。
【０００８】
前記音声区間処理部の音声区間は音声のデジタル信号のパワーレベルを基に求められるようにしてもよい。
前記音声区間処理部の音声区間は複数の窓に分割されるようにしてもよい。
前記窓の幅が可変長であるようにしてもよい。
前記利得制御値導出部の利得制御値は音声区間のデータに任意の係数を乗算して導出されるようにしてもよい。
【０００９】
前記利得制御値導出部の利得制御値は音声区間のデータに複数の係数から選択した１つの係数を乗算して導出されるようにしてもよい。
前記利得制御値導出部の利得制御値は音声区間のデータのそれぞれに１組の係数のそれぞれを乗算して導出されるようにしてもよい。
前記利得制御値導出部の利得制御値は音声区間のデータのそれぞれに複数の組から選択した１つの組の係数のそれぞれを乗算して導出されるようにしてもよい。
【００１０】
フィードバック判断部の音声認識処理結果の再評価は、前記利得制御値導出部による利得制御値を前記信号利得調整部に設定して得られた認識候補の上位の距離の平均値を用いて行われるが、前記認識候補の上位の距離の平均値が利得制御値設定前の平均値よりも大きい場合には設定前の利得制御値が使用され、この逆の場合には設定後の利得制御値が使用されて行われるようにしてもよい。
【００１１】
フィードバック判断部の音声認識処理結果の再評価は、前記利得制御値導出部による利得制御値を前記信号利得調整部に設定して得られた認識候補の上位の距離の平均値を用いて行われるが、前記認識候補の上位の距離の平均値が最小になる利得制御値が使用されて、行われるようにしてもよい。
フィードバック判断部の音声認識処理結果の再評価は、前記利得制御値導出部による利得制御値を前記信号利得調整部に設定した後の認識の修正、次候補の呼び出し操作回数を用いるが、この操作回数が所定値よりも大きい場合には設定前の利得制御値が使用され、この逆の場合には設定後の利得制御値が使用されて、行われるようにしてもよい。
【００１２】
フィードバック判断部の音声認識処理結果の再評価は、前記利得制御値導出部による利得制御値を前記信号利得調整部に設定した後の認識の修正、次候補の呼び出し操作回数を用いるが、この操作回数が最小になる利得制御値が使用されて、行われるようにしてもよい。
フィードバック判断部は、１単語前の音声区間を用いて得られた利得制御値を各単語の終端検出後に設定するようにしてもよい。
【００１３】
フィードバック判断部は、複数の単語前からの音声区間を用いて得られた利得制御値を複数の単語の終端検出後に設定するようにしてもよい。
前記利得制御値を前記信号利得調整部に設定し、デジタル信号への変換後で音声認識処理前にデジタル信号に前記利得制御値の逆数を乗算するようにしてもよい。
【００１４】
前記利得制御値導出部の利得制御値は、音声区間のデータの最大値を基に求められるようにしてもよい。
前記利得制御値導出部の利得制御値は、音声区間のデータの最大値を基に求められるようにしてもよい。
前記利得制御値導出部の利得制御値は、音声区間のデータの平均値を基に求められるようにしてもよい。
【００１５】
前記利得制御値導出部の利得制御値は、音声区間のデータの絶対値を基に求められるようにしてもよい。
前記利得制御値導出部の利得制御値は、音声区間のデータの完全積分値を基に必要に応じて値をリセットし、求められるようにしてもよい。
前記値はある値以上にならないようにクリップされるようにしてもよい。
【００１６】
前記利得制御値導出部の利得制御値は、音声区間のデータのリーキー積分値を基に求められるようにしてもよい。
前記利得制御値導出部の利得制御値は、音声区間のデータのピークホールド値を基に求められるようにしてもよい。
前記利得制御値導出部の利得制御値は、音声区間のデータのピークホールド時のアタック時間及びリリース時間を基に求められるようにしてもよい。
【００１７】
前記利得制御値導出部の利得制御値は、認識候補の上位の距離の平均値が最小になるように、音声区間のデータのピークホールド時のアタック時間及びリリース時間を変化させて、求められるようにしてもよい。
【００１８】
【作用】
本発明の音声処理装置によれば、音声のデジタル信号から音声区間を検出し、音声区間のデータを基に利得制御値を導出し、前記利得制御値を前記信号利得調整部に設定して音声認識処理の結果を再評価して最適な利得制御値を設定することにより、入力信号レベルのバラツキによらずほぼ一定したＳ／Ｎ比が得られ、信号処理精度の悪化を抑制でき、また比較的簡単な構成で低ビットのＡ／Ｄ変換器を用いることができ、認識率の向上とシステムコストの低減が可能になる。
【００１９】
【実施例】
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施例に係る音声認識装置の概略を示す図である。本図に示す構成で、図２４と異なるものは、Ａ／Ｄ変換器１の入力段に設けられる信号利得調整部４である。そして、プロセッサ２には、信号利得調整部４の利得を制御するためのフィードバック信号を形成する利得制御部２１及び音声区間処理部、音声認識部などの音声処理機能が設けられる。
【００２０】
図２は図１の信号利得調整部４の構成を示す図である。本図に示すように、信号利得調整部４は、利得を変化して入力した音声信号の電圧を制御しＡ／Ｄ変換器１に出力する電圧制御増幅器４１と、プロセッサ２からのフィードバックのデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器４２（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）  と、Ｄ／Ａ変換器４２に接続され高周波成分を除去した後の信号で電圧制御増幅器４１の利得を制御する低域通過フィルタ４３とを具備する。
【００２１】
図３は図１の利得制御部２１の構成を示す図である。本図に示すように、利得制御部２１は、Ａ／Ｄ変換器１に接続され音声区間に処理したデータ群を形成する音声区間処理部２２と、処理データ群に一定の係数を乗算して利得制御値を形成する利得制御値導出部２３と、この利得制御値を前記信号利得調整部４へフィードバックすべきか否かを判断するフィードバック制御部２４とを有する。なお各部の出力信号又は出力データに基づき音声認識を行なう音声認識部２２−１も有している。
【００２２】
図４は図３の音声区間処理部２２を説明する図である。本図に示すように、Ａ／Ｄ変換器１からの離散した音声信号（図４（ｂ）参照）を記憶するバッファメモリ３１と、バッファメモリ３１に記憶された音声信号値、又は算出されたパワー値について一定の閾値以上のブロックの音声区間（図４（ｃ）、（ｄ）参照）を切り出すための音声区間検出部３２と、このようにして切り出された音声区間を記憶する音声区間メモリ３３とからなる。この音声区間メモリ３３に記憶されたデータは、利得制御値導出部２３に出力される。また音声認識部２２−１は１からの入力信号又は音声区間処理部２２の出力信号に基づき認識処理を行ない認識結果を出力する。この時利得制御導出部２３からの利得制御情報を用いて入力信号を補正して使用しても良い。
【００２３】
図５は図４の音声区間検出部３２の変形を説明する図である。本図に示すように、母音部は一般的に子音部に比べて振幅が大きく音素長も長いのでこの特性を使用し一連の入力信号に含まれる母音区間を推定し、この入力値を音声区間検出結果として用いる。例えばこの推定では、振幅が閾値ｔｈｖ１よりも大きい場合が母音区間とされる。
【００２４】
さらに、この入力レベルを二乗してパワーを算出して、この入力値に代わり用いてもよい。
また、上記とは逆に子音の区間を推定し、同様にこの入力レベルを音声区間検出結果として用いる。さらに、この入力レベルを二乗してパワーを算出して、この入力値に代わり用いてもよい。
【００２５】
図６は図４の音声区間処理部２２の第１の変形を示す図である。本図に示すように、音声区間処理部２２の音声区間メモリ３３の後段にそれぞれデータを二乗してパワーを求める二乗部３４と、二乗して得られたパワーデータを記憶するパワーメモリ３５が設けられる。このパワーメモリ３５のパワーデータは、利得制御値導出部２３に出力される。
【００２６】
図７は図４の音声区間処理部２２の第２の変形を示す図である。本図に示すように、音声区間処理部２２の音声区間メモリ３３の後段に、音声区間を複数の窓に分割して記憶する分割メモリ３６が設けられる。この分割メモリ３６に記憶されたデータは、利得制御値導出部２３に出力される。後述するフィードバックの判断の精度を向上させるためである。
【００２７】
図８は図４の音声区間処理部２２の第３の変形を示す図である。本図に示すように、音声区間処理部２２の音声区間メモリ３３の後段に、音声区間を複数の窓に分割して記憶する分割メモリ３６と、分割メモリ３６に記憶されたデータを二乗してパワーを求める二乗部３７と、二乗して得られたパワーデータを記憶するパワーメモリ３８が設けられる。このパワーメモリ３８のパワーデータは、利得制御値導出部２３に出力される。
【００２８】
図９は図４の音声区間処理部２２の第４の変形であって、図８の窓の幅を変化させる例を示す図である。本図に示すように、図９の分割メモリ３６、パワーメモリ３８の窓の幅を変化させる。同様に、図９の分割メモリ３６の幅を変化させてもよい。後述するフィードバックの判断の精度を向上させるためである。
図１０は図３の利得制御値導出部２３の一例を説明する図である。本図に示すように、利得制御値導出部２３では、音声区間処理部２２での処理後の各データ値ｄ０，ｄ１，ｄ２，…，  ｄｎ  に係数ｋ１を乗算する。すなわち、図４の音声区間メモリ３３の入力レベルのデータに係数ｋ１を乗算して係数利得調整部４の利得制御値を形成する。
【００２９】
図６のパワーメモリ３５のパワーデータに係数ｋ１を乗算して利得制御値を形成することも可能である。
さらに図７の分割メモリ３６の入力値のデータに係数ｋ１を乗算して利得制御値を形成することも可能である。
さらに図８の分割メモリ３７のパワーデータに係数ｋ１を乗算して利得制御値を形成することも可能である。
【００３０】
さらに図９の可変幅のパワーメモリ３８のパワーデータに係数ｋ１を乗算して利得制御値を形成することも可能である。なお、可変幅の分割メモリ３６の入力データに係数ｋ１を乗算して利得制御値を形成してもよい。
以上は係数ｋ１を乗算する場合であるが、本図に示すように、ｋ２、ｋ３、…、ｋｎの係数を選択して乗算して利得制御値を形成することをさらに可能にしておく。後述するフィードバックの判断の精度を向上させるためでもある。
【００３１】
以上は、係数を乗算する線形処理について説明したが、次に非線形処理について説明する。
図１１は図３の利得制御値導出部２３の他の例を説明する図である。本図に示すように、音声区間処理部２２での処理後の各データ値ｄ０，ｄ１，ｄ２，…，  ｄｎ  に対して、Ｍａｐ１として、非線形の係数をｋ１０，  ｋ１１，  ｋ１２，  …ｋ１ｎを乗算して利得制御値を形成する。
【００３２】
さらに、Ｍａｐ２，……，Ｍａｐ２として、係数をｋ２０，  ｋ２１，  ｋ２２，  …ｋ２ｎ、……、ｋｎ０，  ｋｎ１，  ｋｎ２，  …ｋｎｎを追加してこれらを選択的に乗算して利得制御値とする。
図１２は非線形係数を使用する場合に音声認識を可能にするための例を説明する図である。本図（ａ）に示すように、利得制御値として非線形の係数を使用する場合には、プロセッサ２の利得制御部２１は、利得制御値ｋｇ  を決定して信号利得調整部４に設定して音声入力信号ｖｉ  ・ｋｇ  とした後にプロセッサ２は、Ａ／Ｄ変換後の信号を逆数倍してｖｉ  ／ｋｇ  として音声認識を行う。本図（ｂ）に示すように、プロセッサ２内では信号ＳもノイズＮも含め元の信号の大きさに復元して信号の不連続性を除去し音声区間検出処理の精度を向上する方法をとっても良い。
【００３３】
図１３は図３のフィードバック判断部２４の一例を説明する図である。本図に示すように、フィードバック判断部２４は、図４の音声区間メモリ３３、図６のパワーメモリ３５、図７の分割メモリ３６、図８のパワーメモリ３８等のデータを音声認識処理する信号処理メインルーチン４１と、音声認識処理された結果としての認識候補Ｎｏ．及び音声認識の程度を表す距離を抽出して記憶する音声認識処理データ部４２と、抽出された認識候補Ｎｏ．のうち音声認識の程度が高いつまり距離が小さいものの平均値を基に、利得制御値の変更の評価を行い利得制御値の決定を行う利得制御値判断部４３とを具備する。
【００３４】
つまり、利得制御値判断部４３は、図１０の利得制御値ｋ１又は図１３のＭａｐ１を用いて、
0003594356.tif 000002
の制御値とする。例えば、ｍ＝５とする。
【００３５】
Ｒ１＜利得制御値変更前の値なら変更後の利得制御値とする。
さらに、利得制御値判断部４３は、図９の利得制御値ｋ１、ｋ２、…、ｋｎ又は図１１のＭａｐ１、Ｍａｐ２、…、Ｍａｐｎをパラメータとして、一定期間毎にＲ１を求め、パラメータに対してＲ１が最小となるものを最終的な利得制御値とする。
【００３６】
フィードバック判断部２４が動作中にはプロセッサ３の音声認識結果をインタフェース３に出力するのを禁止し、利得制御値決定後に出力するのを許可する様にしてもよい。
図１４は図３のフィードバック判断部２４の他の例を示す図である。本図（ａ）に示すように、インタフェース３には開始スイッチ５１、音声の再入力により修正するスイッチスイッチ５２、次候補を選択する次候補スイッチ５３が設けられ、パワーウインドウ、オーディオ等の制御対象機器６０が接続される。プロセッサ３の利得制御部２１のフィードバック判断部２４は、修正スイッチ５１、次候補スイッチ５３の操作回数Ｃｒをカウントし、このカウントＣｒが所定値ｔｈ１を越える場合には利得制御値ｋ１に変える。
【００３７】
さらに、利得制御値判断部４３は、図９の利得制御値ｋ１、ｋ２、…、ｋｎ又は図１０のＭａｐ１、Ｍａｐ２、…、Ｍａｐｎをパラメータとして、操作回数Ｃｒを求め、このパラメータに対して操作回数Ｃｒが最小となるものを最終的な利得制御値とする。
使用者の操作（内容）や操作回数（音声認識における操作回数、言い直し回数）により信号処理品質（例えば認識率）の推定を行い、利得制御値を算出することが可能になる。
【００３８】
さらに、信号処理の品質を複数回分使用し、平均的な推定値を使用し利得制御値を算出するようにしてもよい。
さらに、通常開始スイッチ５１のオンによりプロセッサ２の処理開始されるが、開始スイッチ５１がオンされる前で本音声処理装置が未使用時に、プロセッサ２内で入力信号を用いて利得制御を行い、信号処理品質を仮に評価し良好な状態を予め制御しておいてもよい。
【００３９】
図１５は利得制御値の設定時期を説明する図である。本図に示すように、１単語前の音声区間を用いて、入力信号データ、パワーデータに係数を乗算して求めた利得制御値は、各単語の終端検出後に、前記信号利得調整部４に、設定される。
図１６は利得制御値の別の設定時期を説明する図である。本図に示すように、複数個前の音声区間を用いて、入力データ、パワーデータに係数を乗算して求めた利得制御値は、複数単語の終端検出後に、前記信号利得調整部４に、設定される。
【００４０】
以上では予め利得制御値を保持していたが、簡略のために、音声区間内のデータから利得制御値を決定する例を、以下に、説明する。
図１７は音声区間内の最大値を用いて利得制御値を決定する例を説明する図である。最大値と利得制御値との関係を予め決めておき、本図に示すように、音声区間内の最大値ｄｉ（１）を求めて、これに対応する利得制御値を算出する。
【００４１】
図１８は音声区間内の最大値を求めるのにピークホールド値を用いて利得制御値を決定する例を説明する図である。本図（ａ）に示すように、区間検出部３２の後段にピークホールド処理部５１を設け、本図（ｂ）に示すように、区間検出部からの離散入力信号列ｖｉ  に対して、本図（ｃ）に示すように、ｖｉ（Ｌ−１）≦ｖｉ（Ｌ）ならば、ｖｉ（Ｌ）をｖｉ’（Ｌ）  とする。
【００４２】
さらに、本図（ｄ）に示すように、次の音声区間での最大値測定のためにリリース時間を制御を、下記式を用いて、行う。
ｖｉ（Ｌ）≦ｖｉ’（Ｌ）  ・ｋｔ１、ｋｔ１＝０．９９
図１９は図１８の変形を示す図である。本図に示すように、ピークホールド処理部５１の前に低域通過フィルタ（ＬＰＦ）で構成されるアタックタイム処理部５２を設け、さらにピーク処理部５１にはリリース時間の制御部が設けられる。
【００４３】
このアタック時間及びリリース時間を変化させて、図１３のフィードバック判断部２４を介して、最適なアタック時間及びリリース時間の制御を行う。
次に、音声区間内の振幅値の平均値と利得制御値との関係を予め決めておき、音声区間内のデータ値の平均値ｖｉａｖ  を
0003594356.tif 000003
求め、これに対応する利得制御値を算出する。
【００４４】
さらに変形として、音声区間内の振幅値の絶対値と利得制御値との関係を予め決めておき、音声区間内のデータの絶対値を
｜ｖｉ（Ｌ）｜、Ｌ＝０，…ｍ
求め、これに対応する利得制御値を算出する。
図２０は音声区間内の完全積分値を用いて利得制御値を決定する例を説明する図である。完全積分値と利得制御値との関係を予め決めておき、本図に示すように、音声区間内の完全積分値ｖｉ’（Ｌ）  を
ｖｉ’（Ｌ）  ＝ｖｉ（Ｌ）＋ｋｘ１・ｖｉ’（Ｌ−１）  、ｋｘ１＝０．０９
として求めて、これに対応する利得制御値を算出する。このままでは入力が入るたびにｖｉ’（１）  が増大するため一定期間（時間）ごとにｋｘ１を１サンプルだけ０にする。
【００４５】
図２１は図２０の変形を示す図である。本図に示すように、完全積分にレベルクリップにより出力値を制限する。すなわち、ｖｉ’（Ｌ）  ≧ｋＬ１のとき、ｖｉ’（Ｌ）  ＝ｋＬ１とする。
図２２は音声区間内のリーキー積分値を用いて利得制御値を決定する例を説明する図である。リーキー積分値と利得制御値との関係を予め決めておき、本図に示すように、音声区間内の完全積分値ｖｉ’（Ｌ）  を
ｖｉ’（Ｌ）  ＝ｋｘ２・ｖｉ（Ｌ）＋ｋｘ１・ｖｉ’（Ｌ−１）  、ｋｘ１＋ｋｘ２≦１
として求めて、これに対応する利得制御値を算出する。ｋｘ１＋ｋｘ２≦１とすることにより、ｖｉ’（Ｌ）  の増大傾向を防止する。
【００４６】
図２３は本実施例の効果を説明する図である。本図に示すように、入力信号データのバラツキによらず、ほぼ一定したＳ／Ｎ比が得られ、信号処理精度の悪化を招来することなく、また比較的簡単な構成で低ビット（８〜１２ビット）のＡ／Ｄ変換器を用いることができる。例えば、音声認識装置のおいては認識率の向上とシステムのコストの低減が可能になる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、音声のデジタル信号から音声区間を検出し、音声区間のデータを基に利得制御値を導出し、前記利得制御値を前記信号利得調整部に設定して音声認識処理の結果を再評価して最適な利得制御値を設定するので、入力信号レベルのバラツキによらずほぼ一定したＳ／Ｎ比が得られ、信号処理精度の悪化を抑制でき、また比較的簡単な構成で低ビットのＡ／Ｄ変換器を用いることができ、認識率の向上とシステムコストの低減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る音声認識装置の概略を示す図である。
【図２】図１の信号利得調整部４の構成を示す図である。
【図３】図１の利得制御部２１の構成示す図である。
【図４】図３の音声区間処理部２２説明する図である。
【図５】図４の音声区間検出部３２の変形を説明する図である。
【図６】図４の音声区間処理部２２の第１の変形を示す図である。
【図７】図４の音声区間処理部２２の第２の変形を示す図である。
【図８】図４の音声区間処理部２２の第３の変形を示す図である。
【図９】図４の音声区間処理部２２の第４の変形であって、図８の窓の幅を変化させる例を示す図である。
【図１０】図３の利得制御値導出部２３の一例を説明する図である。
【図１１】図３の利得制御値導出部２３の他の例を説明する図である。
【図１２】非線形係数を使用する場合に音声認識を可能にするための例を説明する図である。
【図１３】図３のフィードバック判断部２４の一例を説明する図である。
【図１４】図３のフィードバック判断部２４の他の例を示す図である。
【図１５】利得制御値の設定時期を説明する図である。
【図１６】利得制御値の別の設定時期を説明する図である。
【図１７】音声区間内の最大データを用いて利得制御値を決定する例を説明する図である。
【図１８】音声区間内の最大データを求めるのにピークホールド値を用いて利得制御値を決定する例を説明する図である。
【図１９】図１８の変形を示す図である。
【図２０】音声区間内の完全積分値を用いて利得制御値を決定する例を説明する図である。
【図２１】図２０の変形を示す図である。
【図２２】音声区間内のリーキー積分値を用いて利得制御値を決定する例を説明する図である。
【図２３】本実施例の効果を説明する図である。
【図２４】従来の音声処理装置の概略を示す図である。
【符号の説明】
１…Ａ／Ｄ変換器
２…プロセッサ
３…インタフェース
４…信号利得調整部
２１…利得制御部
２２…音声区間処理部
２３…利得制御値導出部
２４…フィードバック判断部
【図１】
0003594356.tif 000004
【図２】
0003594356.tif 000005
【図３】
0003594356.tif 000006
【図４】
0003594356.tif 000007
【図５】
0003594356.tif 000008
【図６】
0003594356.tif 000009
【図７】
0003594356.tif 000010
【図８】
0003594356.tif 000011
【図９】
0003594356.tif 000012
【図１０】
0003594356.tif 000013
【図１１】
0003594356.tif 000014
【図１２】
0003594356.tif 000015
【図１３】
0003594356.tif 000016
【図１４】
0003594356.tif 000017
【図１５】
0003594356.tif 000018
【図１６】
0003594356.tif 000019
【図１７】
0003594356.tif 000020
【図１８】
0003594356.tif 000021
【図１９】
0003594356.tif 000022
【図２０】
0003594356.tif 000023
【図２１】
0003594356.tif 000024
【図２２】
0003594356.tif 000025
【図２３】
0003594356.tif 000026
【図２４】
0003594356.tif 000027