(57)【要約】【課題】  認識精度を向上させる。【解決手段】  音声変化度計算手段１１１は登録音声１１を入力して音声変化度を計算し、音声登録判定手段１１２は、計算された音声変化度に基づき、入力した登録音声１１を登録するか否かを判定する。登録音声変更要求手段１１３は判定結果が登録不可の場合に登録音声変更要求１２を出力し、音声標準パタン生成手段１１５は、判定結果が登録可能の場合に、入力した登録音声１１により音声標準パタンを生成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
登録音声を入力して音声変化度を計算する音声変化度計算手段と、
該音声変化度計算手段により計算された音声変化度に基づき、入力した上記登録音声を登録するか否かを判定する音声登録判定手段と、
該音声登録判定手段による判定結果が登録不可の場合に、登録音声変更要求を出力する登録音声変更要求手段と、
上記音声登録判定手段による判定結果が登録可能の場合に、入力した上記登録音声により音声標準パタンを生成する音声標準パタン生成手段とを備えた音声認識装置。
【請求項２】
登録音声を入力して音節数を抽出する音節数抽出手段と、
該音節数抽出手段により抽出された音節数に基づき、入力した上記登録音声を登録するか否かを判定する音声登録判定手段と、
該音声登録判定手段による判定結果が登録不可の場合に、登録音声変更要求を出力する登録音声変更要求手段と、
上記音声登録判定手段による判定結果が登録可能の場合に、入力した上記登録音声により音声標準パタンを生成する音声標準パタン生成手段とを備えた音声認識装置。
【請求項３】
登録音声を入力して母音尤度を計算する母音尤度計算手段と、
該母音尤度計算手段により計算された母音尤度に基づき、入力した上記登録音声を登録するか否かを判定する音声登録判定手段と、
該音声登録判定手段による判定結果が登録不可の場合に、登録音声変更要求を出力する登録音声変更要求手段と、
上記音声登録判定手段による判定結果が登録可能の場合に、入力した上記登録音声により音声標準パタンを生成する音声標準パタン生成手段とを備えた音声認識装置。
【請求項４】
登録音声を入力し音声標準パタンを生成して音声標準パタン格納手段に格納する音声標準パタン生成手段と、
上記音声標準パタン格納手段に格納された音声標準パタンを用いて、周囲音に対する周囲音類似度を計算する周囲音類似度計算手段と、
該周囲音類似度計算手段により計算された周囲音類似度に基づき、入力した上記登録音声を登録するか否かを判定する音声登録判定手段と、
該音声登録判定手段による判定結果が登録不可の場合に、登録音声変更要求を出力する登録音声変更要求手段とを備えた音声認識装置。
【請求項５】
登録音声を入力し音声標準パタンを生成して音声標準パタン格納手段に格納する音声標準パタン生成手段と、
上記音声標準パタン格納手段に格納された音声標準パタンを用いて、周囲音に対する周囲音類似度を計算する周囲音類似度計算手段と、
該周囲音類似度計算手段により計算された周囲音類似度に基づき、周囲音を再生するか否かを判定する周囲音再生判定手段と、
該周囲音再生判定手段による判定結果が再生であった場合に、周囲音を再生して利用者に聞かせる周囲音再生手段と、
上記利用者からの指示に基づき登録音声変更要求を出力する登録音声変更要求手段とを備えた音声認識装置。
【請求項６】
登録音声を入力し音声標準パタンを生成して音声標準パタン格納手段に格納する音声標準パタン生成手段と、
上記音声標準パタン格納手段に格納された音声標準パタンを用いて、周囲音に対する周囲音類似度を計算する周囲音類似度計算手段と、
該周囲音類似度計算手段により計算された周囲音類似度に基づき、周囲音を再生するか否かを判定する周囲音再生判定手段と、
該周囲音再生判定手段による判定結果が再生であった場合に、周囲音を再生して利用者に聞かせる周囲音再生手段と、
上記利用者からの指示に基づき上記周囲音を入力し騒音標準パタンを生成して騒音標準パタン格納手段に格納する騒音標準パタン生成手段と、
認識対象音声を入力し、上記音声標準パタン格納手段に格納されている音声標準パタンを用いて、上記認識対象音声に対する音声類似度を計算する音声類似度計算手段と、
上記認識対象音声を入力し、上記騒音標準パタン格納手段に格納されている騒音標準パタンを用いて、上記認識対象音声に対する騒音類似度を計算する騒音類似度計算手段と、
上記音声類似度計算手段により計算された音声類似度及び上記騒音類似度計算手段により計算された騒音類似度に基づき、認識結果を出力する音声照合判定手段とを備えた音声認識装置。
【請求項７】
登録音声を入力し、予め用意されている騒音標準パタンを用いて、上記登録音声に対する騒音類似度を計算する騒音類似度計算手段と、
該騒音類似度計算手段により計算された騒音類似度に基づき、入力した上記登録音声を登録するか否かを判定する音声登録判定手段と、
該音声登録判定手段による判定結果が登録不可の場合に、登録音声変更要求を出力する登録音声変更要求手段と、
上記音声登録判定手段による判定結果が登録可能の場合に、入力した上記登録音声により音声標準パタンを生成する音声標準パタン生成手段とを備えた音声認識装置。
【請求項８】
登録音声を入力し音声標準パタンを生成して音声標準パタン格納手段に格納する音声標準パタン生成手段と、
上記音声標準パタン格納手段に格納された音声標準パタンに基づき、別使用状態用音声標準パタンを生成して別使用状態用音声標準パタン格納手段に格納する別使用状態用音声標準パタン生成手段と、
認識対象音声を入力し、上記音声標準パタン格納手段に格納されている音声標準パタンを用いて、上記認識対象音声に対する音声類似度を計算する音声類似度計算手段と、
上記認識対象音声を入力し、上記別使用状態用音声標準パタン格納手段に格納されている別使用状態用音声標準パタンを用いて、上記認識対象音声に対する別使用状態音声類似度を計算する別使用状態音声類似度計算手段と、
上記音声類似度計算手段により計算された音声類似度及び上記別使用状態音声類似度計算手段により計算された別使用状態音声類似度に基づき、認識結果を出力する音声照合判定手段とを備えた音声認識装置。
【請求項９】
登録顔画像を入力し顔標準パタンを生成して顔標準パタン格納手段に格納する顔標準パタン生成手段と、
通常使用状態用登録音声を入力し通常使用状態用音声標準パタンを生成して通常使用状態用音声標準パタン格納手段に格納する通常使用状態用音声標準パタン生成手段と、
別使用状態用登録音声を入力し別使用状態用音声標準パタンを生成して別使用状態用音声標準パタン格納手段に格納する別使用状態用音声標準パタン生成手段と、
認識対象画像を入力し、上記顔標準パタン格納手段に格納されている顔標準パタンを用いて、上記認識対象画像に対する顔類似度を計算する顔類似度計算手段と、
該顔類似度計算手段により計算された顔類似度に基づき、利用者が当該装置を搭載した携帯電話のカメラに写っているか否かを判定する顔判定手段と、
該顔判定手段による判定結果に基づき、上記通常使用状態用音声標準パタン格納手段に格納されている通常使用状態用音声標準パタン又は上記別使用状態用音声標準パタン格納手段に格納されている別使用状態用音声標準パタンを、音声標準パタンとして選択する音声標準パタン選択手段と、
認識対象音声を入力し、上記音声標準パタン選択手段により選択された音声標準パタンを用いて、上記認識対象音声に対する音声類似度を計算する音声類似度計算手段と、
該音声類似度計算手段により計算された音声類似度に基づき、認識結果を出力する音声照合判定手段とを備えた音声認識装置。
【請求項１０】
通常使用状態用登録音声を入力し通常使用状態用音声標準パタンを生成して通常使用状態用音声標準パタン格納手段に格納する通常使用状態用音声標準パタン生成手段と、
別使用状態用登録音声を入力し別使用状態用音声標準パタンを生成して別使用状態用音声標準パタン格納手段に格納する別使用状態用音声標準パタン生成手段と、
当該装置が起動した初期状態から回転したか否かを検出する回転検出手段と、
該回転検出手段による検出結果に基づき、上記通常使用状態用音声標準パタン格納手段に格納されている通常使用状態用音声標準パタン又は上記別使用状態用音声標準パタン格納手段に格納されている別使用状態用音声標準パタンを、音声標準パタンとして選択する音声標準パタン選択手段と、
認識対象音声を入力し、上記音声標準パタン選択手段により選択された音声標準パタンを用いて、上記認識対象音声に対する音声類似度を計算する音声類似度計算手段と、
該音声類似度計算手段により計算された音声類似度に基づき、認識結果を出力する音声照合判定手段とを備えた音声認識装置。
【請求項１１】
登録顔画像を入力し顔標準パタンを生成して顔標準パタン格納手段に格納する顔標準パタン生成手段と、
登録音声を入力し音声標準パタンを生成して音声標準パタン格納手段に格納する音声標準パタン生成手段と、
認識対象画像を入力し、上記顔標準パタン格納手段に格納されている顔標準パタンを用いて、上記認識対象画像に対する顔類似度を計算する顔類似度計算手段と、
該顔類似度計算手段により計算された顔類似度に基づき、利用者が当該装置を搭載した携帯電話のカメラに写っているか否かを判定する顔判定手段と、
該顔判定手段による判定結果に基づき、上記携帯電話のマイクの指向性を設定するマイク指向性設定手段と、
指向性が設定された上記マイクを介して認識対象音声を入力し、上記音声標準パタン格納手段に格納されている音声標準パタンを用いて、上記認識対象音声に対する音声類似度を計算する音声類似度計算手段と、
上記音声類似度計算手段により計算された音声類似度に基づき、認識結果を出力する音声照合判定手段とを備えた音声認識装置。
【請求項１２】
音声認識の際の認識結果を入力し、所定時間経過後に次の処理を行うための動作開始信号を出力する遅延処理手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項１１のうちのいずれか１項記載の音声認識装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、人間が発声した音声を登録し、登録した音声と類似度が高い音声が入力された場合に認識結果を出力する音声認識装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
音声認識装置は、人間の声を機械が自動認識するシステムのことを言い、音声による機械の操作等において実用性が高い。従来の音声認識装置に関しては、非特許文献１や非特許文献２に記載されている。このような従来の音声認識装置では、登録した音声の音節数が少ない、母音が少ない、騒音が含まれている等、登録した音声が不適切であった場合には、登録した音声以外の音声を誤認識してしまう場合があり、また、音声を登録した条件と異なる条件で認識対象単語を発声した場合には、正確に認識できない場合がある。
【０００３】
また、本願に関連する技術として、特許文献１〜特許文献５に示される技術がある。特許文献１では、音声入力実行時に得られた音節の識別結果の正誤を指示し、この音節の識別結果及び正誤の指示に基づいて各音節の出現頻度及び誤り度数を求め、求められた各音節の出現頻度及び誤り度数に関連して登録又は再登録すべき音節を決定することで、より少ない処理量で再登録を必要とする音節を効率良く見出して、再登録処理することが可能になることが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２では、話者の単音節の特徴を予め格納する音節辞書を備え、話者の入力音声の音声辞書への登録時に、音節辞書の単音節を組み合わせて作成した読み列と、話者の入力音声との類似度を比較し、所定のしきい値以下に類似している場合に入力音声を音声辞書に登録することにより、認識時に最も影響を及ぼす音声登録を確実に行うことが記載されている。
【０００５】
さらに、特許文献３では、登録すべき語彙が入力されると、入力された語彙の音節数が所定音節数以下である場合や、入力された語彙と音節数が等しくかつ母音の配列に共通性がある既登録語彙が存在する場合には、登録適正がないと判断することにより、認識率の高い語彙辞書を作成することが記載されている。
【０００６】
さらに、特許文献４では、音声を収集する部分と、音声をパタンに変換する部分と、音響再生部と、話者の両耳に再生音を聞かせる器具と、音声を登録する部分とを有し、話者に特定の音を聞かせながら音声を登録することにより、騒音下でも認識率が低下しない音声登録を行うことが記載されている。
【０００７】
さらに、特許文献５では、複数語を連続的に認識する場合に、音声入力及びエコーバックは複数語のまとまった単位で行い、認識語の中に誤認識が発生したとき、すなわち、話者がエコーバックに対して否定応答を行ったとき、エコーバックを一語単位で行い、それぞれの語に対して話者の確認応答入力することにより、話者は効率良く音声入力でき、まとめて入力する語数が増えても認識率が低下せず、再入力時は一度目より認識率を向上させることが記載されている。
【０００８】
【非特許文献１】Ｌ．ＲＡＢＩＮＥＲ、Ｂ．Ｈ．ＪＵＡＮＧ、古井貞煕  監訳、「音声認識の基礎」（上下）、ＮＴＴアドバンステクノロジ、１９９５年１１月、ｐ．１−２９１（上）、ｐ．１−３２２（下）
【非特許文献２】古井貞煕、「音声情報処理」、森北出版株式会社、１９９８年６月、ｐ．７９−１３２
【特許文献１】特開昭５９−１５７６９９号公報（第５頁、右上欄第１８行〜第５頁、左下欄第７行）
【特許文献２】特開昭６３−１４９６９８号公報（第２頁、右上欄第１６行〜第２頁、左下欄第３行、第３頁、右上欄第４行〜第３頁、右上欄第５行）
【特許文献３】特開昭６３−２９２１９７号公報（第３頁、左上欄第１４行〜第３頁、右上欄第６行）
【特許文献４】特開平２−１５４２９９号公報（第２頁、左上欄第１９行〜第２頁、右上欄第３行、第３頁、右上欄第１８行〜第３頁、右上欄第１９行）
【特許文献５】特開昭６０−２６００９５号公報（第２頁、左上欄第１０行〜第２頁、左上欄第１６行、第３頁、左下欄第４行〜第３頁、左下欄第７行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の音声認識装置は以上のように構成されているので、登録した音声の音節数が少ない、母音が少ない、騒音が含まれている等、登録した音声が不適切であった場合には、登録した音声以外の音を誤認識してしまい認識精度が低下するという課題があった。また、音声を登録した条件と異なる条件で認識対象単語を発声した場合には、正確に認識できず認識精度が低下するという課題があった。
【００１０】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、不適切な音声が登録されることを防ぐことにより、認識精度を向上させることができる音声認識装置を得ることを目的とする。また、音声登録時と音声認識時の条件が異なる場合でも、認識精度を向上させることができる音声認識装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る音声認識装置は、登録音声を入力して音声変化度を計算する音声変化度計算手段と、該音声変化度計算手段により計算された音声変化度に基づき、入力した上記登録音声を登録するか否かを判定する音声登録判定手段と、該音声登録判定手段による判定結果が登録不可の場合に、登録音声変更要求を出力する登録音声変更要求手段と、上記音声登録判定手段による判定結果が登録可能の場合に、入力した上記登録音声により音声標準パタンを生成する音声標準パタン生成手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明により、登録音声が不適切であることが原因の誤認識を少なくすることができ、認識精度を向上させることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による音声認識装置の構成を示すブロック図である。この音声認識装置は登録手段１００及び照合手段３００を備えている。登録手段１００は音声変化度計算手段１１１、音声登録判定手段１１２、登録音声変更要求手段１１３、音声登録スイッチ１１４、音声標準パタン生成手段１１５及び音声標準パタン格納手段１１６を備え、照合手段３００は音声類似度計算手段３１１及び音声照合判定手段３１２を備えている。
【００１４】
登録手段１００において、音声変化度計算手段１１１は利用者が発声した登録音声１１を入力して音声変化度を計算する。音声登録判定手段１１２は、音声変化度計算手段１１１により計算された音声変化度に基づき、入力された登録音声１１を登録するか否かを判定する。登録音声変更要求手段１１３は、音声登録判定手段１１２による判定結果が登録不可であった場合に、利用者に登録音声変更要求１２を出力する。音声登録判定手段１１２は判定結果が登録可能であった場合に音声登録スイッチ１１４を接続し、音声標準パタン生成手段１１５は、登録音声１１を入力し音声標準パタンを生成して音声標準パタン格納手段１１６に格納する。
【００１５】
また、照合手段３００において、音声類似度計算手段３１１は、利用者が発声した認識対象音声３１と音声標準パタン格納手段１１６に格納されている音声標準パタンを入力して音声類似度を計算する。音声照合判定手段３１２は、音声類似度計算手段３１１により計算された音声類似度が予め設定されている閾値３２以上である場合に、認識結果３３を出力する。
【００１６】
なお、この実施の形態１では、音声変化度計算手段１１１、音声登録判定手段１１２、登録音声変更要求手段１１３、音声標準パタン生成手段１１５、音声類似度計算手段３１１及び音声照合判定手段３１２をハードウェアで構成しても良いが、各手段の処理内容を記述した音声認識プログラムを作成し、コンピュータが当該音声認識プログラムを実行するようにしても良い。
【００１７】
次に動作について説明する。
図２はこの発明の実施の形態１による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。まず、音声登録時には、ステップＳＴ１０１において、音声変化度計算手段１１１は利用者が発声した登録音声１１を入力し、ステップＳＴ１０２において、音声変化度計算手段１１１は音声変化度を計算する。
【００１８】
ここで、登録音声１１は利用者が音声を登録するために発声する単語や文の音声である。音声認識時には、登録した音声と類似度が高い発声を行った場合に認識結果３３が出力される。そして、音声変化度は１発声においてどの程度音声が変化したかを示すものであり、異なった音節が多いほど音声変化度は大きい値になる。例えば、「あ」という発声よりは、「あいうえお」という発声のほうが音声変化度が大きい。抽出方法としては、例えば入力された登録音声１１の信号を１０ｍｓのフレーム毎に分析して抽出したスペクトル成分の変化度によって求める。音声認識では、音声のスペクトル成分を効率的に表現するものとしてケプストラムを用いる場合が多いが、このケプストラムを用いた音声変化度ｄは次の式（１）によって求められる。
【数１】
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ここで、ｃt は時刻ｔのフレームのケプストラム、ｃ＾は音声区間のケプストラム平均、Ｎは音声区間のフレーム数であり、Ｔは転置行列を示している。なお、ケプストラムについては上記非特許文献２の２−２節に記載されている。
【００１９】
ステップＳＴ１０３において、音声登録判定手段１１２は、音声変化度計算手段１１１により計算された音声変化度ｄを入力し、音声変化度ｄが予め定めた闘値ＴＨｄ以上か否かを判定することにより、入力された登録音声１１を登録するか否かを判定する。判定方法としては、音声変化度ｄが予め定めた閾値ＴＨｄ以上の場合に登録音声１１を登録可能と判定し、一方、音声変化度ｄが閾値ＴＨｄより小さい場合に登録音声１１を登録不可と判定する。閾値ＴＨｄを、例えば３音節以上の単語の音声変化度ｄの平均としておけば、３音節以上の単語であるならば登録が可能になる。
【００２０】
上記ステップＳＴ１０３で、音声登録判定手段１１２による判定結果が登録不可であった場合には、ステップＳＴ１０４において、登録音声変更要求手段１１３は利用者に対して登録音声変更要求１２を出力する。音声変化度ｄが小さい場合は、登録音声１１の音節数が少ないと判断されているので、このような登録音声１１を用いて音声標準パタンを生成して音声認識を行った場合は、情報量が少ないために誤認識が多くなる。したがって、登録音声変更要求１２を出力する。音声認識装置からの要求は、例えば、「音節数の多い単語を言ってください」というメッセージを合成音によって利用者に伝え、ステップＳＴ１０１に戻って登録処理を繰り返す。
【００２１】
一方、上記ステップＳＴ１０３で、音声登録判定手段１１２による判定結果が登録可能であった場合には、ステップＳＴ１０５において、音声登録判定手段１１２は音声登録スイッチ１１４を接続し、音声標準パタン生成手段１１５は登録音声１１を入力し音声標準パタンを生成して音声標準パタン格納手段１１６に格納する。生成された音声標準パタンは、入力された登録音声１１の特徴を効率的に表現するものであり、例えば、５〜１０ｍｓのフレーム毎に分析して得られたケプストラム、ケプストラムの動的特徴量及び対数パワーの動的特徴量の時系列である。また、ケプストラム、ケプストラムの動的特徴量及び対数パワーの動的特徴量の時系列を用いて、隠れマルコフモデル（ＨＭＭ：Ｈｉｄｄｅｎ  Ｍａｒｋｏｖ  Ｍｏｄｅｌ）を学習することにより音声標準パタンを生成することもできる。隠れマルコフモデルについては、非特許文献２の５−４節に記述されているので説明は省略する。
【００２２】
音声認識時には、ステップＳＴ１０６において、音声類似度計算手段３１１は利用者が発声した認識対象音声３１を入力し、ステップＳＴ１０７において、音声類似度計算手段３１１は、音声標準パタン格納手段１１６に格納されている音声標準パタンを用いて、認識対象音声３１に対する音声類似度を計算する。ここで、認識対象音声３１は音声認識装置に音声認識をさせるために利用者が発声した音声であり、音声類似度は認識対象音声３１と音声認識装置に登録されている音声標準パタンがどの程度類似しているかを示す指標である。音声標準パタンが、ケプストラム、ケプストラムの動的特徴及び対数パワーの動的特徴の時系列であるならば、認識対象音声３１についても同様に、ケプストラム、ケプストラムの動的特徴及び対数パワーの動的特徴の時系列を抽出し、音声類似度は例えば動的計画法によって計算可能である。動的計画法については、非特許文献２の５−３節に詳細が記されているので説明を省略する。
【００２３】
ステップＳＴ１０８において、音声照合判定手段３１２は、音声類似度計算手段３１１により計算された音声類似度が予め定めた閾値３２以上か否かを判定する。上記ステップＳＴ１０８で、音声類似度が予め定めた閾値３２以上ある場合には、ステップＳＴ１０９において、音声照合判定手段３１２は、音声標準パタン格納手段１１６に格納されている音声標準パタンに対応する音声を利用者が発声したと判断して、認識結果３３を出力する。一方、上記ステップＳＴ１０８で、音声類似度が閾値３２より小さい場合には、音声照合判定手段３１２は認識結果３３を出力せずに、ステップＳＴ１０６へ戻る。
【００２４】
ここでは、１発声のみの場合について説明したが、音声登録時には、複数の異なる発声について音声標準パタンを各々生成し、音声認識時には、認識対象音声３１に対して複数の標準パタンを用いて音声類似度を計算し、音声類似度が閾値３２以上で最も音声類似度が大きい標準パタンを示す発声番号を認識結果として出力することも可能である。
【００２５】
以上のように、この実施の形態１によれば、音声変化度計算手段１１１は登録音声１１の音声変化度を計算し、音声登録判定手段１１２は、計算された音声変化度が予め定めた闘値以上の場合に、入力された登録音声１１を登録することにより、音節数が少ない音声の登録を防ぐことができ、登録音声１１が不適切であることが原因の誤認識、すなわち音節数が少ない音声が登録されることによって生じる誤認識を少なくすることができ、認識精度を向上させることができるという効果が得られる。
【００２６】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による音声認識装置の構成を示すブロック図である。この音声認識装置は登録手段１００及び照合手段３００を備えている。登録手段１００は音節数抽出手段１２１、音声登録判定手段１２２、登録音声変更要求手段１１３、音声登録スイッチ１１４、音声標準パタン生成手段１１５及び音声標準パタン格納手段１１６を備え、照合手段３００は音声類似度計算手段３１１及び音声照合判定手段３１２を備えている。
【００２７】
登録手段１００において、音節数検出手段１２１は利用者が発声した登録音声１１を入力して音節数を抽出する。音声登録判定手段１２２は、音節数抽出手段１２１により抽出された音節数に基づき入力された登録音声１１を登録するか否かを判定する。登録音声変更要求手段１１３は、音声登録判定手段１２２による判定結果が登録不可であった場合に、利用者に登録音声変更要求１２を出力する。音声登録判定手段１２２は、判定結果が登録可能であった場合に、音声登録スイッチ１１４を接続し、音声標準パタン生成手段１１５は、登録音声１１を入力し音声標準パタンを生成して音声標準パタン格納手段１１６に格納する。
【００２８】
また、照合手段３００において、音声類似度計算手段３１１及び音声照合判定手段３１２の機能は、実施の形態１の図１に示すものと同じである。
【００２９】
なお、この実施の形態２では、音節数抽出手段１２１、音声登録判定手段１２２、登録音声変更要求手段１１３、音声標準パタン生成手段１１５、音声類似度計算手段３１１及び音声照合判定手段３１２をハードウェアで構成しても良いが、各手段の処理内容を記述した音声認識プログラムを作成し、コンピュータが当該音声認識プログラムを実行するようにしても良い。
【００３０】
次に動作について説明する。
図４はこの発明の実施の形態２による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。まず、音声登録時には、ステップＳＴ２０１において、音節数抽出手段１２１は利用者が発声した登録音声１１を入力し、ステップＳＴ２０２において、音節数抽出手段１２１は音節数を抽出する。ここで、音節は日本語においては平仮名１文字に相当する音声単位である。
【００３１】
音節数抽出手段１２１の処理について、音節単位の音声認識を用いた場合で説明する。音節単位の音声認識を行うために、予め音節単位の標準パタンを用意しておく。標準パタンとしては、例えば隠れマルコフモデル（ＨＭＭ）を用い、多量の音声を用いてモデルパラメータを学習しておく。
【００３２】
図５は音節単位の音声認識を説明する図である。音節「あ」の隠れマルコフモデルがΛａ、音節「い」の隠れマルコフモデルがΛｉというようにした場合には、音節単位の音声認識は図５に示すように、音節単位の隠れマルコフモデルの全接続ネットワークにしたがって登録音声１１に対して類似度計算の処理を行い、最も類似度が高くなる音節の組み合わせを音節単位の認識結果として出力する。そして、出力された音節認識結果の音節数を抽出することで音節数を得る。音節単位認識結果が、例えば「おはよう」であったならば音節数は４となる。なお、図５において、黒丸はノードを示し、矢印は遷移方向を示している。
【００３３】
ステップＳＴ２０３において、音声登録判定手段１２２は、音節数抽出手段１２１により抽出された音節数が予め定めた所定個数以上であるか否かを判定することにより、入力された登録音声１１を登録するかどうか判定する。判定方法としては、抽出された音節数が予め定めた所定個数以上である場合には、登録音声１１を登録可能と判定し、一方、抽出された音節数が予め定めた所定個数より少ない場合には、登録音声１１を登録不可と判定する。例えば、所定個数を３とし、３音節以上を登録可能と判定する。
【００３４】
上記ステップＳＴ２０３で、音声登録判定手段１２２による判定結果が登録不可であった場合には、ステップＳＴ２０４において、登録音声変更要求手段１１３は利用者に対して登録音声変更要求１２を出力する。音節数が少ない登録音声１１を用いて音声標準パタンを生成して音声認識を行った場合は、情報量が少ないために誤認識が多くなる。したがって、登録音声変更要求１２を出力する。音声認識装置からの要求は、例えば、「音節数の多い単語を言ってください」というメッセージを合成音によって利用者に伝え、ステップＳＴ２０１に戻って登録処理を繰り返す。
【００３５】
一方、上記ステップＳＴ２０３で、音声登録判定手段１２２による判定結果が登録可能であった場合は、ステップＳＴ２０５において、音声登録判定手段１２２は音声登録スイッチ１１４を接続し、音声標準パタン生成手段１１５は登録音声１１を入力し音声標準パタンを生成して音声標準パタン格納手段１１６に格納する。
【００３６】
音声認識時のステップＳＴ２０６及びステップＳＴ２０７における音声類似度計算手段３１１の処理、並びにステップＳＴ２０８及びステップＳＴ２０９における音声照合判定手段３１２の処理は、実施の形態１の図２に示す処理と同じである。
【００３７】
ここでは、１発声のみの場合について説明したが、音声登録時には、複数の異なる発声について音声標準パタンを各々生成し、音声認識時には、認識対象音声３１に対して複数の標準パタンを用いて音声類似度を計算し、音声類似度が閾値３２以上で最も音声類似度が大きい標準パタンを示す発声番号を認識結果として出力することも可能である。
【００３８】
以上のように、この実施の形態２によれば、音節数抽出手段１２１は登録音声１１の音節数を抽出し、音声登録判定手段１２２は、抽出された音節数が所定個数以上の場合に、登録音声１１を登録することにより、登録音声１１の音節数が少ない音声の登録を防ぐことができ、登録音声１１が不適切であることが原因の誤認識、すなわち音節数が少ない音声が登録されることによって生じる誤認識を少なくすることができ、認識精度を向上させることができるという効果が得られる。
【００３９】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３による音声認識装置の構成を示すブロック図である。この音声認識装置は登録手段１００及び照合手段３００を備えている。登録手段１００は母音尤度計算手段１３１、音声登録判定手段１３２、登録音声変更要求手段１１３、音声登録スイッチ１１４、音声標準パタン生成手段１１５及び音声標準パタン格納手段１１６を備え、照合手段３００は音声類似度計算手段３１１及び音声照合判定手段３１２を備えている。
【００４０】
登録手段１００において、母音尤度計算手段１３１は利用者が発声した登録音声１１を入力して母音尤度を計算する。音声登録判定手段１３２は、母音尤度計算手段１３１により計算された母音尤度に基づき入力された登録音声１１を登録するか否かを判定する。登録音声変更要求手段１１３は、音声登録判定手段１３２の判定結果が登録不可であった場合に、利用者に登録音声変更要求１２を出力する。音声登録判定手段１３２は、判定結果が登録可能であった場合に、音声登録スイッチ１１４を接続し、音声標準パタン生成手段１１５は、登録音声１１を入力し音声標準パタンを生成して音声標準パタン格納手段１１６に格納する。
【００４１】
また、照合手段３００において、音声類似度計算手段３１１及び音声照合判定手段３１２の機能は、実施の形態１の図１に示すものと同じである。
【００４２】
なお、この実施の形態３では、母音尤度計算手段１３１、音声登録判定手段１３２、登録音声変更要求手段１１３、音声標準パタン生成手段１１５、音声類似度計算手段３１１及び音声照合判定手段３１２をハードウェアで構成しても良いが、各手段の処理内容を記述した音声認識プログラムを作成し、コンピュータが当該音声認識プログラムを実行するようにしても良い。
【００４３】
次に動作について説明する。
図７はこの発明の実施の形態３による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。まず、音声登録時には、ステップＳＴ３０１において、母音尤度計算手段１３１は利用者が発声した登録音声１１を入力し、ステップＳＴ３０２において、母音尤度計算手段１３１は母音尤度を計算する。ここで、母音とは、口腔内で妨害による噪音をたてることなく、口の中央を流れ出る持続可能な共鳴音であると、「音声学入門」小泉保、平成８年９月、東京大学書林のｐ．８５に定義されている。日本語では、「あ（／ａ／）」、「い（／ｉ／）」、「う（／ｕ／）」、「え（／ｅ／）」、「お／ｏ／」が母音に相当する。
【００４４】
母音尤度の計算方法について、ＨＭＭを用いた場合で説明する。まず、各母音「あ（／ａ／）」、「い（／ｉ／）」、「う（／ｕ／）」、「え（／ｅ／）」、「お／ｏ／」のＨＭＭを多量の音声を用いて作成しておく。
【００４５】
図８は音節単位の音声認識を説明する図である。音節「あ」の隠れマルコフモデルがΛａ、音節「い」の隠れマルコフモデルがΛｉというようにした場合、これらの母音ＨＭＭを図８のように接続して登録音声１１に対して母音尤度の計算を行う（尤度計算の方法は非特許文献２の第５章に記載）。この求められた尤度Ｐをフレーム数Ｎで割って正規化した値Ｐ’を母音尤度計算手段１３１が計算する母音尤度とする。
【００４６】
ステップＳＴ３０３において、音声登録判定手段１３２は、母音尤度計算手段１３１により計算された母音尤度Ｐ’が予め定めた閾値以上か否かを判定することにより、入力された登録音声１１を登録するか否かを判定する。判定方法としては、計算された母音尤度Ｐ’が予め定めた閾値以上である場合には登録音声１１を登録可能と判定し、一方、計算された母音尤度Ｐ’が予め定めた閾値より小さい場合には、登録音声１１を登録不可と判定する。
【００４７】
上記ステップＳＴ３０３で、音声登録判定手段１３２による判定結果が登録不可であった場合には、ステップＳＴ３０４において、登録音声変更要求手段１１３は利用者に対して登録音声変更要求１２を出力する。母音尤度Ｐ’が低い場合は、登録音声１１に母音が含まれる割合が低いと判断されているので、このような登録音声１１を用いて音声標準パタンを生成して音声認識を行った場合には、情報量が少ないために誤認識が多くなる。したがって、登録音声変更要求１２を出力する。音声認識装置からの要求は、例えば、「母音の多い単語を言ってください」というメッセージを合成音によって利用者に伝え、ステップＳＴ３０１に戻って登録処理を繰り返す。
【００４８】
一方、上記ステップＳＴ３０３で、音声登録判定手段１３２による判定結果が登録可能であった場合には、ステップＳＴ３０５において、音声登録判定手段１３２は音声登録スイッチ１１４を接続し、音声標準パタン生成手段１１５は登録音声１１を入力し音声標準パタンを生成して音声標準パタン格納手段１１６に格納する。
【００４９】
音声認識時のステップＳＴ３０６及びステップＳＴ３０７における音声類似度計算手段３１１の処理、並びにステップＳＴ３０８及びステップＳＴ３０９における音声照合判定手段３１２の処理は、実施の形態１の図２に示すものと同じである。
【００５０】
ここでは、１発声のみの場合について説明したが、音声登録時には、複数の異なる発声について音声標準パタンを各々生成し、音声認識時には、認識対象音声３１に対して複数の標準パタンを用いて音声類似度を計算し、音声類似度が閾値３２以上で最も音声類似度が大きい標準パタンを示す発声番号を認識結果として出力することも可能である。
【００５１】
以上のように、この実施の形態３によれば、母音尤度計算手段１３１は登録音声１１を入力して母音尤度を計算し、音声登録判定手段１３２は、母音尤度が予め定めた閾値以上の登録音声１１を登録することにより、登録音声１１の母音の比率が低い音声の登録を防ぐことができ、登録音声１１が不適切であることが原因の誤認識、すなわち母音の比率が低い音声が登録されることによって生じる誤認識が少なくなり、認識精度を向上させることができるという効果が得られる。
【００５２】
実施の形態４．
図９はこの発明の実施の形態４による音声認識装置の構成を示すブロック図である。この音声認識装置は登録手段１００及び照合手段３００を備えている。登録手段１００は音声標準パタン生成手段１１５、音声標準パタン格納手段１１６、周囲音類似度計算手段１４１、音声登録判定手段１４２及び登録音声変更要求手段１１３を備え、照合手段３００は音声類似度計算手段３１１及び音声照合判定手段３１２を備えている。
【００５３】
登録手段１００において、音声標準パタン生成手段１１５は、利用者が発声した登録音声１１を入力し音声標準パタンを生成して音声標準パタン格納手段１１６に格納する。周囲音類似度計算手段１４１は、音声標準パタン格納手段１１６に格納されている音声標準パタンを用いて、周囲音１３に対する周囲音類似度を計算する。音声登録判定手段１４２は、周囲音類似度計算手段１４１により計算された周囲音類似度が予め定めた閾値より大きいか否かを判定することにより、登録音声１１を登録するか否かを判定する。登録音声変更要求手段１１３は、音声登録判定手段１４２の判定結果が登録不可であった場合に、利用者に登録音声変更要求１２を出力する。
【００５４】
また、照合手段３００において、音声類似度計算手段３１１及び音声照合判定手段３１２の機能は、実施の形態１の図１に示すものと同じである。
【００５５】
なお、この実施の形態４では、音声標準パタン生成手段１１５、周囲音類似度計算手段１４１、音声登録判定手段１４２、登録音声変更要求手段１１３、音声類似度計算手段３１１及び音声照合判定手段３１２をハードウェアで構成しても良いが、各手段の処理内容を記述した音声認識プログラムを作成し、コンピュータが当該音声認識プログラムを実行するようにしても良い。
【００５６】
次に動作について説明する。
図１０はこの発明の実施の形態４による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。まず、音声登録時には、ステップＳＴ４０１において、音声登録パタン生成手段１１５は利用者が発声した登録音声１１を入力し、ステップＳＴ４０２において、音声登録パタン生成手段１１５は登録音声１１により音声標準パタンを生成して音声標準パタン格納手段１１６に格納する。
【００５７】
ステップＳＴ４０３において、周囲音類似度計算手段１４１は、音声標準パタン格納手段１１６に格納されている音声標準パタンを用いて、周囲音１３に対する周囲音類似度を計算する。ここで、周囲音は音声認識装置が設置されている場所の音である。周囲音類似度計算手段１４１で実行する処理は、登録音声１１が発声された直後や、一定時間間隔、例えば１時間間隔で行う。
【００５８】
ステップＳＴ４０４において、音声登録判定手段１４２は周囲音類似度計算手段１４１により計算された周囲音類似度が予め定めた閾値より大きいか否かを判定することにより、入力された登録音声１１を登録するか否かを判定する。判定方法としては、周囲音類似度が予め定めた閾値以下の場合には、登録音声１１を登録可能と判定し、一方、周囲音類似度が予め定めた閾値より大きい場合には、登録音声１１を登録不可と判定する。
【００５９】
上記ステップＳＴ４０４で、音声登録判定手段１４２の判定結果が登録不可であった場合には、ステップＳＴ４０５において、登録音声変更要求手段１１３は利用者に対して登録音声変更要求１２を出力する。上記ステップＳＴ４０４で、周囲音類似度計算手段１４１により計算された周囲音類似度が闘値より大きければ、登録音声１１によって生成した音声標準パタンは、周囲音１３を誤って認識してしまう可能性が高い。したがって、登録音声変更要求１２を出力する。音声認識装置からの要求は、例えば、「別の単語を言ってください」というメッセージを合成音によって利用者に伝え、ステップＳＴ４０１に戻って登録処理を繰り返す。
【００６０】
一方、上記ステップＳＴ４０４で、音声登録判定手段１４２による判定結果が登録可能であった場合は登録を終了する。
【００６１】
音声認識時のステップＳＴ４０６及びステップＳＴ４０７における音声類似度計算手段３１１の処理、並びにステップＳＴ４０８及びステップＳＴ４０９における音声照合判定手段３１２の処理は、実施の形態１の図２に示すものと同じである。
【００６２】
ここでは、１発声のみの場合について説明したが、音声登録時には、複数の異なる発声について音声標準パタンを各々生成し、音声認識時には、認識対象音声３１に対して複数の標準パタンを用いて音声類似度を計算し、音声類似度が閾値３２以上で最も音声類似度が大きい標準パタンを示す発声番号を認識結果として出力することも可能である。
【００６３】
以上のように、この実施の形態４によれば、周囲音類似度計算手段１４１は入力された登録音声１１により生成された音声標準パタンを用いて周囲音に対する周囲音類似度を計算し、音声登録判定手段１４２は計算された周囲音類似度が闘値以下の場合に、入力された登録音声１１を登録することにより、周囲音を誤認識しやすい音声標準パタンの登録防ぐことができ、登録音声１１が不適切であることが原因の誤認識、すなわち周囲音と似た音声が登録されることによって生じる誤認識が少なくすることができ、認識精度を向上させることができるという効果が得られる。
【００６４】
実施の形態５．
図１１はこの発明の実施の形態５による音声認識装置の構成を示すブロック図である。この音声認識装置は登録手段１００及び照合手段３００を備えている。登録手段１００は音声標準パタン生成手段１１５、音声標準パタン格納手段１１６、周囲音類似度計算手段１４１、周囲音再生判定手段１５１、周囲音再生スイッチ１５２、周囲音再生手段１５３及び登録音声変更要求手段１１３を備え、照合手段３００は音声類似度計算手段３１１及び音声照合判定手段３１２を備えている。
【００６５】
登録手段１００において、音声標準パタン生成手段１１５は登録音声１１を入力し音声標準パタンを生成して音声標準パタン格納手段１１６に格納する。周囲音類似度計算手段１４１は、音声標準パタン格納手段１１６に格納されている音声標準パタンを用いて、周囲音１３に対して周囲音類似度を計算する。周囲音再生判定手段１５１は、周囲音類似度計算手段１４１により計算された周囲音類似度が予め定めた閾値以上の場合に周囲音を再生すると判定し、周囲音再生スイッチ１５２を接続する。周囲音再生手段１５３は、周囲音再生判定手段１５１による判定結果が再生であった場合に周囲音１３を再生して再生音１４を出力する。登録音声変更要求手段１１３は、再生音を聞いた利用者が騒音と判断した場合に、騒音確認１５を入力して利用者に登録音声変更要求１２を出力する。
【００６６】
また、照合手段３００において、音声類似度計算手段３１１及び音声照合判定手段３１２の機能は、実施の形態１の図１に示すものと同じである。
【００６７】
なお、この実施の形態５では、音声標準パタン生成手段１１５、周囲音類似度計算手段１４１、周囲音再生判定手段１５１、周囲音再生手段１５３、登録音声変更要求手段１１３、音声類似度計算手段３１１及び音声照合判定手段３１２をハードウェアで構成しても良いが、各手段の処理内容を記述した音声認識プログラムを作成し、コンピュータが当該音声認識プログラムを実行するようにしても良い。
【００６８】
次に動作について説明する。
図１２はこの発明の実施の形態５による音声認識装置の処理内容を示すフローチャートである。まず、音声登録時には、ステップＳＴ５０１において、音声標準パタン生成手段１１５は利用者の登録音声１１を入力し、ステップＳＴ５０２において、音声標準パタン生成手段１１５は登録音声１１により音声標準パタンを生成して音声標準パタン格納手段１１６に格納する。
【００６９】
ステップＳＴ５０３において、周囲音類似度計算手段１４１は、音声標準パタン格納手段１１６に格納されている音声標準パタンを用いて、周囲音１３に対する周囲音類似度を計算する。
【００７０】
ステップＳＴ５０４において、周囲音再生判定手段１５１は、周囲音類似度計算手段１４１により計算された周囲音類似度が予め定めた閾値以上か否かを判定することにより、周囲音を再生して利用者に聞かせるか否かを判定する。判定方法としては、周囲音類似度が予め定めた閾値以上の場合の場合には、周囲音を再生すると判定する。
【００７１】
上記ステップＳＴ５０４で、周囲音を再生すると判定した場合には、ステップＳＴ５０５において、周囲音再生判定手段１５１は周囲音再生スイッチ１５２を接続し、周囲音再生手段１５３は周囲音１３を入力し再生音１４を出力することにより利用者に再生音１４を聞かせる。
【００７２】
ステップＳＴ５０６において、利用者は再生音１４を聞き、登録した発声と異なるならば騒音であると判定し、騒音確認１５という判定結果を音声認識装置に通知し、ステップＳＴ５０７において、登録音声変更要求手段１１３は騒音確認１５を入力して利用者に対して登録音声変更要求１２を出力する。音声認識装置からの要求は、例えば、「別の単語を言ってください」というメッセージを合成音によって利用者に伝え、ステップＳＴ５０１に戻って登録処理を繰り返す。このように、利用者が再生音１４を聞いて騒音と判断した場合だけ登録音声変更要求１２を出力するので、周囲音類似度計算手段１４１が周囲音類似度計算の際に、偶然に利用者が登録音声１１と同一の発声をした場合に登録音声変更要求１２が出力されて、誤って音声標準パタンを変更することがなくなる。
【００７３】
上記ステップＳＴ５０４で、周囲音再生判定手段１５１の判定結果が再生不要と判定されるか、又は、上記ステップＳＴ５０６で、周囲音再生手段１５３から出力された再生音１４が騒音ではないと判定された場合には、音声登録処理を終了する。
【００７４】
音声認識時のステップＳＴ５０８及びステップＳＴ５０９における音声類似度計算手段３１１の処理、並びにステップＳＴ５１０及びステップＳＴ５１１における音声照合判定手段３１２の処理は、実施の形態１の図２に示すものと同じである。
【００７５】
ここでは、１発声のみの場合について説明したが、音声登録時には、複数の異なる発声について音声標準パタンを各々生成し、音声認識時には、認識対象音声３１に対して複数の標準パタンを用いて音声類似度を計算し、音声類似度が閾値３２以上で最も音声類似度が大きい標準パタンを示す発声番号を認識結果として出力することも可能である。
【００７６】
以上のように、この実施の形態５によれば、周囲音類似度計算手段１４１は入力された登録音声１１により生成された音声標準パタンを用いて周囲音に対する周囲音類似度を計算し、周囲音再生判定手段１５１は計算された周囲音類似度が閾値以上の場合の場合に周囲音を再生させ、周囲音が騒音であることを確認した利用者から変更された登録音声１１を入力することにより、周囲音を誤認識しやすい音声標準パタンの登録防ぐことができ、登録音声１１が不適切であることが原因の誤認識、すなわち周囲音と似た音声が登録されることによって生じる誤認識が少なくすることができ、認識精度を向上させることができるという効果が得られる。
【００７７】
また、この実施の形態５によれば、利用者が再生音１４を聞いて騒音と判断した場合だけ登録音声変更要求１２を出力するので、周囲音類似度計算手段１４１が周囲音類似度計算の際に、偶然に利用者が登録音声１１と同一の発声をした場合に登録音声変更要求１２が出力されて、誤って音声標準パタンを変更することがなくなるという効果が得られる。
【００７８】
実施の形態６．
図１３はこの発明の実施の形態６による音声認識装置の構成を示すブロック図である。この音声認識装置は登録手段１００及び照合手段３００を備えている。登録手段１００は音声標準パタン生成手段１１５、音声標準パタン格納手段１１６、周囲音類似度計算手段１４１、周囲音再生判定手段１５１、周囲音再生スイッチ１５２、周囲音再生手段１５３、騒音標準パタン生成手段１６１及び騒音標準パタン格納手段１６２を備え、照合手段３００は音声類似度計算手段３１１、騒音類似度計算手段３６１及び音声照合判定手段３６２を備えている。
【００７９】
登録手段１００において、音声標準パタン生成手段１１５、音声標準パタン格納手段１１６、周囲音類似度計算手段１４１、周囲音再生判定手段１５１、周囲音再生スイッチ１５２、周囲音再生手段１５３は、実施の形態５の図１１に示すものと同じ機能を有している。騒音標準パタン生成手段１６１は、利用者による騒音確認１５を入力し、周囲音１３を入力し騒音標準パタンを生成して騒音標準パタン格納手段１６２に格納する。
【００８０】
また、照合手段３００において、音声類似度計算手段３１１は、利用者が発声した認識対象音声３１と音声標準パタン格納手段１１６に格納されている音声標準パタンを入力し音声類似度を計算する。騒音類似度計算手段３６１は、利用者が発声した認識対象音声３１と騒音標準パタン格納手段１６２に格納されている騒音標準パタンを入力し、騒音類似度を計算する。音声照合判定手段３６２は、音声類似度計算手段３１１により計算された音声類似度と、騒音類似度計算手段３６１により計算された騒音類似度を入力し、音声類似度が音声類似度閾値３４以上であり、騒音類似度が騒音類似度閾値３５以下ならば認識結果３３を出力する。
【００８１】
なお、この実施の形態６では、音声標準パタン生成手段１１５、周囲音類似度計算手段１４１、周囲音再生判定手段１５１、周囲音再生手段１５３、騒音標準パタン生成手段１６１、音声類似度計算手段３１１、騒音類似度計算手段３６１及び音声照合判定手段３６２をハードウェアで構成しても良いが、各手段の処理内容を記述した音声認識プログラムを作成し、コンピュータが当該音声認識プログラムを実行するようにしても良い。
【００８２】
次に動作について説明する。
図１４はこの発明の実施の形態６による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。まず、音声登録時には、ステップＳＴ６０１において、音声標準パタン生成手段１１５は利用者が発声した登録音声１１を入力し、ステップＳＴ６０２において、音声標準パタン生成手段１１５は登録音声１１により音声標準パタンを生成して音声標準パタン格納手段１１６に格納する。
【００８３】
ステップＳＴ６０３において、周囲音類似度計算手段１４１は、音声標準パタン格納手段１１６に格納されている音声標準パタンを用いて、周囲音１３に対する周囲音類似度を計算する。
【００８４】
ステップＳＴ６０４において、周囲音再生判定手段１５１は、周囲音類似度計算手段１４１により計算された周囲音類似度が予め定めた閾値以上か否かを判定することにより、周囲音１３を再生して利用者に聞かせるか否かを判定する。判定方法としては、周囲音類似度が予め定めた閾値以上である場合には、周囲音を再生すると判定する。
【００８５】
上記ステップＳＴ６０４で、周囲音を再生すると判定した場合には、ステップＳＴ６０５において、周囲音再生判定手段１５１は、周囲音再生スイッチ１５２を接続し、周囲音再生手段１５３は周囲音１３を入力して再生音１４を出力し、利用者に再生音１４を聞かせる。
【００８６】
ステップＳＴ６０６において、利用者は再生音１４を聞き、登録した発声と異なるならば騒音であると判定し、ステップＳＴ６０７において、騒音確認１５という判定結果を音声認識装置に通知し、騒音標準パタン生成手段１６１は騒音確認１５に基づき周囲音１３を入力し騒音標準パタンを生成して騒音標準パタン格納手段１６２に格納する。騒音標準パタンは例えばＨＭＭを用い、ＨＭＭのパラメータを周囲音１３によって学習することで生成できる。このように、音声標準パタンと誤認識しやすい騒音を、騒音標準パタンとして登録して、認識時に騒音類似度を計算することにより、騒音を誤認識したかどうかの判定が可能となる。また、利用者が再生音１４を聞いて騒音と判断した場合だけ騒音標準パタンを生成するので、周囲音類似度計算手段１４１が周囲音類似度を計算する際に、偶然、利用者が登録音声１１と同一の発声をした場合に、誤って利用者の音声を用いて騒音標準パタンを生成することがない。
【００８７】
上記ステップＳＴ６０４で、周囲音再生判定手段１５１による判定結果が再生不要の場合、又は上記ステップＳＴ６０６で、周囲音再生手段１５３の出力である再生音１４が騒音ではないと判定された場合には、登録処理を終了する。
【００８８】
音声認識時には、ステップＳＴ６０８において、音声類似度計算手段３１１は認識対象音声３１を入力し、ステップＳＴ６０９において、音声類似度計算手段３１１は、音声標準パタン格納手段１１６に格納されている音声標準パタンを用いて、認識対象音声３１に対する音声類似度を計算する。
【００８９】
ステップＳＴ６１０において、騒音類似度計算手段３６１は、認識対象音声３１を入力し、騒音標準パタン格納手段１６２に格納されている騒音標準パタンを用いて認識対象音声３１に対する騒音類似度を計算する。
【００９０】
ステップＳＴ６１１において、音声照合判定手段３６２は、音声類似度計算手段３１１により計算された音声類似度と、騒音類似度計算手段３６１により計算された騒音類似度を入力し、音声類似度が音声類似度閾値３４以上で、かつ騒音類似度が騒音類似度閾値３５以下であるか否かを判断する。ステップＳＴ６１１で、音声類似度が音声類似度閾値３４以上で、かつ騒音類似度が騒音類似度閾値３５以下である場合に、ステップＳＴ６１２において、音声照合判定手段３６２は、音声標準パタン格納手段１１６に格納されている音声標準パタンに対応する音声を利用者が発声したと判断し、認識結果３３を出力する。一方、ステップＳＴ６１１で、音声類似度が音声類似度閾値３４より小さいか、又は騒音類似度が騒音類似度閾値３５より大きい場合には、音声照合判定手段３６２は認識結果３３を出力せず、ステップＳＴ６０８に戻る。
【００９１】
ここでは、１発声のみの場合について説明したが、音声登録時には、複数の異なる発声について音声標準パタンを各々生成して、音声認識時には、認識対象音声３１に対して複数の標準パタンを用いて音声類似度を計算し、音声類似度が音声類似度閾値３４以上、騒音類似度が騒音類似度閾値３５以下で最も音声類似度が大きい標準パタンを示す発声番号を認識結果として出力することも可能である。
【００９２】
以上のように、この実施の形態６によれば、騒音標準パタン生成手段１６１は音声標準パタンと誤認識しやすく騒音と判定された周囲音により騒音標準パタンを生成して登録し、音声認識時には、騒音類似度計算手段３６１は騒音類似度を計算し、音声照合判定手段３６２は計算された騒音類似度を用いて音声照合を行うことにより、騒音を誤認識したかどうかの判定が可能となり、認識精度を向上させることができるという効果が得られる。
【００９３】
また、この実施の形態６によれば、利用者が再生音１４を聞いて騒音と判断した場合だけ騒音標準パタンを生成するので、周囲音類似度計算手段１４１が周囲音類似度計算の際に、偶然、利用者が登録音声１１と同一の発声をした場合に、誤って利用者の音声を用いて騒音標準パタンを生成することがなくなるので、認識精度を向上させることができるという効果が得られる。
【００９４】
実施の形態７．
図１５はこの発明の実施の形態７による音声認識装置の構成を示すブロック図である。この音声認識装置は登録手段１００及び照合手段３００を備えている。登録手段１００は騒音標準パタン格納手段１７１、騒音類似度計算手段１７２、音声登録判定手段１７３、登録音声変更要求手段１１３、音声登録スイッチ１１４、音声標準パタン生成手段１１５及び音声標準パタン格納手段１１６を備え、照合手段３００は音声類似度計算手段３１１及び音声照合判定手段３１２を備えている。
【００９５】
登録手段１００において、騒音標準パタン格納手段１７１は予め用意された騒音標準パタンを格納している。騒音類似度計算手段１７２は、登録音声１１を入力し、騒音標準パタン格納手段１７１に格納されている騒音標準パタンを用いて、登録音声１１に対する騒音類似度を計算する。音声登録判定手段１７３は、騒音類似度計算手段１７２により計算された騒音類似度が予め定めた閾値以上か否かを判定することにより、登録音声１１を登録するか否かを判定する。音声登録判定手段１７３による判定結果が登録不可であった場合に、登録音声変更要求手段１１３は利用者に登録音声変更要求１２を出力する。音声登録判定手段１７３は、判定結果が登録可能であった場合に音声登録スイッチ１１４を接続し、音声標準パタン生成手段１１５は登録音声１１を入力し音声標準パタンを生成して音声標準パタン格納手段１１６に格納する。
【００９６】
また、照合手段３００において、音声類似度計算手段３１１及び音声照合判定手段３１２の機能は、実施の形態１の図１に示すものと同じである。
【００９７】
なお、この実施の形態７では、騒音類似度計算手段１７２、音声登録判定手段１７３、登録音声変更要求手段１１３、音声標準パタン生成手段１１５、音声類似度計算手段３１１及び音声照合判定手段３１２をハードウェアで構成しても良いが、各手段の処理内容を記述した音声認識プログラムを作成し、コンピュータが当該音声認識プログラムを実行するようにしても良い。
【００９８】
次に動作について説明する。
図１６はこの発明の実施の形態７による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。まず、音声登録時には、ステップＳＴ７０１において、騒音類似度計算手段１７２は利用者が発声した登録音声１１を入力し、ステップＳＴ７０２において、騒音類似度計算手段１７２は、騒音標準パタン格納手段１７１に格納されている騒音標準パタンを用いて、登録音声１１に対する騒音類似度を計算する。ここで、騒音標準パタンは、音声以外の騒音を入力した場合に高い類似度を出力するように作成されたものである。例えば、１状態の混合分布型ＨＭＭを用い、騒音を学習データとしてＨＭＭの学習を行うことで生成しておく。騒音類似度の計算は、標準パタンが１状態の混合分布型ＨＭＭであるならば、上記非特許文献２の５章で説明されている方法で類似度を計算する。
【００９９】
ステップ７０３において、音声登録判定手段１７３は、騒音類似度計算手段１７２により計算された騒音類似度が予め定めた閾値以上か否かを判定することにより、登録音声１１を登録するか否かを判定する。判定方法としては、騒音類似度が予め定めた閾値以上の場合には音声登録不可と判定し、一方、騒音類似度が閾値より小さい場合には音声登録可能と判定する。
【０１００】
上記ステップ７０３で、音声登録判定手段１７３による判定結果が登録不可であった場合には、ステップＳＴ７０４において、登録音声変更要求手段１１３は利用者に対して登録音声変更要求１２を出力する。騒音類似度計算手段１７２により計算された騒音類似度が闘値以上の場合には、登録音声１１によって生成した音声標準パタンは騒音を誤認識してしまう可能性が高い。したがって登録音声変更要１２を出力する。音声認識装置からの要求は、例えば、「別の単語を言ってください」というメッセージを合成音によって利用者に伝え、ステップＳＴ７０１に戻って登録処理を繰り返す。
【０１０１】
一方、上記ステップ７０３で、音声登録判定手段１７３による判定結果が登録可能であった場合には、ステップＳＴ７０５において、音声登録判定手段１７３は音声登録スイッチ１１４を接続し、音声標準パタン生成手段１１５は登録音声１１を入力し音声標準パタンを生成して音声標準パタン格納手段１１６に格納する。
【０１０２】
音声認識時のステップＳＴ７０６及びステップＳＴ７０７における音声類似度計算手段３１１の処理、並びにステップＳＴ７０８及びステップＳＴ７０９における音声照合判定手段３１２の処理は、実施の形態１の図２に示すものと同じである。
【０１０３】
ここでは、１発声のみの場合について説明したが、音声登録時には、複数の異なる発声について音声標準パタンを各々生成し、音声認識時には、認識対象音声３１に対して複数の標準パタンを用いて音声類似度を計算し、音声類似度が閾値３２以上で最も音声類似度が大きい標準パタンを示す発声番号を認識結果として出力することも可能である。
【０１０４】
以上のように、この実施の形態７によれば、騒音類似度計算手段１７２は騒音標準パタンを用いて登録音声１１に対する騒音類似度を計算し、音声登録判定手段１７３は計算された騒音類似度を用いて登録音声１１を登録するか否かを判定することにより、騒音を誤認識しやすい音声標準パタンの登録を防ぐことができ、登録音声１１が不適切であることが原因の誤認識、すなわち騒音と似た音声標準パタンが登録されることによって生じる誤認識を少なくすることができ、認識精度を向上させることができるという効果が得られる。
【０１０５】
実施の形態８．
図１７はこの発明の実施の形態８による音声認識装置の構成を示すブロック図である。この音声認識装置は登録手段１００及び照合手段３００を備えている。登録手段１００は音声標準パタン生成手段１１５、音声標準パタン格納手段１１６、別使用状態用音声標準パタン生成手段１８１及び別使用状態用音声標準パタン格納手段１８２を備え、照合手段３００は音声類似度計算手段３１１、別使用状態音声類似度計算手段３８１及び音声照合判定手段３８２を備えている。
【０１０６】
登録手段１００において、音声標準パタン生成手段１１５は登録音声１１を入力し音声標準パタンを生成して音声標準パタン格納手段１１６に格納する。別使用状態用音声標準パタン生成手段１８１は、音声標準パタン格納手段１１６に格納されている音声標準パタンを入力し別使用状態用音声標準パタンを生成して別使用状態用音声標準パタン格納手段１８２に格納する。
【０１０７】
また、照合手段３００において、音声類似度計算手段３１１は、利用者が発声した認識対象音声１１と音声標準パタン格納手段１１６に格納されている音声標準パタンを入力し音声類似度を計算する。別使用状態音声類似度計算手段３８１は、利用者が発声した認識対象音声１１と別使用状態用音声標準パタン格納手段１８２に格納されている別使用状態用音声標準パタンを入力し、別使用状態音声類似度を計算する。音声照合判定手段３８２は、音声類似度計算手段３１１により計算された音声類似度と別使用状態音声類似度計算手段３８１により計算された別使用状態音声類似度を入力し、音声類似度又は別使用状態音声類似度が閾値３２以上であるならば認識結果３３を出力する。
【０１０８】
なお、この実施の形態８では、音声標準パタン生成手段１１５、別使用状態用音声標準パタン生成手段１８１、音声類似度計算手段３１１、別使用状態音声類似度計算手段３８１及び音声照合判定手段３８２をハードウェアで構成しても良いが、各手段の処理内容を記述した音声認識プログラムを作成し、コンピュータが当該音声認識プログラムを実行するようにしても良い。
【０１０９】
次に動作について説明する。
図１８はこの発明の実施の形態８による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。まず、音声登録時には、ステップＳＴ８０１において、音声登録パタン生成手段１１５は利用者が発声した登録音声１１を入力し、ステップＳＴ８０２において、音声登録パタン生成手段１１５は登録音声１１により音声標準パタンを生成して音声標準パタン格納手段１１６に格納する。
【０１１０】
ステップＳＴ８０３において、別使用状態用音声標準パタン生成手段１８１は、音声標準パタン格納手段１１６に格納されている音声標準パタンを入力し、別使用状態用音声標準パタンを生成して別使用状態用音声標準パタン格納手段１８２に格納する。ここで、別使用状態とは、登録音声１１を入力した使用状態とは異なる状態で認識対象音声３１を入力する場合である。
【０１１１】
図１９はカメラ付き携帯電話の外観を示す図である。例えば、図１９に示すようなカメラ付き携帯電話に音声認識装置を適用し、音声によってカメラのシャッターを切る装置においては、一般的に登録音声１１は携帯電話の表に正対してマイク孔に向かって入力されるが、撮影の際の自分撮りの場合には携帯電話の裏に正対し、マイク孔の逆向きから認識対象音声３１が入力されることになり、別使用状態となる。
【０１１２】
ここで、別使用状態用音声標準パタンの生成方法について説明する。別使用状態用音声標準パタンは、登録音声１１を入力する場合の入力の周波数特性と、別使用状態における入力の周波数特性の差を予め求めておき、この差を用いて音声標準パタンから生成する。
図２０は音声入力の周波数特性を説明する図である。図２０（ａ）は登録音声１１を入力する場合の周波数特性、図２０（ｂ）は別使用状態における入力の周波数特性、図２０（ｃ）は図２０（ａ）と図２０（ｂ）の周波数特性の差である。この図の例では、図２０（ａ）の音声標準パタンから、図２０（ｃ）の周波数特性を引くことにより、図２０（ｂ）の別使用状態用音声標準パタンが生成される。
【０１１３】
音声標準パタンを構成するものとして、フレーム毎に分析されたケプストラムがあるならば、次の式（２）によって別使用状態用音声標準パタンのケプストラムが生成される。
【数２】
2006171111.tif 000004
ここで、ｃt は音声標準パタンのフレーム時刻ｔのケプストラム、バーｃは登録音声１１が入力される周波数特性と別使用状態の入力の周波数特性の差のケプストラム、ｃ’t は別使用状態用音声標準パタンのフレーム時刻ｔのケプストラムである。
【０１１４】
音声認識時には、図１８のステップＳＴ８０４において、音声類似度計算手段３１１は認識対象音声１１を入力し、ステップＳＴ８０５において、音声類似度計算手段３１１は音声標準パタン格納手段１１６に格納されている音声標準パタンを用いて、認識対象音声１１に対する音声類似度を計算する。
【０１１５】
ステップＳＴ８０６において、別使用状態音声類似度計算手段３８１は認識対象音声３１を入力し、別使用状態用音声標準パタン格納手段１８２に格納されている別使用状態用音声標準パタンを用いて、認識対象音声１１に対する別使用状態音声類似度を計算する。
【０１１６】
ステップＳＴ８０７において、音声照合判定手段３８２は、音声類似度計算手段３１１により計算された音声類似度と、別使用状態音声類似度計算手段３８１により計算された別使用状態音声類似度を入力し、音声類似度、別使用状態音声類似度の一方又は両方が予め定めた閾値３２以上であるか否かを判定する。上記ステップＳＴ８０７で、音声類似度、別使用状態音声類似度の一方又は両方が予め定めた閾値３２以上である場合には、ステップＳＴ８０８において、音声照合判定手段３８２は認識結果３３を出力する。一方、上記ステップＳＴ８０７で、音声類似度、別使用状態音声類似度の両方が閾値３２より小さい場合に、音声照合判定手段３８２は認識結果３３を出力せず、ステップＳＴ８０４に戻る。
【０１１７】
ここでは、１発声のみの場合について説明したが、音声登録時には、複数の異なる発声について音声標準パタン及び別使用状態用音声標準パタンを各々生成し、音声認識時には、認識対象音声３１に対して複数の標準パタン及び別使用状態用音声標準パタンを用いて音声類似度及び別使用状態音声類似度を計算し、音声類似度又は別使用状態音声類似度が閾値３２以上で、音声類似度又は別使用状態音声類似度が最も大きい標準パタンを示す発声番号を認識結果として出力することも可能である。
【０１１８】
以上のように、この実施の形態８によれば、別使用状態用音声標準パタン生成手段１８１は、登録音声１１が入力された状態とは別使用状態の別使用状態用音声標準パタンを生成し、別使用状態音声類似度計算手段３８１は別使用状態用音声標準パタンを用いて認識対象音声３１に対する別使用状態音声類似度を計算し、音声照合判定手段３８２は別使用状態音声類似度も考慮して認識結果３３を出力することにより、別使用状態による周波数特性の違いによって類似度が低くなることが原因の誤認識が少なくなり、認識精度を向上させることがきるという効果が得られる。
【０１１９】
実施の形態９．
図２１はこの発明の実施の形態９による音声認識装置の構成を示すブロック図である。この音声認識装置は登録手段１００及び照合手段３００を備えている。登録手段１００は顔標準パタン生成手段１９１、顔標準パタン格納手段１９２、通常使用状態用音声標準パタン生成手段１９３、通常使用状態用音声標準パタン格納手段１９４、別使用状態用音声標準パタン生成手段１９５及び別使用状態用音声標準パタン格納手段１９６を備え、照合手段３００は顔類似度計算手段３９１、顔判定手段３９２、音声標準パタン選択手段３９３、音声類似度計算手段３１１及び音声照合判定手段３１２を備えている。
【０１２０】
登録手段１００において、顔標準パタン生成手段１９１は、利用者の登録顔画像１６を入力し、顔標準パタンを生成して顔標準パタン格納手段１９２に格納する。通常使用状態用音声標準パタン生成手段１９３は、利用者が発声した通常使用状態用登録音声１７を入力し、通常使用状態用音声標準パタンを生成して通常使用状態用音声標準パタン格納手段１９４に格納する。別使用状態用音声標準パタン生成手段１９５は、利用者が発声した別使用状態用登録音声１８を入力し、別使用状態用音声標準パタンを生成して別使用状態用音声標準パタン格納手段１９６に格納する。
【０１２１】
また、照合手段３００において、顔類似度計算手段３９１は、認識対象画像３６と顔標準パタン格納手段１９２に格納されている顔標準パタンを入力して顔類似度を計算する。顔判定手段３９２は、顔類似度計算手段３９１により計算された顔類似度が予め定めた閾値以上か否かを判定することにより、登録した利用者が写っているか否かを判定する。音声標準パタン選択手段３９３は、顔判定手段３９２による判定結果を入力し、通常使用状態用音声標準パタン格納手段１９４に格納されている通常使用状態用音声標準パタン、又は別使用状態用音声標準パタン格納手段１９６に格納されている別使用状態用音声標準パタンを音声標準パタンとして選択する。音声類似度計算手段３１１は、利用者が発声した認識対象音声３１と、音声標準パタン選択手段３９３により選択された音声標準パタンを入力して、音声類似度を計算する。音声照合判定手段３１２は、音声類似度計算手段３１１により計算された音声類似度を入力し、音声類似度が閾値３２以上である場合に認識結果３３を出力する。
【０１２２】
なお、この実施の形態９では、顔標準パタン生成手段１９１、通常使用状態用音声標準パタン生成手段１９３、別使用状態用音声標準パタン生成手段１９５、顔類似度計算手段３９１、顔判定手段３９２、音声標準パタン選択手段３９３、音声類似度計算手段３１１１及び音声照合判定手段３１２をハードウェアで構成しても良いが、各手段の処理内容を記述した音声認識プログラムを作成し、コンピュータが当該音声認識プログラムを実行するようにしても良い。
【０１２３】
次に動作について説明する。
図２２はこの発明の実施の形態９による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。ここでは、図１９に示すカメラ付き携帯電話に音声認識装置を搭載した場合を例にとって説明する。まず、音声登録時には、ステップＳＴ９０１において、顔標準パタン生成手段１９１は利用者の登録顔画像１６を入力し、ステップＳＴ９０２において、顔標準パタン生成手段１９１は登録顔画像１６により顔標準パタンを生成して顔標準パタン格納手段１９２に格納する。ここで、登録顔画像１６は利用者の顔をカメラを使って入力したものである。顔標準パタンは、例えば特開２０００−９９７２２号公報、人物顔認識装置及び人物顔認識方法に記載されている方法で生成可能である。
【０１２４】
ステップＳＴ９０３において、通常使用状態用音声標準パタン生成手段１９３は利用者が発声した通常使用状態用登録音声１７を入力し、ステップＳＴ９０４において、通常使用状態用音声標準パタン生成手段１９３は通常使用状態用登録音声１７により通常使用状態用音声標準パタンを生成して通常使用状態用音声標準パタン格納手段１９４に格納する。ここで、通常使用状態用登録音声１７は、例えば図１９に示すようなカメラ付き携帯電話に音声認識装置を搭載する場合は、携帯電話のマイク孔がある面（表面）に正対して発声する登録音声である。したがって、カメラには利用者が写っていない状態における発声である。音声認識時には、通常使用状態用音声標準パタンが、携帯電話のマイク孔がある面（表面）に正対している場合に用いる音声標準パタンとなる。
【０１２５】
ステップＳＴ９０５において、別使用状態用音声標準パタン生成手段１９５は利用者が発声した別使用状態用登録音声１８を入力し、ステップＳＴ９０６において、別使用状態用音声標準パタン生成手段１９５は別使用状態用登録音声１８により別使用状態用音声標準パタンを生成して別使用状態用音声標準パタン格納手段１９６に格納する。ここで、別使用状態用登録音声１８は、通常使用状態用登録音声１７とは、利用者とマイクとの位置関係が異なる場合の登録音声である。例えば図１９に示すようなカメラ付き携帯電話に音声認識装置を搭載する場合は、携帯電話のマイク孔がない面（裏面）に正対して発声する登録音声である。したがって、カメラに利用者が写る状態における発声である。音声認識時には、別使用状態用音声標準パタンが携帯電話のマイク孔が無い面（裏面）に正対している場合に用いる音声標準パタンとなる。
【０１２６】
音声認識時には、ステップＳＴ９０７において、顔類似度計算手段３９１は、認識対象画像３６を入力し、ステップＳＴ９０８において、顔類似度計算手段３９１は顔標準パタン格納手段１９２に格納されている顔標準パタンを用いて認識対象画像３６に対する顔類似度を計算する。ここで、認識対象画像３６は、音声認識時にカメラから入力される画像である。顔類似度は、例えば上記特開２０００−９９７２２号公報に記載されている方法で計算する。
【０１２７】
ステップＳＴ９０９において、顔判定手段３９２は、顔類似度計算手段３９１により計算された顔類似度が予め定めた閾値以上か否かを判定することにより、利用者がカメラに写っているか否かを判定する。上記ステップＳＴ９０９で、顔類似度が予め定めた閾値以上の場合には、利用者がカメラに写っていると判定し、一方、顔類似度が閾値より小さい場合には、利用者がカメラに写っていないと判定する。
【０１２８】
上記ステップＳＴ９０９で、顔類似度が予め定めた閾値より小さく、利用者がカメラに写っていないと判定した場合には、ステップＳＴ９１０において、音声標準パタン選択手段３９３は通常使用状態用音声標準パタン格納手段１９４に格納されている通常使用状態用音声標準パタンを音声標準パタンとして選択する。一方、上記ステップＳＴ９０９で、顔類似度が予め定めた閾値以上で、利用者がカメラに写っていると判定した場合には、ステップＳＴ９１１において、音声標準パタン選択手段３９３は別使用状態用音声標準パタン格納手段１９６に格納されている別使用状態用音声標準パタンを音声標準パタンとして選択する。
【０１２９】
ステップＳＴ９１２において、音声類似度計算手段３１１は認識対象音声３１を入力し、ステップＳＴ９１３において、音声類似度計算手段３１１は、音声標準パタン選択手段３９３により選択された音声標準パタンを用いて、認識対象音声３１に対する音声類似度を計算する。
【０１３０】
ステップＳＴ９１４において、音声照合判定手段３１２は、音声類似度計算手段３１１により計算された音声類似度が予め定めた閾値３２以上か否かを判定する。上記ステップＳＴ９１４で、音声類似度が閾値３２以上である場合には、ステップＳＴ９１５において、音声照合判定手段３１２は、通常使用状態用音声標準パタン格納手段１９４に格納されている通常使用状態用音声標準パタン又は別使用状態用音声標準パタン格納手段１９６に格納されている別使用状態用音声標準パタンに対応する音声を利用者が発声したと判断して認識結果３３を出力する。一方、上記ステップＳＴ９１４で、音声類似度が閾値３２より小さい場合には、音声照合判定手段３１２は認識結果３３を出力せず、ステップＳＴ９０７に戻る。
【０１３１】
ここでは、１発声のみの場合について説明したが、音声登録時には、複数の異なる発声について通常使用状態用音声標準パタン及び別使用状態用音声標準パタンを各々生成し、音声認識時には、認識対象音声３１に対して複数の通常使用状態用音声標準パタン、又は別使用状態用音声標準パタンを用いて音声類似度を計算し、音声類似度が閾値３２以上で、最も音声類似度が大きい標準パタンを示す発声番号を認識結果として出力することも可能である。
【０１３２】
以上のように、この実施の形態９によれば、顔類似度計算手段３９１は認識時にカメラ画像を入力して顔類似度計算を行い、顔判定手段３９２は顔類似度によってカメラに利用者が写っているか否かを判定し、音声標準パタン選択手段３９３は、顔判定手段３９２の判定結果である利用者が写っているか否かにより、通常使用状態用音声標準パタン又は別使用状態用音声標準パタンを音声標準パタンとして選択し、音声類似度計算手段３１１は選択された音声標準パタンを用いて認識対象音声３１に対する音声類似度を計算することにより、使用状態が異なることで生じる周波数特性の違いによって、音声類似度が低くなることが原因の誤認識を少なくすることができ、認識精度を向上させることがきるという効果が得られる。
【０１３３】
実施の形態１０．
図２３はこの発明の実施の形態１０による音声認識装置の構成を示すブロック図である。この音声認識装置は登録手段１００及び照合手段３００を備えている。登録手段１００は通常使用状態用音声標準パタン生成手段１９３、通常使用状態用音声標準パタン格納手段１９４、別使用状態用音声標準パタン生成手段１９５及び別使用状態用音声標準パタン格納手段１９６を備え、照合手段３００は回転検出手段４０１、音声標準パタン選択手段４０２、音声類似度計算手段３１１及び音声照合判定手段３１２を備えている。
【０１３４】
登録手段１００において、通常使用状態用音声標準パタン生成手段１９３は、利用者が発声した通常使用状態用登録音声１７を入力し、通常使用状態用音声標準パタンを生成して通常使用状態用音声標準パタン格納手段１９４に格納する。別使用状態用音声標準パタン生成手段１９５は、利用者が発声した別使用状態用登録音声１８を入力し、別使用状態用音声標準パタンを生成して別使用状態用音声標準パタン格納手段１９６に格納する。
【０１３５】
また、照合手段３００において、回転検出手段４０１は、カメラ付き携帯電話に設置されている加速度センサ３７からの信号を入力し、音声認識装置が回転したか否かを検出する。音声標準パタン選択手段４０２は、回転検出手段４０１により判定された音声認識装置が回転したか否かの結果を入力し、通常使用状態用音声標準パタン格納手段１９４に格納されている通常使用状態用音声標準パタン又は別使用状態用音声標準パタン格納手段１９６に格納されている別使用状態用音声標準パタンを音声標準パタンとして選択する。音声類似度計算手段３１１は、利用者が発声した認識対象音声３１と音声標準パタン選択手段４０２により選択された音声標準パタンを入力し音声類似度を計算する。音声照合判定手段３１２は、音声類似度計算手段３１１により計算された音声類似度が閾値３２以上の場合には認識結果３３を出力する。
【０１３６】
なお、この実施の形態１０では、通常使用状態用音声標準パタン生成手段１９３、別使用状態用音声標準パタン生成手段１９５、回転検出手段４０１、音声標準パタン選択手段４０２、音声類似度計算手段３１１及び音声照合判定手段３１２をハードウェアで構成しても良いが、各手段の処理内容を記述した音声認識プログラムを作成し、コンピュータが当該音声認識プログラムを実行するようにしても良い。
【０１３７】
次に動作について説明する。
図２４はこの発明の実施の形態１０による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。ここでは、図１９に示すカメラ付き携帯電話に音声認識装置を搭載した場合を例にとって説明する。まず、音声登録時には、ステップＳＴ１００１において、通常使用状態用音声標準パタン生成手段１９３は利用者が発声した通常使用状態用登録音声１７を入力し、ステップＳＴ１００２において、通常使用状態用音声標準パタン生成手段１９３は通常使用状態用登録音声１７により通常使用状態用音声標準パタンを生成して通常使用状態用音声標準パタン格納手段１９４に格納する。通常使用状態用登録音声１７は、例えば、図１９に示すような携帯電話に音声認識装置を搭載する場合には、携帯電話のマイク孔がある面（表面）に正対して発声する登録音声である。したがって、音声認識時には、通常使用状態用音声標準パタンが、携帯電話のマイク孔がある面（表面）に正対している場合に用いる音声標準パタンとなる。
【０１３８】
ステップＳＴ１００３において、別使用状態用音声標準パタン生成手段１９５は、利用者が発声した別使用状態用登録音声１８を入力し、ステップＳＴ１００４において、別使用状態用音声標準パタン生成手段１９５は別使用状態用登録音声１８により別使用状態用音声標準パタンを生成して別使用状態用音声標準パタン格納手段１９６に格納する。ここで、別使用状態用登録音声１８は、通常使用状態用登録音声１７とは利用者とマイクとの位置関係が異なる場合の登録音声である。例えば、図１９に示すようなカメラ付き携帯電話に音声認識装置を搭載する場合は、携帯電話のマイク孔が無い面（裏面）に正対して発声する登録音声である。したがって、音声認識時には、別使用状態用音声標準パタンが、携帯電話のマイク孔が無い面（裏面）に正対している場合に用いる音声標準パタンとなる。
【０１３９】
音声認識時には、ステップＳＴ１００５において、回転検出手段４０１は加速度センサ３７から角度変化量を入力し、ステップＳＴ１００６において、回転検出手段４０１は音声認識装置が回転したか否かを検出する。回転したかどうかの判定は、音声認識装置を起動した初期状態から、音声認識装置が一定角度以上回転したかどうかを判定するものである。例えば、図１９のようなカメラ付き携帯電話に音声認識装置を搭載する場合で、音声認識装置の起動は表面に正対した状態で行うものとした場合には、回転角度が９０度以上であるならば裏面に向かい合っている状態であるとして回転したと判定する。なお、加速度センサ３７による角度変化量の検出は、例えば特許第３０７６１２４号公報に記載している方法によって可能である。
【０１４０】
上記ステップＳＴ１００６で回転しないと判定された場合には、ステップＳＴ１００７において、音声標準パタン選択手段４０２は通常使用状態用音声標準パタン格納手段１９４に格納されている通常使用状態用音声標準パタンを音声標準パタンとして選択する。一方、上記ステップＳＴ１００６で、回転したと判定された場合には、ステップＳＴ１００８において、音声標準パタン選択手段４０２は別使用状態用音声標準パタン格納手段１９６に格納されている別使用状態用音声標準パタンを音声標準パタンとして選択する。
【０１４１】
ステップＳＴ１００９において、音声類似度計算手段３１１は、認識対象音声３１を入力し、ステップＳＴ１０１０において、音声類似度計算手段３１１は、音声標準パタン選択手段４０２により選択された音声標準パタンを用いて、認識対象音声３１に対する音声類似度を計算する。
【０１４２】
ステップＳＴ１０１１において、音声照合判定手段３１２は、音声類似度計算手段３１１により計算された音声類似度が予め定めた閾値３２以上か否かを判定する。上記ステップＳＴ１０１１で、音声類似度が閾値３２以上と判定された場合には、ステップＳＴ１０１２において、音声照合判定手段３１２は、通常使用状態用音声標準パタン格納手段１９４に格納されている通常使用状態用音声標準パタン、又は別使用状態用音声標準パタン格納手段１９６に格納されている別使用状態用音声標準パタンに対応する音声を利用者が発声したと判断して認識結果３３を出力する。一方、上記ステップＳＴ１０１１で、音声類似度が閾値３２より小さいと判定された場合には、音声照合判定手段３１２は認識結果３３を出力せず、ステップＳＴ１００５に戻る。
【０１４３】
ここでは、１発声のみの場合について説明したが、音声登録時には、複数の異なる発声について通常使用状態用音声標準パタン及び別使用状態用音声標準パタンを各々生成し、音声認識時には、認識対象音声３１に対して複数の通常使用状態用音声標準パタン又は複数の別使用状態用音声標準パタンを用いて音声類似度を計算し、音声類似度が閾値３２以上で、最も音声類似度が大きい標準パタンを示す発声番号を認識結果として出力することも可能である。
【０１４４】
以上のように、この実施の形態１０によれば、音声標準パタン選択手段４０２は、回転検出手段４０１により検出された音声認識装置の回転の有無に基づき、通常使用状態用音声標準パタン又は別使用状態用音声標準パタンを音声標準パタンとして選択し、音声類似度計算手段３１１は選択された音声標準パタンを用いて認識対象音声３１に対する音声類似度を計算することにより、使用状態が異なることで生じる周波数特性の違いによって、音声類似度が低くなることが原因の誤認識を少なくすることができ、認識精度を向上させることがきるという効果が得られる。
【０１４５】
実施の形態１１．
図２５はこの発明の実施の形態１１による音声認識装置の構成を示すブロック図である。この音声認識装置は登録手段１００及び照合手段３００を備えている。登録手段１００は顔標準パタン生成手段１９１、顔標準パタン格納手段１９２、音声標準パタン生成手段１１５及び音声標準パタン格納手段１１６を備え、照合手段３００は顔類似度計算手段３９１、顔判定手段３９２、マイク指向性設定手段４１１、音声類似度計算手段３１１及び音声照合判定手段３１２を備えている。
【０１４６】
登録手段１００において、顔標準パタン生成手段１９１は、利用者の登録顔画像１６を入力し、顔標準パタンを生成して顔標準パタン格納手段１９２に格納する。音声標準パタン生成手段１１５は、利用者が発声した登録音声１１を入力し、音声標準パタンを生成して音声標準パタン格納手段１１６に格納する。
【０１４７】
照合手段３００において、顔類似度計算手段３９１は、認識対象画像３６と顔標準パタン格納手段１９２に格納されている顔標準パタンを入力して顔類似度を計算する。顔判定手段３９２は、顔類似度計算手段３９１により計算された顔類似度が予め定めた閾値以上か否かを判定することにより、利用者がカメラに写っている否かを判定する。マイク指向性設定手段４１１は、顔判定手段３９２による判定結果を入力してマイクの指向性を設定し、設定された指向性が得られるようにマイクを駆動するための設定信号３８を出力する。音声類似度計算手段３１１は、利用者が発声した認識対象音声３１を指向性が設定されたマイクを介して入力し、音声標準パタン格納手段１１６に格納されている音声標準パタンを入力して音声類似度を計算する。音声照合判定手段３１２は、音声類似度計算手段３１１により計算された音声類似度が閾値３２以上である場合に認識結果３３を出力する。
【０１４８】
なお、この実施の形態１１では、顔標準パタン生成手段１９１、音声標準パタン生成手段１１５、顔類似度計算手段３９１、顔判定手段３９２、マイク指向性設定手段４１１、音声類似度計算手段３１１及び音声照合判定手段３１２をハードウェアで構成しても良いが、各手段の処理内容を記述した音声認識プログラムを作成し、コンピュータが当該音声認識プログラムを実行するようにしても良い。
【０１４９】
次に動作について説明する。
図２６はこの発明の実施の形態１１による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。ここでは、図１９に示すカメラ付き携帯電話に音声認識装置を搭載した場合を例にとり説明する。まず、音声登録時には、ステップＳＴ１１０１において、顔標準パタン生成手段１９１は、利用者の登録顔画像１６を入力し、ステップＳＴ１１０２において、顔標準パタン生成手段１９１は登録顔画像１６により顔標準パタンを生成して顔標準パタン格納手段１９２に格納する。ここで、登録顔画像１６は利用者の顔をカメラを使って入力したものである。
【０１５０】
ステップＳＴ１１０３において、音声標準パタン生成手段１１５は利用者が発声した登録音声１１を入力する。ステップＳＴ１１０４において、音声標準パタン生成手段１１５は登録音声１１により音声標準パタンを生成して音声標準パタン格納手段１１６に格納する。
【０１５１】
音声認識時には、ステップＳＴ１１０５において、顔類似度計算手段３９１は認識対象画像３６を入力し、ステップＳＴ１１０６において、顔類似度計算手段３９１は、顔標準パタン格納手段１９２に格納されている顔標準パタンを用いて、認識対象画像３６に対する顔類似度を計算する。
【０１５２】
ステップＳＴ１１０７において、顔判定手段３９２は、顔類似度計算手段３９１により計算された顔類似度が予め定めた閾値以上か否かを判定することにより、利用者がカメラに写っている否かを判定する。ここでは、顔類似度が予め定めた閾値以上ならば、利用者がカメラに写っていると判定し、一方、顔類似度が閾値より小さいならば、利用者がカメラに写っていないと判定する。
【０１５３】
上記ステップＳＴ１１０７で、顔類似度が閾値以上で、利用者がカメラに写っていると判定された場合には、ステップＳＴ１１０８において、マイク指向性設定手段４１１は、カメラと同一方向に、すなわち裏面にマイク指向性を設定して、設定された指向性が得られるような設定信号３８を出力する。一方、上記ステップＳＴ１１０７で、顔類似度が閾値より小さく、利用者がカメラに写っていないと判定された場合には、ステップＳＴ１１０９において、マイク指向性設定手段４１１は、カメラと反対方向に、すなわち表面にマイク指向性を設定して、設定された指向性が得られるような設定信号３８を出力する。
【０１５４】
ここで、マイク指向性とは、ある方向の音に対して感度が強いことである。したがって感度の強い方向から認識対象音声３１が入力されれば、周囲の騒音に比べてパワーが大きく入力され、信号対雑音比が大きいために高い認識率が得られる。例えば、図１９のようなカメラ付き携帯電話の場合では、顔判定手段３９２による判定結果が、利用者が写っていると判定された場合には、カメラが向いている方向、すなわち裏面にマイク指向性を設定する。一方、顔判定手段３９２による判定結果が、利用者が写っていないと判定された場合には、カメラが向いていない方向、すなわち表面にマイク指向性を設定する。
【０１５５】
ステップＳＴ１１１０において、音声類似度計算手段３１１は指向性が設定されたマイクを介して認識対象音声３１を入力し、ＳＴ１１１１において、音声類似度計算手段３１１は、音声標準パタン格納手段１１６に格納されている音声標準パタンを用いて、認識対象音声３１に対する音声類似度を計算する。
【０１５６】
ステップＳＴ１１１２において、音声照合判定手段３１２は、音声類似度計算手段３１１により計算された音声類似度が予め定めた閾値３２以上か否かを判定する。上記ステップＳＴ１１１２で、音声類似度が閾値３２以上と判定された場合には、ステップＳＴ１１１３において、音声照合判定手段３１２は、音声標準パタン格納手段１１６に格納されている音声標準パタンに対応する音声を利用者が発声したと判断し、認識結果３３を出力する。一方、上記ステップＳＴ１１１２で、音声類似度が閾値３２より小さいと判定された場合には、音声照合判定手段３１２は認識結果３３を出力せず、ステップＳＴ１１０５に戻る。
【０１５７】
ここでは、１発声のみの場合について説明したが、音声登録時には、複数の異なる発声について音声標準パタンを各々生成し、音声認識時には、認識対象音声３１に対して複数の音声標準パタンを用いて音声類似度を計算し、音声類似度が閾値３２以上で最も音声類似度が大きい標準パタンを示す発声番号を認識結果として出力することも可能である。
【０１５８】
以上のように、この実施の形態１１によれば、顔類似度計算手段３９１は認識対象画像３６を入力して顔類似度を計算し、顔判定手段３９２は顔類似度によってカメラに利用者が写っているか否かを判定し、マイク指向性設定手段４１１は利用者が写っているか否かでマイクの指向性を設定し、音声類似度計算手段３１１が指向性が設定されたマイクを介して認識対象音声３１を入力することにより、使用状態が異なることで生じる信号対雑音比の低下や周波数特性の違いによって、音声類似度が低くなることが原因の誤認識を少なくすることができ、認識精度を向上させることがきるという効果が得られる。
【０１５９】
実施の形態１２．
図２７はこの発明の実施の形態１２による音声認識装置の構成を示すブロック図である。この音声認識装置は、登録手段１００及び照合手段３００を備え、上記実施の形態１の図１に示す音声認識装置と比較して、照合手段３００において遅延処理手段４２１を備えている点が異なっているのみで、その他の構成は同じである。ここで、遅延処理手段４２１は音声照合判定手段３１２から出力された認識結果３３を入力し、一定時間経った後に処理開始信号３９を出力する。
【０１６０】
なお、この実施の形態１２では、音声変化度計算手段１１１、音声登録判定手段１１２、登録音声変更要求手段１１３、音声標準パタン生成手段１１５、音声類似度計算手段３１１、音声照合判定手段３１２及び遅延処理手段４２１をハードウェアで構成しても良いが、各手段の処理内容を記述した音声認識プログラムを作成し、コンピュータが当該音声認識プログラムを実行するようにしても良い。
【０１６１】
次に動作について説明する。
図２８はこの発明の実施の形態１２による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。ここでは、図１９に示すカメラ付き携帯電話に音声認識装置を搭載した場合を例にとって説明する。音声登録時のステップＳＴ１２０１からステップＳＴ１２０５までの処理、及び音声認識時のステップＳＴ１２０６からステップＳＴ１２０９までの処理は、上記実施の形態１の図２に示すステップＳＴ１０１からステップＳＴ１０９までの処理と同じである。
【０１６２】
ステップＳＴ１２１０において、遅延処理手段４２１は、音声照合判定手段３１２による認識結果３３を入力して、一定時間経った後に処理開始信号３９を出力する。このような処理により、発声が終了する前に次の処理への移行を防ぐことができる。したがって、カメラのシャッターを音声認識によって切るような装置で、自分を撮影する場合に、発声中の顔が写ることを防止できる。
【０１６３】
ここでは、１発声のみの場合について説明したが、音声登録時には、複数の異なる発声について音声標準パタンを各々生成し、音声認識時には、認識対象音声３１に対して複数の標準パタンを用いて音声類似度を計算し、最も音声類似度が大きい標準パタンを示す発声番号を認識結果として出力することも可能である。
【０１６４】
以上のように、この実施の形態１２によれば、上記実施の形態１と同様の効果が得られると共に、遅延処理手段４２１は、音声照合判定手段３１２による認識結果３３を入力して、一定時間経った後に処理開始信号３９を出力することにより、発声中に次の処理に移行しては不具合となる場合を防ぐことができるという効果が得られる。
【０１６５】
この実施の形態１２では、上記実施の形態１の構成に遅延処理手段４２１を追加しているが、上記実施の形態２から上記実施の形態１１の構成に遅延処理手段４２１を追加しても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１】この発明の実施の形態１による音声認識装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態２による音声認識装置の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態２による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態２による音声認識装置における音節単位の音声認識を説明する図である。
【図６】この発明の実施の形態３による音声認識装置の構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態３による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態３による音声認識装置における音節単位の音声認識を説明する図である。
【図９】この発明の実施の形態４による音声認識装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態４による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態５による音声認識装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】この発明の実施の形態５による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】この発明の実施の形態６による音声認識装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】この発明の実施の形態６による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１５】この発明の実施の形態７による音声認識装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】この発明の実施の形態７による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１７】この発明の実施の形態８による音声認識装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】この発明の実施の形態８による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１９】カメラ付き携帯電話の外観を示す図である。
【図２０】音声入力の周波数特性を説明する図である。
【図２１】この発明の実施の形態９による音声認識装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】この発明の実施の形態９による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図２３】この発明の実施の形態１０による音声認識装置の構成を示すブロック図である。
【図２４】この発明の実施の形態１０による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図２５】この発明の実施の形態１１による音声認識装置の構成を示すブロック図である。
【図２６】この発明の実施の形態１１による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図２７】この発明の実施の形態１２による音声認識装置の構成を示すブロック図である。
【図２８】この発明の実施の形態１２による音声認識装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１６７】
１１  登録音声、１２  登録音声変更要求、１３  周囲音、１４  再生音、１５  騒音確認、１６  登録顔画像、１７  通常使用状態用登録音声、１８  別使用状態用登録音声、３１  認識対象音声、３２  闘値、３３  認識結果、３４  音声類似度闘値、３５  騒音類似度闘値、３６  認識対象画像、３７  加速度センサ、３８  設定信号、３９  処理開始信号、１００  登録手段、１１１  音声変化度計算手段、１１２  音声登録判定手段、１１３  登録音声変更要求手段、１１４  音声登録スイッチ、１１５  音声標準パタン生成手段、１１６  音声標準パタン格納手段、１２１  音節数抽出手段、１２２  音声登録判定手段、１３１  母音尤度計算手段、１３２  音声登録判定手段、１４１  周囲音類似度計算手段、１４２  音声登録判定手段、１５１  周囲音再生判定手段、１５２  周囲音再生スイッチ、１５３  周囲音再生手段、１６１  騒音標準パタン生成手段、１６２  騒音標準パタン格納手段、１７１  騒音標準パタン格納手段、１７２  騒音類似度計算手段、１７３  音声登録判定手段、１８１  別使用状態用音声標準パタン生成手段、１８２  別使用状態用音声標準パタン格納手段、１９１  顔標準パタン生成手段、１９２  顔標準パタン格納手段、１９３  通常使用状態用音声標準パタン生成手段、１９４  通常使用状態用音声標準パタン格納手段、１９５  別使用状態用音声標準パタン生成手段、１９６  別使用状態用音声標準パタン格納手段、３００  照合手段、３１１  音声類似度計算手段、３１２  音声照合判定手段、３６１  騒音類似度計算手段、３６２  音声照合判定手段、３８１  別使用状態音声類似度計算手段、３８２  音声照合判定手段、３９１  顔類似度計算手段、３９２  顔判定手段、３９３  音声標準パタン選択手段、４０１  回転検出手段、４０２  音声標準パタン選択手段、４１１  マイク指向性設定手段、４２１  遅延処理手段。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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