(57)【要約】【課題】  簡単な構成でありながら、聴力が低下した老人や聴覚障害者にも聞き取り易い音声案内を可能とする。【解決手段】  音域が異なる複数の案内音声の音声データを予めメモリ５に記憶しておき、音声混合装置４は、記憶されている音声データの中から音域が異なる３つの音声データを選択して合成することにより混合音声データを生成する。音声発声装置１２は、混合音声データを音声に変換し、その案内音声をスピーカ１３を通して出力する。音声測定装置７は、乗員からの応答音声の特徴（周波数、大きさ、発音の速さ）を測定し、音声混合装置４は、この測定した特長を有する案内音声の混合音声データを生成して出力する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
案内音声の音声データを記憶した音声データ記憶手段と、
この音声データ記憶手段に記憶されている音声データから周波数が異なる複数の案内音声の音声データを音声合成により生成する音声生成手段と、
前記音声データ記憶手段に記憶されている音声データと前記音声生成手段により生成した音声データのうち２つ以上の音声データを合成して混合音声データを生成する音声混合手段と、
この音声混合手段により合成された混合音声データに基づいて混合音声を出力する音声出力手段とを備えていることを特徴とする音声案内装置。
【請求項２】
周波数が異なる複数の案内音声の音声データを記憶した音声データ記憶手段と、
この音声データ記憶手段に記憶されている２つ以上の音声データを合成して混合音声データを生成する音声混合手段と、
この音声混合手段により合成された混合音声データに基づいて混合音声を出力する音声出力手段とを備えていることを特徴とする音声案内装置。
【請求項３】
前記音声混合手段は、低音、中音および高音からなる調和音で構成される３つの案内音声の音声データを合成して混合音声データを生成することを特徴とする請求項１または２記載の音声案内装置。
【請求項４】
前記音声混合手段は、１：２：４の周波数比を持つ３つの案内音声の音声データを合成して混合音声データを生成することを特徴とする請求項１または２記載の音声案内装置。
【請求項５】
前記音声混合手段は、１：１．５：２の周波数比を持つ３つの案内音声の音声データを合成して混合音声データを生成することを特徴とする請求項１または２記載の音声案内装置。
【請求項６】
前記音声混合手段は、前記混合音声の大きさが時間の経過とともに増大するように前記混合音声データを生成することを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の音声案内装置。
【請求項７】
応答音声を検出する音声検出手段と、
この音声検出手段により検出された応答音声の周波数、大きさおよび発音の速さの各特徴の少なくとも１つを測定する音声測定手段とを備え、
前記音声混合手段は、前記音声出力手段が前記混合音声を出力した後の応答音声に対応して、前記音声測定手段により測定した特長を有した案内音声の音声データを生成することを特徴とする請求項１ないし６の何れかに記載の音声案内装置。
【請求項８】
前記音声混合手段は、前記音声測定手段により測定した特長に基づいて２以上の音声データの合成比率を定めることにより混合音声データを生成することを特徴とする請求項７記載の音声案内装置。
【請求項９】
前記音声混合手段は、前記音声測定手段により測定した特長に基づいて、単一の音声からなる案内音声の音声データを生成することを特徴とする請求項７記載の音声案内装置。
【請求項１０】
周波数が異なる複数の案内音声の音声データを予め生成または記憶し、
この生成または記憶した音声データの中から２つ以上の音声データを選択して合成することにより混合音声データを生成し、
その合成した混合音声データに基づいて混合音声を出力することを特徴とする音声案内方法。
【請求項１１】
出力した混合音声に対する相手からの応答音声を検出し、
この検出した応答音声の周波数、大きさおよび発音の速さの各特徴の少なくとも１つを測定し、
この測定した特長を有する案内音声の混合音声データを生成することを特徴とする請求項１０記載の音声案内方法。
【請求項１２】
請求項１ないし９の何れかに記載の音声案内装置を具備したことを特徴とするナビゲーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成した音声を出力する音声案内装置、音声案内方法およびナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナビゲーション装置、エレベータ、車両、自動現金取引機器などの多くの装置において音声による自動案内が実用化されている。しかし、これまでの音声案内は予め設定された音量で案内するだけであり、聴力が低下した老人や聴覚障害者にとっては大変聞き辛いものとなっている。この点を改善する技術が特許文献１、２に記載されている。
【０００３】
特許文献１には、エレベータのかご内または乗場に乗客を認識する個人識別装置を設け、例えば耳の不自由な人に対応する放送データを放送データ記憶手段から読み出して放送を指令し、この放送指令に対応する音声をスピーカから出力する音声案内装置が開示されている。また、特許文献２には、音声を出力する音声出力装置と、音声出力装置より出力される音声の周波数、テンポ、トーン、アクセント、音量、訛りのうち少なくとも１つ以上の特性を変換する音声変換装置と、出力される音声および音声内容に対するユーザの認識度を分析する音声認識度分析装置とを備えた音声出力システムが開示されている。
【特許文献１】特開平６−１５４９号公報
【特許文献２】特開２００２−２２９５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記個人識別装置は、対象者が増大すると極めて大きな記憶容量と高度な検索システムが必要になる。また、音声認識度分析装置は、ユーザ情報、車両状態、周囲環境情報などを読み込み、ユーザの標準状態における各データと現在の読み込みデータとの比較を行ってユーザの認識度を演算する必要があるため極めて複雑なシステムとなる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単な構成でありながら、聴力が低下した老人や聴覚障害者にも聞き取り易い音声案内が可能な音声案内装置、音声案内方法およびナビゲーション装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１、２、１０に記載した手段によれば、周波数が異なる複数の案内音声の音声データを予め生成し、または音声データ記憶手段に記憶しておき、音声混合手段は、生成された音声データまたは記憶されている音声データの中から２つ以上の音声データを選択して合成することにより混合音声データを生成する。音声出力手段は、この合成された混合音声データに基づいて混合音声を出力する。
【０００６】
生成された音声データまたは音声データ記憶手段に記憶された音声データは、周波数が異なる音声例えば低い声、高い声、これらの中間の声など音域の異なる声の音声データである。この音声データは、実際に女性や男性、大人や子供など音域の異なる声を録音した音声データであってもよいし、音声合成技術により作られた音声データであってもよい。また、音声には様々な周波数成分が含まれており、これにより音質が定まるが、その１つの主成分の周波数に着目してもよいし、複数の主要成分の各周波数に着目してもよい。
【０００７】
老人や聴覚障害者など聴力が低下した人であっても、全ての周波数において均一に聴力が低下する場合は少なく、何れかの周波数において選択的に聴力の低下が見られる場合が多い。例えば、老人性難聴の場合には高音域（高周波数）が聞こえにくくなるが、低音域（低周波数）は比較的聞こえ易い。本手段によれば、同時に異なる周波数で音声案内を行うので、老人や聴覚障害者であっても聴力の低下が少ない周波数での音声案内を聞き取ることができ、音声案内を聞き取り易くなる。
【０００８】
請求項３、４、５に記載した手段によれば、互いに一定の関係となる周波数比、互いに倍音の関係となる１：２：４の周波数比、または１：１．５：２の周波数比を持つ３つの案内音声の音声データを合成して混合音声データを生成するので、非常に調和した心地よい音声として聞こえるという効果が得られる。また、人の聴力レベル（ｄＢ）は、周波数の対数との間に各人に特徴的な関係（聴力特性）を形成するため、聴力特性図（オージオグラム）上、混合音声を構成する各音声の周波数を等間隔に配することができる。
【０００９】
請求項６に記載した手段によれば、例えば被案内者から応答があるまで混合音声の大きさが時間の経過とともに増大するので、最終的に被案内者の聴力に適した音量での案内が可能となる。
【００１０】
請求項７、１１に記載した手段によれば、出力した混合音声に対する相手からの応答音声を検出し、この検出した応答音声の周波数、大きさおよび発音の速さの各特徴の少なくとも１つを測定し、この測定した特長を有する案内音声の混合音声データを生成して出力する。例えば応答音声の周波数が高ければ高い周波数を持つ案内音声を出力し、応答音声の音量が大きければ大きい音量で案内音声を出力し、応答音声の発音が速ければ速いテンポの案内音声を出力する。これは、聴力に障害のある人は、自分にも聞こえる音域で、自分にも聞こえる大きさで、自分が発音を認識できる速さで話すという一般的特性を利用したものである。
【００１１】
本手段によれば、まずは誰にでも聞き取りが容易な混合音声で音声案内し、一旦聞き取りが行われて応答があった後は、その応答者（被案内者）の応答音声の特徴に基づいて、その応答者の聴力特性に合致した音声で音声案内を続けるので、初めから最後まで最適な音域、音量または速さで音声案内することができる。
【００１２】
請求項８に記載した手段によれば、音声測定手段により測定した特長に基づいて２以上の音声データの合成比率を定めることにより混合音声データを生成する。例えば応答音声の周波数が高ければ、合成する音声のうち周波数の高い案内音声の音声データの合成比率を高める。
【００１３】
請求項９に記載した手段によれば、音声測定手段により測定した特長に基づいて、単一の音声からなる案内音声の音声データを生成する。
【００１４】
請求項１２に記載した手段によれば、上記音声案内装置をナビゲーション装置に具備したので、聴力が低下した老人や聴覚障害者であっても音声案内が聞き取り易くなり、運転に集中することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明をカーナビゲーション装置に適用した一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、カーナビゲーション装置の電気的構成を示す機能ブロック図である。カーナビゲーション装置１（ナビゲーション装置に相当）は、ナビゲーション部２と音声案内部３とから構成されている。音声案内部３（音声案内装置に相当）は、音声混合装置４、メモリ５、マイク６、音声測定装置７および音声出力装置８から構成されている。
【００１６】
ナビゲーション部２は、具体的には図示しないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを主体として構成された制御回路、自車位置を検出するための位置検出器、地図データ入力器、操作スイッチ群、外部メモリ、カラー液晶ディスプレイ装置などの表示装置、リモコンからの信号を検出するリモコンセンサ等から構成されている。
【００１７】
ユーザ（ドライバ）は、ナビゲーション部２にルート案内を行わせるにあたって、操作スイッチ群またはリモコンを操作して、ルートガイダンス機能の実行を指示し目的地を設定することができる。ナビゲーション部２は、自車位置が、右左折すべき交差点や分岐点といった所定の案内ポイントに近づいたときに、表示装置の画面表示を交差点付近や分岐点付近の拡大図に切り替えるとともに、音声混合装置４に対し「〇〇ｍ先を左です」といった案内音声の音声データの生成を指示するようになっている。
【００１８】
メモリ５（音声データ記憶手段に相当）は、不揮発性メモリ例えばフラッシュメモリやＲＯＭから構成されており、音声合成プログラムと、音域（周波数）が異なる複数の案内音声（「〇〇ｍ先を左です」、「高速道路を利用しますか」等）の音声データが記憶されている。音声データとしては、女性の高い声、女性の低い声、女性の中位の高さの声、男性の高い声、男性の低い声、男性の中位の高さの声、子供の高い声、子供の低い声、子供の中位の高さの声の録音音声をデジタルデータとしたものである。また、人の声は、多くの周波数成分を含んでおり、たとえ主成分の周波数が同じであっても聞こえ方が異なる場合がある。従って、女性、男性、子供について複数人の声の音声データを記憶しておくとよい。
【００１９】
音声測定装置７（音声測定手段に相当）は、マイク６（音声検出手段に相当）により検出した応答音声を入力し、応答音声の有無、応答音声の周波数（音域）、大きさ（音量）および発音の速さの各特徴を測定するようになっている。
【００２０】
音声混合装置４（音声混合手段に相当）は、入力回路９、ＣＰＵ１０および出力回路１１から構成されている。ＣＰＵ１０は、ナビゲーション部２から入力回路９を通して案内音声データの作成指令信号を入力するとともに、音声測定装置７から入力回路９を通して応答音声の特徴データを入力し、メモリ５に記憶されている複数の音声データを読み出して合成し、その合成した音声データ（以下、混合音声データと称す）を出力回路１１を通して音声出力装置８に出力するようになっている。
【００２１】
音声出力装置８（音声出力手段に相当）は、混合音声データに基づいて混合音声を生成する音声発声装置１２と、車室内に設置され混合音声を出力するスピーカ１３とから構成されている。
【００２２】
次に、本実施形態の作用について図２を参照しながら説明する。
カーナビゲーション装置１が動作を開始すると、ＣＰＵ１０は、メモリ５から音声合成プログラムを読み出して音声合成処理の実行を開始する。図２は、ナビゲーション部２から案内音声データの作成指令信号を入力したときの上記音声合成処理のフローチャートである。
【００２３】
例えば「目的地はどこですか」という案内音声データの作成指令信号を入力すると、ＣＰＵ１０は、ステップＳ１において、メモリ５から音域（周波数）が異なる３つの音声データを入力する。３つの音声データは、例えば女性の中位の高さの声（高音）、男性の中位の高さの声（低音）および子供の中位の高さの声（中音）による「目的地はどこですか」という音声データであり、女性の声が最も高く、男性の声が最も低い。人の声には様々な周波数成分が含まれているが、例えばその主成分の周波数比を１：２：４に近づけると倍音の関係が成立し、非常に調和した心地よい音声（調和音）として聞こえるという効果が得られる。
【００２４】
ＣＰＵ１０は、入力した３つの音声データを１：１：１の音量比率で合成し、その混合音声の全体音量を中程度に設定し、発音の速さも中程度に設定する。合成された混合音声データは、音声発声装置１２において音声に変換され、その案内音声はスピーカ１３から出力される。
音声測定装置７は、マイク６からの信号を入力し、応答音声の有無を測定している。この場合、スピーカ１３から出力した案内音声を検出しないように、スピーカ１３から案内音声が出力されている期間は、音声の検出を禁止している。ＣＰＵ１０は、ステップＳ２において、出力した案内音声に対する応答音声を検出したか否かを判断し、所定時間内に応答音声を検出しなかった（ＮＯ）と判断した場合には、ステップＳ３に移行して混合音声の全体音量を増加させ、ステップＳ１に戻って再度「目的地はどこですか」という案内音声データを出力する。
【００２５】
つまり、カーナビゲーション装置１は、応答音声が検出されるまでの間、所定時間ごとに徐々に音量を増やしながら案内音声を繰り返し出力する。なお、音量および繰り返し回数には上限が設けてあり、音量または繰り返し回数が上限に達した後は、発音の速さを徐々に遅くしながら案内音声を繰り返し出力するように構成してもよい。また、ステップＳ３において全体音量を増加させるとともに発音の速さを遅くしてもよい。
【００２６】
ステップＳ２で応答音声を検出した（ＹＥＳ）と判断すると、ステップＳ４に移行して、音声測定装置７に対して応答音声の周波数、大きさおよび発音の速さの各特徴の測定を指令し、その測定結果を入力する。ＣＰＵ１０は、ステップＳ５において、応答音声の音域の高低を判断する。ここで「低い」と判断するとステップＳ６に移行し、応答音声の内容（例えば「名古屋駅」）を認識した上で、次に出力する案内音声例えば「高速道路を利用しますか」という案内音声について、低い音域の音声データを生成する。具体的には、女性の中位の高さの声と子供の中位の高さの声の合成比率を下げ、男性の中位の高さの声の合成比率を高める。
【００２７】
同様に、ステップＳ５において、応答音声の音域が「中程度」と判断するとステップＳ７に移行し、次に出力する案内音声について３つの音声データを１：１：１の均等比率で合成する。また、ステップＳ５において、応答音声の音域が「高い」と判断するとステップＳ８に移行し、次に出力する案内音声について高い音域の案内音声データを生成する。具体的には、男性の中位の高さの声と子供の中位の高さの声の合成比率を下げ、女性の中位の高さの声の合成比率を高める。このように応答音声の音域（周波数）と案内音声の音域（周波数）とを一致または近づけるのは、聴力に障害を持っている人は、自ら聞き易い（つまり聴力低下の小さい）音域で話す傾向があるという経験則に基づいている。
【００２８】
続いて、ＣＰＵ１０は、ステップＳ９において応答音声の大きさ（音量）を判断する。ここで「小さい」と判断するとステップＳ１０に移行し、次に出力する案内音声について、混合音声の全体音量を応答音声の音量と同程度に小さく設定した案内音声データを生成する。同様に、応答音声の大きさが「中程度」と判断するとステップＳ１１に移行し、次に出力する案内音声について、混合音声の全体音量を応答音声の音量と同じく中程度に設定した案内音声データを生成する。また、応答音声の大きさが「大きい」と判断するとステップＳ１２に移行し、次に出力する案内音声について、混合音声の全体音量を応答音声の音量と同程度に大きく設定した案内音声データを生成する。このように応答音声の大きさと案内音声の大きさとを一致または近づけるのは、聴力に障害を持っている人は、自ら聞き易い大きさで話す傾向があるという経験則に基づいている。
【００２９】
さらに、ＣＰＵ１０は、ステップＳ１３において応答音声の発音の速さを判断する。ここで「遅い」と判断するとステップＳ１４に移行し、次に出力する案内音声について、混合音声の発音の速さを応答音声の発音の速さと同程度に低速度に設定した案内音声データを生成する。同様に、応答音声の発音の速さが「中程度」と判断するとステップＳ１５に移行し、次に出力する案内音声について、混合音声の発音の速さを応答音声の発音の速さと同程度に中速度に設定した案内音声データを生成する。また、応答音声の発音の速さが「早い」と判断するとステップＳ１６に移行し、次に出力する案内音声について、混合音声の発音の速さを応答音声の発音の速さと同程度に高速度に設定した案内音声データを生成する。このように応答音声の発音の速さと案内音声の発音の速さとを一致または近づけるのは、聴力に障害を持っている人は、自ら聞き易い速さで話す傾向があるという経験則に基づいている。
【００３０】
ＣＰＵ１０は、ステップＳ１７において、上記ステップＳ４からＳ１６で作成した３音声の混合音声データを出力し、当該音声合成処理を終了する。なお、ステップＳ１７で出力する案内音声が「高速道路を利用しますか」というような乗員からの応答を伴う案内音声の場合には、終了せずにステップＳ２に移行する制御とすればよい。また、当該音声合成処理を一旦終了した後再び案内音声処理を開始するときには、そのステップＳ１において前回出力した案内音声の音域、大きさおよび発音の速さを持つ混合音声データを生成し出力すればよい。
【００３１】
以上説明した本実施形態によれば、音域が異なる複数の案内音声の音声データを予めメモリ５に記憶しておき、音声混合装置４は、記憶されている音声データの中から音域が異なる３つの音声データを選択して合成することにより混合音声データを生成する。これにより、乗員に案内される混合音声には高い音域の声（例えば女性の声）、低い音域の声（例えば男性の声）およびこれらの中間の音域の声（例えば子供の声）が含まれ、一部の周波数域において聴力が低下した老人や聴覚障害者であっても、聴力の低下が少ない周波数での音声案内を聞き取ることができるので、音声案内を聞き取り易くなる。
【００３２】
ここで、合成される３つの音声の周波数比を１：２：４とすれば、調和した心地よい音声として聞こえる。また、人の聴力レベル（ｄＢ）は、周波数の対数との間に各人に特徴的な関係（聴力特性）を形成するため、聴力特性図（オージオグラム）上、混合音声を構成する各音声の周波数を等間隔に配することができる。
【００３３】
また、最初に案内音声を出力する際に、応答音声を検出するまで混合音声の全体音量を徐々に増加させるので、最終的に乗員の聴力に適した音量での案内を行うことができる。その後、乗員からの応答があった場合には、応答音声の周波数、大きさおよび発音の速さの各特徴を測定し、この測定した特長を有する案内音声の混合音声データを生成して出力するので、初めから最後まで乗員（応答者）の聴力特性に合致した音声で音声案内を行うことができる。
【００３４】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように変形または拡張が可能である。
図２に示す音声合成処理においては、ステップＳ４からＳ１６において応答音声の特徴（周波数、大きさ、発音の速さ）と同じ特徴を有する案内音声の混合音声データを生成したが、ステップＳ２において応答音声を検出した時点の混合音声の出力音量を記憶し、以後の案内音声をその記憶した音量に等しい音量で行うようにしてもよい。
【００３５】
図２に示す音声合成処理においては、応答音声の特徴として周波数、大きさ、発音の速さの３つの特徴を検出したが、何れか１つまたは２つの特徴のみを検出してもよい。また、測定した応答音声の音域に基づいて３つの音声データの合成比率を定めたが、この混合音声に替えて、応答音声の音域に近い音域を持つ案内音声の音声データをメモリ５から読み出し、単一の音声からなる案内音声を出力してもよい。
【００３６】
３つの音声の周波数比を１：２：４としたが、１：１．５：２などの互いに調和する音であってもよい。
３つの音声データを合成して混合音声データを作成したが、２つの音声データまたは４つ以上の音声データを合成して混合音声データを作成してもよい。
音声案内装置は、カーナビゲーション装置１の他に携帯型のナビゲーション装置、携帯情報端末装置、家電機器、エレベータ、車両、自動現金取引機器などの音声案内や音声インターフェースなどにも幅広く適用できる。
【００３７】
音声データは、音声合成技術により作られた合成音の音声データであってもよい。
３つの音声データのうち、１つは予め記憶した音声データとし、他の２つはこの記憶した音声データから生成した周波数の異なる音声データであってもよい。この場合、メモリ５の中に音声生成プログラム、音声合成プログラムおよび音声データを記憶しておき、ＣＰＵ１０は、これらを読み込み、音声生成プログラムを実行して上記周波数の異なる音声データを生成した後に音声合成プログラムを実行する。この場合、音声生成プログラムを実行するＣＰＵ１０は、本発明における音声生成手段に相当する。この構成によれば、音声データ記憶手段に記憶しておく音声データの数を低減することができるとともに、異なる周波数を持つ種々の音声データを利用可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係るカーナビゲーション装置の電気的構成を示す機能ブロック図
【図２】音声合成処理のフローチャート
【符号の説明】
【００３９】
図面中、１はカーナビゲーション装置（ナビゲーション装置）、３は音声案内部（音声案内装置）、４は音声混合装置（音声混合手段）、５はメモリ（音声データ記憶手段）、６はマイク（音声検出手段）、７は音声測定装置（音声測定手段）、８は音声出力装置（音声出力手段）である。
【図１】
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【図２】
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