(57)【要約】【課題】  雑音の少ない人の発話音声を集音する。【解決手段】  人体の体内伝導音を集音しやすい部位に接触させ、人の発話音声の体内伝導音を集音して電気信号に変換する接触型マイクロフォン１を備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の体内伝導音を集音しやすい部位に接触させ、人の発話音声の体内伝導音を集音して電気信号に変換する接触型マイクロフォンを備えることを特徴とする音声入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の音声入力装置において、
人がシートに着座したときに人の背中上部が接するシートバック表面に前記接触型マイクロフォンを設置することを特徴とする音声入力装置。
【請求項３】
請求項１に記載の音声入力装置において、
人がシートに着座してヘッドレストに頭を保たれかけたときに人の後頭部が接するヘッドレスト表面に前記接触型マイクロフォンを設置することを特徴とする音声入力装置。
【請求項４】
請求項１に記載の音声入力装置において、
シートベルトの人の胸部が接する位置に前記接触型マイクロフォンを設置することを特徴とする音声入力装置。
【請求項５】
請求項１に記載の音声入力装置において、
前記接触型マイクを人の肩または胸部に接触させるための跳ね上げ式の保持具をシートバックに設置し、前記保持具に前記接触型マイクを設置することを特徴とする音声入力装置。
【請求項６】
請求項１〜５に記載の音声入力装置において、
前記接触型マイクロフォンにＮＡＭ（Non-Audible Murmur）マイクロフォンを用いることを特徴とする音声入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人の発話音声を集音する音声入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人の発話音声を集音し、音響パターンを解析して発話音声を認識し、発話内容をテキスト情報へ変換する技術が知られている。この音声認識では、収録した発話者の音声波形データを音響モデルと照合して認識処理を行うが、発話者の音声波形データと照合用音響モデルがともに目的音のみが収録されていることが望ましい。
ところが、発話者周辺の利用環境によって収録音声の品質が大きく変化し、静寂な環境下ではＳ／Ｎ比が高くなって発話音声の特徴を捉えやすいが、雑音環境下ではＳ／Ｎ比が低下して発話音声の特徴を捉えにくくなり、音声認識率が低下する。
【０００３】
そこで、雑音が混入しないように目的音（発話者の音声）のみを集音することによって、音声認識率の向上を図ることができる。この方法では、音声認識したい発話者の音声のみを集音できればよいから、接話型マイクロフォン（以下、単にマイクという）や指向性マイクを利用することが考えられる。接話型マイクは、発話者の口元近くにマイクが来るようにヘッドセットを用いて集音するものである。また、指向性マイクは、特定の方向からの音声のみを集音するものである。接話型マイクや指向性マイクを用いて発話音声を集音する方法は、発話者から離れた位置に通常のマイクを配置して集音するのに比べ、雑音の混入を防ぐ効果はあるが、基本的には空気中を伝搬する音声を集音するため、雑音の混入を完全に防ぐことはできない。
【０００４】
一方、発話音声の空気伝導音を集音するのではなく、発話による頭蓋骨の振動から発話音声を集音する骨伝導型マイクの利用が考えられる。この骨伝導型マイクによれば、雑音の混入を排除することができるので、Ｓ／Ｎ比の高い発話音声データを得ることができる。
【０００５】
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】特開２００２−３５９８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、骨伝導型マイクを用いる場合には、ハンズフリー用の例えばヘッドセットなどで骨伝導型マイクを発話者の頭部に固定すると、骨伝導型マイク装着による発話者の負荷が大きく、また、音声入力にともなう脱着も容易ではない、などの問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
人体の体内伝導音を集音しやすい部位に接触させ、人の発話音声の体内伝導音を集音して電気信号に変換する接触型マイクロフォンを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、雑音の少ない人の発話音声を集音することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本願発明の音声入力装置を車両用音声認識装置に適用した一実施の形態を説明する。なお、本願発明の音声入力装置は、車両用音声認識装置に限定されず、非車両用の音声認識装置や電話機など、人の発話音声を集音するあらゆる音声入力装置に適用することができる。
【００１０】
図１は一実施の形態の構成を示す。接触型マイクロフォン（以下、単に接触型マイクという）１は乗員の皮膚に直接、あるいは衣服を介して接触させ、乗員の発話による体内伝導音を集音して電気信号に変換するマイクである。この接触型マイク１には骨伝導型マイクやＮＡＭ（Non-Audible Murmur）マイクなどを用いることができるが、この実施の形態ではＮＡＭマイクを用い、人体の体内伝導音を集音しやすい部位に接触させて発話音声を集音する例を示す。接触型マイク１の取り付け位置と取り付け方法については後述する。
【００１１】
なお、骨伝導型マイクは、発話による頭蓋骨の振動を集音するとともに、頭蓋骨に振動を与えて聴覚神経に直接、音声を伝えるマイクである。近年、携帯型電話機などに送受話用として実用化されている。
【００１２】
ＮＡＭマイクは、人体の皮膚に直接、接触させるか、または比較的薄い衣服を介して皮膚に接触させ、人の発話音声の体内伝導音を集音するマイクであり、日本音響学会講演論文集、２００４年３月、pp４５２〜４５３などに紹介されている。ＮＡＭマイクは、人間の皮膚と音響インピーダンスがよく似たシリコーンなどの柔らかい材料でエレクトレット膜をコーティングして形成され、特に１０００Ｈｚ以下の周波数領域におけるＳ／Ｎ特性が一般的な非接触型マイクよりも優れ、人間の非可聴な“つぶやき”や“独り言”を集音することができるという特徴を有している。
【００１３】
ＰＴＴ（Push to talk）スイッチ２は音声認識を開始するときに乗員が操作するスイッチである。このＰＴＴスイッチ２がオンすると、音声認識装置は発話音声を集音して音声認識処理を行う。また、入力取消スイッチ３は、音声認識のために入力した音声を取り消すために乗員が操作するスイッチである。音声認識装置による音声認識結果はスピーカー７により放送されるが、放送された認識結果が乗員の発話した内容と異なる場合はこの入力取消スイッチ３を操作して入力音声を取り消すことができる。
【００１４】
この実施の形態では、ＰＴＴスイッチ２と入力取消スイッチ３をステアリングホイールのスポーク部（不図示）に設置する例を示すが、これらのスイッチ２，３の設置場所はこの実施の形態に限定されず、乗員が運転中に容易に操作可能な位置であればどこでもよい。
【００１５】
音響モデル記憶装置５は、乗員と接触型マイク１との間の音声の体内伝達特性を反映した音響モデル、すなわち車室内雑音の影響の少ない音素パターンをモデル化し、接触型マイク専用音響モデルとして記憶している。この接触型マイク専用音響モデルと後述する言語辞書は、接触型マイク１により集音した音声を認識するために用いられる。
【００１６】
言語辞書記憶装置６は、音声による車両操作用、あるいは音声による車両制御用の言葉と、その言葉に対応する操作機能や制御機能を記憶している。乗員の発話音声を、まず音響モデルの音素パターンと照合して例えば“ら”、“い”、“と”などの音素単位で認識し、次に複数の音素のつながりを言語辞書の例えば“ライト”などの言葉と照合して発話音声を言葉として認識する。
【００１７】
処理装置４はＣＰＵ４ａ、ＲＯＭ４ｂ、ＲＡＭ４ｃ、増幅器４ｄ、Ａ／Ｄコンバーター４ｅなどから構成され、後述する音声認識処理プログラムを実行して接触型マイク１により集音された乗員の発話音声を認識する。なお、増幅器４ｄは接触型マイク１から出力される音声信号を増幅し、Ａ／Ｄコンバーター４ｅは音声信号をデジタル信号に変換する。スピーカー７は音声認識のための案内放送を行うためのもので、乗員の発話音声を認識した結果を放送して乗員に確認するためにも用いる。ディスプレイ８は音声認識のための案内表示を行う。
【００１８】
接触型マイク１は、乗員が音声入力のために発話している間中、人体の体内伝導音を集音しやすい部位に確実に接触させておく必要がある。そのため、この一実施の形態では、以下のような接触型マイク１の設置場所と設置方法を提案する。
【００１９】
《第１の設置場所と設置方法》
図２に示すように、運転席シートバック１１の表面上部の運転者の背中上部が接する位置に接触型マイク１を設置する。人の背中上部は人体の体内伝導音を集音しやすい部位の一つであり、運転操作中に背中を運転席シートバック１１に保たれかけて発話するだけで、運転操作の妨げにならずに発話音声を確実に集音することができる。
【００２０】
《第２の設置場所と設置方法》
図２に示すように、運転席シートのヘッドレスト１２の運転者の後頭部が接する位置に接触型マイク１を設置する。運転者の後頭部は人体の体内伝導音を集音しやすい部位の一つであり、運転操作中に頭を運転席ヘッドレスト１２に保たれかけて発話するだけで、運転操作の妨げにならずに発話音声を確実に集音することができる。
【００２１】
《第３の設置場所と設置方法》
運転席シートベルト（不図示）の運転者の胸部が接する位置に接触型マイク１を設置する。運転者の胸部は人体の体内伝導音を集音しやすい部位の一つであり、運転操作中には運転者は必ずシートベルトを装着し、装着状態のシートベルトには適当な張力が付与されるから、接触型マイク１を運転者の胸部に確実に接触させておくことができる。運転者は運転操作中に音声入力のための余計な動作をする必要がなく、運転操作の妨げにならずに発話音声を確実に集音することができる。なお、この場合には、運転者の伸長や体格の違いがあっても、接触型マイク１が確実に運転者の胸部に接するように複数の接触型マイクをシートベルトに沿って設置するか、あるいは細長い形状の接触型マイクをシートベルトに沿って設置するのが望ましい。
【００２２】
《第４の設置場所と設置方法》
専用の保持具を用いて運転者の肩と胸部に接触型マイク１を接触させるようにしてもよい。図３に示すように、運転席シートバック１１に跳ね上げ式の保持具１３を設置し、保持具１３の裏面の運転者の肩に接する部分に接触型マイク１ａを、運転者の鎖骨付近に接する部分に接触型マイク１ｂを配置する。運転者の肩および胸部は人体の体内伝導音を集音しやすい部位の一つであり、保持具１３を用いて接触型マイク１を肩と胸に接触させることによって、運転者は運転操作中に音声入力のための余計な動作をする必要がなく、運転操作の妨げにならずに発話音声を確実に集音することができる。
【００２３】
図４は一実施の形態の音声認識処理プログラムを示すフローチャートである。このフローチャートにより、一実施の形態の動作を説明する。処理装置４はＰＴＴスイッチ２がオンするとこの音声認識処理プログラムの実行を開始する。
【００２４】
ステップ１において、例えば、「シートに背中を押しつけて発話してください」というような音声入力方法の案内放送を行う。続くステップ２で接触型マイク１で乗員の皮膚を介して伝搬する発話音声を集音し、ＲＡＭ４ｃに一時的に記憶する。ステップ３で乗員の発話終了を確認する。接触型マイク１の出力信号のレベルが所定値以下になり、所定時間を経過したら乗員の発話が終了したと判断する。発話が終了していなければステップ２へ戻って収録を継続し、発話が終了したらステップ４へ進む。
【００２５】
ステップ４において音響モデルと言語辞書を用いて上述した音声認識処理を行う。続くステップ５で音声認識結果を放送し、ステップ６で入力取消スイッチ３のオンを確認する。入力取消スイッチ３がオンしているときはステップ１へ戻り、上述した音声認識処理を最初から繰り返す。一方、入力取消スイッチ３がオフしているときは音声認識処理を終了する。
【００２６】
なお、乗員の発話音声の認識結果を車載機器へ出力し、音声認識結果に応じた各種処理を行う。
【００２７】
このように、一実施の形態によれば、人体の体内伝導音を集音しやすい部位に接触させ、人の発話音声の体内伝導音を集音して電気信号に変換する接触型マイクを用いて音声入力を行うようにしたので、雑音の少ない人の発話音声を集音することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】接触型マイクの設置場所を示す図である。
【図３】接触型マイクの他の設置場所と設置方法を示す図である。
【図４】一実施の形態の音声認識処理プログラムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２９】
１、１ａ、１ｂ  接触型マイク
２  ＰＴＴスイッチ
３  入力取消スイッチ
４  処理装置
５  音響モデル記憶装置
６  言語辞書記憶装置
【図１】
2006295770.tif 000003
【図２】
2006295770.tif 000004
【図３】
2006295770.tif 000005
【図４】
2006295770.tif 000006