(57)【要約】【課題】認識対象データの転送を効率良く行って処理時間の短縮を図り、ユーザの利便性を向上させる。【解決手段】信号処理部７が、ＣＰＵ１２及びＡＳＩＣ１８に第１のバス１１を介して接続された第１のＲＡＭ１４と、ＡＳＩＣ１８に第２のバス１９を介して接続された第２のＲＡＭ２０とを有する構成とする。そして、ＡＳＩＣ１８に、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データを、例えばデータ転送の際の転送負荷が大きいかどうか、或いは音声認識処理の際の負荷はどうなるかといった所定の判断基準に従って、第１のＲＡＭ１４と第２のＲＡＭ２０とに振り分けて転送する機能を持たせるようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各種認識対象語及びその標準音声パターンを含む認識対象データを記憶している外部記憶装置と、この外部記憶装置から所望の認識対象データを読み込むとともにユーザからの発話音声を取り込んで、ユーザ発話に対する音声認識処理を行う信号処理部とを備える音声認識装置において、
前記信号処理部は、
各種信号処理を司る中央処理手段と、
前記中央処理手段と第１のバスを介して接続された転送処理手段と、
前記中央処理手段及び前記転送処理手段と前記第１のバスを介して接続された第１の記憶手段と、
前記転送処理手段と第２のバスを介して接続された第２の記憶手段とを有し、
前記転送処理手段が、前記外部記憶装置から読み込んだ認識対象データを、所定の判断基準に従って前記第１の記憶手段と前記第２の記憶手段とに振り分けて転送する機能を有することを特徴とする音声認識装置。
【請求項２】
前記転送処理手段は、前記外部記憶装置から読み込んだ認識対象データの転送負荷が大きいときに、当該認識対象データの転送先として前記第２の記憶手段を用い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】
前記転送処理手段は、前記第１のバスの使用負荷が大きいときに、前記認識対象データの転送先として前記第２の記憶手段を用い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】
前記信号処理部が、前記中央処理手段と前記第１のバスを介して接続された描画手段を更に有し、
前記転送処理手段は、前記描画手段による描画処理中は、前記認識対象データの転送先として前記第２の記憶手段を用いることを特徴とする請求項３に記載の音声認識装置。
【請求項５】
前記信号処理部が、前記中央処理手段と前記第１のバスを介して接続された音声入力手段を更に有し、
前記転送処理手段は、前記音声入力手段による音声入力処理中は、前記認識対象データの転送先として前記第２の記憶手段を用いることを特徴とする請求項３に記載の音声認識装置。
【請求項６】
前記信号処理手段が、前記中央処理手段と前記第１のバスを介して接続された音声出力手段を更に有し、
前記転送処理手段は、前記音声出力手段による音声出力処理中は、前記認識対象データの転送先として前記第２の記憶手段を用いることを特徴とする請求項３に記載の音声認識装置。
【請求項７】
前記転送処理手段は、前記外部記憶装置から読み込んだ認識対象データの規模が大きいときに、当該認識対象データの転送先として前記第２の記憶手段を用い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８】
前記転送処理手段は、前記外部記憶装置から読み込んだ認識対象データのうちで、ユーザ発話の初期に出現することが予測される認識対象語のデータを前記第１の記憶手段に転送するとともに、ユーザ発話の後期に出現することが予測される認識対象語のデータを前記第２の記憶手段に転送することを特徴とする請求項７に記載の音声認識装置。
【請求項９】
前記転送処理手段は、前記外部記憶装置から読み込んだ認識対象データのうちで、使用頻度が所定値以上の認識対象語のデータを前記第１の記憶手段に転送するとともに、使用頻度が所定値未満の認識対象語のデータを前記第２の記憶手段に転送することを特徴とする請求項７に記載の音声認識装置。
【請求項１０】
前記転送処理手段は、前記外部記憶装置から読み込んだ認識対象データが車載ナビゲーションシステムで扱う地点のデータである場合に、当該認識対象データのうちで、車両の現在位置から所定距離未満にある地点のデータを前記第１の記憶手段に転送するとともに、車両の現在位置から所定距離以上離れた地点のデータを前記第２の転送手段に転送することを特徴とする請求項７に記載の音声認識装置。
【請求項１１】
前記転送処理手段は、ユーザ発話に対する音声認識処理の負荷に応じて、前記外部記憶装置から読み込んだ認識対象データの転送先を決定す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１２】
前記転送処理手段は、前記外部記憶装置から読み込んだ認識対象データが単語の連結として構成されるデータを含む場合には、当該単語の連結として構成されるデータの転送先を前記第２の記憶手段に決定することを特徴とする請求項１１に記載の音声認識装置。
【請求項１３】
前記転送処理手段は、前記外部記憶装置から読み込んだ認識対象データが音素の連結として構成されるデータを含む場合には、当該音素の連結として構成されるデータの転送先を前記第２の記憶手段に決定することを特徴とする請求項１１に記載の音声認識装置。
【請求項１４】
前記転送処理手段は、前記外部記憶装置から読み込んだ認識対象データがガーベージモデルを含むデータである場合には、当該認識対象データの転送先を前記第１の記憶手段に決定することを特徴とする請求項１１に記載の音声認識装置。
【請求項１５】
前記転送処理手段は、前記外部記憶装置から読み込んだ認識対象データが連続数字認識を行うためのデータである場合には、当該認識対象データの転送先を前記第１の記憶手段に決定することを特徴とする請求項１１に記載の音声認識装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザからの発話音声を認識する音声認識装置に関するものであり、特に、外部記憶装置から信号処理部に読み込んだ認識対象データの転送を最適化して、処理時間の短縮を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ユーザからの発話音声と、予め記憶された認識対象語の標準音声パターンとを対比することで、ユーザが発話した音声の認識を行う音声認識技術が知られており、例えば、車載ナビゲーションシステムにおける各種設定入力等に応用されている（例えば、特許文献１等を参照。）。
【０００３】
前記特許文献１には、特定の条件に合致する複数の認識対象データで辞書を構成し、複数の辞書を準備してこれらを低速の記憶手段であるＲＯＭ（Read Only Memory）に格納しておくとともに、ユーザ発話に対する音声認識処理を行うときに、その音声認識処理で必要と思われる辞書を選択して高速の記憶手段であるＲＡＭ（Random Access Memory）に転送し、このＲＡＭに転送された辞書を用いたＣＰＵ（Central Processing Unit）での処理により、ユーザからの発話音声を認識するという技術が記載されている。
【特許文献１】特開平１０−１４３１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に記載される従来の技術では、高速の記憶手段であるＲＡＭと低速の記憶手段であるＲＯＭとが、ＣＰＵやＡ／Ｄ変換器、インターフェースといった他の構成要素とともに唯一のバス上に接続されており、このためＲＯＭに格納されている辞書の認識対象データをＲＡＭに転送しようとしたときに、例えばバスが他の処理で使用されていて負荷が大きいといった場合には、認識対象データの転送が待たされてしまうことになり、その結果、ユーザが発話可能な状態になるまでに長時間を要し、ユーザに不便さを感じさせる要因となることが想定される。
【０００５】
具体的には、例えば、ユーザの発話音声を取り込みながら同時に音声認識処理を行い、発話の途中で得られる認識結果に基づいて認識対象データ（辞書）の変更を行おうとする場合がこれに当たる。すなわち、ユーザの「○○件××市△△町」といった発話を許容する音声認識装置において、最初にＲＡＭに転送しておいた辞書には「○○件××市」に対応する認識対象データのみが存在し、これを用いた音声認識処理により県名と市名とが認識結果として得られた段階で、その下位の町域の認識対象データを含む辞書をＲＯＭからＲＡＭに転送して音声認識処理を行い、最終的な認識結果を得ようとする場合である。
【０００６】
この場合には、ユーザの発話は連続的であるので、マイクからＡ／Ｄ変換器を経て出力される発話音声データは継続して前記バス上を流れ、また、この発話音声を分析処理するための情報も継続して前記バス上を流れることになる。そのため、前記バスの使用負荷が大きくなり、下位の町域の認識対象データを含む辞書の転送に遅れが生じてしまうことになる。
【０００７】
また、この種の音声認識装置においては、ユーザに対して応答メッセージを出力して対話的に最終的な認識結果を得ようとするものも多く、そのための処理を行う処理部も唯一のバス上に接続されている構成が多い。このような構成の音声認識装置では、ユーザに対して応答を返す場合には、通常、応答のための情報をＲＯＭから読み出し、これを前記バス上を経由してアナログ信号に変換して出力するようにしているので、応答の処理を行っている間も前記バスの使用負荷が大きくなり、同様の問題が発生することになる。
【０００８】
さらに、近年では、認識対象データの規模自体が極めて大きくなっており、このため認識対象データを格納しておく低速の記憶手段としては、例えばハードディスクやＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＣＤ（Compact Disc）等の大容量記録媒体を有する外部記憶装置を用いることが主流となっている。このように認識対象データを格納しておく記憶手段として大容量の外部記憶装置を用いた場合、このような外部記憶装置からの認識対象データの転送にはさらに長時間を要するので、上述した問題が顕著になる。
【０００９】
本発明は、以上のような従来技術の有する問題点を解決すべく創案されたものであって、認識対象データの転送を効率良く行って処理時間の短縮を図り、ユーザの利便性を向上させるようにした音声認識装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る音声認識装置は、各種認識対象語及びその標準音声パターンを含む認識対象データを記憶している外部記憶装置と、この外部記憶装置から所望の認識対象データを読み込むとともにユーザからの発話音声を取り込んで、ユーザ発話に対する音声認識処理を行う信号処理部とを備えるものである。このような音声認識装置において、本発明では、前記目的を達成するために、信号処理部が、各種信号処理を司る中央処理手段と、中央処理手段と第１のバスを介して接続された転送処理手段と、中央処理手段及び転送処理手段と第１のバスを介して接続された第１の記憶手段と、転送処理手段と第２のバスを介して接続された第２の記憶手段とを有する構成としている。そして、信号処理部の転送処理手段に、外部記憶装置から読み込んだ認識対象データを、例えばデータ転送の際の転送負荷が大きいかどうか、或いは音声認識処理の際の負荷はどうなるかといった所定の判断基準に従って、第１の記憶手段と第２の記憶手段とに振り分けて転送する機能を持たせるようにしている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る音声認識装置によれば、外部記憶装置から読み込んだ認識対象データが、所定の判断基準に従って、中央処理手段や転送処理手段と第１のバスを介して接続された第１の記憶手段と、転送処理手段と第２のバスを介して接続された第２の記憶手段とに振り分けて転送されるので、認識対象データの転送を効率良く行って処理時間の短縮を図り、ユーザの利便性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
本実施形態の音声認識装置は、例えば、車両に搭載される音声入力型ナビゲーションシステム等に適用されるものであり、図１及び図２に示すようなハード構成で実現される。すなわち、この音声認識装置は、マイク１、ディスプレイ２、スピーカ３及び出力アンプ４、入力装置５、外部記憶装置６、信号処理部７を備えて構成される。
【００１４】
マイク１は、ユーザからの発話音声が入力されるものであり、このマイク１に入力されたユーザ発話音声は信号処理部７へと送られる。ディスプレイ２は、信号処理部７の処理結果等を文字情報として表示するものであり、スピーカ３は、出力アンプ４によって作動され、信号処理部７の処理結果等を音声で出力するものである。また、入力装置５は、ユーザの各種操作入力を受け付けるものであり、音声認識処理の開始を指示するための発話スイッチ５ａと、誤認識した場合の訂正を指示するための訂正スイッチ５ｂとを有している。なお、この入力装置５の訂正スイッチ５ｂは、ユーザがこれを一定期間押し続けたときに、音声認識処理の中断を指示する機能も有している。
【００１５】
外部記憶装置６は、記録媒体として例えばハードディスクやＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の大容量記録媒体を用いたものであり、本実施形態の音声認識装置で扱われる各種の認識対象語及びその標準音声パターンのデータ、文法のデータ等（以下、これらを認識対象データと総称する。）を記憶している。この外部記憶装置６は、低速の外部接続バス６ａを介して信号処理部７に接続されており、必要に応じて所望の認識対象データがこの外部記憶装置６から信号処理部７へと読み込まれるようになっている。
【００１６】
信号処理部７は、本実施形態の音声認識装置における主要な処理を実行するものであり、図２に示すような内部構成とされている。すなわち、信号処理部７は、第１のバス１１上に中央処理手段であるＣＰＵ１２、各種プログラムが格納されたプログラムＲＯＭ１３、第１の記憶手段である第１のＲＡＭ１４、描画手段であるグラフィックエンジン１５、音声出力手段であるＤ／Ａコンバータ１６、音声入力手段であるＡ／Ｄコンバータ１７、転送手段として機能するＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１８がそれぞれ接続され、ＡＳＩＣ１８から繋がる第２のバス１９に、第２の記憶手段である第２のＲＡＭ２０が接続された構成となっている。また、各種の認識対象データを記憶している外部記憶装置６は、外部接続バス６ａを介してＡＳＩＣ１８に接続されている。
【００１７】
ＣＰＵ１２は、信号処理部７における各種の処理を司るものである。すなわち、このＣＰＵ１２が、第１のＲＡＭ１４や第２のＲＡＭ２０をワークエリアとして利用してプログラムＲＯＭ１３に格納されている音声認識プログラムを実行することで、信号処理部７内で音声認識処理のための各機能が実現されることになる。
【００１８】
第１のＲＡＭ１４及び第２のＲＡＭ２０は、外部記憶装置６から信号処理部７内に読み込まれた認識対象データの転送先として利用される記憶手段である。ＣＰＵ１２は、第１のバス１１、ＡＳＩＣ１８及び外部接続バス６ａを介して外部記憶装置６にアクセス可能であるが、そのアクセス速度は円滑な音声認識処理を行う上で十分な速度となっていない。そこで、本実施形態の音声認識装置では、信号処理部７における音声認識処理で必要とされると予測される認識対象データを予め外部記憶装置６から読み込んで、適宜、第１のＲＡＭ１４や第２のＲＡＭ２０に転送し、これらの記憶手段に一時的に保持させるようにしている。ＣＰＵ１２からこれら第１のＲＡＭ１４や第２のＲＡＭ２０へのアクセス速度は、外部記憶装置６にアクセスする場合に比べて格段に速い速度となるので、音声認識処理の前処理として必要な認識対象データを外部記憶装置６から読み込んで第１のＲＡＭ１４や第２のＲＡＭ２０に転送しておくことで、円滑な音声認識処理が実現されることになる。なお、第１のＲＡＭ１４はＣＰＵ１２と同一のバス（第１のバス１１）上に存在するのに対して、第２のＲＡＭ２０は第１のバス１１とは異なる第２のバス１９によってＡＳＩＣ１８に接続され、第２のバス１９、ＡＳＩＣ１８、第１のバス１１を介してＣＰＵ１２に接続される構成とされているため、ＣＰＵ１２から第２のＲＡＭ２０へのアクセス速度は、第１のＲＡＭ１４へのアクセス速度と比べると、若干遅い速度となる。
【００１９】
グラフィックエンジン１５は、ＣＰＵ１２による制御のもとで画像の描画処理を行うものである。このグラフィックエンジン１５は、図１に示したディスプレイ２に接続されており、必要に応じて音声認識処理の待ち受け画面等の描画処理を行って、その画面をディスプレイ２に表示させる機能を有する。
【００２０】
Ｄ／Ａコンバータ１６は、ＣＰＵ１２で処理されたデジタル音声信号をアナログ信号に変換するものである。このＤ／Ａコンバータ１６は、図１に示した出力アンプ４に接続されており、Ｄ／Ａコンバータ１６でアナログに変換された音声信号に基づいて出力アンプ１６がスピーカ３を作動させることで、スピーカ３から各種アナウンスや音声認識処理の認識結果等が音声にて出力されることになる。
【００２１】
Ａ／Ｄコンバータ１７は、図１に示したマイク１に接続されており、ユーザがマイク１を用いて発話音声を入力し、このユーザ発話音声がアナログ信号として信号処理部６に送られたときに、この音声信号を信号処理部６での処理に適合したデジタル信号に変換するものである。
【００２２】
ＡＳＩＣ１８は、外部記憶装置６から信号処理部７内に読み込んだ認識対象データの転送処理を実施する機能を実現させるように構成された集積回路である。特に、本実施形態の音声認識装置で用いているＡＳＩＣ１８は、第１のバス１１を介して第１のＲＡＭ１４、第２のバス１９を介して第２のＲＡＭ２０にそれぞれ接続されており、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データを、所定の判断基準に従って、第１のＲＡＭ１４と第２のＲＡＭ２０とに振り分けて転送する機能を有するように構成されている。
【００２３】
ＡＳＩＣ１８が認識対象データの転送先を第１のＲＡＭ１４と第２のＲＡＭ２０とに振り分ける際の判断基準としては、例えば、データ転送の際の転送負荷が大きいかどうかといった基準が挙げられる。ここで、データ転送の際の転送負荷が大きい状況とは、主に、第１のバス１１の使用負荷が大きい状況と、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データの規模が大きい状況とに大別される。
【００２４】
第１のバス１１の使用負荷が大きい状況とは、例えば、グラフィックエンジン１５による描画処理で第１のバス１１を使用している間や、Ｄ／Ａコンバータ１６を用いた音声出力処理で第１のバス１１を使用している間、さらにはＡ／Ｄコンバータ１７を用いた音声入力処理で第１のバス１１を使用している間といった状況が考えられる。このような状況下では、第１のバス１１が認識対象データの転送処理以外の処理で使用されて高負荷の状態となっているので、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データを全て第１のバス１１上の第１のＲＡＭ１４に転送しようとすると、転送が待たされて処理時間が長くなることが懸念される。そこで、転送処理手段であるＡＳＩＣ１８は、第１のバス１１の使用負荷が大きいときには、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データの転送先として第２のバス１９上の第２のＲＡＭ２０も用いるようにし、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データの一部或いは全てを第２のＲＡＭ２０に転送するようにしている。
【００２５】
また、第１のバス１１の使用負荷がさほど大きくない状況であっても、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データの規模が大きい場合には、この大規模データを第１のバス１１上の第１のＲＡＭ１４に全て転送しようとすると、全ての転送が完了するまでに長時間を要し、処理時間が増大することになる。そこで、転送処理手段であるＡＳＩＣ１８は、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データの規模が大きい場合にも、この認識対象データの転送先として第２のバス１９上の第２のＲＡＭ２０も用いるようにし、大規模の認識対象データを、第１のＲＡＭ１４と第２のＲＡＭ２０とに振り分けて転送するようにしている。
【００２６】
次に、以上のように構成される本実施形態の音声認識装置の動作概要について、車載ナビゲーションシステムに適用した場合における具体的な例を挙げながら、図３のフローチャートに沿って説明する。車載ナビゲーションシステムに適用された本実施形態の音声認識装置は、例えば車両のイグニッションキー操作によって起動され、図３に示す処理フローを開始させる。
【００２７】
すなわち、本実施形態の音声認識装置は、先ずステップＳ１において、ユーザにより入力装置５の発話スイッチ５ａが押圧操作されたかを監視する。そして、ユーザが入力装置５の発話スイッチ５ａを操作すると、そのスイッチオン信号が信号処理部７に入力されて、信号処理部７が処理を開始する。
【００２８】
次に、ステップＳ２において、信号処理部７は、ユーザからどのような発話を待ち受けるかを示す待ち受け画面をディスプレイ２に表示させる。ディスプレイ２に表示される待ち受け画面の表示例を図４に示す。この待ち受け画面は、図中Ａのような待ち受け単語を示すパーツや、図中Ｂのようなユーザの発話を待っている様子を示すパーツ、図中Ｃのような後の音声認識処理による認識結果を表示するためのパーツといったように、様々な画像パーツの集合で構成されている。これらの各画像のパーツのデータは、それぞれ外部記憶装置６に格納されており、信号処理部７が処理を開始すると同時に第１のＲＡＭ１４に転送されてここで組み合わされる。そして、ＣＰＵ１２の制御のもとで動作するグラフィックエンジン１５によって、これらの画像パーツの描画処理が行われることで、ディスプレイ２に図４に示したような待ち受け画面が表示されることになる。
【００２９】
また、信号処理部７は、待ち受け画面の表示と同時に、プロンプトすなわち処理を開始した旨をユーザに知らせるために、外部記憶装置６に格納されている告知用の音声信号を読み込んで第１のＲＡＭ１４に転送する。そして、この告知用音声信号をＤ／Ａコンバータ１６でアナログ音声信号に変換して出力アンプ４に送り、スピーカ３から例えば「コマンドを入力して下さい。」といったユーザの発話を促すアナウンスを出力させる。ユーザは、このような告知を受けて信号処理部７が処理を開始したことを認識し、マイク１を用いて、例えば車載ナビゲーションシステムでの目的地設定等のための音声入力を行う。
【００３０】
マイク１から信号処理部７に入力されたユーザの発話音声は、Ａ／Ｄコンバータ１７でデジタル信号に変換され、信号処理部７に入力される。信号処理部７では、入力装置５の発話スイッチ５ａの操作がなされるまでは、Ａ／Ｄコンバータ１７から出力されるデジタル信号の平均パワーを演算しており、発話スイッチ５ａの操作が行われた後、Ａ／Ｄコンバータ１７から出力されるデジタル信号の瞬間パワーが前記平均パワーよりも所定値以上大きくなったとき、ユーザが音声入力を開始したと判断して、音声取り込みを開始する（ステップＳ３）。
【００３１】
次に、信号処理部７は、ステップＳ４において、デジタル信号に変換されたユーザの発話音声と、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データの個々の認識対象語の標準音声パターンとを対比して、これらの一致度を演算する処理を開始する。このユーザの発話音声と個々の認識対象語との一致度、すなわちユーザ発話の音声区間部分と個々の認識対象語とがどの程度似ているかは、スコアとして得られる。このスコアは、例えば一致度が高いほど大きな値で表され、スコアの十分大きい単語が認識結果として記憶されることになる。なお、本ステップの一致度演算を行っている間も、並行処理により音声取り込みは継続されている。
【００３２】
そして、ステップＳ５において、Ａ／Ｄコンバータ１７から出力されるデジタル信号の瞬間パワーが所定値を下回った状態が所定時間以上継続したときに、信号処理部７はユーザの音声入力が終了したと判断して、音声取り込みを終了する。
【００３３】
次に、信号処理部７は一致度の演算が終了した段階で、ステップＳ６において、最大のスコアが得られた認識結果を出力する処理を行う。具体的には、ＣＰＵ１２での処理により最大のスコアが得られた認識結果を図示しない音声合成処理機能によって音声信号に変換し、その音声信号をＤ／Ａコンバータ１６でアナログ信号に変換した上で出力アンプ４に送り、スピーカ３から音声出力する。また、最大スコアが得られた認識結果をグラフィックエンジン１５によって文字情報として描画処理し、例えば図４に示した表示例におけるＣの画像パーツの部分に表示させる。
【００３４】
その後、信号処理部７は、ユーザにより入力装置５の訂正スイッチ５ｂが押圧操作されたかどうかを監視し（ステップＳ７）、訂正スイッチ５ｂの押圧操作があればステップＳ３に戻って音声取り込みを再開し、以降の処理を繰り返し行う。一方、所定時間内に訂正スイッチ５ｂの押圧操作がなければユーザが認識結果を容認したものと判断して、次のステップＳ８において、処理が確定したかどうか、すなわち最終的な認識結果が得られたかどうかを判定する。ここで、最終的な認識結果とは、複数回のユーザ発話に対して音声認識処理を順次行って目的とする単語を特定していく場合のユーザ最終発話に対する認識結果をいう。例えば、車載ナビゲーションシステムにおける目的地設定のための音声認識処理においては、目的地として設定する地点を一意に特定できる認識結果が得られたときに、処理が確定したものと判断されることになる。
【００３５】
信号処理部７は、ステップＳ８での判定の結果、未だ最終的な認識結果が得られておらず、処理が確定していない状態であると判断した場合には、ステップＳ２に戻って、ユーザからの次の発話音声を待ち受けるための画面表示やプロンプト出力を行い、以降の処理を繰り返し行ってユーザの次の発話音声に対する認識結果を得る。そして、ステップＳ８での判定で処理が確定したと判断した段階で、次のステップＳ９において、最終的な認識結果に応じた各種処理、具体的には、例えば最終的な認識結果として得られた地点を車載ナビゲーションシステムにおける目的地に設定して、経路探索や経路案内を行う処理を実行させる。
【００３６】
本実施形態の音声認識装置では、以上のようなユーザ発話に対する音声認識処理を行うために、音声認識処理で必要とされることが予測される認識対象データを外部記憶装置６から読み込んで、適宜、第１のＲＡＭ１４や第２のＲＡＭ２０に転送するようにしているが、この認識対象データの読み込みや転送は、信号処理部７のＡＳＩＣ１８によって実行される。このとき、ＡＳＩＣ１８は、上述した所定の判断基準、すなわち、第１のバス１１の使用負荷が大きいか、また、読み込んだ認識対象データの規模は大きいかといった基準に従って、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データを第１のＲＡＭ１４と第２のＲＡＭ２０のどちらに転送するかを決定する。
【００３７】
具体的な例を挙げて説明すると、認識対象データの読み込みや転送は、通常、音声認識処理の一致度演算に先立って行われるので、本実施形態の音声認識装置では、上述した処理フローにおけるステップＳ１で信号処理部７での処理が開始された後、ステップＳ２での画面描画及びプロンプト出力の処理や、ステップＳ３での音声取り込み処理と並行して、ＡＳＩＣ１８による認識対象データの読み込みや転送が行われることになる。この場合、グラフィックエンジン１５による描画処理やＡ／Ｄコンバータ１７を用いた音声入力処理によって第１のバス１１の使用負荷が大きい状況が頻繁に発生するので、ＡＳＩＣ１８は、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データの転送先として、第２のＲＡＭ２０も用いるようにする。
【００３８】
ここで、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データの規模が小規模である場合には、この認識対象データの転送に要する時間はごく短時間であるので、第１のバス１１の使用負荷が小さくなっている間にこれらの認識対象データを第１のＲＡＭ１４に転送することも可能であるが、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データの規模が大きい場合は、第１のＲＡＭ１４への転送は困難である。そこで、ＡＳＩＣ１８は、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データの規模を判断し、この認識対象データの大きさが所定値以下である場合には第１のＲＡＭ１４に転送し、認識対象データの大きさが所定値を上回る場合にはその一部又は全部を第２のＲＡＭ２０に転送するように、認識対象データの転送先を決定する。
【００３９】
本実施形態の音声認識装置が車載ナビゲーションシステムに適用された場合において、外部記憶装置６に格納されている認識対象データの一態様を図５に示す。この例は、ユーザが何段階かの発話を行って対話的に音声認識処理を行っていく場合を想定したものであり、例えばユーザが第１発話で「行き先」と発話し、第２発話で「住所」と発話し、第３発話で「○○県○○市○○区○○」と発話する場合の例である。この場合、ＡＳＩＣ１８は、ユーザの第１発話に対する一致度演算が行われる前に、図５中Ａの認識対象データの読み込み及び転送を行い、ユーザの第２発話に対する一致度演算が行われる前に、図５中Ｂの認識対象データの読み込み及び転送を行い、ユーザの第３発話に対する一致度演算が行われる前に、図５中Ｃの認識対象データの読み込み及び転送を行う。図５中Ｃの認識対象データは図６に示すようなデータ構造である。
【００４０】
本例においては、第１発話の際に読み込む認識対象データや第２の発話の際に読み込む認識対象データの規模は小さいが、第３発話の際に読み込む認識対象データの規模は図６に示すように大規模となる。そこで、ＡＳＩＣ１８は、第１発話の際に外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データや、第２の発話の際に外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データについては、その転送先として第１のＲＡＭ１４を選択し、第３発話の際に外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データについては、その転送先として第２のＲＡＭ２０を選択する。これにより、認識対象データの転送が効率良く行われて処理時間が短縮されることになり、ユーザの待ち時間を低減することができる。
【００４１】
なお、以上の例では、ユーザが第３発話で「○○県○○市○○区○○」と発話する場合に、これら一連の発話文が連続的に入力されることを前提に、ＡＳＩＣ１８が第３発話の際に外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データを全て第２のＲＡＭ２０に転送するものとして説明したが、一連の発話文が単語毎に区切ったかたちで入力され、単語毎の音声認識処理（一致度演算）が行われる場合には、ＡＳＩＣ１８は、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データのうちで、発話の初期に出現することが予測されるデータを第１のＲＡＭ１４に転送し、発話の後期に出現することが予測されるデータを第２のＲＡＭ２０に転送するといったような転送先の振り分けを行うことも可能である。
【００４２】
具体的には、例えばユーザが第２発話で「住所」と発話した後、第３発話で「神奈川県」、「横浜市」、「神奈川区」、「反町」といったように一語一語区切って発話する場合、ＡＳＩＣ１８は、図７に示すような認識対象データのうちで、発話初期に出現する都道府県のデータ（図中Ａのデータ）を第１のＲＡＭ１４に転送し、発話後期に出現する市区町村等のデータ（図中Ｂ，Ｃ，Ｄのデータ）を第２のＲＡＭ２０に転送する。
【００４３】
この場合、発話初期に出現する都道府県のデータの転送が完了した段階で、ユーザ発話音声に対する音声認識処理（一致度演算）を開始することができ、この処理と並行して、発話後期に出現する市区町村等のデータの転送処理を同時進行的に実施することができる。したがって、この場合には、処理時間のさらなる短縮を図ることができ、ユーザの利便性をさらに向上させることができる。なお、本例のように、発話初期に出現する都道府県のデータを第１のＲＡＭ１４に転送するとともに、発話後期に出現する市区町村等のデータを第２のＲＡＭ２０に転送する場合には、第２のＲＡＭ２０への市区町村等のデータの転送を、その上位の都道府県が確定していない間に行うことになるが、この場合、過去のデータ使用頻度や車両現在位置からの距離等に応じて市区町村等のデータ内で転送の優先順位を決定し、その優先順位に従って第２のＲＡＭ２０への転送を順次行うようにすればよい。
【００４４】
また、ＡＳＩＣ１８は、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データの転送先として第２のＲＡＭ２０を用いる場合において、読み込んだ認識対象データのうちで使用頻度が所定値以上のデータについては第１のＲＡＭ１４に転送し、使用頻度が所定値未満のデータを第２のＲＡＭ２０に転送するといったような転送先の振り分けを行うようにしてもよい。
【００４５】
具体的には、例えば、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データが車載ナビゲーションシステムの各種操作を指示するための種々のコマンドのデータである場合、ＡＳＩＣ１８は、これらの認識対象データを使用頻度順にソートして、使用頻度が所定値以上のデータと所定値未満のデータとに分類する。その様子を図８に示す。図中Ａが使用頻度が所定値以上のデータであり、図中Ｂが使用頻度が所定値未満のデータである。この例では、ＡＳＩＣ１８は、図中Ａの使用頻度が所定値以上のデータを第１のＲＡＭ１４に転送し、図中Ｂの使用頻度が所定値未満のデータを第２のＲＡＭ２０に転送するといったように、転送先の振り分けを行う。
【００４６】
このように認識対象データをその使用頻度に応じて第１のＲＡＭ１４と第２のＲＡＭ２０とに振り分けて転送するようにした場合、使用頻度が高いデータの転送が完了した段階でユーザのコマンド発話に対する音声認識処理を開始することができ、第１のＲＡＭ１４に転送した認識対象データで十分なスコアの認識結果が得られればその時点で処理が終了するので、処理時間のさらなる短縮を図ることができる。また、第１のＲＡＭ１４に転送した認識対象データで十分なスコアの認識結果が得られなければ、第２のＲＡＭ２０に転送した認識対象データを用いて音声認識処理を行えばよく、効率的な音声認識処理を行うことができる。
【００４７】
また、ＡＳＩＣ１８は、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データの転送先として第２のＲＡＭ２０を用いる場合において、特に読み込んだ認識対象データが車載ナビゲーションシステムで扱う地点のデータである場合に、図９に概念的に示すように、読み込んだ認識対象データのうちで車両の現在位置から所定距離未満にある地点のデータについては第１のＲＡＭ１４に転送し、車両の現在位置から所定距離以上離れた地点のデータを第２のＲＡＭ２０に転送するといったような転送先の振り分けを行うようにしてもよい。図９に示す例では、図中Ａの領域に含まれる地点のデータが第１のＲＡＭ１４に転送されるデータであり、図中Ｂの領域の地点のデータが第２のＲＡＭ２０に転送されるデータである。
【００４８】
この例の場合も、自車両の現在位置に近い地点のデータ転送が完了した段階でユーザ発話に対する音声認識処理を開始することができ、第１のＲＡＭ１４に転送した認識対象データで十分なスコアの認識結果が得られればその時点で処理が終了するので、処理時間のさらなる短縮を図ることができる。また、第１のＲＡＭ１４に転送した認識対象データで十分なスコアの認識結果が得られなければ、第２のＲＡＭ２０に転送した認識対象データを用いて音声認識処理を行えばよく、効率的な音声認識処理を行うことができる。なお、車載ナビゲーションシステムで扱う地点のデータには緯度経度情報といった位置情報が付加されているので、この位置情報を例えばＧＰＳ（Glogal Positioning System）等を用いて取得される車両の現在位置の情報と比較することによって、各地点の車両現在位置からの距離は容易に求めることができる。
【００４９】
以上、具体的な例を挙げて詳細に説明したように、本実施形態の音声認識装置によれば、転送処理手段であるＡＳＩＣ１８が外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データの転送を行う際に、第１のバス１１の使用負荷が大きいかどうか、さらには認識対象データの規模が所定値を上回るかどうかといった判断基準に従って、当該認識対象データを第１のＲＡＭ１４と第２のＲＡＭ２０とに振り分けて転送するようにしているので、認識対象データの転送を効率良く行って処理時間の短縮を図り、ユーザの利便性を向上させることが可能となる。
【００５０】
（第２の実施形態）
次に、本発明を適用した音声認識装置の他の例について説明する。本実施形態の音声認識装置は、基本的な構成及び処理概要を上述した第１の実施形態と同様とし、転送処理手段であるＡＳＩＣ１８が外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データの転送先を判断する手法が第１の実施形態と若干異なるものである。すなわち、第１の実施形態の音声認識装置において、ＡＳＩＣ１８は、認識対象データの転送負荷（第１のバス１１の使用負荷や認識対象データの規模）に応じて当該認識対象データの転送先を決定するようにしていたのに対し、本実施形態の音声認識装置では、ＡＳＩＣ１８が、データ転送後にＣＰＵ１２がデータ転送先にアクセスして音声認識処理を行う際の負荷はどうなるかといったことも考慮して、当該認識対象データの転送先を決定するようにしている。
【００５１】
本実施形態の音声認識装置において、信号処理部７の内部構成は、上述した第１の実施形態と同様に、第１のＲＡＭ１４がＣＰＵ１２と同一のバス（第１のバス１１）上に存在するのに対して、第２のＲＡＭ２０は第１のバス１１とは異なる第２のバス１９によってＡＳＩＣ１８に接続され、第２のバス１９、ＡＳＩＣ１８、第１のバス１１を介してＣＰＵ１２に接続される構成とされている。このため、ＣＰＵ１２から第２のＲＡＭ２０へのアクセス速度は、第１のＲＡＭ１４へのアクセス速度と比べると、若干遅い速度となる。したがって、例えば、繰り返しの処理（再帰処理）を行う必要のあるデータを第２のＲＡＭ２０に転送した場合には、その後の音声認識処理でのデータアクセスの負荷が大きくなり、転送処理の時間が短縮されても音声認識処理の時間が長時間化してしまって、トータルでの処理時間が長くなるといったことも懸念される。このような観点から、例えば第１のバス１１の使用負荷が大きいときであっても、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データが再帰処理を行う必要があるデータの場合には、その転送先として第１のＲＡＭ１４を選択することが有効な場合もある。
【００５２】
また、その一方で、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データが単語の連結や音素の連結として構成されるデータである場合には、これらの認識対象データを用いた音声認識処理において、いわゆる枝狩り処理（ビームサーチ）と呼ばれる処理が可能であり、この処理によってＣＰＵ１２によるデータアクセスの回数が削減されることになるので、アクセス速度が若干遅い第２のＲＡＭ２０にこれらの認識対象データを転送しても、その後の音声認識処理の負荷増大を招く可能性は低くなる。したがって、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データがこのような枝狩り処理が可能なデータである場合には、その転送先として第２のＲＡＭ２０を優先させることが有効と考えられる。
【００５３】
以上の点を考慮して、本実施形態の音声認識装置においては、転送処理手段であるＡＳＩＣ１８が、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データの転送先を、当該認識対象データを転送する際のデータ転送負荷やその後の音声認識処理での負荷等を総合的に判断して、トータルでの処理時間が最も短くなるような最適なかたちに決定するようにしている。
【００５４】
以下、本実施形態の音声認識装置において、転送処理手段であるＡＳＩＣ１８が外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データの転送先を判断する処理について、具体的な例を挙げながら説明する。
【００５５】
本実施形態の音声認識装置において、例えば人名の音声入力に対する音声認識処理で用いられる認識対象データの一態様を図１０に示す。この図１０に示す認識対象データは、「さいとう」、「ささき」、「さとう」、「すずき」、「よしだ」等を含む人名のデータが音素の連結として木構造で構成されている。このような音素の連結として構成されるデータは、いわゆる枝狩り処理を行うことが可能であり、この枝狩り処理によってＣＰＵ１２によるデータアクセスの回数を削減することが可能である。なお、枝狩り処理は、例えば特開２００２−２３７８９号公報等に記載されているように公知の技術であるので、ここではその詳細な説明は省略する。
【００５６】
そこで、ＡＳＩＣ１８は、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データが図１０に示すような音素の連結として構成されるデータを含む場合には、この音素の連結で構成されるデータについては、アクセス速度が若干遅い第２のＲＡＭ２０に転送してもその後の音声認識処理の負荷増大を招く可能性は低いので、その転送先を第２のＲＡＭ２０に決定する。これにより、認識対象データの転送が効率良く行われて処理時間が短縮されることになり、ユーザの利便性をさらに向上させることが可能となる。
【００５７】
なお、以上の例では、認識対象データが音素の連結として構成されるデータを含む場合について説明したが、認識対象データが図６に示したような単語の連結で構成されるデータを含む場合についても、同様の処理が可能である。すなわち、単語の連結で構成されるデータも、音素の連結で構成されるデータと同様に枝狩り処理を行うことが可能であり、この枝狩り処理によってＣＰＵ１２によるデータアクセスの回数を削減することが可能である。したがって、ＡＳＩＣ１８は、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データが単語の連結として構成されるデータを含む場合には、この単語の連結として構成されるデータの転送先を第２のＲＡＭ２０に決定する。これにより、認識対象データの転送が効率良く行われて処理時間が短縮されることになり、ユーザの利便性をさらに向上させることが可能となる。
【００５８】
また、本実施形態の音声認識装置において、ワードスポッティングと呼ばれる手法でユーザ発話文の中からキーワードを抽出する際には、図１１に概念的に示すように、キーワードモデルとガーベージモデルとを連結した構造の認識対象データが用いられる場合もある。この図１１においてＡで示す部分がキーワードよりも前に発話される音声を吸収するためのガーベージモデルであり、Ｂで示す部分がキーワードモデルであり、Ｃで示す部分がキーワードよりも後に発話される音声を吸収するためのガーベージモデルである。なお、このようなモデルを用いた音声認識処理については、例えば特開２００３−３０８０９０号公報等に記載されているように公知の技術であるので、ここではその詳細な説明は省略する。
【００５９】
図１１に示すようなガーベージモデルを含むデータは、音声認識処理を実施する中でＣＰＵ１２によるアクセスが頻繁且つ再帰的に行われるデータである。したがって、このようなガーベージモデルを含むデータを第２のＲＡＭ２０に転送した場合には、その後の音声認識処理でのデータアクセスの負荷が大きくなり、転送処理の時間が短縮されても音声認識処理の時間が長時間化してしまって、トータルでの処理時間が長くなるといったことも懸念される。そこで、ＡＳＩＣ１８は、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データが図１１に示すようなガーベージモデルを含むデータである場合には、その転送先を第１のＲＡＭ１４に決定する。これにより、認識対象データの転送と音声認識処理とを含むトータルでの処理時間が短縮されることになり、ユーザの利便性をさらに向上させることが可能となる。
【００６０】
また、本実施形態の音声認識装置において、ユーザから連続した数字の音声入力が行われ、この連続数字に対する音声認識処理を行う際には、図１２に概念的に示すように、個々の数字の組み合わせが可能な構造の認識対象データが用いられる場合もある。この図１２に示すような連続数字認識を行うためのデータは、上述したガーベージモデルを含むデータと同様に、ＣＰＵ１２によるアクセスが頻繁且つ再帰的に行われるデータである。したがって、このような連続数字認識を行うためのデータを第２のＲＡＭ２０に転送した場合には、その後の音声認識処理でのデータアクセスの負荷が大きくなり、転送処理の時間が短縮されても音声認識処理の時間が長時間化してしまって、トータルでの処理時間が長くなるといったことも懸念される。そこで、ＡＳＩＣ１８は、外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データが図１２に示すような連続数字認識を行うためのデータである場合には、その転送先を第１のＲＡＭ１４に決定する。これにより、認識対象データの転送と音声認識処理とを含むトータルでの処理時間が短縮されることになり、ユーザの利便性をさらに向上させることが可能となる。
【００６１】
以上、具体的な例を挙げて詳細に説明したように、本実施形態の音声認識装置によれば、転送処理手段であるＡＳＩＣ１８が外部記憶装置６から読み込んだ認識対象データの転送を行う際に、当該認識対象データの転送の際の負荷だけでなく、その後の音声認識処理での負荷も総合的に判断して認識対象データの転送先を決定するようにしているので、認識対象データの転送と音声認識処理とを含むトータルでの処理時間を短縮させることができ、ユーザの利便性をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明を適用した音声認識装置のハード構成を示す構成図である。
【図２】信号処理部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明を適用した音声認識装置により実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】ディスプレイに表示される待ち受け画面の表示例を示す図である。
【図５】外部記憶装置に格納されている認識対象データの一態様を示す図である。
【図６】図５中のＣの部分の認識対象データのデータ構造を示す図である。
【図７】一連の発話文が単語毎に区切ったかたちで入力され、各単語毎に音声認識処理が行われる場合に用いられる認識対象データの一例を示す図である。
【図８】車載ナビゲーションシステムの各種操作を指示するためのコマンドが音声入力された場合に用いられる認識対象データの一例を示す図であり、個々のデータを使用頻度順にソートして、使用頻度が所定値以上のデータと所定値未満のデータとに分類した様子を示す図である。
【図９】車載ナビゲーションシステムで扱う地点のデータの一例を示す図であり、各地点が車両現在位置から所定距離未満にある地点かどうかによって、各地点のデータを分類した様子を概念的に示す図である。
【図１０】人名の音声入力に対する音声認識処理で用いられる認識対象データの一態様を示す図であり、人名のデータが音素の連結として木構造で構成されている様子を概念的に示すずである。
【図１１】ワードスポッティングと呼ばれる手法でユーザ発話文の中からキーワードを抽出する際に用いられる認識対象データの一例を示す図であり、キーワードモデルとガーベージモデルとを連結したデータ構造を概念的に示す図である。
【図１２】ユーザから連続した数字の音声入力が行われ、この連続数字に対する音声認識処理を行う際に用いられる認識対象データの一例を示す図であり、個々の数字の組み合わせが可能なデータ構造を概念的に示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
６  外部記憶装置
７  信号処理部
１１  第１のバス
１２  ＣＰＵ（中央処理手段）
１４  第１のＲＡＭ（第１の記憶手段）
１５  グラフィックエンジン（描画手段）
１６  Ｄ／Ａコンバータ（音声出力手段）
１７  Ａ／Ｄコンバータ（音声入力手段）
１８  ＡＳＩＣ（転送処理手段）
１９  第２のバス
２０  第２のＲＡＭ（第２の記憶手段）
【図１】
2006039384.tif 000003
【図２】
2006039384.tif 000004
【図３】
2006039384.tif 000005
【図４】
2006039384.tif 000006
【図５】
2006039384.tif 000007
【図６】
2006039384.tif 000008
【図７】
2006039384.tif 000009
【図８】
2006039384.tif 000010
【図９】
2006039384.tif 000011
【図１０】
2006039384.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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