(57)【要約】【課題】ユーザの発した音声に応じて認識処理を順方向に行うか逆方向に行うかを適切に切り替え可能な音声認識装置およびプログラムを提供する。【解決手段】順方向辞書に基づき、音声情報を順方向に再生することにより認識処理を順方向に行い（Ｓ４０１）、順方向に認識処理した認識結果に基づき、音声情報における固定語の位置を推定する（Ｓ４０３、Ｓ４０５）。固定語が音声情報の後半にあると推定された場合（Ｓ４０５）、逆方向辞書に基づき、音声情報を逆方向に再生することにより認識処理を逆方向に行う（Ｓ４０６）。これにより、ユーザの発した音声の固定語の位置に基づき、音声情報の認識処理を順方向に行うか逆方向に行うか、を適切に切り替えることができるので、ユーザに認識処理方向に関する操作を意識させることなく音声認識の精度が向上する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単語を順方向に再生したときの音声データと前記単語とが対応付けて記憶される前向き木構造の辞書データ、および単語を逆方向に再生したときの音声データと前記単語とが対応付けて記憶される後ろ向き木構造の辞書データを有する音声認識装置であって、
木構造の根幹をなす固定語、および前記固定語に対応し木構造の枝葉をなす可変語からなる音声情報を取得する音声情報取得手段と、
前記前向き木構造の辞書データに基づき、前記音声情報を順方向に再生することにより認識処理を順方向に行う順方向認識処理手段と、
前記順方向認識処理の認識結果に基づき、前記音声情報における前記固定語の位置を推定する固定語位置推定手段と、
前記固定語位置推定手段により前記固定語が前記音声情報の後半部分にあると推定された場合、前記後ろ向き木構造の辞書データに基づき、前記音声情報を逆方向に再生することにより認識処理を逆方向に行う逆方向認識処理手段と、
を備えることを特徴とする音声認識装置。
【請求項２】
前記順方向認識処理手段の認識結果に基づき、前記音声情報の前半部分が発散しているか否かを判断する発散判断手段を備え、
前記固定語位置推定手段は、前記発散判断手段により、前記音声情報の前半部分が発散していると判断された場合、前記固定語が前記音声情報の後半部分にあると推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３】
前記発散判断手段は、前記音声情報取得手段により前記音声情報の取得が開始されてから所定期間の前記音声情報である部分音声情報を認識処理し、前記部分音声情報の認識結果が得られない場合、前記音声情報の前半部分が発散していると判断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４】
前記発散判断手段は、前記部分音声情報の認識結果を特定するためのスコアを有する複数の認識対象候補において、最も前記スコアの高い前記認識対象候補と最も前記スコアの低い前記認識対象候補との前記スコアの差が所定の閾値以内である場合、前記部分音声情報の認識結果が得られず、前記音声情報の前半部分が発散していると判断す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】
前記発散判断手段は、前記部分音声情報の認識結果を特定するためのスコアを有する複数の認識対象候補において、最も前記スコアの高い前記認識対象候補との前記スコアの差が所定の閾値以内である前記認識対象候補が所定数以上存在する場合、前記部分音声情報の認識結果が得られず、前記音声情報の前半部分が発散していると判断す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】
前記発散判断手段は、前記順方向認識処理手段による認識結果に基づき、認識結果として特定された単語ごとの信頼度を算出し、前記音声情報の前半部分にある単語の前記信頼度が所定値以下であり、前記音声情報の後半部分にある単語の前記信頼度が前記所定値以上である場合、前記音声情報の前半部分が発散していると判断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】
木構造の根幹をなす固定語、および前記固定語に対応し木構造の枝葉をなす可変語からなる音声情報を取得する音声情報取得手段、
前向き木構造の辞書データに基づき、前記音声情報を順方向に再生することにより認識処理を順方向に行う順方向認識処理手段、
前記順方向認識処理の認識結果に基づき、前記音声情報における前記固定語の位置を推定する固定語位置推定手段、
および、前記固定語位置推定手段により前記固定語が前記音声情報の後半部分にあると推定された場合、後ろ向き木構造の辞書データに基づき、前記音声情報を逆方向に再生することにより認識処理を逆方向に行う逆方向認識処理手段、
としてコンピュータを機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声認識装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ユーザの発した音声を認識する音声認識装置が知られている。音声認識処理において、ユーザの発した音声を前から順に認識処理を行うことが一般的であるが、例えば小さな行政単位から大きな行政単位の順となっている欧米等の住所を認識する場合、住所の音声認識であることをユーザのスイッチ操作などによって検出し、その場合にだけ住所認識用の後ろ向き木構造の辞書を用いて後ろ向き認識処理を行う技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１０４３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら特許文献１では、住所以外の音声認識において後ろ向き認識処理を行う点については開示されておらず、また、後ろ向き認識処理を行う場合、後ろ向き認識処理を開始するためにはユーザのスイッチ操作などを検出する必要があった。すなわち、特許文献１では、ユーザの発した音声に応じて認識処理を順方向に行うか、逆方向に行うかを適切に切り替えることができなかった。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ユーザの発した音声に応じて認識処理を順方向に行うか、逆方向に行うかを適切に切り替え可能な音声認識装置およびプログラム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に記載の音声認識装置は、単語を順方向に再生したときの音声データと単語とが対応付けて記憶される前向き木構造の辞書データ、および単語を逆方向に再生したときの音声データと単語とが対応付けて記憶される後ろ向き木構造の辞書データを有する。音声認識装置は、木構造の根幹をなす固定語、および固定語に対応し木構造の枝葉をなす可変語からなる音声情報を取得する音声情報取得手段と、前向き木構造の辞書データに基づき、音声情報を順方向に再生することにより認識処理を順方向に行う順方向認識処理手段と、順方向認識処理の認識結果に基づき、音声情報における固定語の位置を推定する固定語位置推定手段と、固定語位置推定手段により固定語が音声情報の後半部分にあると推定された場合、後ろ向き木構造の辞書データに基づき、音声情報を逆方向に再生することにより認識処理を逆方向に行う逆方向認識処理手段と、を備える。これにより、ユーザの発した音声の固定語の位置に基づき、音声情報の認識処理を順方向に行うか、逆方向に行うか、を適切に切り替えることができるので、ユーザに認識処理方向に関する操作を意識させることなく音声認識の精度が向上する。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、音声認識装置は、順方向認識処理手段の認識結果に基づき、音声情報の前半部分が発散しているか否かを判断する発散判断手段を備える。また、固定語位置推定手段は、発散判断手段により、音声情報の前半部分が発散していると判断された場合、固定語が音声情報の後半部分にあると推定する。これにより、固定語の位置の推定に係る演算負荷を低減することができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、発散判断手段は、音声情報取得手段により音声情報の取得が開始されてから所定期間の音声情報である部分音声情報を認識処理し、部分音声情報の認識結果が得られない場合、音声情報の前半部分が発散していると判断する。これにより、音声情報の全体の認識処理を行わなくても音声情報の前半部分が発散しているか否かを判断できるので、演算負荷をより低減することができる。また、音声情報の前半部分が発散していると判断された場合、逆方向処理に速やかに切り替えることができる。これにより、全ての音声情報を順方向処理した後に逆方向処理に切り替える場合と比較して、音声情報が取得されてから認識結果が得られるまでの時間を短縮することができる。
【０００８】
音声情報の前半部分が発散しているか否かの判断は、具体的には以下のように行うことができる。
請求項４に記載の発明では、発散判断手段は、部分音声情報の認識結果を特定するためのスコアを有する複数の認識対象候補において、最もスコアの高い認識対象候補と最もスコアの低い前記認識対象候補とのスコアの差が所定の閾値以内である場合、部分音声情報の認識結果が得られず、音声情報の前半部分が発散していると判断する。
【０００９】
請求項５に記載の発明では、発散判断手段は、部分音声情報の認識結果を特定するためのスコアを有する複数の認識対象候補において、最もスコアの高い前記認識対象候補とのスコアの差が所定の閾値以内である認識対象候補が所定数以上存在する場合、部分音声情報の認識結果が得られず、音声情報の前半部分が発散していると判断する。
【００１０】
請求項４または５に記載の発明のように、複数の認識候補における認識結果を特定するためのスコアに基づき、複数の認識候補間のスコアのばらつきが小さい場合、音声情報の前半部分が発散していると判断する。これにより、音声情報の前半部分が発散しているか否かを適切に判断することができる。
【００１１】
請求項６に記載の発明では、発散判断手段は、順方向認識処理手段による認識結果に基づき、認識結果として特定された単語ごとの信頼度を算出し、音声情報の前半部分にある単語の信頼度が所定値以下であり、音声情報の後半部分にある単語の信頼度が所定値以上である場合、音声情報の前半部分が発散していると判断する。これにより、認識結果として特定された単語の信頼度に基づいて前半部分が発散しているか否かを適切に判断することができる。
【００１２】
以上、音声認識装置の発明として説明してきたが、次に示すようなプログラムの発明として実現することもできる。
すなわち、木構造の根幹をなす固定語、および固定語に対応し木構造の枝葉をなす可変語からなる音声情報を取得する音声情報取得手段、前向き木構造の辞書データに基づき、音声情報を順方向に再生することにより認識処理を順方向に行う順方向認識処理手段、順方向認識処理の認識結果に基づき、音声情報における固定語の位置を推定する固定語位置推定手段、固定語位置推定手段により固定語が音声情報の後半部分にあると推定された場合、後ろ向き木構造の辞書データに基づき、音声情報を逆方向に再生することにより認識処理を逆方向に行う逆方向認識処理手段、としてコンピュータを機能させるプログラムである。このようなプログラムを実行することで、上述のナビゲーション装置と同様の効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態の音声認識装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態の認識辞書を説明する図であって、（ａ）は前向き木構造の辞書データを説明する説明図であり、（ｂ）は後ろ向き木構造の辞書データを説明する説明図である。
【図３】本発明の一実施形態の音声認識処理を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態の音声認識処理を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態により前向き木構造データに基づく認識処理を説明する説明図である。
【図６】本発明の一実施形態により後ろ向き木構造データに基づく認識処理を説明する説明図である。
【図７】本発明の変形例による発散判断処理を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明による音声認識装置を図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
図１は、本発明の一実施形態による音声認識装置１の全体構成を説明するブロック図である。音声認識装置１は、例えば車両に搭載されたナビゲーション装置に適用される。音声認識装置１は、制御部１０を中心に構成されており、制御部１０に接続される音声認識情報記憶部２０、操作スイッチ群３０、音声入力部４０、音声出力部５０、描画部６０、情報記憶部７０等を備えている。
【００１５】
制御部１０は、通常のコンピュータとして構成されている。制御部１０の内部には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、および、これらの構成を接続するバスラインなどが備えられている。
音声認識情報記憶部２０は、例えばハードディスク装置（ＨＤＤ）として実現される記憶装置である。なお、本実施形態ではＨＤＤを用いたが、ＤＶＤ−ＲＯＭや、メモリカード等の他の媒体を用いても差し支えない。
【００１６】
音声認識情報記憶部２０には、音声認識データベース２１が記憶されている。音声認識データベース２１には、音響モデル２２、認識辞書２３、言語モデル２４が含まれる。音響モデル２２は、音声の特徴量と音素とを関連付けたデータである。本実施形態では、音響モデル２２は、順方向に再生した場合の順方向用の音響モデルである順方向モデル２２１および逆方向に再生した場合の逆方向用の音響モデルである逆方向モデル２２２を有している。認識辞書２３は、音素列と対応付けられた単語を格納している。言語モデル２４は、文頭または文末に位置する確率、連続する単語間の接続確率、係り受け関係等をモデル化したデータである。
【００１７】
認識辞書２３には、順方向に再生した場合の音素列と単語とが対応付けられている前向き木構造の辞書データとしての順方向辞書２３１、および、逆方向に再生した場合の音素列と単語とが対応付けられている後ろ向き木構造の辞書データとしての逆方向辞書２３２が含まれる。例えば、「再生」という単語について説明すると、順方向辞書２３１には「ｓａｉｓｅｉ」が順方向に再生したときの音声データとして「再生」という単語と対応付けて格納されている。また、逆方向辞書２３２には「ｉｅｓｉａｓ」が逆方向に再生したときの音声データとして「再生」という単語と対応付けて格納されている。なお、「ｓａｉｓｅｉ」、「ｉｅｓｉａｓ」等は、説明の便宜上このように表現しているが、本体は音素単位で記憶されている。
【００１８】
ここで、順方向辞書２３１および逆方向辞書２３２のデータ構造を図２に基づいて説明する。図２においては所定の処理を指示する固定語である「再生」に対応付けられた可変語である「ＡＢＣ」、「ＤＥＦ」を例について説明する。なお、固定語である「再生」が後述する「固定語辞書」に記憶され、可変語である「ＡＢＣ」、「ＤＥＦ」が「再生」と対応づけられて後述する「可変語辞書」に記憶されている。
【００１９】
順方向辞書２３１は、発話内容を順方向に再生して認識するための辞書であり、図２（ａ）に示すように、時系列において可変語の先にある固定語「ｓａｉｓｅｉ」に対応付けられて可変語「ＡＢＣ」、「ＤＥＦ」等が記憶されている。すなわち、順方向辞書２３１は、図２（ａ）に示すように、音声情報の取得が開始された開始位置側に木構造の根幹となる固定語がある「前向き木構造」になっているといえる。順方向辞書２３１に基づき、例えば「再生  ＡＢＣ」と発話された発話内容を音声認識する場合、取得された音声情報を順方向に再生したときの波形データと順方向辞書２３１に記憶された「ｓａｉｓｅｉ」および「ｓａｉｓｅｉ」に対応付けて記憶されている「ＡＢＣ」とを比較することにより、発話内容を「再生  ＡＢＣ」と特定する、といった具合である。
【００２０】
一方、逆方向辞書２３２は発話内容を逆方向に再生して認識するための辞書であり、図２（ｂ）に示すように、時系列において可変語の後にある固定語「ｓａｉｓｅｉ」に対応付けられて可変語「ＡＢＣ」、「ＤＥＦ」等が記憶されている。すなわち、逆方向辞書２３２は、図２（ｂ）に示すように、音声情報の取得が終了した終了位置側に木構造の根幹となる固定語がある「後ろ向き木構造」になっているといえる。逆方向辞書２３２に基づき、例えば「ＡＢＣ  再生」と発話された発話内容を音声認識する場合、取得された音声情報を逆方向に再生したときの波形データと逆方向辞書２３２に記憶された「ｉｅｓｉａｓ」および「ｉｅｓｉａｓ」に対応付けて記憶されている「ＣＢＡ」とを比較することにより、発話内容を「ＡＢＣ  再生」と特定する、といった具合である。
【００２１】
順方向辞書２３１および逆方向辞書２３２には、それぞれ所定の処理を指示する単語であって木構造の根幹をなす固定語に関する固定語辞書が含まれる。また、固定語辞書に記憶されたそれぞれの固定語には、当該固定語の目的語となりうる単語であって木構造の枝葉をなす可変語に関する可変語辞書が対応付けて記憶されている。なお、本実施形態における「固定語」とは、所定の処理、例えば音楽の再生、を指示する動詞である。また、「固定語」は、所定の処理を指示するコマンドである、ともいえる。
【００２２】
例えば固定語辞書に登録された例えば、固定語辞書に記憶された「再生する」という動詞には、可変語辞書としての「アーティスト名辞書」や「曲名辞書」等が対応づけられている、といった具合である。なお、例えば「再生」という単語は名詞であるが、「再生する」のような「名詞＋サ変動詞」となる単語の名詞部分については、所定の処理を指示する単語であるものとし、本実施形態では「固定語」として固定語辞書に記憶されている。また例えば「を再生する」のように助詞を含んだものも固定語として固定語辞書に登録されている。
なお本実施形態の認識辞書２３には、日本語、英語等複数の言語の単語が記憶されている。
【００２３】
操作スイッチ群３０は、ディスプレイ６１と一体になったタッチスイッチもしくはメカニカルなスイッチやリモコン装置等で構成され、各種入力に使用される。操作スイッチ群３０には、トークスイッチ３１が含まれる。トークスイッチ３１は、音声入力時に操作される。
【００２４】
音声入力部４０は、音声を入力するためのマイク４１が接続されている。トークスイッチ３１がオンされたとき、マイク４１を介してユーザの発した音声情報が取得される。
音声出力部５０には、音声を出力するためのスピーカ５１が接続されている。
描画部６０には、ディスプレイ６１が接続されている。ディスプレイ６１は、液晶やＣＲＴを用いたカラーディスプレイである。このディスプレイ６１を介して情報表示が行われる。
【００２５】
情報記憶部７０は、取得された音声情報を記憶するためのものであり、音声認識情報記憶部２０と同一のＨＤＤで構成されている。もちろん、メモリカード等の他の媒体を用いてもよい。
【００２６】
本実施形態では、発話内容が前向き木構造であるか後ろ向き木構造であるかを適切に判断し、音声情報を順方向に再生することにより認識処理を順方向に行うか、音声情報を逆方向に再生することにより認識処理を逆方向に行うかを適切に切り替える点に特徴を有している。そこで、図３、４に示すフローチャートに基づいて音声認識処理を説明する。
【００２７】
以下、音声情報を順方向に再生することにより認識処理を順方向に行うことを「順方向処理」といい、音声情報を逆方向に再生することにより認識処理を逆方向に行うことを「逆方向処理」という。なお、本実施形態では、順方向処理においては、まず順方向辞書２３１に含まれる固定語辞書に基づく認識処理が行われ、認識結果が得られなかった場合、順方向辞書２３１に含まれる固定語辞書以外の辞書に基づく認識処理が行われるものとする。同様に、逆方向処理においては、まず逆方向辞書２３２に含まれる固定語辞書に基づく認識処理が行われ、認識結果が得られなかった場合、逆方向辞書２３２に含まれる固定語辞書以外の辞書に基づく認識処理が行われるものとする。
【００２８】
まず音声認識処理のメインフローを図３に基づいて説明する。図３に示す音声認識処理は、トークスイッチ３１がオンされたときに行われる処理である。
初めのステップＳ１００（以下、「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」で示す。）では、トークスイッチ３１がオンされたことを検知する。
【００２９】
Ｓ２００では、認識辞書２３をセットする。
Ｓ３００では、マイク４１を介して入力されたユーザの発した音声をＡ／Ｄ変換し、データ処理が可能な波形データに変換し、当該波形データを音声情報として取得する。取得された音声情報は、順次情報記憶部７０に記憶される。
Ｓ４００では、Ｓ３００で取得された音声情報を順方向処理するか逆方向処理するかを特定し、認識処理を行う。
【００３０】
ここで行われる認識処理を図４に示すサブフローに基づいて説明する。なお、図４に示す認識処理は、Ｓ３００において音声情報の取得が開始されると同時に開始してもよいし、音声情報の取得が終了してから開始してもよい。
図４中のＳ４０１では、順方向辞書２３１に基づき、Ｓ３００にて取得された音声情報を順方向処理する。なお、Ｓ４０１における順方向処理では、順方向辞書２３１に含まれる固定語辞書に基づく認識処理のみとし、固定語辞書以外の辞書に基づく認識処理を行わなくてもよい。
【００３１】
Ｓ４０２では、取得された音声情報の前半部分が発散しているか否かを判断する。取得された音声情報の前半部分が発散しているか否かの判断方法の詳細については、後述する。本実施形態では、音声情報の取得が開始されてから所定期間（例えば０．５秒）の音声情報である部分音声情報を「前半部分」とし、音声情報における前半部分を除く残りの部分を「後半部分」とする。取得された音声情報の前半部分が発散していると判断された場合（Ｓ４０２：ＹＥＳ）、Ｓ４０５へ移行する。取得された音声情報の前半部分が発散していないと判断された場合（Ｓ４０２：ＮＯ）、Ｓ４０３へ移行する。
【００３２】
Ｓ４０３では、固定語が音声情報の前半部分にあると推定する。
Ｓ４０４では、順方向辞書２３１に基づき、音声情報を順方向処理し、順方向処理により得られた結果を認識結果とする。そして、図３中のＳ５００へ移行する。
【００３３】
取得された音声情報の前半部分が発散していると判断された場合（Ｓ４０２：ＹＥＳ）に移行するＳ４０５では、固定語が後半部分にあると推定する。
Ｓ４０６では、逆方向辞書２３２に基づき、音声情報を逆方向処理する。なお、音声情報を逆方向に再生する場合、情報記憶部７０に記憶された音声情報に基づき、波形データの振幅が所定値以下の期間が所定時間以上となった位置を当該音声情報の終了位置であると特定する。そして、特定された終了位置を開始位置として、音声情報を逆方向に再生し、認識処理を行う。
【００３４】
Ｓ４０７では、音声情報を逆方向処理により認識結果を特定できたか否かを判断する。逆方向処理により認識結果を特定できなかったと判断された場合（Ｓ４０７：ＮＯ）、Ｓ４０９へ移行する。逆方向処理により認識結果を特定できたと判断された場合（Ｓ４０７：ＹＥＳ）、Ｓ４０８へ移行する。
【００３５】
Ｓ４０８では、逆方向処理により得られた結果を認識結果とする。そして、図３中のＳ５００へ移行する。
逆方向処理により認識結果を特定できなかったと判断された場合（Ｓ４０７：ＮＯ）に移行するＳ４０９では、認識結果なしとし、図３中のＳ５００へ移行する。認識結果がない場合とは、取得された音声の音量が小さい場合や、発話内容が特定できない場合などが例示される。
【００３６】
図４に示す認識処理終了後に移行する図３中のＳ５００では、認識結果が得られたか否かを判断する。認識結果が得られなかったと判断された場合（Ｓ５００：ＮＯ）、すなわち図４中のＳ４０７において否定判断された場合、Ｓ６００の処理を行わず、スピーカ５１を介して「認識できませんでした」といった音声を出力し、ユーザに認識結果が得られなかった旨を示す情報を通知し、本処理を終了する。認識結果が得られたと判断された場合（Ｓ５００：ＹＥＳ）、Ｓ６００へ移行する。
【００３７】
Ｓ６００では、認識結果を出力し、本処理を終了する。すなわち、図４中のＳ４０４の後に移行するＳ６００では、順方向処理により得られた認識結果を出力する。また、図４中のＳ４０８の後に移行するＳ６００では、逆方向処理により得られた認識結果を出力する。
【００３８】
ところで、一般的な音声認識では、探索の範囲を限定するビームサーチを行う。ビームサーチでは、所定のビーム幅を設定しておき、最尤仮説を基準として設定したビーム幅の範囲から外れた仮説を棄却する、所謂「仮説の枝刈り」を行う。それぞれの仮説は、音声情報との一致度を示す値であるスコアが算出されている。このスコアは、認識結果を特定するために算出される値であって、スコアが高いほど音声情報の認識結果である確率が高い。なお、仮説が「認識対象候補」に対応している。
ビーム幅の設定は、保持する仮説数で設定する方法と、スコアで設定する方法とがある。
【００３９】
ここでは、音声情報の探索結果が発散しているか否かについて、２つの判断方法を説明する。
＜発散判断方法１＞
発散判断方法１は、保持する仮説数をｎ件とすることによりビーム幅が設定されている場合の判断方法である。部分音声情報を順方向に再生することにより認識処理を行ったとき、前半部のある特定の時点で、保持されているｎ件の仮説のうち、最もスコアが高い仮説と最もスコアが低い仮説とのスコアの差が所定の閾値以内である場合、すなわち仮説ごとのスコアの開きが小さい場合、音声情報の前半部分の探索処理が発散していると判断する（Ｓ４０２：ＹＥＳ）。
【００４０】
＜発散判断方法２＞
発散判断方法２は、最もスコアの高い仮説である最尤仮説とのスコアの差が所定の閾値Ｔ以内である仮説を保持するようにビーム幅が設定されている場合の判断方法である。部分音声情報を順方向に再生することにより認識処理を行ったとき、前半部のある特定の時点で、最尤仮説とのスコアの差が閾値Ｔ以内である仮説が所定数以上ある場合、すなわち所定の閾値Ｔ内に多くの仮説があり仮説毎のスコアの開きが小さい場合。音声情報の前半部分の探索処理が発散していると判断する（Ｓ４０２：ＹＥＳ）。
【００４１】
ここで、本実施形態による音声認識処理の具体例を説明する。以下、「ＢＢＢ」というアーティストの音楽の再生に係る発話内容を例に説明する。
音楽の再生に係る発話内容は、所定の処理を指示する固定語（この例では「再生」や「Ｐｌａｙ」等）と、アーティスト名や曲名といった固定語に対応する目的語である可変語（この例では、「ＢＢＢ」）とから構成される。
【００４２】
（１）具体例１
具体例１では、「ＢＢＢ」というアーティストの音楽を再生するとき、ユーザが「Ｐｌａｙ  ＢＢＢ」と発話した場合を例として、図５に基づいて説明する。この場合、図５（ａ）に示すように、固定語である「Ｐｌａｙ」は、可変語である「ＢＢＢ」よりも時系列において先に発話され、部分音声情報に含まれるものとする。なお、図５（ａ）および後述する図６（ａ）は、いずれもユーザが発話した発話内容の構造を説明するための図である。
【００４３】
トークスイッチ３１がオンされたことが検出されると（Ｓ１００）、認識辞書２３がセットされ（Ｓ２００）、発話された「Ｐｌａｙ  ＢＢＢ」に係る音声情報を取得する（Ｓ３００）。音声情報が取得されると、まず取得された音声情報を順方向処理する。具体例１では、部分音声情報に固定語である「Ｐｌａｙ」が含まれるので、順方向辞書２３１に含まれる固定語辞書に基づいて「Ｐｌａｙ」が特定されるので音声情報の前半部分が発散せず（Ｓ４０２：ＮＯ）、固定語「Ｐｌａｙ」が音声情報の前半部分にあると推定される（Ｓ４０３）。
【００４４】
そこで、図５（ｂ）に示すように、時間軸に沿って順方向、すなわち図５（ｂ）における紙面左から右方向へ、音声情報の波形データと順方向辞書２３１とを照合することにより順方向処理する。具体例１では固定語である「Ｐｌａｙ」が特定されているので、「Ｐｌａｙ」に対応付けられている可変語辞書である「アーティスト名辞書」や「曲名辞書」に基づく順方向処理を行うことにより、可変語である「ＢＢＢ」と比較的容易に特定することができる。したがって、Ｓ３００において取得された音声情報を順方向処理して特定された結果である「Ｐｌａｙ  ＢＢＢ」を認識結果とし（Ｓ４０４、Ｓ５００：ＹＥＳ）、認識結果を出力する（Ｓ６００）。なお、具体例１では、認識結果に基づき、アーティスト「ＢＢＢ」の曲の再生に係る処理を本処理とは別処理にて行う。
【００４５】
（２）具体例２
具体例２では、「ＢＢＢ」というアーティストの音楽を再生するとき、ユーザが「ＢＢＢを再生」と発話した場合を例として、図６に基づいて説明する。この場合、図６（ａ）に示すように、固定語である「再生」は、可変語である「ＢＢＢ」よりも時系列において後に発話され、部分音声情報に含まれないものとする。なお具体例２では、助詞を含む「を再生」を固定語として説明する。
【００４６】
トークスイッチ３１がオンされたことが検出されると（Ｓ１００）、認識辞書２３がセットされ（Ｓ２００）、発話された「ＢＢＢを再生」に係る音声情報を取得する（Ｓ３００）。音声情報が取得されると、まず取得された音声情報を順方向処理する。具体例２では、部分音声情報に固定語である「を再生」が含まれないので、音声情報の前半部分が発散する（Ｓ４０２：ＹＥＳ）。このとき、固定語辞書以外の辞書を参照して音声認識処理を行うと、例えば「に電話をかける」といった別の固定語に対応する「ＤＤＤ」のような「ＢＢＢ」と類似する単語であると誤認識する虞がある。「ＢＢＢ」が「ＤＤＤ」であると誤認識されて仮説の枝刈りが行われると、「ＢＢＢ」に続く「を再生」を認識することができなくなってしまう。
【００４７】
本実施形態では、具体例２のように、音声情報の前半部分が発散した場合（Ｓ４０２：ＹＥＳ）、固定語が音声情報の後半部分にあると推定する（Ｓ４０５）。そこで、図６（ｂ）に示すように、時間軸に沿って逆方向、すなわち図６（ｂ）における紙面右から左方向へ、音声情報の波形データと逆方向辞書２３２とを照合することにより逆方向処理する。具体例２では、固定語である「を再生」が特定される（Ｓ４０６）ので、「を再生」に対応付けられている可変語辞書である「アーティスト名辞書」や「曲名辞書」に基づく逆方向処理を行うことにより、可変語である「ＢＢＢ」を比較的容易に特定することができる（Ｓ４０７：ＹＥＳ）。したがって、Ｓ３００において取得された音声情報を逆方向処理して特定された結果である「ＢＢＢを再生」を認識結果とし（Ｓ４０８、Ｓ５００：ＹＥＳ）、認識結果を出力する（Ｓ６００）。なお、具体例２では、具体例１と同様、認識結果に基づき、アーティスト「ＢＢＢ」の曲の再生に係る処理を本処理とは別処理にて行う。
【００４８】
以上詳述したように、音声認識装置１は、単語を順方向に再生したときの音声データと単語とが対応付けられて記憶されている順方向辞書２３１、および、単語を逆方向に再生したときの音声データと単語とが対応付けて記憶されている逆方向辞書２３２を含む認識辞書２３を有する。本実施形態では、木構造の根幹をなす固定語、および固定語に対応し木構造の枝葉をなす可変語からなる音声情報を取得し（Ｓ３００）、認識処理を行う。まず、順方向辞書２３１に基づき、音声情報を順方向に再生することにより認識処理を順方向に行い（Ｓ４０１）、順方向に認識処理した認識結果に基づき、音声情報における固定語の位置を推定する（Ｓ４０３、Ｓ４０５）。固定語が音声情報の後半にあると推定された場合（Ｓ４０５）、逆方向辞書２３２に基づき、音声情報を逆方向に再生することにより認識処理を逆方向に行う（Ｓ４０６）。これにより、ユーザの発した音声の固定語の位置に基づき、音声情報の認識処理を順方向に行うか、逆方向に行うか、を適切に切り替えることができるので、ユーザに認識処理方向に関する操作を意識させることなく音声認識の精度が向上する。
【００４９】
本実施形態では、順方向に行った認識結果に基づき、音声情報の前半部分が発散しているか否かを判断し、前半部分が発散していると判断された場合（Ｓ４０２：ＹＥＳ）、固定語が音声情報の後半部分にあると推定する（Ｓ４０５）。これにより、固定語の位置の推定に係る演算負荷を低減することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、音声情報の認識処理を開始してから所定期間の音声情報である部分音声情報を順方向に認識処理し、部分音声情報の認識結果が得られない場合、音声情報の前半部分が発散していると判断する（Ｓ４０２：ＹＥＳ）。これにより、音声情報の全体の認識処理を行わなくても音声情報の前半部分が発散しているか否かを判断できるので、演算負荷をより低減することができる。また、部分音声情報の認識結果に基づき、音声情報の前半部分が発散していると判断された場合、音声情報を逆方向に再生して認識処理を行う逆方向処理に速やかに切り替えることができる。これにより、全ての音声情報を順方向処理した後に逆方向処理に切り替える場合と比較して、音声情報が取得されてから認識結果が得られるまでの時間を短縮することができる。
【００５１】
音声情報の前半部分が発散しているか否かの判断は、以下のように行うことができる。
部分音声情報の認識結果を特定するためのスコアを有する複数の認識対象候補において、最もスコアが高い認識対象候補と最もスコアが低い認識対象候補のスコアの差が所定の閾値以内である場合、部分音声情報の認識結果が得られず、音声情報の前半部分が発散していると判断する（Ｓ４０２：ＹＥＳ）。
【００５２】
また、部分音声情報の認識結果を特定するためのスコアを有する複数の認識対象候補において、最もスコアの高い認識対象候補とのスコアの差が所定の閾値以内である認識対象候補が所定数以上存在する場合、部分音声情報の認識結果が得られず、音声情報の前半部分が発散していると判断してもよい（Ｓ４０２：ＹＥＳ）。
【００５３】
発散判断方法１、２で説明したように、複数の認識候補における認識結果を特定するためのスコアに基づき、複数の認識候補間のスコアのばらつきが小さい場合、音声情報の認識結果が発散していると判断する。これにより、音声情報の認識結果が発散しているか否かを適切に判断することができる。
【００５４】
なお、本実施形態では、制御部１０が「音声情報取得手段」、「順方向認識処理手段」、「固定語位置推定手段」、「逆方向認識処理手段」、および「発散判断手段」を構成する。また、図３中のＳ３００が「音声情報取得手段」の機能としての処理に相当し、図４中のＳ４０１が「順方向認識処理手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ４０３、Ｓ４０５が「固定語位置推定手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ４０６が「逆方向認識処理手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ４０２が「発散判断手段」の機能としての処理に相当する。
【００５５】
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
（ア）固定語位置推定手段
上記実施形態では、音声情報の前半部分の認識結果が得られず、発散していると判断された場合（Ｓ４０２：ＹＥＳ）、固定語が音声情報の後半部分にあると推定した。
【００５６】
ところで、音声認識装置においては、当該装置の操作に係る操作言語を選択することができる場合がある。例えば、操作言語として日本語が選択された場合、スピーカ５１やディスプレイ６１を介して提供される種々の情報が日本語で出力される。また例えば操作言語として英語が選択された場合、スピーカ５１やディスプレイ６１を介して提供される種々の情報が英語で出力される、といった具合である。
【００５７】
ここで、上述の具体例１、２を説明する図５、６を参照し、固定語および可変語の位置関係と操作言語との関係について説明する。
所定の処理を指示する固定語と固定語の目的語である可変語との関係は、固定語を根幹とし、可変語を枝葉とする木構造になっているといえる。例えば英語のように、固定語、可変語の語順になっている言語では、図５（ａ）に示すように、木構造の根幹である固定語が前にある前向き木構造であるといえる。また例えば日本語のように、可変語、固定語の語順になっている言語では、図６（ａ）に示すように、木構造の根幹である固定語が後にある後ろ向き木構造であるといえる。
【００５８】
固定語が可変語よりも前に発話される特性を有する操作言語、例えば英語、が選択された場合、ユーザは英語で発話するとみなし、固定語が音声情報の前半部分にあると推定する。なお、ここでは語順が「固定語」「可変語」となる操作言語の一例として英語について述べたが、語順が「固定語」「可変語」となる特性を有する操作言語であれば、英語に限らない。
【００５９】
また、固定語が可変語よりも後に発話される特性を有する操作言語、例えば日本語、が選択された場合、ユーザは日本語で発話するとみなし、固定語が音声情報の後半部分にあると推定する。なお、ここでは語順が「可変語」「固定語」となる操作言語の一例として日本語について述べたが、語順が「可変語」「固定語」となる特性を有する操作言語であれば、日本語に限らない。
【００６０】
このように、固定語と可変語との位置関係は、言語の特性によってある程度決まっている。そこで、変形例では、選択された操作言語に基づいて固定語の位置を推定するように構成してもよい。すなわち、ユーザは操作言語として選択された言語で発話するとみなせば、選択された操作言語に基づきユーザの発話言語が推定される、といえる。とすれば、設定された操作言語に基づき、認識処理を順方向に行うか逆方向に行うかを切り替えることは、間接的にユーザの発話言語に基づき、認識処理を順方向に行うか逆方向に行うかを切り替える、といえる。
【００６１】
このように構成しても、設定された操作言語に基づきユーザが発話する言語を推定し、適切に固定語の位置を推定することができるので、ユーザの発した音声に応じて認識処理を順方向に行うか逆方向に行うか、を適切に切り替えることができるので、ユーザに認識処理方向に関する操作を意識させることなく音声認識の精度が向上する。
【００６２】
（イ）発散判断手段
音声情報の前半部分が発散しているか否かの判断は、以下のように行ってもよい。
音声情報が取得されたとき、順方向辞書に基づき、取得された音声情報の全体を順方向に再生して認識処理を行い、仮の認識結果を取得する。仮の認識結果において、特定された単語ごとに信頼度を算出する。この「信頼度」とは、特定された単語が認識結果としてどれだけ信頼してよいかを示す尺度であって、０〜１の範囲の値を取り得る。特定された単語の信頼度の値が１に近い場合、当該単語と同程度のスコアを持つ他の仮説がほとんどなかったことを示し、当該単語が認識結果として信頼できる確率が高い、といえる。一方、特定された単語の信頼度が０に近い場合、当該単語と同程度のスコアを持つ他の仮説が多くあったことを示し、当該単語他認識結果として信頼できる確率が低い、といえる。
【００６３】
ここで、信頼度に基づいて固定語の位置を推定する具体例を図７に基づいて説明する。図７では、「ＰＰＰに電話をかける」と発話された場合を例に説明する。
「ＰＰＰに電話をかける」と発話された場合、取得された音声情報を順方向に認識処理を行い、得られた仮の認識結果に含まれる単語ごとの信頼度を算出する。図７（ａ）に示すように、音声情報の前半部分にある「ＰＰＰ」の信頼度は０．１３と低い。一方、音声情報の後半部分にある「に電話をかける」の信頼度は０．８２と、前半部分にある「ＰＰＰ」の信頼度と比較して高い。ここで、信頼度が０．５以上である単語は認識結果として信頼するに足りるとすると、音声情報の前半部分にある単語「ＰＰＰ」の信頼度は所定値０．５以下であり、音声情報の後半部分にある単語「に電話をかける」の信頼度は所定値０．５以上であり、音声情報の前半部分が発散していると判断することができる（Ｓ４０２：ＹＥＳ）。このとき、音声情報の前半部分の「ＰＰＰ」の信頼度が低いので、「ＰＰＰ」が誤認識される虞がある。「ＰＰＰ」が誤認識されて仮説の枝刈りが行われると、「ＰＰＰ」に続く「に電話をかける」を認識することができなくなってしまう。
【００６４】
そこで、図７（ｂ）に示すように、音声情報を逆方向に再生して逆方向辞書に基づいて認識処理を行うことにより、固定語である「に電話をかける」を特定することができる。そして、「に電話をかける」に対応付けて記憶されている辞書をセットして「ＰＰＰ」の認識処理を行うことにより、認識処理の精度が向上する。
【００６５】
このように、順方向に認識処理を行った認識結果に基づき、認識結果として特定された単語ごとの信頼度を算出し、音声情報の前半部分にある単語の信頼度が所定値以下であり、音声情報の後半部分にある単語の信頼度が所定値以上である場合、音声情報の前半部分が発散していると判断し、固定語が音声情報の後半にあると推定してもよい。これにより、認識結果として特定された単語の信頼度に基づいて前半部分が発散しているか否かを適切に判断することができる。
【００６６】
なお、順方向の認識処理において後半部分にある固定語の「に電話をかける」の信頼度が所定値以上である場合、固定語の「に電話をかける」が音声情報の後半部分にあると推定してもよい。換言すると、「固定語位置特定手段は、順方向に認識処理を行った認識結果に基づき、認識結果として特定された単語ごとの信頼度を算出し、音声情報の後半部分にある単語の信頼度が所定値以上である場合、固定語が音声情報の後半部分にあると推定する」ということである。この場合、逆方向辞書２３２に含まれる固定語辞書に基づく「に電話をかける」に対応する部分の音声情報の逆方向処理を省略してもよい。そして、逆方向辞書２３２に含まれる「に電話をかける」に対応する辞書をセットし、「に電話をかける」に対応する波形データの順方向における開始点から逆方向に再生して認識処理を行ってもよい。
【００６７】
（ウ）音声情報
上記実施形態では、音声情報の取得が開始してから所定期間（例えば０．５秒）の音声情報である部分音声情報を「前半部分」とし、音声情報における前半部分を除く残りの部分を「後半部分」とした。変形例では、音声情報の開始位置および終了位置を特定し、音声情報の全認識時間のうち前半の所定割合（例えば１／２）を音声情報の「前半部分」とし、残部を「後半部分」としてもよい。また、音声情報の全認識時間のうち後半の所定割合（例えば１／２）を音声情報の「後半部分」とし、残部を「前半部分」としてもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、音声情報において、木構造の根幹をなす固定語、および固定語対応し木構造の枝葉をなす可変語は、それぞれ１つずつであったが、固定語および可変語は、それぞれ複数個ずつあってもよい。取得された音声情報がｎ階層の木構造である場合、根元から（ｎ−１）階層までが固定語であってもよい。同様に、取得された音声情報がｎ階層の木構造である場合、末端から（ｎ−１）階層までが可変語であってもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１・・・音声認識装置
１０・・・制御部（音声情報取得手段、順方向認識処理手段、固定語位置推定手段、逆方向認識処理手段、発散判断手段）
２０・・・音声情報記憶部
２１・・・音声情報データベース
２２・・・音響モデル
２２１・・・順方向モデル
２２２・・・逆方向モデル
２３・・・認識辞書
２３１・・・順方向辞書（前向き木構造の辞書データ）
２３２・・・逆方向辞書（後ろ向き木構造の辞書データ）
２４・・・言語モデル
３０・・・操作スイッチ群
３１・・・トークスイッチ
４０・・・音声入力部
４１・・・マイク
５０・・・音声出力部
５１・・・スピーカ
６０・・・描画部
６１・・・ディスプレイ
７０・・・情報記憶部
【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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