(57)【要約】      （修正有）【課題】実環境下における単一マイクへの複数話者混入音声に対し、静音環境下のみならず、高雑音環境下でも高い精度で主話者音声の認識を行うことができる音声区間検出技術を提供する。【解決手段】音声区間検出装置１０は、音声モデルを用いて、音声と雑音と残響とを含む音声ディジタル信号に含まれる雑音を抑圧して雑音抑圧音声ディジタル信号を求める雑音抑圧部１１０と、雑音抑圧音声ディジタル信号に含まれる残響成分を推定して残響信号を求める残響推定部１２０と、雑音抑圧音声ディジタル信号と残響信号との差である雑音残響抑圧音声ディジタル信号を求める主話者音声特徴強調部１４０と、音声モデルを用いて、雑音残響抑圧音声ディジタル信号から主話者が話している区間である主話者音声区間を識別する主話者識別部１５０を含む。【選択図】図１
2015155982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声モデルを用いて、音声と雑音と残響とを含む音声ディジタル信号に含まれる雑音を抑圧して雑音抑圧音声ディジタル信号を求める雑音抑圧部と、
前記雑音抑圧音声ディジタル信号に含まれる残響成分を推定して残響信号を求める残響推定部と、
前記雑音抑圧音声ディジタル信号と前記残響信号との差である雑音残響抑圧音声ディジタル信号を求める主話者音声特徴強調部と、
前記音声モデルを用いて、前記雑音残響抑圧音声ディジタル信号から主話者が話している区間である主話者音声区間を識別する主話者識別部を含む、
音声区間検出装置。
【請求項２】
音声信号を入力として請求項１の音声区間検出装置から出力される信号を用いて、前記音声信号に対して音声認識を行う音声認識装置。
【請求項３】
雑音抑圧部が、音声モデルを用いて、音声と雑音と残響とを含む音声ディジタル信号に含まれる雑音を抑圧して雑音抑圧音声ディジタル信号を求める雑音抑圧ステップと、
残響推定部が、前記雑音抑圧音声ディジタル信号に含まれる残響成分を推定して残響信号を求める残響推定ステップと、
主話者音声特徴強調部が、前記雑音抑圧音声ディジタル信号と前記残響信号との差である雑音残響抑圧音声ディジタル信号を求める主話者音声特徴強調ステップと、
主話者識別部が、前記音声モデルを用いて、前記雑音残響抑圧音声ディジタル信号から主話者が話している区間である主話者音声区間を識別する主話者識別ステップを含む、
音声区間検出方法。
【請求項４】
請求項１の音声区間検出装置、または、請求項２の音声認識装置として、コンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声ディジタル信号から音声区間を検出する技術、及び検出した音声区間に対して行う音声認識技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１が、音声信号区間推定技術と雑音除去技術との間でパラメータ等の情報を密に共有し、音声信号区間推定技術と雑音除去技術とを統合的に扱うことにより、高精度な音声信号区間推定及び雑音除去を行うことを可能にする雑音除去技術として知られている。しかし、特許文献１では、主話者音声、他話者音声が考慮されていなかった。なお、主話者とは、対象とする人を意味し、主話者音声とはその音声である。また、他話者とは、主話者以外の人を意味し、他話者音声とはその音声である。
【０００３】
また、非特許文献１が、モバイル環境において他話者音声の直接音と反射音のエネルギー比に着目し、マルチステップ線形予測に基づき推定された残響成分から主話者音声区間の検出を行う技術として知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２１０６４７号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】鎌土記良、小橋川哲、木下慶介、政瀧浩和、高橋敏、「モバイル音声認識における主話者音声区間検出への残響除去法の応用」、日本音響学会研究発表会講演論文集、２０１３年、pp.145-146
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、音声とそうでない音との区別はつくが、他話者の音声と主話者の音声とを分離することができず、全ての音声を「音声区間」として判定してしまうため、主話者音声区間を推定することはできない。
【０００７】
また、非特許文献１では、入力信号に雑音が含まれる場合、雑音の影響により残響推定の精度が下がってしまい、結果として主話者音声の抽出精度が下がることがある。また、残響推定の前段において、雑音抑圧を行う構成も考えられるが、その場合、雑音抑圧と残響抑圧と音声区間検出とを独立に行うため雑音を抑え過ぎて残響推定の精度が下がってしまい、結果として主話者音声の検出精度が下がることがある。
【０００８】
本発明は、実環境下における単一マイクへの複数話者混入音声（主話者音声に加え他話者音声も含む）に対し、静音環境下のみならず、高雑音環境下でも高い精度で主話者音声の認識を行うことができる音声区間検出技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様によれば、音声区間検出装置は、音声モデルを用いて、音声と雑音と残響とを含む音声ディジタル信号に含まれる雑音を抑圧して雑音抑圧音声ディジタル信号を求める雑音抑圧部と、雑音抑圧音声ディジタル信号に含まれる残響成分を推定して残響信号を求める残響推定部と、雑音抑圧音声ディジタル信号と残響信号との差である雑音残響抑圧音声ディジタル信号を求める主話者音声特徴強調部と、音声モデルを用いて、雑音残響抑圧音声ディジタル信号から主話者が話している区間である主話者音声区間を識別する主話者識別部を含む。
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、音声区間検出方法は、雑音抑圧部が、音声モデルを用いて、音声と雑音と残響とを含む音声ディジタル信号に含まれる雑音を抑圧して雑音抑圧音声ディジタル信号を求める雑音抑圧ステップと、残響推定部が、雑音抑圧音声ディジタル信号に含まれる残響成分を推定して残響信号を求める残響推定ステップと、
主話者音声特徴強調部が、雑音抑圧音声ディジタル信号と残響信号との差である雑音残響抑圧音声ディジタル信号を求める主話者音声特徴強調ステップと、主話者識別部が、音声モデルを用いて、雑音残響抑圧音声ディジタル信号から主話者が話している区間である主話者音声区間を識別する主話者識別ステップを含む。
【発明の効果】
【００１１】
実環境下における単一マイクへの複数話者混入音声に対し、静音環境下のみならず、高雑音環境下でも高い精度で主話者音声の認識を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第一実施形態に係る音声区間検出装置の機能ブロック図。
【図２】第一実施形態に係る音声区間検出装置の処理フローの例を示す図。
【図３】第一実施形態に係る音声区間検出雑音抑圧部の機能ブロック図。
【図４】第一実施形態に係る音声区間検出雑音抑圧部の処理フローの例を示す図。
【図５】図５Ａは主話者の音声に対応する音声アナログ信号のイメージを表す図、図５Ｂは主話者外音に対応する音声アナログ信号のイメージを表す図。
【図６】図６Ａは主話者の音声に対応する残響信号をベクトルで表わしたイメージを表す図、図６Ｂは主話者外音に対応する残響信号をベクトルで表わしたイメージを表す図。
【図７】図７Ａは主話者の音声に対応する差分をベクトルで表わしたイメージを表す図、図７Ｂは主話者外音に対応する差分をベクトルで表わしたイメージを表す図。
【図８】第一実施形態に係る音声区間検出装置と、第二実施形態に係る音声認識装置との配置を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、同じ機能を持つ構成部や同じ処理を行うステップには同一の符号を記し、重複説明を省略する。また、ベクトルや行列の各要素単位で行われる処理は、特に断りが無い限り、そのベクトルやその行列の全ての要素に対して適用されるものとする。
【００１４】
＜第一実施形態のポイント＞
特許文献１にて処理された雑音成分を抑圧した信号に含まれる主話者音声を、残響推定法を用いて強調する。例えば、参考文献１の残響推定法を用いることができる。
［参考文献１］国際公開第ＷＯ２００７／１００１３７号パンフレット
参考文献１では、モバイル環境において、単一マイクで収録される主話者音声と他話者音声とにそれぞれ含まれる残響成分の差分が大きいことを利用して、主話者の音声を高精度に強調できる。また、単一マイクで収録される信号をそのまま利用するのではなく、そこから雑音成分を抑圧した信号を使用するため、残響推定の精度が元の信号をそのまま処理した場合より向上する。
【００１５】
さらに、本実施形態では元の信号から雑音と残響とを抑圧した信号を特許文献１の雑音除去装置に入力することで、再度、音声区間の判定をを行う。
【００１６】
このような構成により、主話者の音声が精度良く強調された信号の音声特徴量を基に、音声モデルを用いて、音声区間を統計的に計算することが可能となり、非特許文献１のように残響信号（のパワーをスムージングした対数信号）を閾値判定する場合と比較して精度の高い主話者音声区間検出が可能となる。
【００１７】
＜第一実施形態に係る音声区間検出装置＞
図１は音声区間検出装置１０の機能ブロック図、図２はその処理フローの例を示す図である。音声区間検出装置１０は、例えば、音声認識処理に用いる入力音声（以下「音声アナログ信号」ともいう）から他話者音声・無音・雑音区間を除去することで主話者の音声を高精度に認識することができる。
【００１８】
まず、単一マイクへの入力信号に含まれる主話者の音声区間を、入力信号に含まれる残響成分から抽出する。さらに主話者音声を音声特徴量に変換し、これを入力として音声区間検出のための音声モデルと共に音声尤度計算を行うことにより統計的な枠組みで高精度な主話者の音声区間を抽出する。さらに、この主話者の音声区間を用いることで、高精度に主話者音声の音声認識が可能となる。通常、主話者以外の音声や雑音は、非音声とは判定されずに音声認識されてしまい音声認識結果が誤認識として湧き出す事になる。そのため、主話者の音声区間のみを高精度に抽出することで、認識対象外の音声や雑音による音声認識システムへの悪影響を低減する事ができる。
【００１９】
音声区間検出装置１０は、音声信号取得部１００、音声区間検出雑音抑圧部１１０、残響推定部１２０、ゲイン調整部１３０、主話者音声特徴強調部１４０及び主話者音声区間抽出部１６０を含む。また、音声区間検出雑音抑圧部１１０は、主話者識別部１５０を含む。音声区間検出装置１０は、マイクロホン９０で収音した音声アナログ信号を受け取り、主話者の発話区間に対応し、雑音成分の抑圧された音声ディジタル信号（以下「雑音抑圧音声ディジタル信号」ともいう）を出力する。以下、各部の詳細を説明する。
【００２０】
＜音声信号取得部１００＞
入力：音声アナログ信号
出力：音声ディジタル信号
音声信号取得部１００は、アナログの音声信号（音声アナログ信号）を受け取り、ディジタルの音声信号（音声ディジタル信号）に変換し（ｓ１００）、出力する。
【００２１】
＜音声区間検出雑音抑圧部１１０＞
入力：音声ディジタル信号
出力：雑音抑圧音声ディジタル信号
音声区間検出雑音抑圧部１１０は、音声ディジタル信号を受け取り、音声モデルを用いて、音声ディジタル信号に含まれる雑音を抑圧して雑音抑圧音声ディジタル信号を求め（ｓ１１０）、主話者音声特徴強調部１４０、残響推定部１２０、主話者音声区間抽出部１６０に出力する。
【００２２】
例えば、音声区間検出雑音抑圧部１１０は、雑音抑圧と音声区間検出を同時に行い、特許文献１の雑音除去装置により実現される。音声区間検出雑音抑圧部１１０の処理の概要を説明する。
【００２３】
図３は音声区間検出雑音抑圧部１１０の機能ブロック図、図４はその処理フローの例を示す図である。
【００２４】
音声区間検出雑音抑圧部１１０は、音響信号分析部１１１と、モデルパラメータ記憶部１１２と、前向き推定部１１３と、後向き推定部１１４と、パラメータ記憶部１１５と、状態確率比算出部１１６と、音声信号区間推定部１１７と、雑音除去部１１８とを含む。
【００２５】
音響信号分析部１１１は、音声ディジタル信号を受け取り、音声ディジタル信号の音声特徴量を一定時間区間であるフレームごとに抽出して出力する（ｓ１１１）。
【００２６】
モデルパラメータ記憶部１１２は、クリーン音声信号と無音信号の各出力確率を、それぞれ、複数の正規分布を含有する混合正規分布で表現した確率モデルの確率モデルパラメータを前述の音声モデルとして利用に先立ち記憶しておく。
【００２７】
前向き推定部１１３は、音声特徴量と、モデルパラメータ記憶部１１２に記憶されたクリーン音声信号と無音信号の各確率モデルパラメータとが入力され、過去のフレームから現在のフレームに向かって並列非線形カルマンフィルタにより現在のフレームの雑音モデルパラメータを逐次推定して出力する（ｓ１１３）。
【００２８】
後向き推定部１１４は、前向き推定部１１３から出力された雑音モデルパラメータと、モデルパラメータ記憶部１１２に記憶されたクリーン音声信号と無音信号の各確率モデルパラメータとが入力され、未来のフレームから現在のフレームに向かって並列カルマンスムーザにより現在フレームの雑音モデルパラメータを逐次後向き推定し、この後向き推定した雑音モデルパラメータに基づき、音声（雑音＋クリーン音声）信号と非音声（雑音＋無音）信号の各出力確率をそれぞれ混合正規分布で表現した確率モデルの確率モデルパラメータを逐次推定し、音声信号と非音声信号それぞれの出力確率を算出して出力する（ｓ１１４）。
【００２９】
パラメータ記憶部１１５は、前向き推定部１１３及び後向き推定部１１４における処理の過程で得られた計算結果を記憶する（ｓ１１５）。
【００３０】
状態確率比算出部１１６は、音声信号及び非音声信号それぞれの出力確率が入力され、音声状態確率と、非音声状態確率と、非音声状態確率に対する音声状態確率の比とを算出し、これらを出力する（ｓ１１６）。
【００３１】
音声信号区間推定部１１７は、状態確率の比が入力され、フレームごとに状態確率の比としきい値とを比較して、各フレームが音声状態に属するか非音声状態に属するかを示す判定結果を出力する（ｓ１１７）。
【００３２】
雑音除去部１１８は、音声信号及び非音声信号の各確率モデルパラメータである正規分布ごとの平均と、クリーン音声信号及び無音信号の各確率モデルパラメータである正規分布ごとの平均と、音声状態確率及び非音声状態確率とが入力される。雑音除去部１１８は、音声信号と非音声信号の各確率モデルパラメータである正規分布ごとの平均に対する、クリーン音声信号と無音信号の各確率モデルパラメータである正規分布ごとの平均の各相対値を、音声状態確率及び非音声状態確率を用いて加重平均し、雑音信号を除去する周波数応答フィルタを生成し、周波数応答フィルタをインパルス応答フィルタに変換し、音声ディジタル信号に対してインパルス応答フィルタを畳み込んで雑音抑圧音声ディジタル信号を生成して出力する（ｓ１１８）。
【００３３】
なお、特許文献１では、音声信号区間推定部１１７の判定結果に基づき、音声状態に属するフレームのみ雑音除去を行うため、音声信号区間推定部１１７における処理が必要であるが、全てのフレームに対して雑音除去を行う場合には、音声信号区間推定部１１７における処理を省略してもよい。
【００３４】
音声区間検出雑音抑圧部１１０は、主話者識別部１５０を含む。主話者識別部１５０の処理内容は後述する。
【００３５】
＜残響推定部１２０＞
入力:雑音抑圧音声ディジタル信号
出力：残響信号
残響推定部１２０は、雑音抑圧音声ディジタル信号に含まれる残響成分を推定し（ｓ１２０）、残響信号を取得する。以下、残響成分を推定する方法の概要を説明する。
【００３６】
原音声信号s(z)は、式(1)のように、白色信号u(z)に短い自己回帰（Auto-Regressive:以下「AR」ともいう)過程がかかったものである。AR過程のZ変換をv(z)=1/(1-b(z))とし、1-b(z)を多項式とする。
【００３７】
【数１】
2015155982.tif 000003
【００３８】
この原音声信号s(z)が空間を伝達し、マイクで観測される信号x(z)は、式(1)より、以下のように表される。
【００３９】
【数２】
2015155982.tif 000004
【００４０】
ここで、h(z)は、音源からマイクまでの室内伝達関数を表す。音声信号は、v(z)に従って強い短期的な相関を有する。そこで、式(3)による短期的な相関を取り除く線形予測によるPre-whitening処理を施すことにより、v(z)は、ほぼ白色信号とみなせ、v(z)≒1が成り立つ。
【００４１】
【数３】
2015155982.tif 000005
【００４２】
ここで、b(p)は、v(z)を効果的に抑圧するための線形予測係数であり、式(4)により求められる。
【００４３】
【数４】
2015155982.tif 000006
【００４４】
ここで、r(i)は、マイクで観測された信号x(z)がiサンプルずれた場合の自己相関係数）を示す。この線形予測は、30msのフィルタ長で実施し、30ms以内に含まれる初期反射音成分及び音声の短期的な相関が取り除かれることが期待される。
【００４５】
Dをステップサイズ(遅延)、Lをフィルタ長とすると、残響信号d(n)は以下のように定式化することができる。
【００４６】
【数５】
2015155982.tif 000007
【００４７】
ここで、a(l)(ローマ字のエル)は線形予測係数、x~(n)は式(3)により求められたPre-whitening処理された観測音を表す。a(l)をｚ変換したa(z)は、式(6)で求められる。
【００４８】
【数６】
2015155982.tif 000008
【００４９】
ここで、hmin(z)とhmax(z)は、それぞれh(z)の最小位相成分（Z平面上の単位円内の零点に対応する成分）と最大位相成分（Z平面上の単位円外の零点に対応する成分）を表す。また、min[hmax(z)]は、hmax(z)を最小位相化する関数を表す。
【００５０】
一般に、Dは10〜200msに相当する値を、Lは100ms〜500msに相当する値を設定する。
本手法は、例えば参考文献１に詳しい。
【００５１】
上述の方法や、他の既存の残響推定技術を用いて、残響推定部１２０は、雑音抑圧音声ディジタル信号ｘ（ｎ）に含まれる残響成分を推定し、残響信号ｄ（ｎ）を取得する。
【００５２】
＜ゲイン調整部１３０＞
入力：残響信号
出力：ゲイン調整された残響信号
ゲイン調整部１３０は、残響信号を受け取り、残響信号にゲインGを乗算し（ｓ１３０）、ゲイン調整された残響信号を得、出力する。ゲインGは、1よりも小さく０より大きな値を用いる。例えば、0.8〜1.0の値を用いる。これにより、後述する主話者音声特徴強調部１４０において、雑音抑圧音声ディジタル信号と残響信号との差分を求める際に生じる歪を低減させることができる。
【００５３】
＜主話者音声特徴強調部１４０＞
入力：雑音抑圧音声ディジタル信号、ゲイン調整された残響信号
出力：雑音残響抑圧音声ディジタル信号
主話者音声特徴強調部１４０は、雑音抑圧音声ディジタル信号とゲイン調整された残響信号とを受け取り、これらの信号の差を算出し（ｓ１４０）、雑音残響抑圧音声ディジタル信号として出力する。なお、雑音残響抑圧音声ディジタル信号は、主話者音声が強調された音声ディジタル信号といってもよい。
【００５４】
図５Ａは主話者の音声に対応する音声アナログ信号のイメージを表す図、図５Ｂは他話者の音声に対応する音声アナログ信号のイメージを表す図である。図５Ａに示すように、主話者の音声に対応する音声アナログ信号は、直接音Ｄが大きく、反射音Ｒ（残響成分）が小さい。一方、図５Ｂに示すように、他話者の音声に対応する音声アナログ信号は、直接音Ｄが小さく、反射音Ｒ（残響成分）が大きい。図６Ａは主話者の音声に対応する残響信号をベクトルで表わしたイメージを表す図、図６Ｂは他話者の音声に対応する残響信号をベクトルで表わしたイメージを表す図である。図７Ａは主話者の音声に対応する差分をベクトルで表わしたイメージを表す図、図７Ｂは他話者の音声に対応する差分をベクトルで表わしたイメージを表す図である。なお、図７中の小さい矢印は除去しきれなかった残響成分Ｒ’を表す。
【００５５】
主話者音声特徴強調部１４０では、ゲイン調整された残響信号と雑音抑圧音声ディジタル信号の差分を計算することにより、残響抑圧を行う。この減算処理の結果、主話者音声の特徴が強調され（図７参照）、音声ディジタル信号中の主話者音声の特徴量を高精度に抽出することができるようになる。
【００５６】
ここで言う、主話者音声の特徴とは、残響抑圧後の信号と残響抑圧前の信号とのメルスペクトル上での特徴量の差分が小さいことを指している。一方、他話者音声の特徴量は、これに比べて残響抑圧により大きく変化するか、もしくは残響抑圧法の特性上、直接波が不明瞭な場合は残響推定ができず無音化される。そのため、残響抑圧後の信号の特徴量、メルスペクトル表現においては、主話者と他話者との差が強調されることとなる。なお、メルスペクトルは公知の技術であるため、ここでの説明は省略する。別の言い方をすると、他話者音声の場合、残響抑圧後の信号と残響抑圧前の信号とのメルスペクトル上での特徴量の差分が大きくなるか（残響抑圧により大きく変化するため）、または、差分が０（残響推定ができず残響が無音化されるため、０となり、残響抑圧前後の信号が全く同じ信号になるため）になる。差分が小さい場合（主話者）と、差分が大きい場合や０の場合（他話者）とは明らかに異なるため、主話者と他話者との差が強調されることとなる。
【００５７】
ゲイン調整部１３０及び主話者音声特徴強調部１４０の処理を合わせて、スペクトルサブトラクション法という既知の手法で実現することができる（参考文献２参照）。
[参考文献２] BOLL, S. F., "Suppression of Acoustic Noise in Speech Using Spectral Subtraction", IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, 1979, vol. ASSP-27, pp. 113-120
【００５８】
＜主話者識別部１５０＞
入力：雑音残響抑圧音声ディジタル信号
出力：区間情報
主話者識別部１５０は、雑音残響抑圧音声ディジタル信号を受け取り、音声モデルを用いて、雑音残響抑圧音声ディジタル信号から主話者音声区間を識別し（ｓ１５０）、識別結果を区間情報として出力する。例えば、主話者識別部１５０は、音響信号分析部１１１と、モデルパラメータ記憶部１１２と、前向き推定部１１３と、後向き推定部１１４と、パラメータ記憶部１１５と、状態確率比算出部１１６と、音声信号区間推定部１１７とを含む。音声ディジタル信号に代えて雑音残響抑圧音声ディジタル信号を用いて、ｓ１１１〜ｓ１１７を行い（図４参照）、主話者識別部１５０内の音声信号区間推定部１１７は、状態確率の比が入力され、フレームごとに状態確率の比としきい値とを比較して、各フレームが音声状態に属するか非音声状態に属するかを示す判定結果を区間情報として出力する（ｓ１１７）。
【００５９】
なお、雑音残響抑圧音声ディジタル信号は、主話者音声が強調されているため、主話者音声に対応するフレームだけが音声状態に属すると判断され、他話者音声を含む主話者外音に対応するフレームは非音声状態に属すると判断されやすくなる。なお、主話者外音とは、主話者音声以外の音を意味し、他話者音声や雑音、無音等を含む。
【００６０】
これにより、主話者音声の特徴が強調された信号である雑音残響抑圧音声ディジタル信号が特許文献１の雑音除去装置（より詳しく言えば、音響信号分析部１１１）に入力されることとなり、主話者音声が精度良く強調された音声特徴量を基に、音声モデルを用いて、音声区間を統計的に再度計算することが可能となり、単なる閾値計算と比較して精度の高い主話者音声区間検出が可能となる。
【００６１】
なお、残響推定部１２０における残響計算の際に遅延が生じているため、この遅延分を考慮し、出力される音声区間の時間を遅延分巻き戻す処理を行う。
【００６２】
このように、雑音抑圧処理時の音声モデルと同様のモデルを利用することで、音声信号区間推定技術と雑音抑圧技術とを統合的に扱い、高精度な音声区間推定及び雑音抑圧を行う。
【００６３】
＜主話者音声区間抽出部１６０＞
入力：雑音抑圧音声ディジタル信号、区間情報
出力：主話者の音声に対応する雑音抑圧音声ディジタル信号
主話者音声区間抽出部１６０は、雑音抑圧音声ディジタル信号と区間情報とを受け取り、区間情報を用いて、雑音抑圧音声ディジタル信号から主話者の音声に対応する部分を抽出し（ｓ１６０）、音声区間検出装置１０の出力値として出力する。
【００６４】
例えば、区間情報として、開始時間と終了時間を用いる場合、開始時間と終了時間との間のサンプルに１を、さらに、開始時間と終了時間のマージンを確保するため、主話者音声区間から主話者外音区間へと切り替わる開始時間の前にNサンプル(0.1〜0.4msに対応するサンプル長)の1を、1から0へと切り替わる終了時間の後にMサンプル(0.1〜0.4msに対応するサンプル長)の1を付加するマージン処理を行う。このマージン処理をした主話者音声区間（つまり、開始時間前Nサンプルから終了時間後Mサンプルに対応する部分までが１であり、他の部分が0である時間サンプル列）を雑音抑圧音声ディジタル信号に時間サンプル毎に乗算することで主話者音声を抽出することができる。
【００６５】
また、雑音抑圧音声ディジタル信号に主話者音声区間のフラグを付与した信号を区間情報として用いた場合、その信号にマージン処理を行い（つまり、始端と終端のそれぞれNサンプルとMサンプルの雑音抑圧音声ディジタル信号に主話者音声区間のフラグを付与する）、主話者音声区間のフラグを付与した部分に対応する雑音抑圧音声ディジタル信号を抽出する。また、雑音抑圧音声ディジタル信号に主話者外音区間のフラグを付与した信号を区間情報として用いた場合、主話者外音区間のフラグを付与していない雑音抑圧音声ディジタル信号にマージン処理を行い、主話者外音区間のフラグを付与していない部分に対応する雑音抑圧音声ディジタル信号を抽出する。
＜効果＞
実環境下における単一マイクへの複数話者混入音声に対し、静音のみならず、高雑音環境下でも高い精度で主話者音声の認識を行うことができる。また、その結果、マイクロホンの数を少なくすることができ、ハードウェアの構成も軽量化できる。
＜変形例＞
主話者音声区間抽出部１６０では、雑音抑圧音声ディジタル信号に代えて、元の音声ディジタル信号や、雑音残響抑圧音声ディジタル信号を用いてもよい。その場合であっても、主話者音声を抽出することができる。ただし、後段において、音声認識処理を行う場合には、雑音抑圧音声ディジタル信号を用いたときに最も認識精度が高まると考えられる。
【００６６】
音声区間検出装置１０は、入力信号として音声ディジタル信号を受け取る場合には、必ずしも音声信号取得部１００を備えなくともよい。
【００６７】
音声区間検出装置１０は、必ずしもゲイン調整部１３０を備えなくともよい。この場合、主話者音声特徴強調部１４０では、ゲイン調整されていない残響信号をそのまま用いる。
【００６８】
音声区間検出装置１０は、必ずしも主話者音声抽出部１７０を備えなくともよい。主話者識別部１５０の出力値（区間情報）を、音声区間検出装置１０の出力値として出力する。
【００６９】
主話者識別部１５０は、必ずしも音声区間検出雑音抑圧部１１０の一部である必要はない。要は、雑音抑圧処理時の音声モデルと同様のモデルを利用することで、音声信号区間推定技術と雑音抑圧技術とを統合的に扱うことができればよい。
【００７０】
＜第二実施形態＞
図８は、音声区間検出装置１０と、音声認識装置８００との配置を説明するための図である。音声認識装置８００の前段に音声区間検出装置１０を配置する。
【００７１】
音声認識装置８００は、音声信号を入力として前述の音声区間検出装置１０によって得られた信号を用いて、音声認識を行う。なお、音声信号とは、音声アナログ信号、音声ディジタル信号、雑音抑圧音声ディジタル信号及び雑音残響抑圧音声ディジタル信号を含む概念である。
【００７２】
例えば、前述の音声区間検出装置１０によって得られた主話者の音声に対応する雑音抑圧音声ディジタル信号を受け取り、その音声認識結果を出力する。
【００７３】
また、例えば区間情報を音声区間検出装置１０の出力値として出力し（第一実施形態の変形例参照）、区間情報として主話者音声区間または主話者外音区間の少なくとも一方の開始時間と終了時間等を用いる場合、区間情報に対応する雑音抑圧音声ディジタル信号に対して音声認識を行い、音声認識結果を出力する。
【００７４】
また、例えば、区間情報を音声区間検出装置１０の出力値として出力し（第一実施形態の変形例参照）、区間情報として音声ディジタル信号に主話者音声区間または主話者外音区間の少なくとも一方のフラグを付与した信号等を区間情報として用いる場合、主話者音声区間のフラグを付与された雑音抑圧音声ディジタル信号に対して音声認識を行い、その音声認識結果を出力する。
【００７５】
このように、音声区間検出装置１０によって得られた主話者の音声に対応する音声ディジタル信号（雑音抑圧音声ディジタル信号、雑音残響抑圧音声ディジタル信号）や区間情報を用いることで、音声認識処理に用いる入力音声（音声信号）から主話者外音・無音・雑音等を除去し、主話者の音声に対してのみ音声認識処理を行うことができ、その精度を向上させることができる。通常、主話者外音や雑音は、非音声とは判定されずに音声認識されてしまい音声認識結果が誤認識として湧き出すことになるが、音声区間検出装置１０により、主話者音声区間のみを高精度に検出することで、認識対象外の音声や雑音による音声認識システムへの悪影響を低減する事が出来る。
＜その他の変形例＞
本発明は上記の実施形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
＜プログラム及び記録媒体＞
また、上記の実施形態及び変形例で説明した各装置における各種の処理機能をコンピュータによって実現してもよい。その場合、各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記各装置における各種の処理機能がコンピュータ上で実現される。
【００７６】
この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。
【００７７】
また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させてもよい。
【００７８】
このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶部に格納する。そして、処理の実行時、このコンピュータは、自己の記憶部に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。また、このプログラムの別の実施形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。また、サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるＡＳＰ（Application Service Provider）型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。なお、プログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるもの（コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータ等）を含むものとする。
【００７９】
また、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、各装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。
【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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