(57)【要約】【課題】特別な操作を受け付けることなく、システムに対する音声による問いかけを容易に検出できる発話検出装置、発話検出方法及び発話検出プログラムを提供すること。【解決手段】発話検出装置１は、音声データを連続して取得する音声取得部１１と、取得した音声の大きさが発声判定閾値ａ１に満たない沈黙時間ｔ１、当該沈黙時間ｔ１が経過した後に音声の大きさが発声判定閾値ａ１を超えた発話時間ｔ２、及び発話時間ｔ２が経過した後に音声の大きさが発声判定閾値ａ１に満たない無応答時間ｔ３を計測する計時部１２と、沈黙時間ｔ１、発話時間ｔ２及び無応答時間ｔ３が所定の条件を満たす場合に、発話時間ｔ２における音声を、自装置に対する問いかけの発話であると判定する判定部１３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声データを連続して取得する音声取得部と、
取得した音声の大きさが発声判定閾値に満たない第１の時間、当該第１の時間が経過した後に音声の大きさが前記発声判定閾値を超えた第２の時間、及び当該第２の時間が経過した後に音声の大きさが前記発声判定閾値に満たない第３の時間を計測する計時部と、
前記第１の時間、前記第２の時間及び前記第３の時間が所定の条件を満たす場合に、前記第２の時間における音声を、自装置に対する問いかけの発話であると判定する判定部と、を備える発話検出装置。
【請求項２】
前記所定の条件は、前記第１の時間が第１の時間閾値以上であること、前記第２の時間が第２の時間閾値から第３の時間閾値の範囲内にあること、及び前記第３の時間が第４の時間閾値以上であることを含む請求項１に記載の発話検出装置。
【請求項３】
所定の識別器により、前記第２の時間における音声データのパターンが人の声によるものか否かを識別する識別部を備え、
前記判定部は、前記所定の条件を満たし、かつ、前記識別部により前記第２の時間における音声データのパターンが人の声によるものと識別された場合に、前記第２の時間における音声を、自装置に対する問いかけの発話であると判定する請求項１又は請求項２に記載の発話検出装置。
【請求項４】
前記計時部は、前記第１の時間及び前記第３の時間の音声の大きさに関する統計値に基づいて、前記発声判定閾値を調整する請求項１から請求項３のいずれかに記載の発話検出装置。
【請求項５】
前記第２の時間における音声が自装置に対する問いかけの発話であると判定された場合に、所定の演算処理結果を音声出力する出力部を備える請求項１から請求項４のいずれかに記載の発話検出装置。
【請求項６】
前記第２の時間における音声が自装置に対する問いかけの発話であると判定された場合に、続いて取得される音声データに対して所定の音声解析処理を実行する音声解析部を備える請求項１から請求項５のいずれかに記載の発話検出装置。
【請求項７】
前記第２の時間における音声データを記憶する記憶部と、
前記第２の時間における音声が自装置に対する問いかけの発話であると判定された場合に、前記記憶部に記憶された音声データに対して所定の音声解析処理を実行する音声解析部と、を備える請求項１から請求項５のいずれかに記載の発話検出装置。
【請求項８】
音声データを連続して取得する音声取得ステップと、
取得した音声の大きさが発声判定閾値に満たない第１の時間、当該第１の時間が経過した後に音声の大きさが前記発声判定閾値を超えた第２の時間、及び当該第２の時間が経過した後に音声の大きさが前記発声判定閾値に満たない第３の時間を計測する計時ステップと、
前記第１の時間、前記第２の時間及び前記第３の時間が所定の条件を満たす場合に、前記第２の時間における音声を、自装置に対する問いかけの発話であると判定する判定ステップと、をコンピュータが実行する発話検出方法。
【請求項９】
音声データを連続して取得する音声取得ステップと、
取得した音声の大きさが発声判定閾値に満たない第１の時間、当該第１の時間が経過した後に音声の大きさが前記発声判定閾値を超えた第２の時間、及び当該第２の時間が経過した後に音声の大きさが前記発声判定閾値に満たない第３の時間を計測する計時ステップと、
前記第１の時間、前記第２の時間及び前記第３の時間が所定の条件を満たす場合に、前記第２の時間における音声を、自装置に対する問いかけの発話であると判定する判定ステップと、をコンピュータに実行させるための発話検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声データから発話を検出する装置、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カーナビゲーション装置、携帯端末等の電子機器には、音声認識の結果に応じて所定の処理を実行する機能が搭載されているものがある。これらの電子機器では一般に、ユーザがボタン押下等の所定の操作を行ったことに応じて音声認識機能が起動する。
【０００３】
ところが、ユーザ操作を契機として音声認識機能が起動される場合、例えばユーザの両手が塞がっているとき、又は直接的な操作が困難な機器に指示するとき等には、利便性が低下する。そこで、例えば、音声データにおける韻律等の特徴量を用いてシステムへの問いかけを判別する方法（非特許文献１参照）、無音区間の長さから会話状態を判別する方法（特許文献１参照）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９６０２５号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】山形  知行，佐古  淳，滝口  哲也，有木  康雄，“韻律及び話者交代情報を用いたシステム要求検出”，第９回音声言語シンポジウム，ＳＩＧ−ＳＬＰ６９，ｐｐ．２８９−２９４，２００７−１２
【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、音声データの特徴量を用いた負荷が高い処理は、ＣＰＵの処理性能及び消費電力を要するため、携帯端末等の電子機器には不都合な場合がある。また、無音区間の長さにより判別する場合、システムへの問いかけのみを判別することは難しかった。
【０００７】
本発明は、特別な操作を受け付けることなく、システムに対する音声による問いかけを容易に検出できる発話検出装置、発話検出方法及び発話検出プログラム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】
【０００８】
本発明に係る発話検出装置は、音声データを連続して取得する音声取得部と、取得した音声の大きさが発声判定閾値に満たない第１の時間、当該第１の時間が経過した後に音声の大きさが前記発声判定閾値を超えた第２の時間、及び当該第２の時間が経過した後に音声の大きさが前記発声判定閾値に満たない第３の時間を計測する計時部と、前記第１の時間、前記第２の時間及び前記第３の時間が所定の条件を満たす場合に、前記第２の時間における音声を、自装置に対する問いかけの発話であると判定する判定部と、を備える。
【０００９】
前記所定の条件は、前記第１の時間が第１の時間閾値以上であること、前記第２の時間が第２の時間閾値から第３の時間閾値の範囲内にあること、及び前記第３の時間が第４の時間閾値以上であることを含んでもよい。
【００１０】
前記発話検出装置は、所定の識別器により、前記第２の時間における音声データのパターンが人の声によるものか否かを識別する識別部を備え、前記判定部は、前記所定の条件を満たし、かつ、前記識別部により前記第２の時間における音声データのパターンが人の声によるものと識別された場合に、前記第２の時間における音声を、自装置に対する問いかけの発話であると判定してもよい。
【００１１】
前記計時部は、前記第１の時間及び前記第３の時間の音声の大きさに関する統計値に基づいて、前記発声判定閾値を調整してもよい。
【００１２】
前記発話検出装置は、前記第２の時間における音声が自装置に対する問いかけの発話であると判定された場合に、所定の演算処理結果を音声出力する出力部を備えてもよい。
【００１３】
前記発話検出装置は、前記第２の時間における音声が自装置に対する問いかけの発話であると判定された場合に、続いて取得される音声データに対して所定の音声解析処理を実行する音声解析部を備えてもよい。
【００１４】
前記発話検出装置は、前記第２の時間における音声データを記憶する記憶部と、前記第２の時間における音声が自装置に対する問いかけの発話であると判定された場合に、前記記憶部に記憶された音声データに対して所定の音声解析処理を実行する音声解析部と、を備えてもよい。
【００１５】
本発明に係る発話検出方法は、音声データを連続して取得する音声取得ステップと、取得した音声の大きさが発声判定閾値に満たない第１の時間、当該第１の時間が経過した後に音声の大きさが前記発声判定閾値を超えた第２の時間、及び当該第２の時間が経過した後に音声の大きさが前記発声判定閾値に満たない第３の時間を計測する計時ステップと、前記第１の時間、前記第２の時間及び前記第３の時間が所定の条件を満たす場合に、前記第２の時間における音声を、自装置に対する問いかけの発話であると判定する判定ステップと、をコンピュータが実行する。
【００１６】
本発明に係る発話検出プログラムは、音声データを連続して取得する音声取得ステップと、取得した音声の大きさが発声判定閾値に満たない第１の時間、当該第１の時間が経過した後に音声の大きさが前記発声判定閾値を超えた第２の時間、及び当該第２の時間が経過した後に音声の大きさが前記発声判定閾値に満たない第３の時間を計測する計時ステップと、前記第１の時間、前記第２の時間及び前記第３の時間が所定の条件を満たす場合に、前記第２の時間における音声を、自装置に対する問いかけの発話であると判定する判定ステップと、をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、特別な操作を受け付けることなく、システムに対する音声による問いかけを容易に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係る発話検出装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る音声データの一例を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る発話検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態に係る発話検出装置の機能構成を示すブロック図である。
【図５】第３実施形態に係る発話検出装置の機能構成を示すブロック図である。
【図６】第４実施形態に係る発話検出装置の機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
本実施形態の発話検出装置１は、取得した音声データが自装置への問いかけであることを検出する。
【００２０】
図１は、発話検出装置１の機能構成を示すブロック図である。
発話検出装置１は、音声取得部１１と、計時部１２と、判定部１３と、出力部１４とを備える。
音声取得部１１は、音声データを連続して取得する。
【００２１】
図２は、音声取得部１１が取得した音声データの一例を示す図である。
音声取得部１１は、時系列に、少なくとも音声の大きさを示す振幅を連続して取得する。
【００２２】
計時部１２は、取得した振幅が発声判定閾値ａ１に満たない沈黙時間ｔ１（第１の時間）、ｔ１が経過した後に振幅がａ１を超えた発話時間ｔ２（第２の時間）、及びｔ２が経過した後に振幅がａ１に満たない無応答時間ｔ３（第３の時間）を計測する。
【００２３】
沈黙時間ｔ１は、人間と人間が会話していない状態であることを判別するための指標である。すなわち、システム（発話検出装置１）に対する問いかけが発話される前には一定以上の沈黙が生じるという前提に従い、計時部１２は、この沈黙時間ｔ１を計測する。
【００２４】
発話時間ｔ２は、音声が問いかけであることを判別するための指標である。すなわち、システムに対する問いかけの場合、人間への問いかけと比較して短い時間の発話となる前提に従い、計時部１２は、この発話時間ｔ２を計測する。
【００２５】
無応答時間ｔ３は、音声がシステムに対する問いかけであり、応答する人間が存在しないことを判別するための指標である。すなわち、システムへの問いかけに対して人間からは一定以上応答がない前提に従い、計時部１２は、この無応答時間ｔ３を計測する。
【００２６】
また、計時部１２は、沈黙時間ｔ１及び無応答時間ｔ３の音声の大きさ、すなわち発話がないときの周辺ノイズの大きさの統計値に基づいて、発声判定閾値ａ１を調整する。具体的には、計時部１２は、例えば、沈黙時間ｔ１及び無応答時間ｔ３における音声データの標準偏差を算出することにより、環境音レベル及び個体間誤差を算出し、この算出結果に基づいて発声判定閾値ａ１を調整する。これにより、計時部１２は、周辺ノイズが大きいほど発声判定閾値ａ１を大きくし、周辺ノイズが小さいほど発声判定閾値ａ１を小さくして、発話時間ｔ２を正しく計測できるように調整する。
【００２７】
判定部１３は、沈黙時間ｔ１、発話時間ｔ２及び無応答時間ｔ３が所定の条件を満たす場合に、発話時間ｔ２における音声を、発話検出装置１に対する問いかけの発話であると判定する。
所定の条件は、沈黙時間ｔ１が第１の時間閾値（例えば、３０秒）以上であること、発話時間ｔ２が第２の時間閾値（例えば、０．５秒）から第３の時間閾値（例えば、２秒）の範囲内にあること、及び無応答時間ｔ３が第４の時間閾値（例えば、４秒）以上であることを含む。
【００２８】
出力部１４は、発話時間ｔ２における音声が発話検出装置１に対する問いかけの発話であると判定された場合に、応答として所定の演算処理の結果を出力する。出力部１４は、例えば、現在時刻を取得して読み上げる等、ユーザからの問いかけに応じて、所定の応答出力を行う。
【００２９】
図３は、発話検出装置１による発話検出処理の流れを示すフローチャートである。
本処理は、音声取得部１１による音声データの取得と並行して実行される。
【００３０】
ステップＳ１において、計時部１２は、沈黙時間ｔ１の計時を開始する。
ステップＳ２において、判定部１３は、音声データの振幅が発声判定閾値ａ１を超えているか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、発話が開始されたので、処理はステップＳ３に移る。一方、判定がＮＯの場合、沈黙が継続しているので、ステップＳ２の判定が繰り返される。
ステップＳ３において、計時部１２は、沈黙時間ｔ１を確定する。
【００３１】
ステップＳ４において、計時部１２は、発話時間ｔ２の計時を開始する。
ステップＳ５において、判定部１３は、音声データの振幅が発声判定閾値ａ１を超えているか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、発話が継続しているので、ステップＳ５の判定が繰り返される。一方、判定がＮＯの場合、発話が終了しているので、処理はステップＳ６に移る。
ステップＳ６において、計時部１２は、発話時間ｔ２を確定する。
【００３２】
ステップＳ７において、計時部１２は、無応答時間ｔ３の計時を開始する。
ステップＳ８において、判定部１３は、音声データの振幅が発声判定閾値ａ１を超えているか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、処理はステップＳ１０に移る。一方、判定がＮＯの場合、無音が継続しているので、処理はステップＳ９に移る。
【００３３】
ステップＳ９において、判定部１３は、無応答時間ｔ３が第４の時間閾値（４秒）を超えているか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、処理はステップＳ１０に移る。一方、判定がＮＯの場合、無応答の時間が継続しているので、処理はステップＳ８に戻る。
ステップＳ１０において、計時部１２は、無応答時間ｔ３を確定する。
【００３４】
ステップＳ１１において、判定部１３は、確定した沈黙時間ｔ１、発話時間ｔ２及び無応答時間ｔ３の全てが所定の時間閾値の範囲内（ｔ１＞３０秒、２秒＞ｔ２＞０．５秒、ｔ３＞４秒）であるか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、発話時間ｔ２で検出された発話はシステムへの問いかけと判断され、処理はステップＳ１２に移る。一方、判定がＮＯの場合、発話はシステムへの問いかけではないと判断され、処理はステップＳ１に戻る。
ステップＳ１２において、出力部１４は、検出された問いかけに対する応答として、現在時刻の出力等、所定の応答出力を行う。
【００３５】
本実施形態によれば、発話検出装置１は、沈黙時間ｔ１、発話時間ｔ２及び無応答時間ｔ３が所定の条件を満たす場合に、発話が自装置への問いかけであると判定する。したがって、発話検出装置１は、ボタン押下等の特別な操作を受け付けることなく、自装置に対する音声による問いかけを容易に検出できる。
【００３６】
発話検出装置１は、沈黙時間ｔ１の長さにより、会話がない状態を判別し、発話時間ｔ２の長さにより、発話が問いかけであることを判別し、無応答時間ｔ３の長さにより、応答する人間がいないことを判別する。したがって、発話検出装置１は、高負荷な音声解析を行うことなく、容易に自装置への問いかけを検出できる。
【００３７】
また、発話検出装置１は、周辺ノイズの大きさに応じて発声判定閾値ａ１を調整できるので、状況に応じて発話時間ｔ２を適切に計測でき、より適切に問いかけを検出できる。
【００３８】
また、発話検出装置１は、問いかけを検出したことに応じて、所定の応答出力を行うので、ユーザの問いかけを契機とした処理を実行できる。したがって、ユーザは、特別な操作をせず音声による問いかけにより、例えば現在時刻の読み上げ等の応答を得られる。
【００３９】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
本実施形態の発話検出装置１ａは、発話時間ｔ２における音声が人間の声であることを確認する。
【００４０】
図４は、発話検出装置１ａの機能構成を示すブロック図である。
発話検出装置１ａは、音声取得部１１と、計時部１２と、判定部１３と、出力部１４と、識別部１５とを備える。
【００４１】
識別部１５は、例えば機械学習を用いた所定の識別器により、発話時間ｔ２における音声データのパターンが人の声によるものか否かを識別する。
例えば、識別部１５は、音声データをフーリエ変換によって得られる周波数パターンを、識別器に入力し、少なくとも人間の声と、それ以外の音（例えば、足音、ドアをノックする音、トイレを流す音、犬の鳴き声、携帯電話の着信音等）とを識別する。このとき、音声が五十音のいずれであるか（例えば、「あ」と「か」とを区別する）等の詳細な解析は不要である。
【００４２】
これにより、判定部１３は、第１実施形態におけるｔ１〜ｔ３の条件を満たし、かつ、識別部１５により発話時間ｔ２における音声データのパターンが人の声によるものと識別された場合に、発話時間ｔ２における音声を、発話検出装置１ａに対する問いかけの発話であると判定する。
【００４３】
本実施形態によれば、発話検出装置１ａは、発話の音声データのパターンを識別し、人の声であることを判定する。発話検出装置１ａは、識別器により人の声とそれ以外とを判別するので、高負荷な音声解析をすることなく、問いかけ検出の精度を向上できる。
【００４４】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態又は第２実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
本実施形態の発話検出装置１ｂは、発話内容を解析し、解析結果に応じた処理を実行する。
【００４５】
図５は、発話検出装置１ｂの機能構成を示すブロック図である。
発話検出装置１ａは、音声取得部１１と、計時部１２と、判定部１３と、出力部１４と、識別部１５と、音声解析部１６とを備える。
【００４６】
音声解析部１６は、発話時間ｔ２における音声が発話検出装置１ｂに対する問いかけの発話であると判定された場合に、続いて入力される音声データに対して所定の音声解析処理を実行する。
具体的には、例えば、出力部１４により「およびですか？」等の応答出力を行った後、音声解析部１６は、新たに音声取得部１１により取得された音声データを詳細に解析し、発話内容を判定する。
【００４７】
本実施形態によれば、発話検出装置１ｂは、自装置への問いかけを検出した場合に、続いて発話された音声の解析処理を実行する。したがって、ユーザは、発話検出装置１ｂに対する音声による問いかけを契機として、詳細な音声認識機能を起動できる。この結果、発話検出装置１ｂは、高負荷な音声解析機能を常時動作させる必要がないので、特に携帯型端末において、負荷を低減し省電力を実現できる。
【００４８】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について説明する。なお、第１実施形態から第３実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
本実施形態の発話検出装置１ｃは、発話内容を解析し、解析結果に応じた処理を実行する。
【００４９】
図６は、発話検出装置１ｃの機能構成を示すブロック図である。
発話検出装置１ａは、音声取得部１１と、計時部１２と、判定部１３と、出力部１４と、識別部１５と、音声解析部１６と、記憶部１７とを備える。
【００５０】
記憶部１７は、発話時間ｔ２における音声データを一時記憶する。
音声解析部１６は、発話時間ｔ２における音声が発話検出装置１ｃに対する問いかけの発話であると判定された場合に、記憶部１７に記憶された音声データに対して所定の音声解析処理を実行する。
【００５１】
本実施形態によれば、発話検出装置１ｃは、発話時間ｔ２の音声データを記憶しておき、自装置への問いかけと判定した場合に、記憶されている音声データに対して解析処理を実行する。したがって、ユーザは、問いかけ後に音声解析のために新たに発話することなくなるため、利便性が向上する。
【００５２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【００５３】
発話検出処理の流れは一例であり、沈黙時間ｔ１、発話時間ｔ２及び無応答時間ｔ３に関する前述の条件を満たす発話を検出する方法であればよい。
発話検出装置１は、沈黙時間ｔ１が所定以上に長く続いた場合に、発話検出処理を終了してもよい。また、発話時間ｔ２において人の声が識別された際には、発話検出処理を終了するまでの時間を延長してもよい。
【００５４】
発話検出装置１による発話検出方法は、ソフトウェアにより実現される。ソフトウェアによって実現される場合には、このソフトウェアを構成するプログラムが、情報処理装置（発話検出装置１）にインストールされる。また、これらのプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭのようなリムーバブルメディアに記録されてユーザに配布されてもよいし、ネットワークを介してユーザのコンピュータにダウンロードされることにより配布されてもよい。
本発明は、ナビゲーション装置又は時計装置等、様々な電子機器に適用可能であり、さらに、発話検出プログラムは、各種電子機器に配置可能なハードウェアチップに組み込まれて配布されてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ  発話検出装置
１１  音声取得部
１２  計時部
１３  判定部
１４  出力部
１５  識別部
１６  音声解析部
１７  記憶部
ａ１  発声判定閾値
ｔ１  沈黙時間
ｔ２  発話時間
ｔ３  無応答時間
【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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