(57)【要約】【課題】応答信号も入力音声も音声である場合にも、応答信号の出力中に精度よく音声検出を行うことができる音声処理システム、音声処理方法及びプログラムを提供する。【解決手段】応答音声を選択する応答選択手段と、前記選択された応答音声の周波数帯域を除いた帯域の少なくとも一部の帯域を選択する帯域選択手段と、前記選択された帯域の少なくとも一部において入力された信号の音声検出を行う音声検出手段とを備える音声処理システム。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
応答音声を選択する応答選択手段と、
前記選択された応答音声の周波数帯域を除いた帯域の少なくとも一部の帯域を選択する帯域選択手段と、
前記選択された帯域の少なくとも一部において入力された信号の音声検出を行う音声検出手段と
を備える音声処理システム。
【請求項２】
前記帯域選択手段は、手段前記選択された応答音声の周波数帯域を除いた帯域を時間単位で選択する請求項１に記載の音声処理システム。
【請求項３】
前記帯域選択手段は、サブバンドにおいて前記選択された応答音声を含む量が多いほど小さい値となるようにサブバンドに重みづけを行い、
前記音声検出手段は、サブバンドごとに重みづけされた値に基づいて前記入力音声の音声検出を行う
請求項１または２に記載の音声処理システム。
【請求項４】
前記応答選択手段は、直前の応答音声が含まれる周波数帯域が多く含まれるように、応答音声を選択する
請求項１〜３のいずれかに記載の音声処理システム。
【請求項５】
応答音声を選択する応答選択ステップと、
前記選択された応答音声の周波数帯域を除いた帯域の少なくとも一部の帯域を選択する帯域選択ステップと、
前記選択された帯域の少なくとも一部において入力された信号の音声検出を行う音声検出ステップと
を有する音声処理方法。
【請求項６】
前記帯域選択ステップは、手段前記選択された応答音声の周波数帯域を除いた帯域を時間単位で選択する請求項５に記載の音声処理方法。
【請求項７】
前記帯域選択ステップは、サブバンドにおいて前記選択された応答音声を含む量が多いほど小さい値となるようにサブバンドに重みづけを行い、
前記音声検出ステップは、サブバンドごとに重みづけされた値に基づいて前記入力音声の音声検出を行う
請求項５または６に記載の音声処理方法。
【請求項８】
応答音声を選択する応答選択ステップと、
前記選択された応答音声の周波数帯域を除いた帯域の少なくとも一部の帯域を選択する帯域選択ステップと、
前記選択された帯域の少なくとも一部において入力された信号の音声検出を行う音声検出ステップと
をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項９】
前記帯域選択ステップは、手段前記選択された応答音声の周波数帯域を除いた帯域を時間単位で選択する請求項８に記載のプログラム。
【請求項１０】
前記帯域選択ステップは、サブバンドにおいて前記選択された応答音声を含む量が多いほど小さい値となるようにサブバンドに重みづけを行い、
前記音声検出ステップは、サブバンドごとに重みづけされた値に基づいて前記入力音声の音声検出を行う
請求項８または９に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声処理システム、音声処理方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
音声応答・音声対話においては、応答信号や応答音声の出力中に割り込んで音声入力を行うバージイン機能がある。バージイン機能は、例えば、言い間違いや音声認識の誤認識に起因して言い直す場合、応答を待たずにすぐに次の入力を行う場合、気が変わったのでやり直す場合などに利用される。しかし、応答信号が音声入力用のマイクに回り込むことにより、音声検出や音声認識の性能が低下するという問題がある。
【０００３】
これに対して、応答信号の周波数特性に着目し、応答信号が少ない周波数帯域により大きい重み付けを行う手法がある（特許文献１）。特許文献１に記載の方法は、複数チャネルのシステム音すなわち応答信号（例えばビープ音や音楽）に基づいて周波数帯域別に重み付けを行い、応答信号に含まれそうな帯域ほど小さい重みをかけることで音声/非音声判別を行うものである。よって、特許文献１に記載の方法は、応答信号と入力音声との周波数帯域の重なりが小さい場合には、音声検出等の性能の低下を抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１８９９０７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
音声対話システムのように応答信号も入力音声も人の声等の音声である場合には、応答音声と入力音声の周波数帯域の重なりが大きい。よって、特許文献１に記載された技術では、音声検出等の性能が下がるという課題がある。
【０００６】
［発明の目的］
本発明の目的は、応答信号も入力音声も音声である場合においても、応答信号の出力中に精度よく音声検出を行うことができる音声処理システム、音声処理方法及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、応答音声を選択する応答選択手段と、前記選択された応答音声の周波数帯域を除いた帯域の少なくとも一部の帯域を選択する帯域選択手段と、前記選択された帯域の少なくとも一部において入力された信号の音声検出を行う音声検出手段とを備える音声処理システムである。
【０００８】
本発明は、応答音声を選択する応答選択ステップと、前記選択された応答音声の周波数帯域を除いた帯域の少なくとも一部の帯域を選択する帯域選択ステップと、前記選択された帯域の少なくとも一部において入力された信号の音声検出を行う音声検出ステップとを有する音声処理方法である。
【０００９】
本発明は、応答音声を選択する応答選択ステップと、前記選択された応答音声の周波数帯域を除いた帯域の少なくとも一部の帯域を選択する帯域選択ステップと、前記選択された帯域の少なくとも一部において入力された信号の音声検出を行う音声検出ステップとをコンピュータに実行させるプログラムである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明における音声処理システムでは、音声対話システムのように応答信号も入力音声も音声である場合においても、応答信号の出力中に精度よく音声検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るハードウェア構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る概念図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るフローチャートである。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係るブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係るフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施形態１．
図１は、本発明の第１の実施形態に係る音声処理システム１のハードウェア構成図である。図１に示すように、音声処理システム１は、ＣＰＵ１０、メモリ１２、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１４、図示しないネットワークを介してデータの通信を行う通信インタフェース（ＩＦ）１６、ディスプレイ等の表示装置１８およびキーボードやマウス等のポインティングデバイスを含む入力装置２０を有する。これらの構成要素は、バス２２を通して互いに接続されており、互いにデータの入出力を行う。なお、音声処理システム１のハードウェア構成は、この構成に制限されず、適宜変更することができる。また、音声処理システム１は１台のコンピュータシステムで構成される必要はなく、複数台のコンピュータシステムで構成されていてもよい。
【００１３】
図２は、本発明の第１の実施の形態による音声処理システムの構成を示すブロック図である。
【００１４】
図２に示すように、第１の実施の形態による音声処理システムは、応答選択手段１１１と、帯域選択手段１２１と、音声検出手段１３１とを有する。
【００１５】
応答選択手段１１１は、あらかじめ使用する周波数帯域が既知である応答音声を選択し、帯域選択手段１２１に通知する。なお、応答音声とは、音声処理システムが出力する音声のことである。応答音声は、例えば、ある入力された音声に対してその内容に対して応答する内容の音声である。
【００１６】
帯域選択手段１２１は、前記応答選択手段１１１で選択された応答音声の周波数を除いた帯域を選択し、選択された帯域の情報である帯域情報を音声検出手段１３１に通知する。帯域選択手段１２１は、応答音声の周波数の少なくとも一部を除いた帯域を選択してもよい。例えば、帯域選択手段１２１は、応答音声の周波数のうち、応答音声をより多く含む周波数を除いた帯域を選択してもよい。
【００１７】
音声検出手段１３１は、前記帯域情報を利用して、入力された信号に対する音声検出を行う。音声検出手段１３１は、前記選択された帯域の少なくとも一部の帯域を利用して音声検出を行ってもよい。
【００１８】
次に、本発明を実施するための第１の実施の形態の動作について詳細に説明する。図３は、第１の実施の形態の動作の一例を示すフローチャートである。
【００１９】
応答選択手段１１１は、あらかじめ使用する周波数帯域が既知の応答音声を選択し、選択された応答音声を音声検出手段１３１に通知する（ステップ１０１）。帯域選択手段１２１は、応答音声選択手段１１１にて選択された応答音声の周波数帯域の少なくとも一部を除いた帯域を選択し、選択された帯域の情報である帯域情報を音声検出手段１３１に通知する（ステップ１０２）。音声検出手段１３１は、前記選択された帯域の少なくとも一部の帯域において音声検出を行う（ステップ１０３）。
【００２０】
音声検出手段１３１が音声を検出した場合はステップ１０１に戻る（ステップ１０４）。
【００２１】
本実施の形態によれば、応答音声の周波数帯域以外の帯域を利用して入力信号の音声検出を行うため、応答信号の出力中であっても、入力信号の音声検出を行うことができる。
【００２２】
実施形態２．
図４は、本発明の第２の実施の形態による音声処理システムの構成を示すブロック図である。本発明の第２の実施の形態による音声処理システムは、第１の実施例に相当する。本発明の第２の実施の形態による音声処理システムは、音声対話装置であってもよい。
【００２３】
本実施形態の音声処理システムは、音声応答装置２、応答音声記憶手段２１２、出力手段１６２、入力手段１７２を備える。を備える。音声応答装置２は、応答選択手段１１２、帯域選択手段１２２、音声検出手段１３２、音声認識手段１４２、音声再生手段１５２を備える。
【００２４】
応答選択手段１１２は、応答音声記憶手段２１２に記憶されたあらかじめ使用する周波数帯域が既知の１以上の応答音声から、応答音声を選択する。さらに、応答選択手段１１２は、帯域選択手段１２２と音声再生手段１５２に、選択された応答音声を通知する。
【００２５】
帯域選択手段１２２は、応答選択手段１１２にて選択された応答音声の周波数帯域を除いた帯域を選択し、音声検出手段１３２に帯域情報を通知する。
【００２６】
帯域選択手段１２２は、応答音声が含まれる帯域すべてを除いた帯域を帯域情報として通知しても良いし、一定時間単位で応答音声が含まれる帯域を除いた帯域を帯域情報として、時間情報とともに通知しても良い。例えば帯域選択手段１２２は、図５に示すように、応答音声が含まれる帯域を単位時間あたり（例えば処理フレームごとに）で抽出し、その逆側の帯域を帯域情報として設定してもよい。その際に、応答選択手段１１２は、直前に使用した周波数帯域をできるだけ継続して使うよう応答音声を選択してもよい。それにより、同一のユーザが連続して音声入力を行う場合に、応答音声と入力音声の周波数帯域の重なりがより少なくなる。応答音声が含まれる帯域すべてを除いた帯域を帯域情報とするする手法は、低コストで音声検出を行うことができる。一方、一定時間単位で帯域情報を変更する手法は高精度に音声検出を行うことができる。
【００２７】
また、帯域選択手段１２２は、音声検出の対象となる周波数帯域をあらかじめ複数のサブバンドに分割し、該当するサブバンドを離散的に選択してもよい。さらに、帯域選択手段１２２は、サブバンドごとに応答音声の含まれる量に応じて重み付けを行う。帯域選択手段１２２は、含まれる量が多いサブバンドほど重み付けを小さくしてもよい。音声検出をサブバンドごとに行う技術については公知の技術であるから、ここでは説明を省略する。
【００２８】
音声検出手段１３２は、後述の入力手段１７２より入力音声を、帯域選択手段１２２より帯域情報をそれぞれ受け付け、入力音声の音声検出を行う。
【００２９】
音声検出手段１３２は、音声を検出した際に、その旨を後述の音声再生手段１５２に通知してもよい。音声再生手段１５２は前記通知を受け取ると音声再生を停止してもよい。これにより、本実施形態による音声処理システムは、音声検出が正しく行われた際にただちに応答音声の再生を停止するため、その後の音声検出・音声認識などの処理をより高精度に行うことが可能となる。
【００３０】
また、音声検出手段１３２は、帯域選択手段１２２より受け付ける帯域情報がサブバンドごとに重み付けされている場合、重みに応じて検出する際の閾値を変更してもよい。音声検出手段１３２は、例えば、重みの大きいサブバンドにおける検出結果をより信頼度が高い結果として用いてもよい。それにより、音声検出手段１３２は、より高精度に音声を検出できる。音声認識手段１４２は、後述の入力手段１７２で入力された音声を音声認識する。さらに、応答選択手段１１２は、音声認識手段１４２の音声認識結果に基づいて応答音声を選択する。
【００３１】
音声再生手段１５２は、応答選択手段１１２にて選択された応答音声を、出力手段１６２にて再生させる。
【００３２】
出力手段１６２は、音声などの信号を出力する手段である。出力手段１６２は、例えばスピーカであればよい。
【００３３】
入力手段１７２は、音声などの信号を入力する手段である。入力手段１７２は、例えばマイクであればよい。
【００３４】
応答音声記憶手段２１２は、応答音声を記憶する手段である。
【００３５】
次に、本発明を実施するための第２の実施の形態の動作について詳細に説明する。図６は、第２の実施の形態の動作の一例を示すフローチャートである。
【００３６】
応答選択手段１１２は、応答音声記憶手段２１２からあらかじめ使用する周波数帯域が既知の応答音声を選択し、音声再生手段１５２と帯域選択手段１２２にそれぞれ通知する（ステップ２０１）。応答選択手段１１２は、例えば、システム起動時には「こんにちは」など対話の開始に適した応答音声を選択してもよい。帯域選択手段１２２は、応答選択手段１１２から通知された応答音声の周波数帯域を除いた帯域を選択し、音声検出手段１３２に帯域情報を通知する（ステップ２０２）。音声再生手段１５２は、応答選択手段１１２から通知された応答音声を出力手段１６２にて再生する（ステップ２０３）。
【００３７】
音声検出手段１３２は、入力手段１７２より入力音声を、帯域選択手段１２２より帯域情報をそれぞれ受け付けて、入力音声の音声検出を行う（ステップ２０４）。音声検出手段１３２が音声を検出した場合には、音声認識手段１４２は音声検出結果を用いて音声認識を行い、ステップ２０１に戻る（ステップ２０５、２０６）。
【００３８】
本実施の形態によれば、応答音声の周波数帯域以外の帯域において入力信号の音声検出を行うため、応答信号の出力中であっても、入力信号の音声検出を行うことができる。特に、応答音声と入力音声の周波数帯域が重なりやすい場合において、応答音声帯域の時間変化に応じた音声検出帯域の変更を行うことで、より高精度に音声を検出できる。また、直前に使用した周波数帯域をできるだけ継続して使うよう応答音声を選択することで、同一のユーザが連続して音声入力を行う場合により精度良く周波数帯域の重なりを避けることができる。
【００３９】
実施形態３．
図７は、本発明の第３の実施の形態による音声処理システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態による音声処理システムは、第２の実施例に相当する。
【００４０】
本実施形態の音声処理システムは音声応答装置３、応答音声記憶手段２１３、出力手段１６３、入力手段１７３を備える。音声応答装置３は、応答選択手段１１３、帯域選択手段１２３、音声検出手段１３３、音声認識手段１４３、音声再生手段１５３、シナリオ参照手段１８３を備える。
【００４１】
応答選択手段１１３、帯域選択手段１２３、音声検出手段１３３、音声再生手段１５３、出力手段１６３、入力手段１７３、応答音声記憶手段２１３は、各々、応答選択手段１１２、帯域選択手段１２２、音声検出手段１３２、音声再生手段１５２、出力手段１６２、入力手段１７２、応答音声記憶手段２１２と同様の機能を有するため説明を省略する。
【００４２】
音声認識手段１４３は、音声検出手段１３３から通知される音声検出結果を用いて入力手段１７３から入力される音声を認識する。音声認識手段１４３は、認識結果をシナリオ参照手段１８３に通知する。
【００４３】
シナリオ参照手段１８３は、シナリオ記憶手段２２３を参照して音声認識手段１４３から通知される認識結果に対応するシナリオを応答選択手段１１３へ通知する。
【００４４】
応答選択手段１１３は通知されたシナリオに応じた応答音声を選択する。
【００４５】
シナリオ記憶手段２２３は、音声認識結果に対応する応答の内容を示すシナリオを記憶している。
【００４６】
次に、本発明を実施するための第３の実施の形態の動作について詳細に説明する。図８は、第３の実施の形態の動作の一例を示すフローチャートである。
【００４７】
まず、応答音声記憶手段２１３に記憶されたあらかじめ使用する周波数帯域が既知の１以上の応答音声から、応答音声を選択する。さらに、応答選択手段１１３は、帯域選択手段１２３と音声再生手段１５３に、選択された応答音声を通知する。（ステップ３０１）。
【００４８】
帯域選択手段１２３は、応答選択手段１１３から通知された応答音声の周波数帯域を除いた帯域を選択し、音声検出手段１３３に通知する（ステップ３０２）。
【００４９】
音声再生手段１５３は、応答選択手段１１３から通知された応答音声を出力手段１６３にて再生する（ステップ３０３）。
【００５０】
音声検出手段１３３は、入力手段１７３より入力音声を、帯域選択手段１２３より帯域情報をそれぞれ受け付け、音声検出を行い、音声が検出された場合には検出結果を音声認識手段１４３に通知する（ステップ３０４）。
【００５１】
音声検出手段１３３が音声を検出した場合、音声認識手段１４３は、音声検出結果を用いて音声認識を行う。さらに、音声認識手段１４３は、音声認識結果をシナリオ参照手段１８３に通知する（ステップ３０５、３０６）。音声検出結果を用いて音声認識を行う技術については良く知られた技術であるから、ここでは説明を省略する。
【００５２】
シナリオ参照手段１８３は、シナリオ記憶手段２２３を参照し、音声認識結果に対応する応答の内容が存在すれば応答選択手段１１３へ通知し、ステップ３０１に戻る（ステップ３０７、３０８）。
【００５３】
本実施の形態によれば、シナリオに基づいて応答する音声処理システムにおいても、応答信号の出力中であっても入力信号の音声検出を行うことができる。
【００５４】
なお、上述の説明で用いた複数のフローチャートでは、複数の処理が順番に記載されているが、各実施形態で実行される処理の実行順序は、その記載の順番に制限されない。各実施形態では、図示される工程の順番を内容的に支障のない範囲で変更することができる。また、上述の各実施形態及び変形例は、内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  音声処理システム
２  音声応答装置
３  音声応答装置
１０  ＣＰＵ
１２  メモリ
１４  ＨＤＤ
１６  通信ＩＦ
１８  表示装置
２０  入力装置
２２  バス
１１１、１１２、１１３  応答選択手段
１２１、１２２、１２３  帯域選択手段
１３１、１３２、１３３  音声検出手段
１４２、１４３  音声認識手段
１５２、１５３  音声再生手段
１６２、１６３  出力手段
１７２、１７３  入力手段
１８３  シナリオ参照手段
２１２、２１３  応答音声記憶手段
２２３  シナリオ記憶手段
【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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