(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】入力された音声の音声検出に使用された周波数帯域を用いて音声検出を行う音声検出手段と、前記入力された音声の音声検出に使用された周波数帯域を除いた帯域を応答選択部に通知する帯域推定手段と、あらかじめ使用する周波数帯域が既知の応答音声のうち前記通知された帯域の成分を多く含む応答音声を選択する応答選択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】
入力された音声の音声検出に使用された周波数帯域を用いて音声検出を行う音声検出手段と、
前記入力された音声の音声検出に使用された周波数帯域を除いた帯域を応答選択部に通知する帯域推定手段と、
あらかじめ使用する周波数帯域が既知の応答音声のうち前記通知された帯域の成分を多く含む応答音声を選択する応答選択手段と
を備える音声処理システム。
【請求項２】
前記音声検出手段はあらかじめ複数の部分帯域に分割された周波数帯域を対象に音声検出を行い、前記帯域推定部は前記複数の部分帯域のうち音声検出に使用された部分帯域を除いた部分帯域を通知する請求項１に記載の音声処理システム。
【請求項３】
前記音声検出手段は前記部分帯域ごとに入力音声の含まれる量に応じて重み付けを行い、前記応答選択部は当該重みの大きい部分帯域に含まれる音声が少ない応答音声を選択する請求項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】
入力された音声の音声検出に使用された周波数帯域を用いて音声検出を行う音声検出ステップと、
前記入力された音声の音声検出に使用された周波数帯域を除いた帯域を応答選択部に通知する帯域推定ステップと、
あらかじめ使用する周波数帯域が既知の応答音声のうち前記通知された帯域の成分を多く含む応答音声を選択する応答選択ステップと
を有する音声処理方法。
【請求項６】
前記音声検出ステップはあらかじめ複数の部分帯域に分割された周波数帯域を対象に音声検出を行い、
前記帯域推定ステップは、前記複数の部分帯域のうち音声検出に使用された部分帯域を除いた部分帯域を通知する
請求項５に記載の音声処理方法。
【請求項７】
前記音声検出ステップは前記部分帯域ごとに入力音声の含まれる量に応じて重み付けを行い、
前記応答選択ステップは当該重みの大きい部分帯域に含まれる音声が少ない応答音声を選択する
請求項６に記載の音声処理方法。
【請求項８】
入力された音声の音声検出に使用された周波数帯域を用いて音声検出を行う音声検出ステップと、
前記入力された音声の音声検出に使用された周波数帯域を除いた帯域を応答選択部に通知する帯域推定ステップと、
あらかじめ使用する周波数帯域が既知の応答音声のうち前記通知された帯域の成分を多く含む応答音声を選択する応答選択ステップと
をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項９】
前記音声検出ステップはあらかじめ複数の部分帯域に分割された周波数帯域を対象に音声検出を行い、
前記帯域推定ステップは、前記複数の部分帯域のうち音声検出に使用された部分帯域を除いた部分帯域を通知する
請求項８に記載のプログラム。
【請求項１０】
前記音声検出ステップは前記部分帯域ごとに入力音声の含まれる量に応じて重み付けを行い、
前記応答選択ステップは当該重みの大きい部分帯域に含まれる音声が少ない応答音声を選択する
請求項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、入力された音声の音声検出に使用された周波数帯域を用いて音声検出を行う音声検出手段と、前記入力された音声の音声検出に使用された周波数帯域を除いた帯域を応答選択部に通知する帯域推定手段と、あらかじめ使用する周波数帯域が既知の応答音声のうち前記通知された帯域の成分を多く含む応答音声を選択する応答選択手段とを備える音声処理システムである。
【０００８】
本発明は、入力された音声の音声検出に使用された周波数帯域を用いて音声検出を行う音声検出ステップと、前記入力された音声の音声検出に使用された周波数帯域を除いた帯域を応答選択部に通知する帯域推定ステップと、あらかじめ使用する周波数帯域が既知の応答音声のうち前記通知された帯域の成分を多く含む応答音声を選択する応答選択ステップとを有する音声処理方法である。
【０００９】
本発明は、入力された音声の音声検出に使用された周波数帯域を用いて音声検出を行う音声検出ステップと、前記入力された音声の音声検出に使用された周波数帯域を除いた帯域を応答選択部に通知する帯域推定ステップと、あらかじめ使用する周波数帯域が既知の応答音声のうち前記通知された帯域の成分を多く含む応答音声を選択する応答選択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】
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、音声検出手段と、帯域推定手段１２１と、応答選択手段１３１とを有する。
【００１５】
音声検出手段１１１は、入力音声を受け付けて音声検出を行う。音声検出手段１１１は、音声が検出された場合にはその音声が含まれる周波数帯域を示す検出帯域情報を帯域推定手段１２１に通知する。
【００１６】
帯域推定手段１２１は、検出帯域情報の周波数帯域の少なくとも一部を除いた帯域を選択し、選択した帯域を推定帯域情報として応答選択手段１３１に通知する。
【００１７】
応答選択手段１３１は、推定帯域情報の帯域の成分を多く含む応答音声を選択する。なお、音声がある帯域の成分を多く含むとは、その帯域において音声の含まれる量（ゲイン）が大きいことを示す。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。
【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】
音声検出手段１１１は、入力音声を受け付けて音声検出を行い、検出帯域情報を通知する。（ステップ１０１）。帯域推定手段１２１は、音声検出手段１１１より通知された検出帯域情報の周波数帯域の少なくとも一部を除いた帯域を選択し、推定帯域情報を応答選択手段１３１に通知する（ステップ１０２）。応答選択手段１３１は、推定帯域情報の帯域の成分を多く含む応答音声を選択する（ステップ１０３）。（ゲイン）
【００２０】
本実施の形態によれば、入力された音声の音声検出（例えば直前の音声検出）に使用された周波数帯域を除いた帯域の成分を多く含む応答音声を選択するため、応答信号の出力中であっても、精度よく入力信号の音声検出を行うことができる。例えば、入力音声が男声であり男声の周波数帯域において音声検出を行う場合には、女声の応答音声を選択することで、精度よく入力信号の音声検出を行うことができる。
【００２１】
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。なお、本発明の第２の実施の形態による音声処理システムは、後述する音声認識手段１４２を必ずしも備える必要はない。
【００２２】
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。音声応答装置２は、音声検出手段１１２、帯域推定手段１２２、応答選択手段１３２、音声認識手段１４２、音声再生手段１５２を備える。
【００２３】
音声検出手段１１２は、後述する入力手段１７２より入力音声を受け付け、音声検出を行う。音声検出手段１１２は、音声が検出された場合には、検出帯域情報を帯域推定手段１２２に通知する。音声検出手段１１２は、音声認識手段１４２に音声検出結果を通知してもよい。
【００２４】
また、音声検出手段１１２は、後述の帯域推定情報を帯域推定手段１２２から受け付け、当該帯域情報により指定された周波数帯域において音声検出を行ってもよい。同一のユーザが連続して音声入力を行う場合には、直前または過去の音声を検出した周波数帯域において音声検出をすることにより、より精度よく音声検出をすることができる。なお、対話の開始時においては、過去の検出結果の帯域情報が存在しない場合もある。よって、音声検出手段１１２は、例えば音声検出開始時は、全周波数帯域を対象として音声検出を行ってもよい。
【００２５】
音声検出手段１１２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（部分帯域）に分割し、音声が含まれるサブバンドを検出帯域情報として帯域推定手段１２２に通知してもよい。さらに、音声検出手段１１２は、サブバンドごとに入力音声の含まれる量（ゲイン）に応じて重み付けを行い、含まれる量が多いサブバンドほど大きい重み付けとした検出帯域情報を帯域推定手段１２２に通知してもよい。音声検出をサブバンドに分割して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。
【００２６】
帯域推定手段１２２は、周波数帯域の少なくとも一部を除いた帯域を選択し、推定帯域情報として応答選択手段１３２に通知する。また、帯域推定手段１２２は、推定帯域情報を音声検出手段１１２に通知してもよい。その場合、音声検出手段１１２は、次の入力音声に対して、推定帯域情報の周波数を除いた周波数において音声検出をしてもよい。帯域推定手段１２２は、直前の音声検出結果から推定した推定帯域情報を通知してもよいし、直近の複数の音声検出結果から推定した周波数帯域を平滑化した周波数帯域を推定帯域情報として通知してもよい。
【００２７】
応答選択手段１３２は、後述する応答音声記憶手段２１２から、応答として適切で、かつ帯域推定手段１２２より通知された推定帯域情報の帯域の成分を多く含む応答音声を選択する。例えば応答選択手段１３２は、図５に示すように、推定帯域情報の帯域（音声検出で使用された帯域を除いた帯域）の成分を主に含む応答音声を選択すれば良い。応答選択手段１３２は、選択した応答音声を音声再生手段１５２に通知する。応答選択手段１３２は、前記複数の対応する応答の中から、推定帯域情報の成分を多く含む応答音声を選択すればよい。また、応答選択手段１３２は、後述する音声認識手段１４２の音声認識結果にも基づいて応答音声を選択してもよい。
【００２８】
さらに、応答選択手段１３２は、推定帯域情報がサブバンド別かつ重み付けされている場合、重みに応じて応答音声を選択してもよい。応答選択手段１３２は、例えば、重みの大きいサブバンドの成分を多く含む応答は優先度が低くなるように応答を選択することで、より精度よく入力信号の音声検出を行うことができる。一例として、周波数方向に８分割されたサブバンドＢ１〜Ｂ８のうち、Ｂ１は重みが０、Ｂ２〜Ｂ３は重みが大、Ｂ４〜Ｂ５は重みが小、Ｂ６は重みが大、Ｂ７〜Ｂ８は重みが中である場合を説明する。この例では、応答選択手段１３２は、複数の応答音声候補のうちＢ２〜Ｂ３およびＢ６のサブバンドにおける成分が少なく、かつ、Ｂ４〜Ｂ５のサブバンドにおける成分を多く含む応答を優先的に選択すればよい。
【００２９】
音声認識手段１４２は、音声検出手段１１２が音声検出した結果を用いて音声認識を行う。
【００３０】
音声再生手段１５２は、応答選択手段１３２で選択された応答音声を、出力手段１７２で再生させる。音声再生手段１５２は、音声検出手段１１２が音声検出を開始したタイミングを音声検出手段から通知されてもよい。音声再生手段１５２は、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、音声検出が行われた際にただちに応答音声の再生が止まるため、音声検出手段１１２は、その後の音声検出をより高精度に行うことが可能となる。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
応答音声記憶手段２１２は、例えば定められた入力信号に対して対応する応答を複数記憶している。
【００３４】
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。
【００３５】
音声検出手段１１２は、入力音声を受け付けて音声検出を行い、検出帯域情報を通知する（ステップ２０１）。帯域推定手段１２２は、検出帯域情報の帯域の少なくとも一部を除いた帯域を選択し、推定帯域情報を応答選択手段１３２に通知する（ステップ２０２）。応答選択手段１３２は、後述する応答音声記憶手段２１２から、応答として適切で、かつ推定帯域情報の成分を多く含む応答音声を選択する（ステップ２０３）。音声再生手段１５２は、応答選択手段１３２で選択された応答音声を、出力手段１７２で再生させる（ステップ２０４）。音声検出手段１１２は、次の入力音声の音声検出を行い、音声が検出された場合には、検出帯域情報を帯域推定手段１２２に通知し、ステップ２０２に戻る（ステップ２０５）。
【００３６】
なお、ステップ２０２の後に、音声認識手段１４２が音声検出結果を用いて音声認識を行ってもよい。その場合、ステップ２０３において、応答選択手段１３２は音声認識結果に基づいて応答音声を選択してもよい。
【００３７】
本実施の形態によれば、応答音声の出力中に入力音声の検出を精度よく行うことが可能となる。
【００３８】
また、同一のユーザが連続して音声入力を行う場合には、直前または過去の音声を検出した周波数帯域において音声検出をすることにより、より精度よく音声検出をすることができる。
【００３９】
また、本実施の形態による音声処理システムは、音声検出の際にサブバンドごとに重み付けを行うことで、重みの小さいすなわち入力音声のゲインが小さい帯域を含む応答音声も選択することができる。よって、音声検出の精度劣化を抑えつつ応答音声のバリエーションを拡大することが可能となる。
【００４０】
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。
【００４１】
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、音声検出手段１１３、帯域推定手段１２３、応答選択手段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。
【００４２】
音声検出手段１１３、帯域推定手段１２３、応答選択手段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、音声検出手段１１２、帯域推定手段１２２、応答選択手段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。
【００４３】
音声認識手段１４３は、音声検出手段１１３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。
【００４４】
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１３３へ通知する。
【００４５】
応答選択手段１３３は通知されたシナリオに応じた応答音声を選択する。
【００４６】
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。シナリオは、テキストレベルで指定されてもよいし、同じ内容であっても言い回しや語彙の自由度を許容するメタな表現で記述されてもよい。
【００４７】
シナリオがテキストレベルで指定されている場合には、同一テキストの応答音声は、話者の声質や話し方が異なり、お互いの周波数帯域が重ならない応答音声であるとよい。一方、シナリオがメタな表現で記述される場合には、同一内容を示す応答音声は、声質の違いの他に言い回しや語彙の違いを利用することで、よりお互いの周波数帯域が重ならない応答音声にすることができる。例えば、「依頼」を表す表現として「〜してください」と「〜をお願いします」では、主に使用する周波数帯域が変わる場合がある。
【００４８】
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。
【００４９】
まず、帯域推定手段１２３は、一回目の帯域推定を行い、推定帯域情報を応答選択手段１３２に通知する（ステップ３０１）。次に、応答選択手段１３３は、応答音声を選択する（ステップ３０２）。次に、音声再生手段１５３は、応答選択手段１３３から通知された応答音声を出力手段１６３で再生させる（ステップ３０３）。音声検出手段１１３は、入力手段１７３より受け付けた入力音声に対して音声検出を行う（ステップ３０４）。音声検出手段１１３は、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３０５）。帯域推定手段１２３は、二回目の帯域推定を行い、推定帯域情報を応答選択手段１３３に通知する（ステップ３０６）。音声認識部１４３は、音声検出結果を用いて音声認識を行い、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３０７）。シナリオ参照手段１８３はシナリオ記憶手段２２３を参照する（ステップ３０８）。シナリオ参照手段１８３は、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がある場合はその対応するシナリオを応答選択手段１３３へ通知してステップ３０２に戻る（ステップ３０９）。
【００５０】
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】
【００５１】
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  音声検出手段
１２１、１２２、１２３  帯域推定手段
１３１、１３２、１３３  応答選択手段
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】
2015191220.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2015191220.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015191220.tif 000009
【図８】
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