(57)【要約】【課題】広いダイナミックレンジを有する音声に対する認識率を高めることができる音声入力装置および音声認識処理システムを提供すること。【解決手段】音声入力装置１００は、利得が異なる複数の音声信号を生成する減衰器１６と、複数の音声信号のそれぞれを所定ビット数の中間データに変換する２つのアナログ−デジタル変換器１４、１８と、これらのアナログ−デジタル変換器１４、１８から出力される２つの中間データを合成するとともにその一部を抜き出して所定ビット数の認識処理用データを生成する波形推定部２０とを備えている。【選択図】        図１
2004361604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声認識装置の前段に設けられ、入力音声信号に対応する音声データを生成する音声入力装置であって、
前記入力音声信号に対して、振幅が異なる複数の音声信号を生成する信号生成手段と、
前記信号生成手段によって生成された複数の前記音声信号のそれぞれをデジタルデータに変換する複数のアナログ−デジタル変換手段と、
前記複数のアナログ−デジタル変換手段から出力される複数の前記デジタルデータを合成するデータ合成手段と、
を備えることを特徴とする音声入力装置。
【請求項２】
請求項１において、
音声を集音して前記入力音声信号を出力するマイクロホンをさらに備えることを特徴とする音声入力装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記信号生成手段は、前記入力音声信号に対して所定の利得で減衰あるいは増幅を行う少なくとも一の利得変更手段を有することを特徴とする音声入力装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記データ合成手段は、一の前記アナログ−デジタル変換手段の出力データが飽和していない場合にこの出力データを用い、この出力データが飽和した場合にはこの飽和した部分の波形形状を他の前記アナログ−デジタル変換手段の飽和していない出力データに基づいて推定することを特徴とする音声入力装置。
【請求項５】
請求項３において、
前記データ合成手段は、複数の前記アナログ−デジタル変換手段から出力される複数の前記デジタルデータのそれぞれのビット位置を、前記利得変更手段の利得に応じたビット数分ずらして合成することを特徴とする音声入力装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記信号生成手段によって生成される複数の前記音声信号のそれぞれのレベル検出を行うレベル検出手段をさらに備え、
前記データ合成手段は、前記レベル検出手段によって検出された前記複数の音声信号のそれぞれのレベルの比に応じて、合成処理の際にずらすビット数を決定することを特徴とする音声入力装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかにおいて、
前記アナログ−デジタル変換手段の数は２であり、ステレオ用のアナログ−デジタル変換器を用いることを特徴とする音声入力装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかにおいて、
前記データ合成手段は、所定期間に入力される前記デジタルデータを蓄積し、この期間内で最も振幅が大きな音声信号が含まれる所定ビット数のデータを、蓄積された各デジタルデータの中から切り出して出力する処理を行うことを特徴とする音声入力装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記所定期間は、前記入力音声信号が途切れるまでの音声入力区間であることを特徴とする音声入力装置。
【請求項１０】
請求項８において、
前記所定期間は、前記入力音声信号が途切れるまでの音声入力区間よりも短い分割期間であり、後の分割期間に対応する前記音声信号の振幅がそれ以前の分割期間に対応する前記音声信号の振幅よりも大きい場合には、蓄積された各デジタルデータの中から切り出して出力する処理をそれ以前の分割期間から繰り返すことを特徴とする音声入力装置。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれかの音声入力装置と、この音声入力装置から出力されるデータに対して音声認識処理を行う音声認識装置とを備える音声認識処理システムであって、
前記音声認識装置は、前記データ合成手段から出力されるデータが一の前記アナログ−デジタル変換手段から出力される前記デジタルデータを用いて生成される場合と、複数の前記アナログ−デジタル変換手段から出力される前記デジタルデータを用いて生成される場合とで、音声認識処理に用いられる複数の音響辞書を使い分けることを特徴とする音声認識処理システム。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記複数の音響辞書には、一の前記アナログ−デジタル変換手段から出力される前記デジタルデータを合成する際に発生する歪みを考慮した歪み学習音響辞書と、この歪みが考慮されていない通常音響辞書が含まれていることを特徴とする音声認識処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力された音声信号を音声認識処理の対象となる音声データに変換する音声入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロホンで収集した音声の内容を認識する音声認識装置が知られており、車載のナビゲーション装置の入力装置等に応用されている。このような音声認識装置では、利用者が自然に発声した音声に対して完全にその内容を認識するまでには至っておらず、認識率を高める各種の工夫がなされている。例えば、入力音声を増幅する増幅器の利得を、入力音声のダイナミックレンジに応じて設定することにより、認識対象となる音声の振幅を調整した音声認識装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この音声認識装置では、小さな声の利用者に対しては増幅器の利得が高く設定され、反対に大きな声の利用者に対しては増幅器の利得が低く設定されるため、認識対象となる音声のダイナミックレンジを常に最適レベルに維持することが可能になり、認識率を高めることができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６１−１８０２９６号公報（第２頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した特許文献１に開示された音声認識装置では、入力音声のダイナミックレンジに基づいて増幅器の利得が設定され、その後の入力音声に対して最適なダイナミックレンジが設定されるため、音声が最初に入力されてから増幅器の利得設定が終了するまでは、認識率を高めることができないという問題があった。また、同じ利用者あるいは複数の利用者が大きな声と小さな声を交互に発声した場合のように、入力音声のダイナミックレンジ自体が変化する場合には適用できず、認識率を高めることができないという問題があった。
【０００５】
一般に、人の声のダイナミックレンジは、ささやき声から怒鳴り声まで６０ｄＢ程度あるといわれている。しかも、声の大きさが人によってばらつくことを考慮すると、音声全体のダイナミックレンジは、さらに大きくなると考えられる。このような入力音声を、一般に用いられる１６ビット量子化のアナログ−デジタル変換器を用いて音声データに変換した場合には、１５ビットから５ビットの範囲のデータに相当する。
【０００６】
一方、音声認識処理の認識可能な入力音声のダイナミックレンジは、現状では４０ｄＢ程度が上限であり、１６ビット量子化のアナログ−デジタル変換器を用いた場合に１５ビットから９ビットの範囲のデータに相当する。すなわち、大きな声に対応する利得の設定がなされているときに小さな声に対応する音声が入力されると、この内容については認識することができなくなってしまう。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、広いダイナミックレンジを有する音声に対する認識率を高めることができる音声入力装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の音声入力装置は、音声認識装置の前段に設けられ、入力音声信号に対応する音声データを生成する音声入力装置であって、入力音声信号に対して、振幅が異なる複数の音声信号を生成する信号生成手段と、信号生成手段によって生成された複数の音声信号のそれぞれをデジタルデータに変換する複数のアナログ−デジタル変換手段と、複数のアナログ−デジタル変換手段から出力される複数のデジタルデータを合成するデータ合成手段とを備えている。これにより、一つのアナログ−デジタル変換手段の量子化ビット数では足りないようなダイナミックレンジの広い音声信号に対しても、波形の部分的な欠落がない符号化処理を行うことが可能になり、広いダイナミックレンジの確保とともに、音声波形全体が含まれるデータを生成して音声認識装置に入力することによって音声認識処理の認識率を高めることが可能になる。
【０００９】
また、音声を集音して入力音声信号を出力するマイクロホンをさらに備えることが望ましい。これにより、マイクロホンで集音したダイナミックレンジが広い各種の音声をそのまま音声認識用のデジタルデータに変換することが可能になる。
【００１０】
また、上述した信号生成手段は、入力音声信号に対して所定の利得で減衰あるいは増幅を行う少なくとも一の利得変更手段を有することが望ましい。これにより、一の入力音声信号に対して、振幅（利得）が異なる複数の音声信号を容易に生成することができる。
【００１１】
また、上述したデータ合成手段は、一のアナログ−デジタル変換手段の出力データが飽和していない場合にこの出力データを用い、この出力データが飽和した場合にはこの飽和した部分の波形形状を他のアナログ−デジタル変換手段の飽和していない出力データに基づいて推定することが望ましい。これにより、一のアナログ−デジタル変換手段のダイナミックレンジを超える広いダイナミックレンジを確保することが可能になる。
【００１２】
また、上述したデータ合成手段は、複数のアナログ−デジタル変換手段から出力される複数のデジタルデータのそれぞれのビット位置を、利得変更手段の利得に応じたビット数分ずらして合成することが望ましい。これにより、ビット数が少ない複数の音声信号に対応するデジタルデータを合成して、元の入力音声信号の波形全体を含むビット数が多いデータを生成することが可能になる。
【００１３】
また、上述した信号生成手段によって生成される複数の音声信号のそれぞれのレベル検出を行うレベル検出手段をさらに備え、データ合成手段は、レベル検出手段によって検出された複数の音声信号のそれぞれのレベルの比に応じて、合成処理の際にずらすビット数を決定することが望ましい。これにより、素子定数や製造上のばらつきを考慮したデータの合成を行うことが可能になり、入力音声信号に対応する歪みの少ないデータを生成することができる。
【００１４】
また、上述したアナログ−デジタル変換手段の数は２であり、ステレオ用のアナログ−デジタル変換器を用いることが望ましい。これにより、一般にステレオ用として市販されている２個一組のアナログ−デジタル変換器を用いることにより、部品コストを下げることができる。
【００１５】
また、上述したデータ合成手段は、所定期間に入力されるデジタルデータを蓄積し、この期間内で最も振幅が大きな音声信号が含まれる所定ビット数のデータを、蓄積された各デジタルデータの中から切り出して出力する処理を行うことが望ましい。これにより、音声認識に必要な音声波形のピークを含む所定ビット数のデータを生成することが可能になる。また、所定ビット数のデータを生成することにより、所定ビット数のデータに対して音声認識処理を行う従来の音声認識装置を用いることができるため、音声認識処理システム全体のコスト上昇を抑えることが可能になる。
【００１６】
また、上述した所定期間は、入力音声信号が途切れるまでの音声入力区間であることが望ましい。これにより、音声認識の対象となる一連の音声について、その波形に含まれるピークの情報を保持した所定ビット数のデータを切り出すことが可能になり、認識率を高めることができる。
【００１７】
また、上述した所定期間は、入力音声信号が途切れるまでの音声入力区間よりも短い分割期間であり、後の分割期間に対応する音声信号の振幅がそれ以前の分割期間に対応する音声信号の振幅よりも大きい場合には、蓄積された各デジタルデータの中から切り出して出力する処理をそれ以前の分割期間から繰り返すことが望ましい。これにより、音声認識処理の遅延時間を少なくすることが可能になる。
【００１８】
また、本発明の音声認識処理システムは、上述した音声入力装置と、この音声入力装置から出力されるデータに対して音声認識処理を行う音声認識装置とを備えており、音声認識装置は、データ合成手段から出力されるデータが一のアナログ−デジタル変換手段から出力されるデジタルデータを用いて生成される場合と、複数のアナログ−デジタル変換手段から出力されるデジタルデータを用いて生成される場合とで、音声認識処理に用いられる複数の音響辞書を使い分けている。特に、上述した複数の音響辞書には、一のアナログ−デジタル変換手段から出力されるデジタルデータを合成する際に発生する歪みを考慮した歪み学習音響辞書と、この歪みが考慮されていない通常音響辞書が含まれていることが望ましい。これにより、データの合成に伴って発生する歪みを考慮した音声認識処理が可能になり、認識率を高めることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態の音声入力装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
〔第１の実施形態〕
図１は、第１の実施形態の音声入力装置の構成を示す図である。図１に示す本実施形態の音声入力装置１００は、音声認識装置の前段に設けられて入力音声信号に対応する音声データを生成するためのものであり、マイクロホン１０、増幅器１２、アナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ）１４、１８、減衰器１６、波形推定部２０を含んで構成されている。また、この音声入力装置１００とその後段に接続された音声認識装置２００を含んで音声認識処理システムが構成されている。
【００２０】
マイクロホン１０は、音声認識対象となる利用者の音声を集音して、この音声に対応する入力音声信号を出力する。増幅器１２は、アナログ−デジタル変換器１４、１８による処理が可能な振幅レベルになるように、入力音声信号を所定のゲインで増幅する。一方のアナログ−デジタル変換器１４は、増幅器１２から出力される増幅後の音声信号を所定ビット数のデジタルデータに変換する。例えば音声信号は、符号ビットが１、データビットが１５の合計１６ビットの音声データ（中間データ）に変換される。
【００２１】
減衰器１６は、増幅器１２から出力される音声信号を減衰させて、減衰後の音声信号を出力する。例えば、減衰の利得が（１／２）１５倍に設定されている。他方のアナログ−デジタル変換器１８は、減衰器１６から出力される減衰後の音声信号を所定ビット数のデジタルデータに変換する。例えば、一方のアナログ−デジタル変換器１４と同様に、音声信号は符号ビットが１、データビットが１５の合計１６ビットの音声データ（中間データ）に変換される。なお、一般にステレオ用として市販されている２個一組のアナログ−デジタル変換器１４、１８を用いることにより、部品コストを下げることができる。
【００２２】
波形推定部２０は、２つのアナログ−デジタル変換器１４、１８のそれぞれから出力される１６ビットの中間データを合成して、符号ビットが１、データビットが３０の合計３１ビットの合成データを生成する。例えば、波形推定部２０は、アナログ−デジタル変換器１４の出力データが飽和していない場合にこの出力データを用い、この出力データが飽和した場合にはこの飽和した部分の波形形状を他のアナログ−デジタル変換器１８の飽和していない出力データに基づいて推定することにより、中間データの合成処理を行う。
【００２３】
図２は、波形推定部２０の詳細構成を示す図である。図２に示すように、波形推定部２０は、倍精度データ生成部２２、音声区間終了判定部２４、有効データ位置監視部２６、認識処理用データ生成部２８を備えている。
上述したように、一方のアナログ−デジタル変換器１４に入力される音声信号に対して、他方のアナログ−デジタル変換器１８に入力される音声信号は、信号レベルが（１／２）１５倍に減衰しているため、これらの音声信号を３１ビット長のデジタルデータに変換すると、それぞれの音声信号の波形情報が現れる位置は１５ビットシフトしている。実際には、アナログ−デジタル変換器１４、１８は、入力される音声信号を１５ビットのデータにしか変換できない。
【００２４】
このため、大きな信号レベルの音声信号が入力された場合には、一方のアナログ−デジタル変換器１４では、許容入力電圧を超えてしまい、音声波形のピーク部分が飽和した状態で音声データに変換される。このとき、他方のアナログ−デジタル変換器１８では、大きな信号レベルの音声信号が減衰した状態で入力されるため、音声波形のピーク部分が正常に音声データに変換される。
【００２５】
また、小さな信号レベルの音声信号が入力された場合には、一方のアナログ−デジタル変換器１４では、許容入力電圧の範囲内の音声信号が入力されるため、音声波形のピーク部分が正常に音声データに変換される。
倍精度データ生成部２２は、一方のアナログ−デジタル変換器１４から出力される中間データが飽和していない場合にはこの中間データをそのまま用いて３０ビットのデータビットを生成し、一方のアナログ−デジタル変換器１４から出力される中間データが飽和している場合には他方のアナログ−デジタル変換器１８から出力される中間データを２１５倍して３０ビットのデータビットを生成し、符号ビット１、データビット３０で合計３１ビットの倍精度データ（合成データ）を生成する。合成データに含まれる符号ビットは、アナログ−デジタル変換器１４、１８から出力される中間データの符号ビットがそのまま用いられる。
【００２６】
なお、倍精度データ生成部２２の他の動作例としては、３１ビットの音声データに含まれるデータビットの中の上位１５ビットに、他方のアナログ−デジタル変換器１８から出力される中間データの中のデータビットを当てはめ、３１ビットの音声データに含まれるデータビットの中の下位１５ビットに、一方のアナログ−デジタル変換器１４から出力される中間データの中のデータビットを当てはめることにより（この中間データが飽和している場合には下位１５ビットの各ビットを“０”とする）、符号ビット１、データビット３０で合計３１ビットの合成データを生成するようにしてもよい。
【００２７】
音声区間終了判定部２４は、倍精度データ生成部２２によって生成される合成データを監視することにより、音声区間の終了タイミングを判定する。例えば、音声信号の入力が開始された後、合成データの値が「０」あるいは所定値よりも小さくなったときに、認識対象としてのひとまとまりの音声入力が終了したものとして判定される。
【００２８】
有効データ位置監視部２６は、合成データに含まれる３０ビットのデータビットの各値を調べ、値が“１”となる最上位のビット位置を検出し、そのビット位置を有効データ位置として抽出する。この有効データ位置は、次に入力される合成データに対応する有効データ位置の方が上位ビット側にある場合には、それまでの値が更新され、それ以外の場合には廃棄される。このようにして、最も信号レベルが大きい音声データに対応する有効データ位置が保持される。
【００２９】
認識処理用データ生成部２８は、音声区間終了判定部２４によって音声区間の終了タイミングが判定されるまでの間、倍精度データ生成部２２から出力される合成データを蓄積する。また、認識処理用データ生成部２８は、この蓄積期間終了後に、有効データ位置監視部２６で検出された有効データ位置を含む下位１５ビットの抽出位置を決定し、蓄積順に合成データを読み出してこの抽出位置に対応する１５ビットデータを抽出し、さらに符号ビットを加えた合計１６ビットの認識処理用データを生成する。このようにして生成された認識処理用データは、音声入力装置１００の後段に接続された音声認識装置２００に入力される。
【００３０】
上述した増幅器１２、減衰器１６が信号生成手段、利得変更手段に、アナログ−デジタル変換器１４、１８がアナログ−デジタル変換手段に、波形推定部２０がデータ合成手段にそれぞれ対応する。
このように、本実施形態の音声入力装置１００では、一つのアナログ−デジタル変換器の量子化ビット数では足りないようなダイナミックレンジの広い入力音声信号に対しても、２つのアナログ−デジタル変換器１４、１８を用いることにより波形の部分的な欠落がない符号化処理を行うことが可能になり、広いダイナミックレンジの確保とともに、音声波形全体が含まれるデータを生成して音声認識装置２００に入力することによって音声認識処理の認識率を高めることが可能になる。
【００３１】
また、増幅器１２や減衰器１６のそれぞれを単独であるいは組み合わせて用いることにより、一の入力音声信号に対して、振幅（利得）が異なる２つの音声信号を生成することが可能になる。
また、波形推定部２０では、減衰器１６の利得に対応してビット数をシフトして２つの中間データを合成することにより、元の入力音声信号の波形全体を含むビット数が多い合成データを容易に生成することができる。
【００３２】
また、波形推定部２０においてビット長の多い合成データの中から所定ビット数の認識処理用データを切り出して出力することにより、所定ビット数のデータに対して音声認識処理を行う従来の音声認識装置２００を用いることができるため、音声認識システム全体のコスト上昇を抑えることが可能になる。
【００３３】
また、波形推定部２０は、音声区間が終了するまでの一連の合成データ蓄積し、この区間が終了した後に認識処理用データを切り出しているため、音声認識の対象となる一連の音声について、その波形に含まれるピークの情報を保持した所定ビット数の認識処理用データを切り出すことが可能になり、認識率を高めることができる。
【００３４】
なお、上述した本実施形態の音声入力装置１００では、波形推定部２０内の認識処理用データ生成部２８は、音声区間終了判定部２４によって音声区間の終了タイミングが判定されるまでの期間合成データを蓄積し、この蓄積期間が終了した後認識処理用データを出力していたため、この蓄積期間に相当する遅延時間が発生する。この遅延時間を短くするために、例えば、短い分割期間を設定し、この分割期間毎に認識処理用データ生成部２８から認識処理用データを出力するようにしてもよい。但し、それ以前の分割期間に対応して出力された認識処理用データよりも大きな値を有する認識処理用データが出力されると、これ以後の分割期間における認識処理用データの合成データ中の切り出し位置が変更されてしまい、それ以前の認識処理用データが無効になってしまう。この時点で、後段の音声認識装置２００にその旨を通知して音声認識処理を中断させるとともに、最初から切り出し位置を変更した認識処理用データを再度出力する必要がある。後段の音声認識装置２００では、このようにして再度出力された一連の認識処理用データを用いて音声認識処理を行う。
【００３５】
また、上述した本実施形態の音声入力装置１００を用いて１６ビットの認識処理用データを生成した場合には、信号レベルが小さな入力音声信号に対しては音声データの合成が行われない認識処理用データが生成され、信号レベルが大きな入力音声信号に対しては音声データの合成が行われて認識処理用データが生成される。合成処理によって認識処理用データに含まれる歪み（誤差）が増加する場合には、合成処理の有無に応じて音声認識装置２００での認識方式を変更することが望ましい。
【００３６】
図３は、音声入力装置および音声認識装置の変形例を示す図である。図３に示す音声入力装置１００Ａは、図１に示した音声入力装置１００に対してレベルメータ３０を追加した点が異なっている。レベルメータ３０は、増幅器１２から出力される音声信号の信号レベルを検出する。この信号レベルが所定値以上になったときに、アナログ−デジタル変換器１４の入力許容電圧範囲を超えて音声データの合成処理が行われるため、レベルメータ３０の検出出力を監視することにより、波形推定部２０から出力される認識処理用データが合成処理によって生成されたものであるか否かを判別することが可能になる。
【００３７】
また、図３に示す音声認識装置２００Ａは、認識処理部２１０、通常音響辞書２１２、歪み学習音響辞書２１４、切替部２１６を備えている。通常音響辞書２１２には、合成処理が行われていない認識処理用データの内容を認識するための照合用波形データが格納されている。また、歪み学習音響辞書２１４には、合成処理が行われた認識処理用データの内容を認識するための照合用波形データが格納されている。切替部２１６は、レベルメータ３０によって検出された音声信号のレベル値が所定値を超えていないときに通常音響辞書２１２を認識処理部２１０に接続し、所定値を超えているときに歪み学習音響辞書２１４を認識処理部２１０に接続する。認識処理部２１０は、音声入力装置１００Ａ内の波形推定部２０から出力される１６ビットの認識処理用データに対して、接続された通常音響辞書２１２あるいは歪み学習音響辞書２１４に格納された照合用波形データを用いて音声認識処理を実行する。
【００３８】
このように、同じ１６ビットの認識処理用データであっても、合成処理によって得られたものか否かによって、使用する辞書を切り替えることにより、認識率をさらに向上させることが可能になる。
〔第２の実施形態〕
図４は、第２の実施形態の音声入力装置の構成を示す図である。図４に示す本実施形態の音声入力装置１００Ｂは、マイクロホン１０、増幅器１２、アナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ）１４、１８、減衰器１６、波形推定部２０Ｂ、レベルメータ３２、３４を含んで構成されている。この音声入力装置１００Ｂは、図１に示した音声入力装置１００に対して、レベルメータ３２、３４を追加するとともに、波形推定部２０を波形推定部２０Ｂに変更した点が異なっている。
【００３９】
一方のレベルメータ３２は、一方のアナログ−デジタル変換器１４に入力される音声信号の信号レベルを検出する。また、他方のレベルメータ３４は、他方のアナログ−デジタル変換器１８に入力される音声信号の信号レベルを検出する。これらのレベルメータ３２、３４がレベル検出手段に対応する。
【００４０】
波形推定部２０Ｂは、レベルメータ３２、３４によって検出される２つの音声信号のレベル比に基づいて、アナログ−デジタル変換器１４、１８から出力される２つの中間データを合成する。
上述した第１の実施形態では、減衰器１６の利得が（１／２）１５倍に設定されているものとしたが、実際には減衰器１６を構成する素子の製造上のばらつき等があるため、正確にこの利得を実現することは難しい。本実施形態の波形推定部２０Ｂは、レベルメータ３２、３４によって検出される２つの音声信号のレベル比に基づいて２つの中間データを合成する際のビット位置を決定している。例えば、減衰器１６の設計上の利得を（１／２）１５倍に設定したときに、レベルメータ３２、３４の検出結果からこの設計値に一致する音声信号のレベル比（減衰比）が確かめられた場合には、アナログ−デジタル変換器１４、１８から出力される２つの中間データを１５ビットシフトさせて合成データが生成される。また、レベルメータ３２、３４の検出結果から、減衰器１６の実際の利得が（１／２）１４倍であることが確かめられた場合には、アナログ−デジタル変換器１４、１８から出力される２つの中間データを１４ビットシフトさせて合成データが生成される。
【００４１】
このように、本実施形態の音声入力装置１００Ｂでは、製造上のばらつき等を考慮して音声データの合成を行うこにより、歪みの少ない認識処理用データを生成することが可能になり、後段の音声認識装置２００における音声認識処理の認識率を高めることが可能になる。
【００４２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。上述した実施形態では、２つのアナログ−デジタル変換器を用いて音声入力装置１００、１００Ａ、１００Ｂを構成したが、３つ以上のアナログ−デジタル変換器を用いて音声入力装置を構成するようにしてもよい。
【００４３】
図５は、３つ以上のアナログ−デジタル変換器を用いた音声入力装置の構成を示す図である。図５に示す音声入力装置１００Ｃは、マイクロホン１０、増幅器１２、アナログ−デジタル変換器１４、複数の減衰器１６、複数のアナログ−デジタル変換器１８、波形推定部２０Ｃを含んで構成されている。例えば、アナログ−デジタル変換器１４、１８の合計の個数をｎ、それぞれから出力される中間データの符号ビットを除くデータビットのビット長をｍとすると、波形推定部２０Ｃは、ｎ×ｍビットのデータビットに１ビットの符号ビットを加えた合成データを生成し、その中から所定ビット数の認識処理用データを生成する。このように、アナログ−デジタル変換器の数を増やすことにより、入力音声信号を認識処理用データに変換する際のダイナミックレンジをさらに広くすることができる。また、それぞれのアナログ−デジタル変換器は、ビット数の少ない安価なものを用いることができるようになるため、装置全体のコストダウンを図ることが可能になる。
【００４４】
また、上述した各実施形態では、各アナログ−デジタル変換器によって変換される中間データのビット数を全て同じにしたが、異なるビット数のアナログ−デジタル変換器を組み合わせて用いるようにしてもよい。
また、上述した各実施形態では、波形推定部２０等において生成したビット数の多い合成データの中から所定ビット数の認識処理用データを抜き出しているが、音声認識装置２００、２００Ａにおいてこの合成データをそのまま処理することができる場合には、合成データそのものを認識処理用データとして出力するようにしてもよい。このような場合であっても、ビット数が少ないアナログ−デジタル変換器を用いることが可能であり、入力音声信号に対して広いダイナミックレンジを確保しつつ、コストダウンを図ることが可能になる。
【００４５】
また、上述した各実施形態では、減衰器１６を用いて振幅が異なる複数の音声信号を生成しているが、増幅器を用いたり、増幅器と減衰器１６とを組み合わせて用いて振幅が異なる複数の音声信号を生成するようにしてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、一つのアナログ−デジタル変換手段の量子化ビット数では足りないようなダイナミックレンジの広い音声信号に対しても、波形の部分的な欠落がない符号化処理を行うことが可能になり、広いダイナミックレンジの確保とともに、音声波形全体が含まれるデータを生成して音声認識装置に入力することによって音声認識処理の認識率を高めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の音声入力装置の構成を示す図である。
【図２】波形推定部の詳細構成を示す図である。
【図３】音声入力装置および音声認識装置の変形例を示す図である。
【図４】第２の実施形態の音声入力装置の構成を示す図である。
【図５】３つ以上のアナログ−デジタル変換器を用いた音声入力装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０  マイクロホン
１２  増幅器
１４、１８  アナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ）
１６  減衰器
２０、２０Ｂ、２０Ｃ  波形推定部
２２  倍精度データ生成部
２４  音声区間終了判定部
２６  有効データ位置監視部
２８  認識処理用データ生成部
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ  音声入力装置
２００、２００Ａ  音声認識装置
２１０  認識処理部
２１２  通常音響辞書
２１４  歪み学習音響辞書
２１６  切替部
【図１】
2004361604.tif 000003
【図２】
2004361604.tif 000004
【図３】
2004361604.tif 000005
【図４】
2004361604.tif 000006
【図５】
2004361604.tif 000007