(57)【要約】【課題】小容量の認識用辞書を用いて人間の全ての意志をもれなく高受理率で認識できる言語情報認識装置を提供する。【解決手段】言語情報を入力するためのマイク１０１と、対象と対象の動作の文体及び対象の属性と属性値の文体が格納された外部記憶装置１０４と、マイクに入力された言語情報を外部記憶装置に記憶された文体を参照して認識する信号処理装置１０３とを備える。【選択図】  図１
2004251991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
言語情報の入力指示により動作する複数の機能を有する機器の操作システムであって、言語情報を入力するための入力手段と、前記機器の全ての機能を表す対象と対象の動作の文体及び対象の属性と属性値の文体が格納された文体記憶手段と、前記入力手段に入力された言語情報を前記文体記憶手段に記憶された文体を参照して認識するとともに、前記機器を操作、制御又は管理する認識手段と、を備えた機器操作システム。
【請求項２】
前記認識手段は、前記入力手段に入力された言語情報が前記文体記憶手段に記憶された文体に一致する場合はその文体に対応した操作指令を抽出して出力するとともに、一致しない場合は一致しない旨を出力する請求項１記載の機器操作システム。
【請求項３】
前記認識手段により認識された指令を発音するスピーカまたは表示するモニタを備える請求項２記載の機器操作システム。
【請求項４】
前記機器は一つの略密閉空間に複数存在する請求項１〜３の何れかに記載の機器操作システム。
【請求項５】
前記入力手段は一つである請求項４記載の機器操作システム。
【請求項６】
言語情報の入力指示により動作する複数の機能を有する機器の操作用言語情報認識プログラムであって、
コンピュータを、
言語情報を入力するための入力手段、
前記機器の全ての機能を表す対象と対象の動作の文体及び対象の属性と属性値の文体が格納された文体記憶手段、及び
前記入力手段に入力された言語情報を前記文体記憶手段に記憶された文体を参照して認識するとともに、前記機器を操作、制御又は管理する認識手段、
として機能させるためのプログラム。
【請求項７】
前記認識手段は、前記入力手段に入力された言語情報が前記文体記憶手段に記憶された文体に一致する場合はその文体に対応した指令を抽出して出力するとともに、一致しない場合は一致しない旨を出力する請求項７記載のプログラム。
【請求項８】
言語情報の入力指示により動作する複数の機能を有する機器において、入力された言語情報を認識する際に参照される言語情報認識用辞書データであって、前記機器の全ての機能を表す対象と対象の動作というネットワーク文法に基づく文体構造及び対象の属性と属性値というネットワーク文法に基づく文体構造を有する機器操作のための言語情報認識用辞書データ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、たとえば車載機器を言語情報により操作、制御又は管理する際に用いて好ましい機器操作システム、機器操作用言語情報認識プログラム及び言語情報認識用辞書データに関する。
【０００２】
【背景技術】
車載機器を言語情報により操作する際に用いられる言語情報認識装置として、特許文献１が知られている。これは、自然言語形式で入力された操作に関する指示文を解析して応答文を作成し、これを繰り返すことで車載機器の制御、操作又は管理に必要な情報をシステムとユーザとの間で対話するものである。
【０００３】
しかしながら、この従来の言語情報認識装置では自然言語形式で指示文を入力するため、受理率（認識率）を高めることが困難であり、誤認識や認識不能が多発するとユーザが入力に戸惑うことが予想される。また、自然言語形式で指示文を入力するため、これら全ての意志をもれなく認識しようとすると認識用辞書のデータ容量が膨大になるといった問題もあった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２２７７９号公報
【０００５】
【発明の開示】
本発明は、小容量の認識用辞書を用いて人間の全ての意志をもれなく高受理率で認識できる機器操作システム、機器操作用言語情報認識プログラム及び言語情報認識用辞書データを提供することを目的とする。
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明によれば、言語情報の入力指示により動作する複数の機能を有する機器の操作システムであって、言語情報を入力するための入力手段と、前記機器の全ての機能を表す対象と対象の動作の文体及び対象の属性と属性値の文体が格納された文体記憶手段と、前記入力手段に入力された言語情報を前記文体記憶手段に記憶された文体を参照して認識するとともに、前記機器を操作、制御又は管理する認識手段と、を備えた機器操作システムが提供される。
【０００７】
また、本発明によれば、言語情報の入力指示により動作する複数の機能を有する機器の操作用言語情報認識プログラムであって、コンピュータを、言語情報を入力するための入力手段、前記機器の全ての機能を表す対象と対象の動作の文体及び対象の属性と属性値の文体が格納された文体記憶手段、及び前記入力手段に入力された言語情報を前記文体記憶手段に記憶された文体を参照して認識するとともに、前記機器を操作、制御又は管理する認識手段、として機能させるためのプログラムが提供される。
【０００８】
また、本発明によれば、言語情報の入力指示により動作する複数の機能を有する機器において、入力された言語情報を認識する際に参照される言語情報認識用辞書データであって、前記機器の全ての機能を表す対象と対象の動作というネットワーク文法に基づく文体構造及び対象の属性と属性値というネットワーク文法に基づく文体構造を有する言語情報認識用辞書データが提供される。
【０００９】
本発明では、機器等に対する操作、制御または管理を行う際の人間の全ての意志は、「対象＋動作」または「属性＋属性値」という文体で全て表現することができるという知見、換言すれば、ある機器における全ての機能は、「対象＋動作」または「属性＋属性値」という文体で全て表現することができるという知見に基づき、たとえば車載機器の操作、制御または管理を行うに際し、入力手段に入力された言語情報を、こうした対象と対象の動作の文体及び対象の属性と属性値の文体が格納された文体記憶手段に記憶された文体を参照して認識する。
【００１０】
これにより、ユーザから入力された言語情報の殆どが受理されて受理率が著しく高くなるとともに、「対象＋動作」または「属性＋属性値」というシンプルな文体であるため、辞書の容量がきわめて小容量となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態に係る言語情報認識装置を含む車載機器システムを示すブロック図、図２は本発明の実施形態に係る言語情報認識装置を示す機能ブロック図、図３は本発明の実施形態に係る車載機器を示す斜視図、図４は本発明の実施形態に係る言語情報認識装置の動作を示すフローチャート、図５は本発明の実施形態に係るカーエアコンに関する辞書データを示す図、図６は本発明の実施形態に係るラジオに関する辞書データを示す図、図７は本発明の実施形態に係るＣＤプレーヤーに関する辞書データを示す図、図８は本発明の実施形態に係るカーステレオに関する辞書データを示す図、図９は本発明の実施形態に係る言語情報認識装置により認識可能な発話例を示す図である。
【００１２】
本実施形態の言語情報認識装置は、図２に示すように、言語情報を入力するための入力手段１０１と、対象と対象の動作の文体及び対象の属性と属性値の文体が格納された文体記憶手段１０４と、入力手段１０１に入力された言語情報を文体記憶手段１０４に記憶された文体を参照して認識する認識手段１０３と、認識手段１０３により認識された指令を発音するスピーカ１０９または表示するモニタ１０５を備え、車載機器１１６〜１１９に対し操作、制御または管理を実行するものである。なお、スピーカ１０９に対する出力音声は、信号処理装置１０３から出力されたディジタル信号をＤ／Ａコンバータでアナログ信号に変換したのち、増幅器１０８にて増幅してスピーカ１０９から出力される。
【００１３】
図２に示す入力手段１０１は、図１に示すようにマイク１０１から構成され、ユーザの発話音声が入力され、Ａ／Ｄコンバータ１０２によりディジタル信号に変換されたのち信号処理装置１０３に入力される。本実施形態の入力手段１０１はマイク１０１により構成したが、本発明の入力手段にはマイク１０１以外にもキーボードや手書き入力等も含む趣旨である。すなわち、本発明に係る言語情報には音声による言語情報以外にもキーボードやペン、ボタン等による言語情報など、全ての言語情報が含まれる。
【００１４】
図２に示す車載機器には、図１に示すようにエアコン１１６，ナビゲーション装置１１７，ラジオ受信機１１８，ＣＤプレーヤー１１９などが含まれる。これらの車載機器１１６〜１１９は、図３に示すようにインストルメントパネルの中央に収納されている。同図において、２０１がエアコン１１６の操作パネル、２０２がラジオ受信機１１８およびＣＤプレーヤー１１９の操作パネル、２０３がＣＤの挿入口、２０４がナビゲーション装置１１７のモニタ（操作用タッチパネルを含む）である。なお、本発明の言語情報認識装置では、操作、制御または管理の対象となる車載機器の種類には何ら限定されず、このうちの一又はそれ以上の機器に対する言語情報認識装置として構成してもよいし、これ以外の車載機器を含んでもよい。
【００１５】
図２に示す文体記憶手段１０４は、図１に示すように外部記憶装置１０４から構成され、ここに図５〜図８に示す辞書データが記憶されている。この辞書データの詳細は後述する。
【００１６】
図２に示す認識手段１０３は、図１に示すように信号処理装置１０３から構成され、演算処理を実行するＣＰＵ１０３ａと、処理プログラムが格納されたＲＯＭおよびデータを一時記憶するためのＲＡＭで構成されるメモリ１０３ｂを有する。この信号処理装置１０３における信号処理手順は後述する。
【００１７】
さて、本実施形態の外部記憶装置１０４に記憶された辞書データは、「対象」と「対象の動作」というネットワーク文法に基づく文体構造及び「対象の属性」と「属性値」というネットワーク文法に基づく文体構造から構成されている。ここで、対象とは、操作、制御または管理の対象となるものであって動作をともなうものをいい、属性とは、操作、制御または管理の対象となるものの固有の性質であって属性値を有するものをいう。
【００１８】
たとえば、本実施形態の言語情報認識装置の操作、制御または管理の対象は車載機器であり、車載機器の属性としてエアコン１１６、ナビゲーション装置１１７、ラジオ受信機１１８およびＣＤプレーヤー１１９が存在する。また、これらエアコン等の個々の車載機器１１６〜１１９は、属性であると同時に操作、制御または管理の対象ともなることから対象でもある。さらに、一つの車載機器、たとえばエアコン１１６を取り上げると、エアコンの設定温度は、温度を上げるとか、下げるといった動作をともなうので対象であると同時に、温度を１８度に設定するといった属性値をともなう操作を行うことから属性でもある。
【００１９】
こうした対象と対象の動作、属性と属性値を車載機器別にネットワーク文法で構成したのが図５〜図８に示す辞書データである。たとえば、対象がエアコン１１６の場合には、図５に示すように、エアコンまたはカーエアコンが対象に該当し、つける、消す、入れる、操作、ＯＮにする、ＯＦＦにするといった内容が対象の動作に該当する。そして、これら対象と対象の動作はネットワーク文法で結ばれ、これによりエアコンをつける、エアコンを消す、エアコンを入れる、エアコンを操作、エアコンをＯＮにする、エアコンをＯＦＦにする、カーエアコンをつける、カーエアコンを消す、カーエアコンを入れる、カーエアコンを操作、カーエアコンをＯＮにする、カーエアコンをＯＦＦにするといった文体構造が外部記憶装置１０４に含まれることになる。
【００２０】
また、同図に示すように、エアコンまたはカーエアコンは属性にも該当し、ＯＮ、ＯＦＦが属性値に該当する。そして、これら属性と属性値もネットワーク文法で結ばれ、これによりエアコンをＯＮ、エアコンをＯＦＦ、カーエアコンをＯＮ、カーエアコンをＯＦＦといった文体構造が外部記憶装置１０４に含まれることになる。
【００２１】
同図に示すように、温度、室温、気温、車内といった言語が対象であると同時に属性でもあり、これに対して上げる、高くする、暖かくする、下げる、低くする、涼しくするといった言語が対象の動作であり、温度の数値ｎ（１８〜３０）度が属性値となる。
【００２２】
なお、同図の左に示す機能はエアコンの全ての機能であって、こうした一つの機器の全ての機能は、対象と対象の動作、属性と属性値という文体で表現することができる。同様に、図６〜図９には各機器の機能は省略したが、各機器の全ての機能は対象と対象の動作、属性と属性値という文体で表現することができる。
【００２３】
ラジオ受信機１１８、ＣＤプレーヤー１１９についても同様に、図６および図７の左側には対象または属性を示し、右側には対象の動作または属性値を示す。
【００２４】
また、図８にはラジオ受信機１１８とＣＤプレーヤー１１９をまとめて取り扱うことができるように「カーステレオまたは音楽」という辞書も用意されている。この辞書では、カーステレオをつける、音楽をつけるという言語が入力されたら、ラジオ受信機１１８かＣＤプレーヤー１１９をＯＮにし、音量をミュートあるいは音量を下げるという言語が入力されたら現在動作しているカーステレオの音量をミュートしたり下げたりすることになる。
【００２５】
図９は、図５〜図８に示すネットワーク文法に基づく文体構造を有する辞書で認識できる言語の一例を示すものである。
【００２６】
車載機器１１６〜１１９に対する言語情報認識用辞書を作成する場合には、対象と対象の動作、または属性と属性値という組み合わせを基本構造とし、対象、対象の動作、属性、属性値の４つの要素それぞれについて、ユーザが発声すると予想される言語を網羅して挙げる。たとえば、エアコン１１６の場合は、エアコンということもあるし、カーエアコンということもあるので、対象や属性としては、エアコンとカーエアコンの２つを挙げておく。また、車室内の温度設定を操作する場合には、対象または属性を、温度といったり室温といったり、あるいは気温といったり、時には車内といったりもするので、これらを全て対象または属性とする。
【００２７】
このようにして、対象と対象の動作、および属性と属性値をそれぞれ列挙し、これらをネットワーク文法で結んだ辞書を作成することで、操作、制御または管理に対する人間の意志が網羅的にカバーできることになる。
【００２８】
次に動作を説明する。
図４に示すように、本例の言語情報認識装置がＯＮされると、ステップ３０１にて初期設定を行ったのち、ステップ３０２にて、外部記憶装置１０４などに記憶されている告知音声を、信号処理装置１０３、Ｄ／Ａコンバータ１０７、増幅器１０８を介してスピーカ１０９から出力する。この告知音声とは、たとえば「車載機器の操作がスタンバイされました。音声を入力して下さい。」といった内容である。
また、このステップ３０２にて、外部記憶装置１０４に記憶された辞書およびネットワーク文法を信号処理装置１０３のメモリ１０３ｂに読み込む。
【００２９】
ステップ３０３にて、ユーザが発話を行わず音声信号が検出できなかった場合には、ユーザがこれ以上入力する意思がないものと判断して処理を終了するが、所定時間内に音声が入力されるとステップ３０３からステップ３０４に進み、入力された音声をマイク１０１、Ａ／Ｄコンバータ１０２を介して信号処理装置１０３ａに取り込み、先にメモリ１０３ｂに読み込んだ辞書およびネットワーク文法を参照しながら文体の一致度を演算する。ここで、信号処理装置１０３は言語情報認識装置の開始スイッチが押されたことを検知する以前は、ディジタル信号の平均パワーを演算しており、開始スイッチが操作されたのち平均パワーに比べてディジタル信号の瞬間パワーが所定値以上大きくなった時、ユーザが発話したと判断し、音声の取り込みを開始する。
【００３０】
そして、ユーザがたとえば「ラジオを入れる」と発話したとすると、信号処理装置１０３は、取り込まれた音声ディジタル信号と先にメモリ１０３ｂに読み込んだ辞書およびネットワーク文法との文体の一致度を演算する。なおこのステップを行う間も、並列処理により音声取り込みは継続されている。
【００３１】
信号処理装置１０３は、ステップ３０５にて、入力された言語が辞書言語に一致する場合にはステップ３０６へ進むが、一致する文体が辞書にない場合には、ステップ３０７へ進み、誤認識または認識不能としてユーザに告知する。この告知は、たとえば「操作内容が認識されませんでした。もう一度入力して下さい。」といった内容である。
【００３２】
ステップ３０６では、最も一致度の高い認識対象を選択し、この認識結果として音声でユーザにフィードバックする。たとえば、外部記憶装置１０４に記憶された音声合成データを用いて「ラジオを入れます。」という音声メッセージを合成し、信号処理装置１０３から増幅器１０８を介してスピーカ１０９から出力する。
【００３３】
また、ステップ３０８では、信号処理装置１０３は、図示しない訂正スイッチが押されていないかどうかをチェックする。訂正スイッチが押されている場合は、ユーザが訂正したいと思っていると判断し、ステップ３０２に戻り再度入力を実行する。
【００３４】
ステップ３０９では、信号処理装置１０３は、ステップ３０６の認識結果の発話に対応した機器の制御指令をその機器に出力する。上述した「ラジオを入れる」という例では、信号処理装置１０３に接続されているラジオ受信機１１８に対し、電源をＯＮにする指示を出力する。その後、ステップ３０２に戻り、次の音声入力を待機する。以上により、「ラジオを入れる。放送局はＦＭ横浜」といった連続的な発話を受理することができる。
【００３５】
以上説明してきたように、本実施形態の言語情報認識装置を含む機器操作システムによれば、言語入力による機器操作の際に、待ち受ける発話の形を、操作を現す全ての表現を置き換えることができる「対象を動作」または「属性は値」という文法形式とすることにより、ユーザが文体のバリエーションに戸惑うこともなくなり、しかもシステムも単純な文法で入力を受理することができるので、受理率も高くなるという効果が得られる。
【００３６】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る言語情報認識装置を含む車載機器操作システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る言語情報認識装置を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る車載機器を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る言語情報認識装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係るカーエアコンに関する辞書データを示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係るラジオに関する辞書データを示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係るＣＤプレーヤーに関する辞書データを示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係るカーステレオに関する辞書データを示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る言語情報認識装置により認識可能な発話例を示す図である。
【符号の説明】
１０１…マイク（入力手段）
１０３…信号処理装置
１０４…外部記憶装置（文体記憶手段）
１０９…スピーカ
１１６…エアコン（車載機器）
１１７…ナビゲーション装置（車載機器）
１１８…ラジオ受信機（車載機器）
１１９…ＣＤプレーヤー（車載機器）
【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】
2004251991.tif 000008
【図７】
2004251991.tif 000009
【図８】
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【図９】
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