(57)【要約】【課題】認識辞書、応答動作実行、音声合成部の三者をオブジェクト定義テーブルにまとめて定義することにより、装置を構成するプログラムやデータベースの容量、処理が簡素化する。【解決手段】認識辞書を構成する複数の語句と、前記認識辞書のそれぞれの語句に対応する動作と、前記認識辞書のそれぞれの語句に対応するアンサーバック文字列との３者を対応付けて一つのオブジェクトを構成し、このオブジェクトを複数個集積することにより定義されたオブジェクト定義テーブル３１を備える。入力された音声を特定する音声認識処理部１２、入力された音声に対応する操作対象機器の動作処理を行う応答動作処理部１４、入力された音声に対して復唱するための音声合成部１７のいずれの処理においても、前記オブジェクト定義テーブル３１を参照して、入力された音声に対応した処理を実行する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された音声を特定する音声認識処理部、入力された音声に対応する操作対象機器の動作処理を行う応答動作処理部、及び入力された音声に対して復唱するの音声合成部を備えた音声対話装置において、
認識辞書を構成する複数の語句と、前記認識辞書のそれぞれの語句に対応する動作と、前記認識辞書のそれぞれの語句に対応するアンサーバック文字列との３者を対応付けて一つのオブジェクトを構成し、このオブジェクトを複数個集積することにより定義されたオブジェクト定義テーブルと、
前記音声認識処理部、応答動作処理部、音声合成部及びオブジェクト定義テーブルとの間のデータ処理を制御するデータ処理制御部とを備え、
前記データ処理制御部が、前記音声認識処理部から音声信号を受け取った場合に、その音声信号と対応する語句が前記オブジェクト定義テーブルの認識辞書にあるか否かの検索を行わせ、前記音声認識処理部が入力された音声信号に対応する語句を発見した場合に、前記オブジェクト定義テーブルを検索して、その語句に対応する動作定義の内容を応答動作処理部に出力すると共にその語句に対応するアンサーバック文字列定義の内容を音声合成部に出力することを特徴とする音声対話装置。
【請求項２】
入力された音声を特定して、特定された音声に対応する操作対象機器の動作処理と入力された音声に対して復唱する音声対話方法において、認識辞書を構成する複数の語句と、前記認識辞書のそれぞれの語句に対応する動作と、前記認識辞書のそれぞれの語句に対応するアンサーバック文字列との３者を対応付けて一つのオブジェクトを構成し、このオブジェクトを複数個集積することにより定義されたオブジェクト定義テーブルを備え、
入力された音声を特定する音声認識処理、入力された音声に対応する操作対象機器の応答動作処理、入力された音声に対して復唱するための音声合成処理のいずれの処理においても、前記オブジェクト定義テーブルを参照して、入力された音声に対応した処理を実行することを特徴とする音声対話方法。
【請求項３】
音声入力装置、操作対象機器および音声出力装置を接続したコンピュータを制御することにより、入力された音声を特定して、特定された音声に対応する操作対象機器の動作処理と入力された音声に対する復唱処理とを実行させる音声対話処理プログラムにおいて、
入力された音声を特定する音声認識処理ルーチンと、入力された音声に対応する操作対象機器の応答動作処理ルーチンと、入力された音声に対して復唱するための音声合成処理ルーチンと、
認識辞書を構成する複数の語句と、前記認識辞書のそれぞれの語句に対応する動作と、前記認識辞書のそれぞれの語句に対応するアンサーバック文字列との３者を対応付けて一つのオブジェクトを構成し、このオブジェクトを複数個集積することにより定義されたオブジェクト定義テーブルを備え、
前記音声認識処理ルーチンは、音声に入力装置から音声信号を受け取った場合に、その音声信号と対応する語句が前記オブジェクト定義テーブルの認識辞書にあるか否かの検索を行い、入力された音声信号に対応する語句を発見した場合に、前記オブジェクト定義テーブルを検索して、その語句に対応する動作定義の内容を応答動作処理ルーチンに出力すると共にその語句に対応するアンサーバック文字列定義の内容を音声合成処理ルーチンに出力する処理を実行し、
前記応答動作処理ルーチンは、前記音声認識処理ルーチンより受け取った動作定義の内容に対応した動作指令を操作対象機器に出力する処理を実行し、
前記音声合成処理ルーチンは、前記音声認識処理ルーチンより受け取ったアンサーバック文字列定義の内容に対応した音声出力信号を合成して、音声出力装置に出力する処理を実行することを特徴とする音声対話処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用者の発生した音声命令に従って、操作対象機器に所定の動作を行わせると同時に、音声命令を復唱して操作対象機器に行わせる操作の確認を行うことを可能とした音声対話装置、音声対話方法及び音声対話処理プログラムに関するものであり、特に、カーナビゲーションシステム、家庭用電気機器、音響映像機器など、音声により機器を操作する場合に広く使用することができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、運転中に操作が必要とされるカーナビゲーションシステムなどでは、手作業を行うことなく、音声で機器を操作することが実現されている。この場合、音声による機器の操作命令（コマンド入力とも呼ばれる）は、使用者ごとに声の質、発音、アクセントなどが異なることから、誤認識の可能性を完全に排除することはできない。そのため、この種の音声により機器を操作する場合、機器の操作の実行に先立ち、装置が確認した音声命令を復唱することが提案されている。この種の装置は、一般に音声対話装置と呼ばれ、特許文献１，２のような提案もなされている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−５８１８８号公報
【特許文献２】
特開２００３−３６０９５号公報
【０００４】
なお、本明細書で述べる音声命令の復唱とは、必ずしも使用者の発生した音声命令をそのまま復唱することのみではなく、特定の音声命令に対応した回答、確認、情報提供など種々のものが包含され、音声命令の確認不能などの音声命令自体が認識できない場合に装置が発生する単語や文章を広く含むものであり、アンサーバックとも呼ばれるものである。
【０００５】
図４は、このような音声命令を復唱する従来の音声対話装置の一例を示す機能ブロック図である。この音声対話装置は、マイクロフォン１１から入力された音声を認識するための音声認識処理部１２と、操作対象機器１６に所定の操作コマンドを与えると共に復唱処理を行わせるための応答動作処理部１４とから構成される。
【０００６】
前記音声認識処理部１２は、音声入力を入力し、発話された音声（語句）と、音声認識辞書１３に定義された辞書データとを音響解析で比較を行い、辞書内から最も特性が一致するものを結果（例として辞書ＩＤなどの方法で）として出力する。音声認識辞書１３は、前記音声認識処理部１２で解析に使用する語句、アプリケーションの動作を行わせるために用意する複数の言葉の定義（「プレイ」「ポーズ」等）の音響データを格納した辞書データである。
【０００７】
前記応答動作処理部１４は、音声認識に対応した動作（たとえば、操作対象機器１６がＣＤプレーヤの場合、再生動作など）を行う部分であって、応答動作処理部１６が音声認識を受け付けた後、何に認識したかをガイドするアンサーバック音声の文字列を定義したアンサーバック文字列定義テーブル１５を有する。
【０００８】
前記応答動作処理部１４は、音声認識により所定の音声命令を受け付けた後、この音声命令に対応したアンサーバック文字列を音声合成部１７に出力するものである。音声合成部１７は、一般にＴＴＳ（Ｔｅｘｔ  Ｔｏ  Ｓｐｅｅｃｈ）部とも呼ばれるもので、与えられた文字列に対応した音声を合成して出力するものである。この音声合成部１７は、スピーカ１８に接続されている。
【０００９】
構成のような構成を有する従来の音声対話装置の作用は、図５に示すフローチャートの通りである。なお、操作対象機器はＣＤプレーヤとし、使用者がＣＤプレーヤを操作する際、音声で「プレイ」と発話するとＣＤプレーヤがそれに応答してＴＴＳで「プレイします」と発話すると同時にＣＤ再生を開始するといったケースを例にとって説明する。
【００１０】
（１）  使用者が音声コマンドを「プレイ」と発話すると、音声認識処理部１２は発話された音声データを取り込む（ステップ５１）。
（２）  音声認識処理部１２は、音声認識辞書１３を参照し、入力された音響的な特徴データと、音声認識辞書１３に格納されている各音声コマンドの音響特徴データそれぞれとを比較し、辞書に格納されたデータ中で最も特徴の近いものを抽出する（ステップ５２）。
（３）  音声認識処理部１３は、応答動作処理部１４に対して、音声認識辞書１３の中のどれが抽出されたかを示す識別子（例：データＩＤ）を出力する（ステップ５３）。
【００１１】
（４）  応答動作処理部１４は、上記識別子を受け取るとアンサーバック文字列定義テーブル１５内から識別子に対応するＴＴＳ用の文字列「プレイします」を選択し、その文字列を発話させるよう音声合成部１７に指示を行う（ステップ５４）。
（５）  音声合成部１７は受け取った文字列をＴＴＳ処理により音声信号に変換しして、これをスピーカ１８より出力する（ステップ５５）。
（６）  応答動作処理部１４は、前記識別子を受け取ると、識別子に該当する動作、すなわち、ＣＤの再生を実行する（ステップ５６）。
【００１２】
以上、図４及び図５に示したような従来技術は、特許文献１，２に記載の発明も基本的には同様な構成であって、音声認識部１２で音声認識辞書１３を利用すると共に、応答動作処理部１４にアンサーバック文字列定義テーブル１５を設けていた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、従来技術においては、音声認識処理を動作させる際、音声認識処理部１２で定義される認識辞書１３と、応答動作処理部１４内で定義するアンサーバック発話文字列テーブル１５の２種類のデータベースを必要としている。しかも、これら２つのデータベースは、それぞれ独立で定義されている。
【００１４】
また、応答動作処理部１４は、一般にアプリケーションプログラムの形でコンピュータに実装されるが、そこで取り扱われる各種の動作は、データベースという形ではなく、アプリケーションのコード内で直接識別子に対応した動作関数として定義され、アプリケーションプログラムが対応する識別子を受け取った場合に動作が実行されるような構成としている。
【００１５】
このような構成では、次のような問題があった。
（１）  アプリケーション内でデータベースを持ち、それを検索して処理を行う必要があるので、アプリケーションの容量、処理に負担がかかる。
（２）  定義、実装がそれぞれ独立しているので、機器運用後の認識対応語句の追加、削除等の仕様変更等あった際に、それぞれを位相を合わせるように変更処理を行う作業が煩雑になる。
【００１６】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたもので、その目的は、音声認識システムの一連の処理において、認識辞書、これに付随するアンサーバック文字列の内容、応答動作処理を実行するアプリケーションの動作関数等の音声認識に関わるオブジェクトを、一連の認識動作での対応が取れるように一括して管理することで、システム、アプリケーションの作成、運用後の仕様変更への対応を容易にする音声対話装置及び音声対話方法を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、入力された音声を特定する音声認識処理部、入力された音声に対応する操作対象機器の動作処理を行う応答動作処理部、及び入力された音声に対して復唱する音声合成部を備えた音声対話装置において、
認識辞書を構成する複数の語句と、前記認識辞書のそれぞれの語句に対応する動作と、前記認識辞書のそれぞれの語句に対応するアンサーバック文字列との３者を対応付けて一つのオブジェクトを構成し、このオブジェクトを複数個集積することにより定義されたオブジェクト定義テーブルと、
前記音声認識処理部、応答動作処理部、音声合成部及びオブジェクト定義テーブルとの間のデータ処理を制御するデータ処理制御部とを備え、
前記データ処理制御部が、前記音声認識処理部から音声信号を受け取った場合に、その音声信号と対応する語句が前記オブジェクト定義テーブルの認識辞書にあるか否かの検索を行わせ、前記音声認識処理部が入力された音声信号に対応する語句を発見した場合に、前記オブジェクト定義テーブルを検索して、その語句に対応する動作定義の内容を応答動作処理部に出力すると共にその語句に対応するアンサーバック文字列定義の内容を音声合成部に出力することを特徴とする。
【００１８】
請求項２の発明は、前記請求項１の発明を方法の観点から把握したものであって、入力された音声を特定して、特定された音声に対応する操作対象機器の動作処理と入力された音声に対して復唱する音声対話方法において、認識辞書を構成する複数の語句と、前記認識辞書のそれぞれの語句に対応する動作と、前記認識辞書のそれぞれの語句に対応するアンサーバック文字列との３者を対応付けて一つのオブジェクトを構成し、このオブジェクトを複数個集積することにより定義されたオブジェクト定義テーブルを備え、入力された音声を特定する音声認識処理、入力された音声に対応する操作対象機器の動作処理、入力された音声に対して復唱するための音声合成処理のいずれの処理においても、前記オブジェクト定義テーブルを参照して、入力された音声に対応した処理を実行することを特徴とする。
【００１９】
請求項３の発明は、音声入力装置、操作対象機器および音声出力装置を接続したコンピュータを制御することにより、入力された音声を特定して、特定された音声に対応する操作対象機器の動作処理と入力された音声に対する復唱処理とを実行させる音声対話処理プログラムにおいて、入力された音声を特定する音声認識処理ルーチンと、入力された音声に対応する操作対象機器の応答動作処理ルーチンと、入力された音声に対して復唱するための音声合成処理ルーチンと、認識辞書を構成する複数の語句と、前記認識辞書のそれぞれの語句に対応する動作と、前記認識辞書のそれぞれの語句に対応するアンサーバック文字列との３者を対応付けて一つのオブジェクトを構成し、このオブジェクトを複数個集積することにより定義されたオブジェクト定義テーブルを備え、前記音声認識処理ルーチンは、音声に入力装置から音声信号を受け取った場合に、その音声信号と対応する語句が前記オブジェクト定義テーブルの認識辞書にあるか否かの検索を行い、入力された音声信号に対応する語句を発見した場合に、前記オブジェクト定義テーブルを検索して、その語句に対応する動作定義の内容を応答動作処理ルーチンに出力すると共にその語句に対応するアンサーバック文字列定義の内容を音声合成処理ルーチンに出力する処理を実行し、前記応答動作処理ルーチンは、前記音声認識処理ルーチンより受け取った動作定義の内容に対応した動作指令を操作対象機器に出力する処理を実行し、前記音声合成処理ルーチンは、前記音声認識処理ルーチンより受け取ったアンサーバック文字列定義の内容に対応した音声出力信号を合成して、音声出力装置に出力する処理を実行することを特徴とする。
【００２０】
このような構成を有する請求項１、請求項２及び請求項３の発明では、一つのオブジェクト定義テーブルを参照することで、音声認識処理、応答動作処理及び音声合成処理が実行される。その結果、複数のデータベースを用意する必要がなくなり、装置全体の構成が単純化されると共に、一つのデータベースの修正追加のみで機種変更やバージョンアップにも対応できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して具体的に説明する。なお、本実施形態は、マイクロフォン、スピーカ、コンピュータを構成する中央処理装置（ＣＰＵ）、主記憶装置などの機械的な部材を除くと、そのほとんどの構成はコンピュータをプログラムで制御することにより実現できる。この場合のハードウェアやプログラムの実現態様は各種変更可能であるから、以下の説明では、本発明及び本実施の形態の各機能を実現する仮想的回路ブロックを用いる。
【００２２】
［１．実施の形態の構成］
図１は、本発明の実施形態にかかる音声対話装置１の基本構成を示すブロック図である。この音声対話装置１は、カーナビゲーションシステムや車載用のＣＤプレーヤなどの音響機器に音声による操作機能を提供するためのものであって、コンピュータ及びその上で実行されるソフトウェアにより構成され、音声入力装置としてのマイククロフォン１１、操作対象機器１６、音声出力装置としてのスピーカ１８を備えている。
【００２３】
本実施の形態の音声対話装置１は、ハードウェアとしては、周知のように、中央処理装置（ＣＰＵ）、主記憶装置等からなるものである。なお、当然のことながら、ハードウェア及びソフトウェアを総合的に管理及び制御するオペレーティングシステム（ＯＳ）もこの音声対話装置１において走行する。
【００２４】
音声対話装置１は、主記憶装置上で走行せしめられるソフトウェアとして、マイクロフォン１１から入力された音声を認識するための音声認識処理部１２と、操作対象機器１６に所定の操作コマンドを与えると共に復唱処理を行わせるための応答動作処理部１４、及び応答動作処理部１４からの指示により復唱用の音声をスピーカ１８に出力させるための音声合成部１７を備えている点は、従来技術と同様である。
【００２５】
音声対話装置１は、ソフトウェアとして、音声認識の一連の動作を制御、管理するための統合管理部３０を備えている。この統合管理部３０は、オブジェクト定義テーブル３１と、このオブジェクト定義テーブル３１に対して、前記音声認識処理部１２、応答動作処理部１４及び音声合成部１７の三者がアクセスするためのインターフェイス３２，３３，３４を備えている。また、前記音声認識処理部１２、応答動作処理部１４、音声合成部１７及びオブジェクト定義テーブル３１間のデータの遣り取りを管理するためのデータ処理制御部３５を備えている。
【００２６】
このオブジェクト定義テーブル３１は、図２に示すように、次のデータを関連付けて一つのオブジェクトとして定義したものである。
（１）  音声認識処理部１２で参照する認識辞書データ。
（２）  応答動作処理部１４に動作命令を送る為に応答動作処理部インターフェース３３で参照する操作対象機器の動作定義データ。
（３）  音声合成部１７に文字列を渡す為、音声合成部インターフフェース３４で参照するアンサーバック文字列データ。
【００２７】
ところで、本実施の形態において、前記音声認識処理部１２は従来技術のような認識辞書を持たず、その代わりに、前記インターフェイス３２を介して、統合管理部３０に設けられたオブジェクト定義テーブル３１の認識辞書データを参照するように構成されている。すなわち、マイクロフォン１１からの音声入力を入力し、オブジェクト定義テーブル３１に定義された辞書データと発話された音声（語句）とを比較する音響解析を行い、辞書内から最も特性が一致するものを結果（例として辞書ＩＤなどの方法で）として出力する。
【００２８】
前記応答動作処理部１４も、従来技術のようにアンサーバック文字列テーブルにアクセスすることなく、前記データ処理制御部３５の指令により、インターフェイス３３を介して、前記オブジェクト定義テーブル３１の動作定義データを受信する。前記音声合成部１７も、同様に前記データ処理制御部３５の指令により、インターフェイス３４を介して、オブジェクト定義テーブル３１の動作定義データを受信する。
【００２９】
すなわち、前記データ処理制御部３１は、音声認識処理部１２から音声信号を受け取った場合には、その音声信号と対応する語句ｎがオブジェクト定義テーブル３１の認識辞書にあるか否かの検索を行わせる。また、音声認識処理部１２が入力された音声信号に対応する語句ｎを発見した場合には、その語句ｎに対応するオブジェクトの識別子（オブジェクトｎ）に基づいてオブジェクト定義テーブル３１を検索して、そのオブジェクトに対応する動作定義の内容（動作ｎ）を応答動作処理部１４に出力したり、アンサーバック文字列定義の内容（文字列ｎ）を音声合成部１７に出力するものである。
【００３０】
［２．実施の形態の作用］
前記のような構成を有する本実施の形態の装置の作用は、図３のフローチャートに示す通りである。なお、従来技術の装置と同様に、使用者がＣＤプレーヤ操作する際、音声で「プレイ」と発話すると、ＣＤプレーヤがそれに応答して音声合成部で「プレイします」と発話すると同時にＣＤ再生を開始するといったケースを例にとって説明する。
【００３１】
（１）  使用者が音声コマンドを「プレイ」と発話すると、音声認識処理部１２は発話された音声データを取り込む（ステップ３１）。
（２）  音声データの取り込みが終了すると、音声認識処理部１２は、インターフェイス３２を介して、統合管理部３０のデータ処理制御部３５に対してオブジェクト定義テーブル３１の認識辞書定義部を参照できるよう要求を行う（ステップ３２）。
（３）  データ処理制御部３５は、音声認識処理部１２がオブジェクト定義テーブル３１を参照できるよう開放する（ステップ３３）。
【００３２】
（４）  音声認識処理部１２は、オブジェクト定義テーブル３１内の音声認識辞書を参照し、入力された音響的な特徴データと、オブジェクト定義テーブル３１内に格納されている各音声コマンドに相当する語句の音響特徴データそれぞれとを比較し、辞書に格納された語句データ中で最も特徴の近いものを抽出する（ステップ３４）。
（５）  音声認識処理部１２は、インターフェース３２を介して、データ処理制御部３５に対して、抽出された語句がオブジェクト定義テーブル３１内のどのオブジェクトと対応するのかを通知する（ステップ３５）。
【００３３】
（６）  データ処理制御部３５は、オブジェクト定義テーブル３１内の上記通知に対応するアンサーバック文字列「プレイします」を取得し、インターフェイス３４を介して、その文字列で音声合成部１７に発話命令を通知する（ステップ３６）。
（７）  音声合成部１７は受け取った文字列を音声出力信号に変換し、これをスピーカ１８から出力する（ステップ３７）。
（８）  データ処理制御部３５は、オブジェクト定義テーブル３１内に定義された上記通知に対応する動作命令を検索し、取得された動作命令をインターフェイス３３を介して応答動作処理部１４に通知する（ステップ３８）。
（９）  応答動作処理部１４は上記命令を実行し、実際の動作（ＣＤ再生を開始）を実行する（ステップ３９）。
【００３４】
なお、前記各ステップ中（６）  （７）  と、（８）  （９）  とは、いずれの処理を先に（あるいは同時に）実行しても良いが、発話された復唱内容に問題がある場合に、機器の操作を実行させないためには、前記のように発話処理を先に行い、一定の時間操作中止指令がないことを確認してから、応答動作処理部１４が機器の操作命令を実行することが望ましい。
【００３５】
［３．他の実施の形態］
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、オブジェクト定義テーブルは、装置本体に対して着脱自在としたメモリカードなどに記録しておき、適用する操作対象機器の種類やバージョンに合わせて適宜交換することもできる。
【００３６】
また、前記オブジェクト定義テーブル３１の項目において、動作定義やアンサーバック文字列定義は１種類だけでなく、例えば、車載用ＣＤプレーヤなどであれば走行中、停車中などの条件により、認識応答動作、アンサーバック内容を変えたい場合は、状態に応じて複数定義することもできる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、認識辞書、応答動作実行、音声合成部の三者を統合管理部内のオブジェクト定義テーブルにまとめて定義し、統合管理部内で音声認識の一連の動作をコントロールすることで、機器運用後の認識対応語句の追加、削除等の仕様変更等あった際、オブジェクト定義テーブルの変更のみの対応で済み、運用が容易になる。また、音声認識部や応答動作実行部がそれぞれ専用のデータベースを持つ必要がなくなり、装置を構成するプログラムやデータベースの容量、処理が簡素化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の構成を示す機能ブロック図。
【図２】本発明の実施の形態におけるオブジェクト定義テーブルの一例を示す図。
【図３】本発明の実施の形態の動作を示すフローチャート。
【図４】従来の音声対話装置の構成を示す機能ブロック図。
【図５】従来の音声対話装置の動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…音声対話装置
１１…マイクロフォン
１２…音声認識処理部
１３…音声認識辞書
１４…応答動作処理部
１５…アンサーバック文字列定義テーブル
１６…操作対象機器
１７…音声合成部
１８…スピーカ
３０…統合管理部
３１…オブジェクト定義テーブル
３２，３３，３４…インターフェイス
３５…データ処理制御部
【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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