(57)【要約】【課題】  無音声認識用のマイクロフォンが最適な位置に装着されるようガイドすること。【解決手段】  使用者に装着されたマイクロフォンから音声入力を行い（Ｓ５０１）、その入力音声に関する音響的な特徴量が抽出される（Ｓ５０２）。次に、あらかじめ作成された装着位置同定用音響モデルを用いて音響尤度を計算する（Ｓ５０３）。そして、算出された音響尤度を用いて、マイクロフォンの装着位置の適否に関する情報が提示される（Ｓ５０４）。使用者は、この提示に基づいてマイクロフォンが適切な位置に装着されているかどうかを判断することができる。【選択図】  図５
2005140860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の所定部位に装着することでその使用者の声帯振動を伴わない微弱な音声を収集するように構成されたマイクロフォンを使用して音声認識を行う音声認識装置であって、
前記マイクロフォンを最適集音位置に装着した状態の話者から収集した音声に基づいて作成された音響モデルと、
使用者が前記マイクロフォンを装着して入力した音声に対し、前記音響モデルに基づいて音響尤度を計算する計算手段と、
前記計算手段により計算された前記音響尤度を用いて、前記マイクロフォンの現在の装着位置の適否に関する情報を使用者に提示する提示手段と、
を有することを特徴とする音声認識装置。
【請求項２】
使用者の所定部位に装着することでその使用者の声帯振動を伴わない微弱な音声を収集するように構成されたマイクロフォンを使用して音声認識を行う音声認識装置であって、
前記最適集音位置およびその周辺の複数の位置の各位置ごとに、その位置に前記マイクロフォンを装着した状態の話者から収集した音声に基づいて作成された複数の音響モデルと、
使用者が前記マイクロフォンを装着して入力した音声に対し、前記複数の音響モデルのうちの一の音響モデルに基づいて音響尤度を計算することを、前記複数の音響モデルすべてについて行う計算手段と、
前記計算手段により計算された音響尤度に基づいて前記マイクロフォンの現在の装着位置を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された装着位置が前記最適集音位置ではないときに、その推定された装着位置から前記最適集音位置に向かう方向を、前記マイクロフォンの装着位置を調整すべき方向として使用者に提示する提示手段と、
を有することを特徴とする音声認識装置。
【請求項３】
前記推定手段は、前記計算手段により計算される音響尤度が最大となる音響モデルを選択し、その音響モデルの基となった音声の収集時における前記マイクロフォンの装着位置を、前記マイクロフォンの現在の装着位置と推定することを特徴とする請求項２に記載の音声認識装置。
【請求項４】
前記提示手段は、前記複数の音響モデルと、各音響モデルの基となった音声の収集時における前記マイクロフォンの装着位置から前記最適集音位置に向かう方向とが対応付けて記述されたテーブルを参照することにより、前記マイクロフォンの装着位置を調整すべき方向を決定することを特徴とする請求項２または３に記載の音声認識装置。
【請求項５】
使用者の所定部位に装着することでその使用者の声帯振動を伴わない微弱な音声を収集するように構成されたマイクロフォンを使用して音声認識を行う音声認識装置の制御方法であって、
前記マイクロフォンを装着した使用者からの音声を入力する入力ステップと、
前記マイクロフォンを最適集音位置に装着した状態の話者から収集した音声から作成された音響モデルに基づいて、前記入力ステップにより入力された音声の音響尤度を計算する計算ステップと、
前記計算ステップにより計算された音響尤度を用いて、前記マイクロフォンの現在の装着位置の適否に関する情報を使用者に提示する提示ステップと、
を有することを特徴とする音声認識装置の制御方法。
【請求項６】
使用者の所定部位に装着することでその使用者の声帯振動を伴わない微弱な音声を収集するように構成されたマイクロフォンを使用して音声認識を行う音声認識装置の制御方法であって、
前記マイクロフォンを装着した使用者からの音声を入力する入力ステップと、
前記最適集音位置およびその周辺の複数の位置の各位置ごとに、その位置に前記マイクロフォンを装着した状態の話者から収集した音声から作成された複数の音響モデルのうちの一の音響モデルに基づいて、前記入力ステップにより入力された音声の音響尤度を計算することを、前記複数の音響モデルすべてについて行う計算ステップと、
前記計算ステップにより計算された音響尤度に基づいて前記マイクロフォンの現在の装着位置を推定する推定ステップと、
前記推定ステップにより推定された装着位置が前記最適集音位置ではないときに、その推定された装着位置から前記最適集音位置に向かう方向を、前記マイクロフォンの装着位置を調整すべき方向として使用者に提示する提示ステップと、
を有することを特徴とする音声認識装置の制御方法。
【請求項７】
前記推定ステップは、前記計算ステップにより計算される音響尤度が最大となる音響モデルを選択し、その音響モデルの基となった音声の収集時における前記マイクロフォンの装着位置を、前記マイクロフォンの現在の装着位置と推定することを特徴とする請求項６に記載の音声認識装置の制御方法。
【請求項８】
前記提示ステップは、前記複数の音響モデルと、各音響モデルの基となった音声の収集時における前記マイクロフォンの装着位置から前記最適集音位置に向かう方向とが対応付けて記述されたテーブルを参照することにより、前記マイクロフォンの装着位置を調整すべき方向を決定することを特徴とする請求項６または７に記載の音声認識装置の制御方法。
【請求項９】
コンピュータに請求項５から８までのいずれかに記載の音声認識装置の制御方法を実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載のプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１１】
使用者の所定部位に装着することでその使用者の声帯振動を伴わない微弱な音声を収集するように構成されたマイクロフォンを使用して音声認識を行う音声認識装置であって、
最適集音位置およびその周辺の複数の位置の各位置について、その位置に前記マイクロフォンを装着した状態の話者から収集した音声に基づいて作成された一の音響モデルと、
前記マイクロフォンを装着した使用者から入力された音声の特徴量を抽出する抽出手段と、を有し、
前記抽出手段により抽出された特徴量と前記音響モデルとに基づいて音声認識を行うことを特徴とする音声認識装置。
【請求項１２】
使用者の所定部位に装着することでその使用者の声帯振動を伴わない微弱な音声を収集するように構成されたマイクロフォンを使用して音声認識を行う音声認識方法であって、
前記マイクロフォンを装着した使用者からの音声を入力する入力ステップと、
前記入力ステップにより入力された音声の特徴量を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップにより抽出された特徴量と、最適集音位置およびその周辺の複数の位置の各位置について、その位置に前記マイクロフォンを装着した状態の話者から収集した音声に基づいて作成された一の音響モデルとに基づいて音声認識を行う音声認識ステップと、
を有することを特徴とする音声認識方法。
【請求項１３】
使用者の所定部位に装着することでその使用者の声帯振動を伴わない微弱な音声を収集するように構成されたマイクロフォンを使用して音声認識を行うために、コンピュータに、
前記マイクロフォンを装着した使用者からの音声を入力する入力ステップ、
前記入力ステップにより入力された音声の特徴量を抽出する抽出ステップ、
前記抽出ステップにより抽出された特徴量と、最適集音位置およびその周辺の複数の位置の各位置について、その位置に前記マイクロフォンを装着した状態の話者から収集した音声に基づいて作成された一の音響モデルとに基づいて音声認識を行う音声認識ステップ、
を実行させるためのプログラム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声認識装置およびその制御方法に関し、特に、使用者の所定部位に装着することでその使用者の非可聴音声を収集するように構成されたマイクロフォンを使用して音声認識を行う音声認識装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無音声認識とよばれる音声認識技術が提案されている（例えば非特許文献１）。これは、従来の音声認識で扱う通常音声を対象としたものではなく、声帯振動を伴わず独り言のようにささやく、およそ第三者には聞き取ることのできない音声（非可聴音声）を対象にした音声認識技術である。この無音声認識では、耳の後ろ付近に聴診器のような体表接着型の特殊なマイクロフォンを装着する。発声者が発した非可聴音声は、体内を通じて体表まで伝わり、特殊マイクロフォンに集音される。このようにして集音された音声信号は、周囲の環境音による影響を受けにくいため、実環境下でも良好な認識性能を期待することができる。また、無音声は周囲の人間にほとんど聞こえないため秘匿性にも優れている。
【０００３】
【非特許文献１】中島淑貴他，「微弱体内伝導音抽出による無音声認識」，日本音響学会2003年春季研究発表会講演論文集Ｉ，p175-176、2003年３月）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したとおり、無音声認識で使用する特殊マイクロフォンは話者の耳の後ろ付近に取り付けるものであるが、非可聴音声をうまく収集できる位置は限られている。つまり、無音声認識におけるマイクロフォンの装着位置は、非可聴音声を認識するうえで非常に重要な要素であり、音声認識精度はマイクロフォンの装着位置に大きく依存する。しかし、使用者が常にマイクロフォンを適正な位置に装着するとは限らず、ずれた位置に装着する場合も考えられる。このような場合を考えると、マイクロフォンを最適な位置に装着するようガイドするメカニズムが必要であると言える。あるいは、適正な位置からずれた位置にマイクロフォンが装着された場合であっても認識率が大きく低下しないようにする技術を導入する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面によれば、例えば、使用者の所定部位に装着することでその使用者の声帯振動を伴わない微弱な音声を収集するように構成されたマイクロフォンを使用して音声認識を行う音声認識装置であって、前記マイクロフォンを最適集音位置に装着した状態の話者から収集した音声に基づいて作成された音響モデルと、使用者が前記マイクロフォンを装着して入力した音声に対し、前記音響モデルに基づいて音響尤度を計算する計算手段と、前記計算手段により計算された前記音響尤度を用いて、前記マイクロフォンの現在の装着位置の適否に関する情報を使用者に提示する提示手段とを有することを特徴とする音声認識装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、無音声認識用のマイクロフォンを適切な位置に装着するようガイドすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【０００８】
（実施形態１）
図１は、本実施形態における音声認識装置の構成を示すブロック図である。
【０００９】
１０１は本装置全体の制御を司る中央処理装置（ＣＰＵ）、１０２は制御メモリ（ＲＯＭ）、１０３はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）である。１０４はハードディスク装置や不揮発性メモリなどの外部記憶装置、１０５はボタンやキーボードなどの情報入力部、１０６は装置の状態を表示または音声によるガイダンスを行う情報出力部、１０７は音声入力部、１０８は上記の各部を接続するバスである。音声入力部１０７は具体的には、使用者の所定部位（例えば、耳の後ろ付近）に装着することでその使用者の非可聴音声を収集するように構成されたマイクロフォンである。このような非可聴音声を対象とする音声入力部１０７には、中島等による論文「微弱体内伝導音抽出による無音声認識」（日本音響学会２００３年春期研究発表会講演論文集３ーＱー１２，ｐｐ．１７５ー１７６）や特開２０００ー５７３２５号公報で提案されている装置が使用可能である。図１４に、音声入力部１０７の集音部の構成例を示す。この集音部は例えば、振動板１の振動をコンデンサマイク２で収録する構成となっている。この振動板１を話者の体表（たとえば耳の後方、首筋の付近の位置）に接着して使用する。無音発声音声といえども、その振動は体内から体表に伝わってくるので、このような構成により無音発声音声を拾うことが可能である。
【００１０】
ＲＯＭ１０２には、図示のように音声認識プログラムが格納され、外部記憶装置１０４には、後述する各種の音響モデルが格納されている。もっとも、音声認識プログラムはＲＯＭ１０２ではなく外部記憶装置１０４にインストールされるものであってもよい。
【００１１】
本装置は、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２に格納された音声認識プログラムを実行することで、音声入力部１０７より入力された音声データに対し音声認識処理を行い、情報出力部１０５に認識結果を表示する。
【００１２】
本実施形態における音声認識装置の構成は概ね上記のとおりであるが、以下、音声認識プログラムによる各処理について説明する。
【００１３】
図２は、本実施形態における音響モデル作成処理に関与する音声認識プログラムのモジュールの構成を示す図である。
【００１４】
この音響モデル作成処理では、音声認識の際に用いる音響モデル（認識用音響モデル）と、マイクロフォンの装着位置を同定するために用いる音響モデル（装着位置同定用音響モデル）の、２種類の音響モデルが作成される。特徴量計算処理モジュール２０１は、入力された音声データから音響的な特徴量を抽出する。データ記憶モジュール２０２は、外部記憶装置１０４にデータの記録を行う。装着位置同定用音響モデル作成モジュール２０３は、特徴量計算処理モジュール２０１により計算された特徴量を用いて装着位置同定用音響モデルを作成する。認識用音響モデル作成モジュール２０４は、特徴量計算処理モジュール２０１により計算された特徴量を用いて音声認識用音響モデルを作成する。ここで、装着位置同定用音響モデル作成モジュール２０３と認識用音響モデル作成モジュール２０４において、両者の音響モデルは、同じ音声データを使用して同じ方法で作成してもよいが、装着位置同定用音響モデルには、より限定された音声に対して音響尤度を算出するコンパクトな音響モデルが適している。他方、認識用音響モデルは、認識性能仕様によって異なるが、装着位置同定用音響モデルより音響的に詳細な音響モデルであることが好ましい。
【００１５】
図３は、本実施形態における音響モデル作成処理の流れを示すフローチャートである。
【００１６】
まず、ステップＳ３０１では、不特定話者の音声を入力する。ここではマイクロフォンは非可聴音声を最も効果的に収集できる位置（以下、「最適集音位置」という。）に装着されていることが前提である。次に、ステップＳ３０２で、特徴量計算処理モジュール２０１により音声データから音響的な特徴量が抽出され、データ記憶モジュール２０２によって外部記憶装置１０４に格納される。そして、ステップＳ３０３で、ステップＳ３０２で算出された特徴量を用いて、装着位置同定用音響モデル作成モジュール２０３および認識用音響モデル作成モジュール２０４によりそれぞれ、装着位置同定用音響モデルおよび認識用音響モデルが作成され、これら２つの音響モデルはデータ記憶部２０２によって外部記憶装置１０４に格納される。
【００１７】
以上の処理により、不特定話者からマイクロフォンを最適集音位置に装着した状態で音声を収集し、これに基づいて、装着位置同定用音響モデルおよび認識用音響モデルの２つの音響モデルが作成された。
【００１８】
続いて、本実施形態におけるマイクロフォン装着位置確認処理について説明する。この処理はマイクロフォンが装着されたときに実行されるもので、この処理によってマイクロフォンの装着位置が不適切な場合に、その位置を使用者に調整せしめることをねらいとしたものである。
【００１９】
図４は、本実施形態におけるマイクロフォン装着位置確認処理に関与する音声認識プログラムのモジュールの構成を示す図である。
【００２０】
音声入力モジュール４０１は、装着されたマイクロフォンから音声データの入力を受ける。特徴量計算処理モジュール４０２は、入力された音声データから音響的な特徴量を抽出する。尤度計算処理モジュール４０３は、抽出された特徴量と装着位置同定用音響モデルを用いて尤度計算を行う。音響モデル記憶モジュール４０４は、外部記憶装置１０４に音響モデルを記憶する。状態表示モジュール４０５は、算出する音響尤度に応じた描画や音などを情報出力部１０６に表示させる。これにより使用者はマイクロフォンの装着位置が適切かどうかを判断することができる。情報入力処理モジュール４０６は、ボタンやキーボードなどを通じて使用者がシステムに対して行うフィードバックを入力する。
【００２１】
図５は、本実施形態におけるマイクロフォン装着位置確認処理の流れを示すフローチャートである。
【００２２】
まず、ステップＳ５０１で、音声入力モジュール４０１により、使用者に装着されたマイクロフォンから音声入力を行う。この時発声する入力音声は、使用する装着位置同定用音響モデルによって異なり、認識用音響モデルと同じ条件で作成した音響モデルの場合は指定した発声である必要はないが、限られた発声条件で作成した音響モデルの場合は限定した発声のみ入力音声として受け付けるものとする。また、装着位置を同定している間の入力音声は、必ず同じ音声を入力する必要がある。このステップＳ５０１では、音声入力がない場合は入力状態を維持したまま状態を保持し、音声入力があった場合に次のステップＳ５０２に移る。
【００２３】
ステップＳ５０２では、特徴量計算処理モジュール４０２により入力音声に関する音響的な特徴量が抽出される。次に、ステップＳ５０３で、尤度計算処理モジュール４０３により、あらかじめ作成された装着位置同定用音響モデルを音響モデル記憶モジュール４０４を介して外部記憶装置１０４から読み込み、ステップＳ５０２で抽出された特徴量と読み込んだ音響モデルを用いて音響尤度を計算する。
【００２４】
ステップＳ５０４では、状態表示モジュール４０５により、ステップＳ５０３で算出された音響尤度を用いて、マイクロフォンの装着位置の適否に関する情報が提示される。ここでは例えば、尤度の大きさに応じて大きくなるビープ音を発するような報知や、情報出力部１０６に音響尤度の推移をグラフで表示する等の態様が含まれる。また、音響尤度について知識のない使用者のために、音響尤度が所定のしきい値を超えるときにマイクロフォンの装着位置が適切である旨を表示するようにしてもよいであろう。使用者は、このような表示に基づいてマイクロフォンが適切な位置に装着されているかどうかを判断することができる。
【００２５】
そして、ステップＳ５０５では、情報入力処理モジュール４０６により、使用者からのフィードバックをボタンやキーボードなどを通じて受け、マイクロフォンの装着位置の再調整を行うためのフィードバックを受けた場合はステップＳ５０１へ戻り、集音位置の決定を示すフィードバックを受けた場合はマイクロフォンの装着位置を固定して終了する。
【００２６】
図６は、本実施形態における音声認識処理の流れを示すフローチャートである。
【００２７】
この図は大きく３つの工程で構成されているが、第一の工程であるステップＳ６０１は、上述したマイクロフォン装着位置同定処理をまとめたものであり、ステップＳ６０１を経てマイクロフォンは最適集音位置に装着されたものとして、ステップＳ６０２に移る。ステップＳ６０２では、認識用音響モデル作成モジュール２０４により作成された認識用音響モデルを、データ記憶モジュール２０２を介して外部記憶装置１０４から読み込む。そして、ステップＳ６０３で、ステップＳ６０１で装着されたマイクロフォンからの入力音声を６０２の工程で読み込んだ音響モデルを用いて音声認識を行い、結果を出力して終了する。
【００２８】
このように本実施形態によれば、音声認識を実行する前に、入力した音声に基づいて音響尤度に関する情報が表示されるので、操作者は、それに基づいてマイクロフォンの装着位置を調整する機会が与えられる。
【００２９】
（実施形態２）
上述の実施形態１は最適集音位置における装着位置同定用音響モデルを１つ作成しておき、これに基づいてマイクロフォンの装着位置を使用者に調整せしめるものであったが、本実施形態では、最適集音位置およびその周辺の複数の位置についてそれぞれ、マイクロフォンを装着した場合の音響モデルをそれぞれ設計し、これに基づいてマイクロフォンの装着位置の調整すべき方向を使用者に提示する方法を示す。なお、本実施形態では同時に複数のマイクロフォンを装着して集音する場合について説明するが、これに限定されるものではなく、別々に集音するようにしてもよい。
【００３０】
以下、本実施形態におけるマイクロフォン装着位置確認処理の概要を説明する。
【００３１】
図９Ａは人間の頸部の周辺を示した図で、Ａ〜Ｅがマイクロフォンの装着位置の例を示している。ここでは位置Ｅが最適集音位置である。しかし、使用者に何らの指示も与えずにマイクロフォンを装着させる場合にはＥではなくＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのような位置に装着されるケースが多いと考えられる。
【００３２】
本実施形態では、最適集音位置Ｅに装着されたマイクロフォンから収集された音声データに基づいて音響モデルを作成する他に、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各位置ごとに、その位置に装着されたマイクロフォンから収集された音声データに基づく音響モデルをあらかじめ作成しておく。以下では、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの各位置に対応する音響モデルをそれぞれ、音響モデルａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅとする。
【００３３】
使用者が実際にマイクロフォンを装着して音声が入力されると、上記の各音響モデルについて、その音響モデルを使用したときの音響尤度を計算し、音響尤度が最大となる音響モデルはどれなのかを調べることによってマイクロフォンの装着位置を推定する。
【００３４】
そしてこの推定の結果、装着位置が最適なＥではなく、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのいずれかである場合には、その位置からＥに向かう方向を表示することで、使用者にその方向にマイクロフォンの装着位置を調整するように促す。
【００３５】
推定された装着位置から最適な位置Ｅに向かう方向は、例えば、音響尤度が最大となる音響モデルと、それによって推定される装着位置から最適な位置Ｅに向かう方向の情報（すなわち調整すべき方向）とを対応付けて記述した調整方向決めテーブルをあらかじめ作成しておき、この調整方向決めテーブルを参照することで決定することができる。図９Ｂに、そのような調整方向決めテーブルの構造例を示す。このように調整方向決めテーブルには、音響モデルａ，ｂ，ｃ，ｄと、各音響モデルに対応する装着位置から最適集音位置Ｅに向かう方向とが対応して記述される。
【００３６】
図７は、本実施形態における調整方向決めテーブルを作成する処理に関与する音声認識プログラムのモジュールの構成を示す図である。
【００３７】
７０１〜７０４のモジュールはそれぞれ、図２の２０１〜２０４のモジュールと同様のモジュールである。図２との相違点は、テーブル作成モジュール７０５が追加されている点である。テーブル作成モジュール７０５は、例えば図９Ｂに示したような構造の調整方向決めテーブルを作成し、データ記憶モジュール７０２を介して外部記憶装置１０４に保持するように機能する。
【００３８】
図８は、本実施形態における調整方向決めテーブルを作成する処理の流れを示すフローチャートである。
【００３９】
まず、ステップＳ８０１〜Ｓ８０３の処理で、最適集音位置から外れた複数の装着位置に対応する音響モデルを作成する。これらのステップＳ８０１〜Ｓ８０３は、図３に示したステップＳ３０１〜Ｓ３０３の処理に相当する。ただしステップＳ８０１〜Ｓ８０３の各工程は装着位置ごとに独立して行い、装着位置ごとの音響モデルを作成する。また、ここで作成される複数の音響モデルはすべて装着位置同定用の音響モデルである。各装着位置ごとの音響モデルを作成し終えた時点で、次のステップＳ８０４に進む。
【００４０】
そして、ステップＳ８０４では、テーブル作成モジュール７０５により、音響モデルごとに、対応するマイクロフォンの装着位置から最適集音位置に向かう方向を記述した調整方向決めテーブルが作成される。具体的には、図９Ａを参照すると、例えばＡは最適位置Ｅの左斜め下に位置しているので、調整すべき方向としては右斜め上ということになる。同様に、Ｂは最適位置Ｅの右斜め上に位置しているので、調整すべき方向としては左斜め下ということになる。このようにして作成された調整方向決めテーブルは、データ記憶モジュール７０２を介して外部記憶装置１０４に記憶される。
【００４１】
次に、本実施形態におけるマイクロフォン装着位置確認処理を、図１０のフローチャートを用いて説明する。なお、このマイクロフォン装着位置確認処理に関与する音声認識プログラムのモジュールの構成は図４に示したものと同様であるのでここではその説明を省略するが、参照番号は援用する。
【００４２】
まず、ステップＳ１００１で、音声入力モジュール４０１により、使用者に装着されたマイクロフォンから音声入力を行う。ここで音声入力がない場合は入力状態を維持したまま状態を保持し、音声入力があった場合に次のステップＳ１００２に移る。ステップＳ１００２では、特徴量計算処理モジュール４０２により入力音声の音響的な特徴量が抽出される。
【００４３】
次に、ステップＳ１００３で、尤度計算処理モジュール４０３により、あらかじめ作成された音響モデルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、Ｅを音響モデル記憶モジュール４０４を介して外部記憶装置１０４から読み込み、ステップＳ１００２で抽出された特徴量に対して、各音響モデル毎に音響尤度を計算する。
【００４４】
次に、ステップＳ１００４で、ステップＳ１００３で算出した各音響モデルを使用したときの音響尤度をそれぞれ比較し、これにより現在のマイクロフォンの装着位置を推定する。例えば、音響モデルＥを使用したときの音響尤度が他のどの音響尤度よりも大きい場合は、現在のマイクロフォンの装着位置は最適な位置Ｅにあると推定される。この場合には装着位置を調整する必要はないので、このまま本処理を終了する。一方、音響モデルＥを使用したときの音響尤度が最大でない場合は、現在のマイクロフォンの装着位置はＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのいずれかであると推定され、ステップＳ１００５に進む。
【００４５】
ステップＳ１００５では、外部記憶装置１０４に記憶されている調整方向決めテーブルを参照して、マイクロフォンを調整すべき方向を情報出力部１０６に表示させる。例えば、音響モデルＡの尤度が最大であった場合は、情報出力部１０６に、「右斜め上に移動」と表示される。このようにマイクロフォンの装着位置の調整すべき方向が提示されるので、使用者は調整方向を迷うことなくマイクロフォンの装着位置を移動することが可能になる。このステップＳ１００５の表示処理の結果、マイクロフォンの装着位置が移動すると、ステップＳ１００１に戻って処理が繰り返される。
【００４６】
（実施形態３）
上述の実施形態２では、使用者に提示できるマイクロフォンの装着位置の調整すべき方向は、調整方向決めテーブルによって定義された方向（例えば４方向）に限定されるものであったが、テーブルの定義に拘束されることなく任意の方向を提示することも可能である。
【００４７】
本実施形態では、実施形態２で計算される４種類の音響モデルａ，ｂ，ｃ，ｄ（音響モデルｅを除く）の音響尤度の大きさと調整方向決めテーブルで定義される方向を利用して、きめの細かい表示方向を決定する。例えば、各音響モデルの音響尤度をベクトルの大きさとみなし、また、音響モデルごとに調整方向決めテーブルにより定義されている方向をそのベクトルの方向とみなす。これにより、調整すべき方向として提示する方向をこれらのベクトルの総和で表すことができる。これを定式化すると以下のようになる。
【００４８】
【数１】
2005140860.tif 000003
【００４９】
すなわち、求めるべき表示方向ベクトルＸは、音響モデルｉ（ｉ＝ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の方向ベクトルＥに音響尤度Ｐｉおよび重み係数ωｉをかけたものの総和で表現できる。
【００５０】
このようにして求めた結果は、情報出力部１０６などの表示装置に表示してもよいし、角度など方向を音声として提示してもよい。
【００５１】
さらに、表示方向ベクトルＸの大きさに応じて、移動すべき距離も併せて提示することも有効である。
【００５２】
（実施形態４）
上述の実施形態１〜３は、音響尤度を基準にマイクロフォンの装着位置の調整せしめるものであったが、音響尤度のかわりに別の評価関数を用いてもよい。
【００５３】
例えば、実施形態２と同様に５つの音響モデルが存在し、各モデルから決定される音響尤度を評価関数に用いる場合について説明する。また、処理の流れは実施形態１と同様であるとする。
【００５４】
マイクロフォンが実際に装着された位置ｘが最適集音位置Ｅに近づくにつれて、位置ｘに装着されたマイクロフォンによる入力音声の特徴量に対する、音響モデルeを用いたときの音響尤度は大きくなり、一方、音響モデルａ，ｂ、ｃ、ｄを用いたときの音響尤度はそれぞれ小さくなることが予想できる。これを評価関数に表すと次のようになる。
【００５５】
【数２】
2005140860.tif 000004
【００５６】
ここでＰｉは、位置ｘに装着されたマイクロフォンによる入力音声の、音響モデルｉを用いたときの音響尤度を表し、ｗｉは、Ｐｉの重み係数を表す。
【００５７】
（実施形態５）
実施形態１と２を併せて実現することにより、より効率的にマイクロフォンの装着位置をガイドすることが可能になる。例えば、装着されたマイクロフォンに対して、まず実施形態２によりマイクロフォンの装着位置を調整すべき方向を表示し、表示された方向へ移動している最中にマイクロフォンが最適集音位置付近に近づくと、実施形態１によるピープ音もしくは画面表示による音響尤度表示に切り替わるようにすれば、効率的にマイクロフォンの装着位置をガイドすることができる。
【００５８】
（実施形態６）
上述した実施形態１〜５では、マイクロフォンの装着位置を厳密に同定して、装着位置に依存した音響モデルを使って音声認識を行う方法を示したが、本実施形態では、マイクロフォンの装着位置には厳密には依存しない音響モデルを作成し、これを用いて音声認識を行う方法を示す。
【００５９】
図１１は、本実施形態におけるマイクロフォンの装着位置のずれに対して頑強な音響モデルを作成する処理の流れを示すフローチャートである。ここでは同時に複数のマイクロフォンを装着して集音する場合について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、別々に集音するようにしてもよい。
【００６０】
まず、ステップＳ１１０１で、実施形態１で示した最適集音位置およびその周辺に複数個のマイクロフォンを装着する。次に、ステップＳ１１０２で、入力された全音声データから音響的な特徴量をすべて抽出し、続くステップＳ１１０３で全特徴量を外部記憶装置１０４に出力する。
【００６１】
次に、ステップＳ１１０４で、外部記憶装置１０４に記録された特徴量すべてを用いて学習を行う。これによりマイクロフォンの装着位置のずれに対して頑強な音響モデルが作成される。作成された音響モデルは、ステップＳ１１０５で外部記憶装置１０４に記録される。
【００６２】
図１２は、本実施形態におけるマイクロフォンの装着位置のずれに対して頑強な音声認識の流れを示すフローチャートである。
【００６３】
まず、ステップＳ１２０１で、使用者に装着されたマイクロフォンからの音声入力を受ける。次に、ステップＳ１２０２で特徴量を抽出し、ステップＳ１２０３で、上記の図１１のフローチャートに従って作成された音響モデルを読み込む。そして、ステップＳ１２０４で、ステップＳ１２０３で読み込んだ音響モデルとステップＳ１２０２で抽出した特徴量とに基づいて音声認識を行い、ステップＳ１２０５でその認識結果を出力する。
【００６４】
（実施形態７）
実施形態１から５では、最適集音位置から入力される音声だけを用いて作成される音響モデルを、実際の音声認識に使用するように説明したが、これに限るものではなく、実施形態６で説明した、マイクロフォンの装着位置のずれに対して頑強な音響モデルを用いて音声認識を行うようにしてもよい。
【００６５】
（実施形態８）
ここでは、上述した各実施形態に適用可能な音声入力部１０７の具体例を示す。
【００６６】
図１３において、１３０１は、複数のマイクロフォンが一つの筐体に配置された構造の音声入力装置の例を示している。上述した実施形態１〜７では、マイクロフォン装着時に音声入力を行う際は単一のマイクロフォンを用いることを想定していたが、音声入力の際に、１３０１のような音声入力装置を装着して、複数個のマイクロフォンの各々に入力される音声と音響モデルとの尤度計算を独立して行うことで、最も尤度の高いマイクロフォンを音声認識時の入力マイクロフォンとして使用して音声認識を行うことが可能になる。
【００６７】
他方、１３０２は、集音するためのマイクロフォンを内部に１個だけ保持し、そのマイクロフォンが筐体内の所定の範囲内を自動走行する構造を有する音声入力装置である。１３０２の音声入力装置を最適集音位置付近に装着し、音響尤度を算出する工程において内部のマイクロフォンが筐体内の所定の範囲内を自動走行し、それぞれの位置で尤度の計算を行い、筐体内の移動可能な全範囲による尤度計算の結果から、筐体内で最大尤度を算出した位置に集音マイクロフォンを固定させ、その後に音声認識を行うことができる。
【００６８】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は、例えばシステム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能である。また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、一つの機器からなる装置に適用してもよい。
【００６９】
なお、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（図６〜８のいずれかに示すフローチャートに対応したプログラム）を、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータがその供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。その場合、プログラムの機能を有していれば、その形態はプログラムである必要はない。
【００７０】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、そのコンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明の特許請求の範囲には、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
【００７１】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。
【００７２】
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ）などがある。
【００７３】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、そのホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明のクレームに含まれるものである。
【００７４】
また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【００７５】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【００７６】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】実施形態における音声認識装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態１における音響モデル作成処理に関与する音声認識プログラムのモジュールの構成を示す図である。
【図３】実施形態１における音響モデル作成処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】実施形態１におけるマイクロフォン装着位置確認処理に関与する音声認識プログラムのモジュールの構成を示す図である。
【図５】実施形態１におけるマイクロフォン装着位置確認処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】実施形態１における音声認識処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施形態２における調整方向決めテーブルを作成する処理に関与する音声認識プログラムのモジュールの構成を示す図である。
【図８】実施形態２における調整方向決めテーブルを作成する処理の流れを示すフローチャートである。
【図９Ａ】実施形態におけるマイクロフォンの装着位置を示す図である。
【図９Ｂ】実施形態２における調整方向決めテーブルの構造例を示す図である。
【図１０】実施形態２におけるマイクロフォン装着位置確認処理を示すフローチャートである。
【図１１】実施形態６におけるマイクロフォンの装着位置のずれに対して頑強な音響モデルを作成する処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】実施形態６におけるマイクロフォンの装着位置のずれに対して頑強な音声認識の流れを示すフローチャートである。
【図１３】実施形態１３における音声入力部の具体的な構造例を示す図である。
【図１４】実施形態における音声入力部の構成例を示す図である。
【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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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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