(57)【要約】  【課題】入力された音声を認識する際に、背後の人声、独り言など、認識装置への入力目的以外の音声が混入しても高い精度で音声を認識できる音声認識装置を提供すること。  【解決手段】音声照合部１は、携帯電話を介して入力された音声と認識用標準パタンとを照合して認識結果を送出する。認識用標準パタンとしては、認識対象とする音声をモデル化した認識語彙標準パタン２−１と認識語彙標準パタン２−１の前後に付加された背景人声標準パタンとを含む認識用標準パタン２が用いられる。背景人声標準パタンは、携帯電話伝送系を介して入力され、携帯電話への通常の入力音声と比較して大きな歪みを受ける低レベルの入力音声を元に学習して得られた背景人声標準パタン群２−３、携帯電話音声に含まれる背後の人声を元に学習して得られた背景人声ガーベージ標準パタン２−４である。  【選択図】図１
2005084071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯電話を介して入力された音声と認識用標準パタンとを照合して認識結果を送出する音声照合部を有する音声認識装置において、
前記認識用標準パタンは、認識対象とする音声をモデル化した認識語彙標準パタンと該認識語彙標準パタンの前後に付加された背景人声標準パタンとを含む認識用標準パタンであり、
前記背景人声標準パタンは、携帯電話伝送系を介して入力され、携帯電話への通常の入力音声と比較して大きな歪みを受ける低レベルの入力音声を元に学習して得られた背景人声標準パタン群、あるいは携帯電話音声に含まれる背後の人声を元に学習して得られた背景人声ガーベージ標準パタンであることを特徴とする音声認識装置。
【請求項２】
携帯電話を介して入力された音声と認識用標準パタンとを照合して認識結果を送出する複数の音声照合部と判定部とを有する音声認識装置において、
前記複数の音声照合部のうちの少なくとも１つにおける認識用標準パタンは、認識対象とする音声をモデル化した認識語彙標準パタンと、該認識語彙標準パタンの前後に付加された背景人声標準パタンとを含む認識用標準パタンであり、
前記背景人声標準パタンは、携帯電話伝送系を介して入力され、携帯電話への通常の入力音声と比較して大きな歪みを受ける低レベルの入力音声を元に学習して得られた背景人声標準パタン群、あるいは携帯電話音声に含まれる背後の人声を元に学習して得られた背景人声ガーベージ標準パタンであり、
前記判定部は、前記複数の音声照合部より送出される照合スコアの各々に対して予め定めた値を加算し、その結果得られた値を互いに比較して最も値が高い値を送出した音声照合部での認識語彙を認識結果として送出することを特徴とする音声認識装置。
【請求項３】
前記認識用標準パタンにおいて、前記認識語彙標準パタンと前記背景人声標準パタンとの間に、両者の境界を表す境界標準パタンが挟まれていることを特徴とする請求項１または２に記載の音声認識装置。
【請求項４】
前記境界標準パタンは、無音に対応する標準パタンであることを特徴とする請求項３に記載の音声認識装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声認識装置に関し、特に、携帯電話を介して入力された音声を認識する際に、背後の人声、独り言など、音声認識装置への入力目的以外の音声が混入しても高い精度で音声を認識できる音声認識装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来の音声認識装置を示すブロック図であり、携帯電話を介して入力された音声は、音声照合部１において認識用標準パタン２と照合される。認識用標準パタン２は、照合のために予め格納されており、認識語彙標準パタン２−１、あるいは認識語彙標準パタン２−１と音声標準パタン２−２との組み合わせからなる。
【０００３】
図９は、認識語彙標準パタン２−１のみからなる認識用標準パタン２を示し、図１０は、認識語彙標準パタン２−１と音声標準パタン２−２との組み合わせからなる認識用標準パタン２を示す。音声照合部１は、入力音声と認識用標準パタン２とを照合し、最も照合スコア（類似度）の高い認識語彙を認識結果として送出する。
【０００４】
図９の認識用標準パタン２を使用した場合、両端が無音区間で区切られた入力音声は、音声照合部１で認識語彙標準パタン（認識語彙１〜Ｎ）２−１からなる認識用標準パタン２と照合され、照合の結果、最も照合スコアの高い認識語彙が認識結果として送出される。
【０００５】
また、図１０の認識用標準パタン２を使用した場合、両端が無音区間で区切られた入力音声は、認識語彙標準パタン２−１の前後に、子音と母音とからなる任意の日本語音声を受理する音声標準パタン２−２を付加した認識用標準パタン２と照合される。
【非特許文献１】河原達也、宗続敏彦、三木清一、堂下修司“会話音声中の単語スポッティングのための言語モデルの検討”電子情報通信学会技術研究報告SP94-28 1994 PP.41-48
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図９の認識語彙標準パタン２−１のみからなる認識用標準パタン２を使用した場合には、入力音声に背後の人声などが混入すると、その人声を認識語彙と照合し、その認識結果を送出してしまうことがあるため、誤認識が増加してしまうという課題がある。
【０００７】
図１０の認識語彙標準パタン２−１と音声標準パタン２−２との組み合わせからなる認識用標準パタン２を使用した場合には、背後の人声などの混入による誤認識を改善できるが、認識語彙またはその一部が、前後の音声標準パタン２−２と照合されることで新たな誤認識が生じるという課題がある。
【０００８】
本発明の目的は、入力された音声を認識する際に、背後の人声、独り言など、音声認識装置への入力目的以外の音声が混入しても高い精度で音声を認識できる音声認識装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、携帯電話を介して入力された音声と認識用標準パタンとを照合して認識結果を送出する音声照合部を有する音声認識装置において、前記認識用標準パタンは、認識対象とする音声をモデル化した認識語彙標準パタンと該認識語彙標準パタンの前後に付加された背景人声標準パタンとを含む認識用標準パタンであり、前記背景人声標準パタンは、携帯電話伝送系を介して入力され、携帯電話への通常の入力音声と比較して大きな歪みを受ける低レベルの入力音声を元に学習して得られた背景人声標準パタン群、あるいは携帯電話音声に含まれる背後の人声を元に学習して得られた背景人声ガーベージ標準パタンであることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、携帯電話を介して入力された音声と認識用標準パタンとを照合して認識結果を送出する複数の音声照合部と判定部とを有する音声認識装置において、前記複数の音声照合部のうちの少なくとも１つにおける認識用標準パタンは、認識対象とする音声をモデル化した認識語彙標準パタンと、該認識語彙標準パタンの前後に付加された背景人声標準パタンとを含む認識用標準パタンであり、前記背景人声標準パタンは、携帯電話伝送系を介して入力され、携帯電話への通常の入力音声と比較して大きな歪みを受ける低レベルの入力音声を元に学習して得られた背景人声標準パタン群、あるいは携帯電話音声に含まれる背後の人声を元に学習して得られた背景人声ガーベージ標準パタンであり、前記判定部は、前記複数の音声照合部より送出される照合スコアの各々に対して予め定めた値を加算し、その結果得られた値を互いに比較して最も値が高い値を送出した音声照合部での認識語彙を認識結果として送出することを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記認識用標準パタンにおいて、前記認識語彙標準パタンと前記背景人声標準パタンとの間に、両者の境界を表す境界標準パタン、例えば無音に対応する標準パタンを挟むことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、認識用語彙標準パタンと背景人声標準パタンとの組み合わせからなる認識用標準パタンを用い、背景人声標準パタンとして、携帯電話伝送系を介して入力され、携帯電話への通常の入力音声と比較して大きな歪みを受ける低レベルの入力音声を元に学習して得られた背景人声標準パタン群、あるいは携帯電話音声に含まれる背後の人声を元に学習して得られた背景人声ガーベージ標準パタンを用いるので、携帯電話を介して入力された音声において、背後の人声、独り言など、音声認識装置への入力目的以外の音声が混入しても高い精度で音声を認識できる。
【００１３】
また、通常の入力音声と比較して大きな歪みを受けた音声を元に学習した背景人声標準パタンを用いることで、認識語彙又はその一部が前後の背景人声標準パタンと照合され誤認識する現象を抑えることができる。
【００１４】
また、認識語彙標準パタンと背景人声標準パタンとの間に、境界を表す標準パタンを挿入することにより、認識語彙部分を背景人声と誤認識する現象を抑え、さらに高い精度で音声を認識できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明について説明する。図１は、本発明に係る音声認識装置の実施形態を示すブロック図であり、図８と同一あるいは同等部分には同じ符号を付してある。
【００１６】
図１において、携帯電話を介して入力された音声は、音声照合部１において認識用標準パタン２と照合される。認識用標準パタン２は、照合のために予め格納されており、認識語彙標準パタン２−１と、背景人声標準パタン群２−３あるいは背景人声ガーベージ標準パタン２−４との組み合わせからなる。背景人声標準パタン群２−３と背景人声ガーベージ標準パタン２−４は、共に背景人声に対する標準パタンであるので、以下では、これらを背景人声標準パタンと呼ぶことがある。
【００１７】
背景人声標準パタン群２−３は、携帯電話の伝送系を介して入力され、携帯電話への通常の入力音声と比較して大きな歪みを受ける低レベルの入力音声を元に学習することにより作成される。ここで、携帯電話への通常の入力音声と比較して大きな歪みを受ける低レベルの入力音声とは、通話を行おうとする人が携帯電話に向けて通常発声する場合の音声と比較して十分にレベルが低く携帯電話の伝送系で大きな歪（符号化歪など）を受けるレベルの音声である。
【００１８】
例えば携帯電話で用いられる音声符号化方式では、文献「ARIB標準規格：STD-T64-C.S0014-0 Enhanced Variable Rate Codec,Speech Service Option 3 for Wideband Spread Spectrum Digital Systems(4-23頁、4.3.1.2節)」に記述されているように、音声の入力レベルを考慮した式により、音声を符号化する際の符号長が決定される。符号長が短いほど符号化により音声に加わる歪みが大きくなるため、例えば、符号長選択時に使用する判定式に従い、短い符号長で符号化されるレベルの音声を背景人声標準パタンの学習に使用する。
【００１９】
また、背景人声ガーベージ標準パタンは、携帯電話音声に含まれる背後の人声を元に学習することにより作成される。図２は、携帯電話に入力された音声と背景の人声の入力レベルの分布を示す。携帯電話に入力された音声と背景の人声の入力レベルの分布の差異から分かるように、背景の人声は、携帯電話に向けて発声された音声と比較して入力レベルが低く、携帯電話の伝送系で大きな歪（符号化歪など）を受けている。
【００２０】
図３および図４は、本発明で使用される認識用標準パタン２の例を示し、図３は、認識語彙標準パタン２−１と背景人声標準パタン（背景人声標準パタン群）２−３との組み合わせからなる認識用標準パタン２の例であり、図４は、認識語彙標準パタン２−１と背景人声標準パタン（背景人声ガーベージ標準パタン）２−４との組み合わせからなる認識用標準パタン２の例である。音声照合部１は、入力音声と認識用標準パタンとを照合し、最も照合スコア（類似度）の高い認識語彙を認識結果として送出する。
【００２１】
図３の認識用標準パタン２を使用した場合、両端が無音区間で区切られた入力音声は、背景人声標準パタン２−３、認識語彙標準パタン（認識語彙１〜Ｎ）２−１、背景人声標準パタン２−３からなる認識用標準パタン２と照合される。
【００２２】
また、図４の認識用標準パタン２を使用した場合には、両端が無音区間で区切られた音声は、背景人声標準パタン（背景人声ガーベージ標準パタン）２−４、認識語彙標準パタン（認識語彙１〜Ｎ）２−１、背景人声標準パタン（背景人声ガーベージ標準パタン）２−４からなる認識用標準パタンと照合される。
【００２３】
通常、背景の人声は、携帯電話に向けて発声される音声と比較して入力レベルが低い。そのため、背景の人声は、携帯電話の音声符号処理において、携帯電話に向けて発声された音声と異なる符号化歪みを受ける。このような背景人声が受ける符号化歪みを考慮して作成した背景人声標準パタン群２−３または背景人声ガーベージ標準パタン２−４を含む認識用標準パタンを用いることにより、背景人声が混入されていても、携帯電話に向けて発声された音声を良好に認識できるようになる。
【００２４】
図５は、本発明に係る音声認識装置の他の実施形態を示すブロック図である。本実施形態では、複数の音声照合部１（１−１，１−２，・・・，１−ｎ）を設け、これら複数の音声照合部１（１−１，１−２，・・・，１−ｎ）に入力音声を並列に入力する。各音声照合部１は、入力音声をそれぞれの認識用標準パタン２（２−１，２−２，・・・，２−ｎ）と照合し、照合結果１，２，・・・，ｎを判定部３に送出する。
【００２５】
ここで、音声照合部１（１−１，１−２，・・・，１−ｎ）のうちの少なくとも１つは、図１の実施形態と同様に、認識語彙標準パタンと背景人声標準パタン（背景人声標準パタン群または背景人声ガーベージ標準パタン）からなる認識用標準パタンを用いるものであるが、その他の音声照合部は、従来の音声認識装置における認識用標準パタン、例えば図９や図１０の認識用標準パタンを用いるものでも構わない。
【００２６】
各音声照合部１（１−１，１−２，・・・，１−ｎ）は、入力音声と認識用標準パタンとの照合結果として最も類似度の高い認識語彙と照合スコアＰｉ（ｉ＝１〜ｎ）とを送出する。
【００２７】
判定部３は、下記式に示すように、各音声照合部１（１−１，１−２，・・・，１−ｎ）から送出された照合スコアＰｉ（ｉ＝１〜ｎ）に予め設定された値Ｗｉを加算し、その結果得られた値Ｓｉを互いに比較し、最も高い値を持つ認識語彙を認識結果ｍとして送出する。
【００２８】
ここで、値Ｗｉは、各照合スコアＰｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対する重み付けであり、例えば、背後の人声、独り言など、音声認識装置への入力目的以外の音声の混入が多い環境で本装置が使用されることが予測される場合、ノイズ耐性を持たせた図３、図４のような認識用標準パタンを用いた音声照合部の照合結果に対する値Ｗｉを大きくし、図９、図１０のような認識用標準パタンを用いた音声照合部の照合結果に対する値Ｗｉを小さくする。
Ｓｉ＝logＰｉ＋Ｗｉ
【００２９】
図５の実施形態によれば、種々の異なる認識用標準パタンを用い、それぞれの照合結果に重み付けをすることにより、音声認識装置への入力目的以外の音声の混入が多い環境や少ない環境など、使用される環境の元で音声認識が良好に行われるように音声認識装置を適合させることができる。
【００３０】
以上の実施形態では、背景人声標準パタンと認識語彙標準パタンとが連続した認識用標準パタンを使用したが、認識語彙標準パタンと背景人声標準パタンとの間に、両者の境界を表す境界標準パタンを挟んだ認識用標準パタンを用いることにより、認識語彙部分が背景人声と誤認識される現象をさらに低減させることができる。
【００３１】
図６は、背景人声標準パタン２−３と認識語彙標準パタン２−１との間に、両者の境界を表す境界標準パタン２−５を挟んだ認識用標準パタン２の例であり、同図において、ＧＢは、背景人声ガーベージ標準パタンを示している。両端が無音区間で区切られた入力音声は、背景人声標準パタン２−３、境界標準パタン２−５、認識語彙標準パタン２−１、境界標準パタン２−５、背景人声標準パタン２−３からなる認識用標準パタンと照合される。この照合の結果、最も照合スコアの高い認識語彙が認識結果として送出される。
【００３２】
図７は、背景人声標準パタン２−３と認識語彙標準パタン２−１の境界を表す境界標準パタン２−５として、無音に対応する標準パタンを用いた例であり、両端が無音区間で区切られた入力音声は、背景人声標準パタン２−３、無音パタン（境界標準パタン）２−５、認識語彙標準パタン２−１、無音パタン（境界標準パタン）２−５、背景人声標準パタン２−３からなる認識用標準パタンと照合される。この照合の結果、最も照合スコアの高い認識語彙が認識結果として送出される。
【００３３】
以上では、図３あるいは図４の認識用標準パタンを単独に使用する実施形態について説明したが、背景人声標準パタン群と背景人声ガーベージ標準パタンとを並列に組み合わせて構成される背景人声標準パタンを、認識語彙標準パタン２−１の前後に配置して用いることもできる。また、図６、図７は、背景人声標準パタンとして背景人声ガーベージ標準パタンを用いた例であるが、背景人声標準パタンとしては背景人声標準パタン群あるいは背景人声標準パタン群と背景人声ガーベージ標準パタンの組み合わせを用いることもできる。
【００３４】
本発明は、携帯電話向けボイスポータルサービスの他、コールセンタ向け音声対話システムやカーナビ向け音声対話システムなどに利用して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る音声認識装置の実施形態を示すブロック図である。
【図２】携帯電話への入力音声と背景人声の入力レベルの分布を示す特性図である。
【図３】本発明で使用される認識用標準パタンの例を示す図である。
【図４】本発明で使用される認識用標準パタンの他の例を示す図である。
【図５】本発明に係る音声認識装置の他の実施形態を示すブロック図である。
【図６】本発明で使用される認識用標準パタンのさらに他の例を示す図である。
【図７】本発明で使用される認識用標準パタンのさらに他の例を示す図である。
【図８】従来の音声認識装置を示すブロック図である。
【図９】従来の音声認識装置で使用されている認識用標準パタンを示す図である。
【図１０】従来の音声認識装置で使用されている他の認識用標準パタンを示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１，１−１〜１−ｎ・・・音声照合部、２，２−１〜２−ｎ・・・認識用標準パタン、２−１・・・認識用語彙標準パタン、２−２・・・音声標準パタン、２−３・・・背景人声標準パタン、２−４・・・背景人声ガーベージ標準パタン、２−５・・・境界標準（無音）パタン、３・・・判定部
【図１】
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【図２】
2005084071.tif 000004
【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９】
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【図１０】
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