(57)【要約】【課題】  欧米の住所表記のように、小さな行政単位から大きな行政単位の順に発音された住所が音声入力された際に、高い認識率で認識すること。【解決手段】  音声認識用辞書１０７に単語を逆向きに発話した待ち受け単語をコマンドリストとしてセットする。マイク１０１から入力された音声信号を音声信号逆向き再生部１０８によって逆向きに再生する。音声信号逆向き再生部１０８によって逆向きに再生した音声信号とあらかじめ音声認識用辞書１０７にセットされたコマンドリストとを照合することにより音声認識を行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声入力手段を介して入力した発話者の発話内容を記憶する音声信号記憶手段と、
前記音声信号記憶手段に記憶されている音声情報を逆向きに再生する音声信号逆向き再生手段と、
逆向きに再生した音声認識実行時の待ち受け単語を格納する音声認識用辞書と、
前記音声信号逆向き再生手段で逆向きに再生した音声情報と、前記音声認識用辞書に格納されている待ち受け単語とを照合することにより、音声情報を認識する音声認識処理手段とを備えることを特徴とする音声認識装置。
【請求項２】
請求項１に記載の音声認識装置において、
前記音声信号記憶手段に記憶されている音声情報をそのまま再生（以下、「順向き再生」と呼ぶ）するか、逆向きに再生するかを判断する判断手段をさらに備え、
前記音声認識辞書は、前記判断手段により順向き再生すると判断された場合には、順向き再生した音声認識実行時の待ち受け単語を格納し、逆向きと判断された場合には、前記音声信号逆向き再生手段により逆向きに再生した音声認識実行時の待ち受け単語を格納し、
前記音声認識処理手段は、前記判断手段により順向き再生すると判断された場合には、順向き再生した音声情報と、前記音声認識用辞書に格納されている順向き再生した待ち受け単語とを照合することにより音声情報を認識を行い、逆向きと判断された場合には、前記音声信号逆向き再生手段で逆向きに再生した音声情報と、前記音声認識用辞書に格納されている逆向きに再生した待ち受け単語とを照合することにより音声情報を認識を行うことを特徴とする音声認識装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の音声認識装置において、
前記音声信号逆向き再生手段は、
実際に発話された音の波形を音の終了時点から開始時点に向けて時間を逆向きに変換し、当該逆向きに変換した波形に基づく音声データを再生することを特徴とする音声認識装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の音声認識装置において、
前記音声入力手段により入力された音声情報が住所と認識されたとき、前記音声信号逆向き再生手段を用いて、小さな行政単位から大きな行政単位の順に発話された住所を、大きな行政単位から小さな行政単位の順に逆向きに再生して音声認識を行うことを特徴とする音声認識装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されたナビゲーションシステム、オーディオシステム、ハンズフリー電話システム等の情報機器を、音声によって操作するための音声認識装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
音声入力を利用した車載用ナビゲーション装置は特許文献１によって知られている。この車載用ナビゲーション装置においては、検索したい住所を入力装置に向けて発話することにより、ナビゲーション装置が住所を認識し、当該住所地点を目的地として検索することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３２５９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような音声入力を活用した住所入力方法では入力する順序に注意が必要であった。例えば「神奈川県厚木市岡津古久」という住所を音声入力する場合、情報を絞り込む方向、すなわち「神奈川県―厚木市―岡津古久」の順番に入力する必要があった。
【０００５】
これに対し、海外の住所、例えば米国のＤｒａｋｅ  Ｒｏａｄ、Ｆａｒｍｉｎｇｔｏｎｈｉｌｌｓ、Ｍｉｃｈｉｇａｎという住所を入力する場合、表記の順序でまず「Ｄｒａｋｅ  Ｒｏａｄ」の認識を行うと、全米ストリート名一覧からいきなり「Ｄｒａｋｅ  Ｒｏａｄ」を検索することになり、母数が数十万件にのぼるため情報の絞込みがうまくできず、高い音声認識力が期待できないという問題が生じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明による音声認識装置は、音声入力手段を介して入力した発話者の発話内容を記憶する音声信号記憶手段と、音声信号記憶手段に記憶されている音声情報を逆向きに再生する音声信号逆向き再生手段と、逆向きに再生した音声認識実行時の待ち受け単語を格納する音声認識用辞書と、音声信号逆向き再生手段で逆向きに再生した音声情報と、音声認識用辞書に格納されている待ち受け単語とを照合することにより、音声情報を認識する音声認識処理手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、音声認識用辞書に単語を逆向きに発話した情報を登録しておき、入力された音声信号を逆向きに再生して当該辞書と照合する。これにより、米国の住所表記のように小さい行政単位から発話される住所を音声認識する場合においても、情報を絞り込む方向に検索を可能とするため、大幅に認識率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明による音声認識装置の一実施の形態を搭載するカーナビゲーションシステムのブロック図である。ナビゲーションシステム１００は、操作者の発話を入力するマイク１０１と、音声入力の開始、キャンセルを指示するための操作スイッチ１０２と、入力された音声を認識する音声認識装置１０６とを有する。マイク１０１は車両のルームミラー近傍、あるいはステアリングコラム等、ドライバーの口元に接近した位置に設置される。また、操作スイッチ１０２は通常は車両のステアリングホイール等に設置される。ガイダンス音声やビープ音はスピーカー１０３から出力される。ナビゲーションシステム１００はまた、ナビゲーションシステムの動作をコントロールするナビゲーションシステム制御装置１１２と、音声信号の認識結果や周辺地図を表示するモニタ１１３とを有する。
【０００９】
音声認識装置１０６は、マイク１０１から入力された音声信号を一時的に記憶しておくメモリ１０４と、音声認識装置１０６を制御するＣＰＵ１０５と、音声認識実行時の待ち受け単語であるコマンドリストを格納する音声認識用辞書１０７と、住所や目的地名称などの地図データの音声データが全て格納されている音声地図データ格納装置１１１とを有する。ＣＰＵ１０５は、メモリ１０４に一時記憶された音声信号、および音声地図データ格納装置１１１に記憶された音声地図データを逆向きに再生する音声信号逆向き再生部１０８と、逆向き再生後の音声データに対して音声認識を行うか否かを判定する逆向き再生判定部１１２と、入力された音声信号を分析し内容を認識する音声認識処理部１１３とを備えている。なお、音声信号逆向き再生部１０８と逆向き再生判定部１１２と音声認識処理部１１３とは、ＣＰＵ１０５のソフトウェアとして実行される機能ブロックである。
【００１０】
本実施の形態のナビゲーションシステム１００において、カーナビゲーションシステムで音声によって住所を入力し、使用者の発話を逆向きに再生して音声認識用辞書１０７とマッチングさせることによって、発話された言葉を認識する処理を詳細に説明する。なお、本実施の形態の説明では、本発明に直接関わりのない音声の逆向き再生が必要のない音声認識処理についての詳細は省略する。以下に説明する図２および図３のフローチャートにおいては、発話者からマイク１０１を通して入力された音声信号に対して行われる「Ａ／Ｄ変換」、「メモリ１０４への記憶」、「音声認識処理部１１３における音声認識用辞書１０７とのマッチング処理」を省略し「音声認識」と表している。また、本実施の形態においては、逆向き再生判定部１１２は住所の音声入力が行われた場合は、逆向き再生後の音声データに対して音声認識を行うと判定し、住所以外の音声入力がされた場合は、順向き再生後の音声データに対して音声認識を行うと判定するものとする。
【００１１】
図２および図３は、カーナビゲーションシステムで音声によって住所を入力し、使用者の発話を逆向きに再生した音声データと音声認識用辞書１０７に格納された待ち受け単語との照合を行うことによって、発話された言葉を認識する処理のフローチャートである。図４、図５は、図２および図３に示したフローチャートに対応するカーナビゲーション装置の画面および音声ガイダンスについて、本実施の形態の説明に必要な最小限の情報を記載した図である。
【００１２】
ステップＳ１０において、音声入力開始前の画面４ａを表示し、ステップＳ２０において操作スイッチ１０２が短押しされると、ステップＳ３０において音声入力が起動し発話可能状態となる。このとき「コマンドをどうぞ」のように発話を促すガイダンス音声がスピーカー１０３より出力され、同時にモニタ１１０に画面４ｂに示すように発話を促すガイダンスを表示する。
【００１３】
ここで、ステップＳ４０、Ｓ７０、Ｓ１１０、Ｓ１４０、Ｓ２１０、Ｓ２６０、Ｓ２８０、Ｓ３１０の各ステップにおける、操作スイッチ１０２の操作について説明する。上記各ステップにおいて、音声待ち受け状態中に操作スイッチ１０２を短押しした場合は、１発話前の状態に移行し、再度発話を行うことを可能としている。これは、音声の誤認識が発生した時などに有効である。また、音声待ち受け状態でない時も、操作スイッチ１０２の短押しで、１階層前の画面に移行できる。本実施の形態の図４、図５においては、画面は、画面４ｂおよび画面４ｃ→画面４ａ、画面４ｄおよび画面４ｅ→画面４ｂ、画面４ｆおよび画面４ｇ→画面４ｄ、画面４ｈおよび画面４ｉ→画面４ｆのように遷移する。そして、操作スイッチ１０２を長押しした場合は、音声入力を全てキャンセルし画面４ａへ戻る。なお、上記各ステップにおいて所定時間の間操作スイッチ１０２が操作されなかった場合は次のステップへ進み、以下では操作スイッチ１０２が操作されなかったものとして説明を行う。
【００１４】
続いてステップＳ４０からステップＳ５０に進み、ビープ音がスピーカー１０３より出力される。ステップＳ５１にて、待ち受け単語としてのコマンドリストが音声認識用辞書１０７にセットされる。ここでコマンドリストとは、発話者が発話する可能性のあるコマンドのことで、例えば目的地設定を行うために発話する可能性がある「住所」や「施設名」などである。このコマンドリストと発話者から入力される音声情報とがマッチング処理され、音声の認識が行われる。コマンドリストのセットが完了すると、ステップＳ６０にて音声入力待ち受け状態となる。このときモニタ１１０には図４の画面４ｃに示す音声入力可能であることを表すアイコンを表示する。
【００１５】
使用者が住所検索を行うためのコマンド「住所」を発話すると、ステップＳ８０にて音声を受信する。すなわち、使用者の発話はマイク１０１を通して入力される。ステップＳ９０において、ステップＳ５１で音声認識用辞書１０７にセットされたコマンドリストと入力された音声情報とがマッチング処理される。これによりコマンドリストから最も一致度の高いコマンドが選択され、認識結果として決定される。
【００１６】
ステップＳ９０で「住所」というコマンドが認識されると、ステップＳ１００にて認識結果がスピーカー１０３より音声で出力され、同時にモニタ１１０に画面４ｄが表示される。さらに、「住所をどうぞ」のように具体的な住所入力を促すガイダンス音声がスピーカー１０３より出力される。
【００１７】
ガイダンス音声終了後、所定時間の間操作スイッチ１０２が操作されないと、ステップＳ１１０からステップＳ１２０へ進み、モニタ１１０に画面４ｅを表示し、スピーカー１０３よりビープ音が出力される。この後、ステップＳ１３０において、音声入力待ち受け状態となる。
【００１８】
ステップＳ１５０において、使用者の住所発話が行われたことが判定されると、ステップＳ１６０へ進む。ここでは「Ｄｒａｋｅ  Ｒｏａｄ、Ｆａｒｍｉｎｇｔｏｎｈｉｌｌｓ、Ｍｉｃｈｉｇａｎ」という米国の住所の発話がされたこととする。発話された音声信号は、マイク１０１を通して入力され、ステップＳ１６０にてＡ／Ｄ変換され、ステップＳ１７０にてメモリ１０４に記憶される。
【００１９】
発話者によって住所の発話がされたため、逆向き再生判定部１１２は逆向き再生後の音声データに対して音声認識を行うと判定し、以下の処理を行う。ステップＳ１７０で一時記憶された音声信号は、ステップＳ１８０にて、音声信号逆向き再生部１０８によって逆向き再生される。逆向き再生とは、図６に示すとおり、実際に発話された音声データの波形を音声データの終了時点から開始時点に向けて時間を逆向きに変換し、この逆向きに変換した波形に基づく音声データを再生するものである。
【００２０】
図６（ｃ）は、発話者が実際に発話した発話内容の音声データのうち、最も大きな行政単位である「Ｍｉｃｈｉｇａｎ」部分の波形を表した図である。よって、図６（ｃ）においては、図示された波形の前に、「Ｄｒａｋｅ  Ｒｏａｄ、Ｆａｒｍｉｎｇｔｏｎｈｉｌｌｓ」の発話に対する音声データの不図示の波形が存在する。図６（ｃ）に示す「Ｍｉｃｈｉｇａｎ」の波形を、音声逆向き再生部１０８により音声データの終了時点から開始時点に向けて時間を逆向きに変換した波形が図６（ｄ）である。この変換された波形を音声データとして再生することにより、逆向き再生がなされる。なお、変換後の波形においては、図６（ｄ）に図示された波形の後ろに、「Ｄｒａｋｅ  Ｒｏａｄ、Ｆａｒｍｉｎｇｔｏｎｈｉｌｌｓ」を逆向きに変換した音声データの不図示の波形が続いているものとする。
【００２１】
この逆向き再生された音声データは、ステップＳ１９０において、あらかじめ音声認識用辞書１０７にセットされたコマンドリストとマッチング処理される。ここで、音声認識用辞書１０７は、あらかじめ音声地図データ格納装置１１１から住所の音声データを読み込み、読み込んだ住所の音声データを逆向き再生したものをコマンドリストとしてセットしておく。例えば、州名として「Ｍｉｃｈｉｇａｎ」の音声データが図６（ａ）に示す波形で音声地図データ格納装置１１１に格納されていたとする。音声地図データ格納装置１１１から読み込まれた音声地図データを音声逆向き再生部１０８で逆向きに再生して音声認識用辞書１０７に格納する。すなわち、図６（ａ）に示す波形を図６（ｂ）に示す逆向きの波形に変換し、コマンドリストとしてセットする。このコマンドリストにセットされた図６（ｂ）に示す波形の音声データと、図６（ｄ）に示す波形の音声データとがマッチング処理され、「Ｍｉｃｈｉｇａｎ」が音声認識されることになる。
【００２２】
発話者の発話した住所のうち、最も大きな行政単位である「Ｍｉｃｈｉｇａｎ」が音声認識されると、続けて、逆向き再生された結果の波形の先頭から行政単位ごとに音声認識が行われる。すなわち、本実施の形態においては、州である「Ｍｉｃｈｉｇａｎ」の後に、都市である「Ｆａｒｍｉｎｇｔｏｎｈｉｌｌｓ」、道路である「Ｄｒａｋｅ  Ｒｏａｄ」の順で音声認識が行われる。このとき、「Ｍｉｃｈｉｇａｎ」が音声認識されると、音声認識用辞書１０７は音声地図データ格納装置１１１から「Ｍｉｃｈｉｇａｎ」州に属する都市の音声データを読み込む。読み込んだ音声データを音声信号逆向き再生部１０８によって逆向きの波形に変換し、コマンドリストとしてセットする。このコマンドリストと逆向き再生された音声データとがマッチング処理される。
【００２３】
以上の通り、音声認識を行う際に、音声地図データ格納装置１１１から読み込む音声データを、上位の行政単位の認識結果に基づいて限定することができる。これにより、音声認識用辞書１０７が音声地図データ格納装置１１１から読み込むコマンドの数を必要最低限に限定することができる。さらに必要最低限の都市で構成されるコマンドリストを使用してマッチング処理を行うため、認識精度の向上と処理の高速化を実現できる。
【００２４】
「Ｆａｒｍｉｎｇｔｏｎｈｉｌｌｓ」が音声認識されると、道路名である「Ｄｒａｋｅ  Ｒｏａｄ」についても同様に、「Ｆａｒｍｉｎｇｔｏｎｈｉｌｌｓ」に属する道路名のみが音声地図データ格納装置１１１から音声認識用辞書１０７に読み込まれ、音声認識が行われる。
【００２５】
ステップＳ１９０での処理が完了すると、ステップＳ２００にてモニタ１１０に画面４ｆが表示される。さらに、「番地をどうぞ」のように、番地の入力を促すガイダンス音声がスピーカー１０３より出力される。
【００２６】
ガイダンス音声終了後、所定時間の間操作スイッチ１０２が操作されないと、ステップＳ２１０からステップＳ２２０へ進み、モニタ１１０に画面４ｇが表示され、スピーカー１０３よりビープ音が出力される。この後、ステップＳ２２１において待ち受け単語としてのコマンドリストが音声認識用辞書１０７にセットされると、ステップＳ２３０において、音声入力待ち受け状態となる。
【００２７】
ステップＳ２４０において、使用者の番地の発話が行われたことが判定されると、ステップＳ２５０にて音声認識が行われる。そして、ステップＳ２６０からステップＳ２７０へ進み、モニタ１１０に画面４ｈが表示されるとともに、スピーカー１０３より「経路を探索しますか？」とガイダンス音声が出力される。
【００２８】
ガイダンス音声終了後、所定時間の間操作スイッチ１０２が操作されないと、ステップＳ２８０からステップＳ２９０へ進み、モニタ１１０に画面４ｉが表示され、スピーカー１０３よりビープ音が出力される。この後、ステップＳ２９１において待ち受け単語としてのコマンドリストが音声認識用辞書１０７にセットされると、ステップＳ３００において、音声入力待ち受け状態となる。
【００２９】
ステップＳ３１０からステップＳ３２０へ進み、ステップＳ３２０にて使用者の「はい」という発話がマイク１０１を通して入力されたことが音声認識により判定されると、ステップＳ３３０にて経路の探索が行われる。ステップＳ３４０にてモニタ１１０に画面４ｊが表示される。また、スピーカー１０３より「経路を探索中です」とガイダンス音声が出力される。経路の探索が完了すると、ステップＳ３５０にてモニタ１１０に画面４ｋが表示される。そして、スピーカー１０３より「経路案内を開始します」とガイダンス音声が出力され、続いて経路案内が開始される。
【００３０】
以上のように、本実施の形態によれば、次のような作用効果が得られる。
（１）音声認識用辞書１０７にあらかじめ単語を逆向きに発話した情報を登録しておき、マイク１０１から入力された音声信号を逆向きに再生して当該辞書と照合することにより、米国の住所表記のように通常の順序で入力すると高い認識率が期待できないような場合においても、情報を絞り込む方向に検索を可能とすることができる。これにより、大幅な認識率の向上を実現することができる。
（２）入力された音声信号を先頭から認識した場合と比較して、照合する音声認識辞書の総数を限定できることから、認識率と検索速度を向上することができる。
（３）入力された音声信号が順向きに再生すべきものであると判断した場合には順向きに再生した音声信号に基づいて音声認識を行い、逆向きに再生すべきものであると判断した場合には逆向きに再生した音声信号に基づいて音声認識を行うこととした。これにより、入力された音声信号に応じて、順向き、逆向きのいずれか必要な手段にて再生を行い、音声認識を行うことが可能となる。
【００３１】
特許請求の範囲の構成要素と実施の形態との対応関係について説明する。マイク１０１は音声入力手段に、メモリ１０４は音声信号記憶手段に相当する。逆向き再生判定部１１２は判断手段に、音声信号逆向き再生部１０８は音声信号逆向き再生手段に、音声認識処理部１１３は音声認識処理手段に相当する。
【００３２】
上述の説明では、本発明による音声認識装置をカーナビゲーションシステムに実装したが、本発明はこれに限定されず、以下のように変形することもできる。たとえば、カーナビゲーションシステムの代わりにオーディオシステムやハンズフリー電話システム等に実装しても良い。さらに、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】カーナビゲーション装置における音声入力システムのシステムブロック図である。
【図２】本発明による音声認識処理のフローチャートの前半を示す図である。
【図３】本発明による音声認識処理のフローチャートの後半を示す図である。
【図４】本実施の形態における画面遷移を表した図の前半を示す図である。
【図５】本発明による音声入力システムで、本実施の形態における画面遷移を表した図の後半である。
【図６】音声データの逆向き再生について、音声データを波形で表した図である。
【符号の説明】
【００３４】
１００  ナビゲーションシステム
１０１  マイク
１０２  操作スイッチ
１０３  スピーカー
１０４  メモリ
１０５  ＣＰＵ
１０６  音声認識装置
１０７  音声認識用辞書
１０８  音声信号逆向き再生部
１０９  ナビゲーションシステム制御装置
１１０  モニタ
１１１  音声地図データ格納装置
１１２  逆向き再生判定部
１１３  音声認識処理部
【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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【図６】
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