(57)【要約】  【課題】輸送機器内の位置に依存して異なる状況に適応して対象音を処理することができる対象音処理装置およびそれを用いた輸送機器システムを提供する。  【解決手段】船舶の乗員である話者は、音声指示装置１０のマイクロフォン４１，４２に向かって発話することにより、船舶操作を行う。マイクロフォン４１，４２からの音声信号は、雑音除去処理を経て、音声認識処理を受け、その認識結果に基づいて船舶操作データが生成される。船舶の複数の箇所には、位置識別情報を記録したＩＣタグ６１〜６Ｍが配置されている。ＩＣタグ読取装置４６でＩＣタグ６１〜６Ｍの位置識別情報を読み取らせることで、話者の位置が特定される。一方、船舶側からは船舶の属性情報および環境情報が通信装置４４および通信処理部７６によって受信される。位置識別情報、属性情報および環境情報に応じて、雑音除去アルゴリズムが選択され、かつ、音声認識処理のパラメータが選択される。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
輸送機器内で生じる所定の対象音を処理するための対象音処理装置であって、
前記輸送機器内における対象音の発生位置を特定する発生位置特定手段と、
対象音を含む音の電気信号である音信号が入力され、この音信号を処理する音信号処理を実行するとともに、その音信号処理のパラメータを変更可能な音信号処理手段と、
前記発生位置特定手段によって特定された発生位置に応じて、前記音信号処理手段における前記音信号処理のパラメータを切り換えるパラメータ切り換え手段とを含むことを特徴とする対象音処理装置。
【請求項２】
前記輸送機器の属性情報および前記輸送機器の環境情報の少なくとも１つを含む輸送機器情報を取得する輸送機器情報取得手段をさらに含み、
前記パラメータ切り換え手段は、前記発生位置特定手段によって特定された発生位置に加えて、前記輸送機器情報取得手段によって取得された輸送機器情報に基づいて、前記音信号処理手段における前記音信号処理のパラメータを切り換えるものであることを特徴とする請求項１記載の対象音処理装置。
【請求項３】
前記輸送機器は、前記輸送機器の属性情報を蓄積したデータベースを備えており、
前記輸送機器情報取得手段は、前記データベースから前記輸送機器の属性情報を取得する属性情報取得手段を含むことを特徴とする請求項２記載の対象音処理装置。
【請求項４】
前記輸送機器は、前記輸送機器情報を検出する輸送機器情報検出手段を備えており、
前記輸送機器情報取得手段は、前記輸送機器情報検出手段によって検出された輸送機器情報を前記輸送機器から取得するものであることを特徴とする請求項２または３記載の対象音処理装置。
【請求項５】
前記音信号処理手段は、入力される音信号から雑音成分を除去する雑音除去処理を実行する雑音除去処理手段を含み、
前記パラメータ切り換え手段は、前記雑音除去処理手段が実行する雑音除去処理に適用される雑音除去パラメータを切り換える雑音除去パラメータ切り換え手段を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の対象音処理装置。
【請求項６】
前記音信号処理手段は、入力される音信号から対象音を含む信号区間を抽出する対象音区間抽出処理を実行する対象音抽出手段を含み、
前記パラメータ切り換え手段は、前記対象音抽出手段が実行する対象音区間抽出処理に適用される対象音抽出パラメータを切り換える対象音抽出パラメータ切り換え手段を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の対象音処理装置。
【請求項７】
前記音信号処理手段は、対象音の音信号と照合可能な音響モデルを複数種類有しており、
前記パラメータ切り換え手段は、前記複数種類の音響モデルを切り換える音響モデル切り換え手段を含むことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の対象音処理装置。
【請求項８】
前記輸送機器は、当該輸送機器内の異なる複数の位置に配置され、位置識別情報をそれぞれ担持した複数の識別情報担持体を備えており、
前記発生位置特定手段は、前記識別情報担持体に担持された位置識別情報を読み取る読取装置を含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の対象音処理装置。
【請求項９】
前記輸送機器は船舶であり、
前記発生位置特定手段は、船舶内における対象音の発生位置を特定するものであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の対象音処理装置。
【請求項１０】
前記対象音は、前記輸送機器内の話者が発話した音声であり、
前記音信号処理手段は、前記話者の音声を認識する音声認識処理を実行する音声認識処理手段を含むことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の対象音処理装置。
【請求項１１】
輸送機器と、
請求項１ないし１０のいずれかに記載の対象音処理装置を備えたことを特徴とする輸送機器システム。
【請求項１２】
輸送機器と、
請求項１０記載の対象音処理装置と、
前記音声認識処理手段による音声認識結果に基づいて、前記話者による前記輸送機器の操作のための指示を特定し、その指示に対応した輸送機器操作データを生成する輸送機器操作データ生成手段と、
この輸送機器操作データ生成手段によって生成された輸送機器操作データに基づいて前記輸送機器に備えられた機器を作動させる機器制御手段とを含むことを特徴とする輸送機器システム。
【請求項１３】
輸送機器内で生じる所定の対象音を処理するための対象音処理方法であって、
前記輸送機器内における対象音の発生位置を特定するステップと、
対象音を含む音の電気信号である音信号に対して音信号処理を実行するステップと、
前記音信号処理に適用されるパラメータを、前記特定された対象音の発生位置に応じて切り換えるステップとを含むことを特徴とする対象音処理方法。
【請求項１４】
前記輸送機器の属性情報および前記輸送機器の環境情報の少なくとも１つを含む輸送機器情報を取得するステップをさらに含み、
前記パラメータを切り換えるステップは、前記特定された対象音の発生位置に加えて、前記取得された輸送機器情報に基づいて、前記音信号処理に適用されるパラメータを切り換えるステップを含むことを特徴とする請求項１３記載の対象音処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、船舶等の比較的大型の輸送機器内での使用に適した対象音処理装置およびこれを用いた輸送機器システム、ならびに対象音処理方法に関する。対象音の典型例は、人の発話する音声であり、対象音処理の典型例はその音声を認識する音声認識処理である。
【背景技術】
【０００２】
音声認識装置は、車載ナビゲーションシステムの操作（下記特許文献１参照）や、船舶の操作（下記特許文献２参照）などに利用されている。
このような音声認識装置は、話者の発した声を受音するマイクロフォンと、このマイクロフォンが出力するアナログ音声信号をディジタル音声信号に変換するアナログ／ディジタル変換回路と、このアナログ／ディジタル変換回路が生成するディジタル音声信号を処理する音声処理回路とを備えている。
【０００３】
ここでいう音声処理回路は、機能的には、雑音除去部と、発話区間検出部と、音響解析部と、照合部とを含む。雑音除去部は、音声信号から、音声以外の周囲の雑音に該当する成分を除去する。発話区間検出部は、ディジタル音声信号から話者が発話した区間の信号を抽出する。音響解析部は、抽出された発話区間の信号から、音声認識処理のための特徴ベクトルを生成する。照合部は、生成された特徴ベクトルと、予め準備されている認識辞書および音響モデルとを照合し、認識結果を表す音声認識データを生成する。
【特許文献１】特開２００３−１０８１９１号公報
【特許文献２】特許第２６６８４５０号公報
【特許文献３】実開平８−１５５２公報
【非特許文献１】多々良潔ら、「複数の装着型マイクロホンを用いた受音系の構築に関する検討」日本音響学会講演論文集、２００３年３月、pp.177-178
【非特許文献２】高井信勝、『「信号処理」「画像処理」のためのMATLAB入門』工学社、２０００年
【非特許文献３】M. Omologo, P. Svaizerら、「Acousticevent localization using a crosspower-spectrum phase based technique」、Proc. ICASSP94、１９９４年、pp.274-276
【非特許文献４】S.F.BOLL、「Suppression of acoustic nise in speech using spectral subtraction」、IEEE Thrans. ASSP, vol.27, no.2、１９７９年４月、pp.113-120
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
船舶のような大型の輸送機器内では、乗員は船舶内を移動する。したがって、乗員が音声認識処理の可能な携帯型装置を携帯し、この携帯型装置からの無線通信によって船舶の操作指示を行うことができれば便利である（たとえば、特許文献３参照）。
しかし、大型の輸送機器内では、音声指示を行う乗員の位置によって、騒音環境が大きく変化する。たとえば、船舶では、乗員が、キャビン、フライデッキおよびアウトデッキのいずれの位置にいるかにより、エンジン音および風切り音などに起因する騒音が全く異なる。
【０００５】
このような騒音環境の大きな変化を想定した音声認識処理についての提案はなく、したがって、従来からの音声認識装置は、大型の輸送機器内での使用には必ずしも適していない。すなわち、輸送機器内の使用者の場所によって、音声認識率が大きく変化し、使用者の場所によっては、必ずしも高確率で話者（使用者）の音声を認識することができなかった。
【０００６】
音声認識に限らず、所定の対象音を含む音信号を処理する場合には、同様の問題がある。
そこで、この発明の目的は、輸送機器内の位置に依存して異なる状況に適応して対象音を処理することができる対象音処理装置およびそれを用いた輸送機器システムを提供することである。
【０００７】
また、この発明の他の目的は、輸送機器内の位置に依存して異なる状況に適応して対象音を処理することができる対象音処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、輸送機器内で生じる所定の対象音を処理するための対象音処理装置であって、前記輸送機器内における対象音の発生位置を特定する発生位置特定手段と、対象音を含む音の電気信号である音信号が入力され、この音信号を処理する音信号処理を実行するとともに、その音信号処理のパラメータを変更可能な音信号処理手段と、前記発生位置特定手段によって特定された発生位置に応じて、前記音信号処理手段における前記音信号処理のパラメータを切り換えるパラメータ切り換え手段とを含むことを特徴とする対象音処理装置である。
【０００９】
この構成によれば、輸送機器内における対象音の発生位置が特定され、この特定された発生位置に応じて音信号処理のパラメータが切り換えられる。これにより、対象音の処理の態様を、輸送機器内の位置に依存して変動する状況（たとえば騒音状況）に適応させることができる。
また、パラメータの切り換えのために複雑な処理を必要としないので、負荷の少ない処理で、精度の高い音信号処理を実現できる。
【００１０】
前記輸送機器は、当該輸送機器内における対象音の発生位置に応じて音信号処理のパラメータを切り換えることにより、音信号処理精度に実質的な影響が生じるほど大きな輸送機器である。より具体的には、対象音が使用者から発せられる音の場合（たとえば、使用者の声）には、使用者（乗員）が内部で移動可能な輸送機器である。このような輸送機器の例は、船舶に代表される海上輸送機器、列車および大型車両（たとえば、バス）に代表される地上輸送機器、飛行機に代表される空中輸送機器、宇宙船に代表される宇宙空間輸送機器を含む。
【００１１】
処理の対象となる音の例としては、声、拍手または足音のように人間がその身体から発する音、楽器その他の音源（笛、警笛、電子音源など）のような音発生装置から発せられる音、輸送機器に備えられた機械（エンジンや舵取り装置など）から発せられる機械音を挙げることができる。
音信号処理の例は、対象音の認識処理（たとえば、人間の音声の認識処理）、特定の音を検出する処理、および雑音除去処理を含む。
【００１２】
対象音の入力源の例としては、対象音を含む音を受音して音信号に変換するマイクロフォン、および予め録音した音を再生する再生機器を挙げることができる。
発生位置特定手段は、音信号処理のパラメータの切り換えが必要なほど音環境の異なる複数の離隔した位置を特定するものであればよい。たとえば、輸送機器が船舶の場合、発生位置特定手段は、対象音の発生位置を操縦室、キャビン、フライングデッキおよびアウトデッキのうちのいずれかに特定するものであってもよい。
【００１３】
また、発生位置特定手段は、主要な雑音源による音信号処理への影響が実質的に異なる複数の位置を区別して特定するものであってもよい。より具体的には、発生位置特定手段は、主要な雑音源（たとえば原動機）からの距離の異なる複数の位置を区別して特定するものであってもよい。また、たとえば、主要な雑音源が輸送機器の移動に応じて生じる風切り音である場合には、発生位置特定手段は、風当たり状況の異なる複数の位置を区別して特定するものであってもよい。さらに、発生位置特定手段は、遮蔽空間内（たとえば、船舶のキャビン内）と、遮蔽空間外（開放空間。たとえば、船舶のデッキ）とを区別して特定するものであってもよい。
【００１４】
前記対象音処理装置は、使用者自身が発する音または使用者の近傍で発生する音を処理するものである場合、使用者が携帯または装着可能な形態に構成されることが好ましい。たとえば、使用者の音声を認識して、その認識結果に基づいて輸送機器に備えられた機器（輸送機器の操縦のための主要機器、または操縦以外の目的の補助機器）を操作する音声指示装置に対して、この対象音処理装置が適用されてもよい。
【００１５】
請求項２記載の発明は、前記輸送機器の属性情報および前記輸送機器の環境情報の少なくとも１つを含む輸送機器情報を取得する輸送機器情報取得手段をさらに含み、前記パラメータ切り換え手段は、前記発生位置特定手段によって特定された発生位置に加えて、前記輸送機器情報取得手段によって取得された輸送機器情報に基づいて、前記音信号処理手段における前記音信号処理のパラメータを切り換えるものであることを特徴とする請求項１記載の対象音処理装置である。
【００１６】
この構成によれば、輸送機器の属性情報および／または環境情報をも加味して音信号処理のパラメータが切り換えられる。これにより、音信号処理の精度をさらに向上することができる。
輸送機器の属性情報は、輸送機器の内的性質（とくに騒音環境に関連のあるもの）に関する情報である。輸送機器の属性情報は、さらに、輸送機器に固有の静的な属性情報と、輸送機器の作動期間中に変動する動的な属性情報とに分けることができる。静的な属性情報の例は、当該輸送機器の大きさ、輸送機器の種類および原動機の種類（輸送機器内蔵型、外部取り付け型など）を含む。動的な属性情報の例は、原動機の回転数および原動機の状態を含む。輸送機器の推進力を得るための原動機は、熱エネルギーを利用した熱機関（エンジン）であってもよいし、電気エネルギーを利用した電気モータであってもよい。このような輸送機器の属性情報を取得するように構成することで、輸送機器の種類毎に異なる状況にも対応することができる。
【００１７】
輸送機器の環境情報は、輸送機器を取り巻く外的環境要因（とくに騒音環境に関連のある外的要因）に関する情報である。輸送機器の環境情報の例は、輸送機器の周囲の風の強さ、風の向き、および波の大きさを含む。また、宇宙空間輸送機器の環境情報の例としては、当該輸送機器が大気圏内にあるか、大気圏外にあるかの情報を挙げることができる。
輸送機器情報取得手段は、前記例示した属性情報および環境情報の全てを取得するものであってもよく、それらの一部を取得するものであってもよい。
【００１８】
請求項３記載の発明は、前記輸送機器は、前記輸送機器の属性情報（とくに静的な属性情報）を蓄積したデータベースを備えており、前記輸送機器情報取得手段は、前記データベースから前記輸送機器の属性情報を取得する属性情報取得手段を含むことを特徴とする請求項２記載の対象音処理装置である。
この構成によれば、輸送機器の設備であるデータベースを利用して、輸送機器の属性情報を取得できるので、簡単な構成で、輸送機器の正確な属性情報を得ることができる。
【００１９】
たとえば、輸送機器は、その内部にＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）を備えていて、このＬＡＮに前記データベースが接続されていてもよい。この場合には、前記対象音処理装置に、当該ＬＡＮとの通信のための通信手段を備えることにより、前記データベースから輸送機器の属性情報を取得できる。
輸送機器の属性情報は、キーボード等の入力装置からの入力操作によって当該対象音処理装置に入力するようにしてもよい。
【００２０】
請求項４記載の発明は、前記輸送機器は、前記輸送機器情報を検出する輸送機器情報検出手段を備えており、前記輸送機器情報取得手段は、前記輸送機器情報検出手段によって検出された輸送機器情報を前記輸送機器から取得するものであることを特徴とする請求項２または３記載の対象音処理装置である。
この構成により、輸送機器の設備である輸送機器情報検出手段を利用して、輸送機器の属性情報および／または環境情報を取得できる。したがって、対象音処理装置自身の構成を複雑化することなく、輸送機器情報を取得できる。
【００２１】
前記輸送機器情報検出手段は、前記属性情報（とくに動的な属性情報）を検出する属性情報検出手段を含んでいてもよい。このような属性情報検出手段の例としては、原動機回転数センサのように、輸送機器に備えられた機器の作動状態を検出するセンサ類を挙げることができる。
また、前記輸送機器情報検出手段は、前記輸送機器の周囲の環境情報を検出する環境情報検出手段を含んでいて、前記輸送機器情報取得手段は、前記環境情報検出手段によって検出された環境情報を前記輸送機器から取得する環境情報取得手段を含むものであってもよい。この環境情報検出手段の例は、風力計、風向計および波高計を含む。また、前記環境情報検出手段は、情報通信によって、輸送機器の周辺の環境情報を取得するものであってもよい。
【００２２】
たとえば、輸送機器の内部に前記のＬＡＮのような通信手段が備えられている場合には、対象音処理装置は、このＬＡＮを介して前記輸送機器情報を取得する手段（通信装置）を備えていることが好ましい。
請求項５記載の発明は、前記音信号処理手段は、入力される音信号から雑音成分を除去する雑音除去処理を実行する雑音除去処理手段を含み、前記パラメータ切り換え手段は、前記雑音除去処理手段が実行する雑音除去処理に適用される雑音除去パラメータ（アルゴリズムおよび／または雑音除去処理の係数）を切り換える雑音除去パラメータ切り換え手段を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の対象音処理装置である。
【００２３】
この構成によれば、雑音除去処理のパラメータが輸送機器内の対象音の発生位置に応じて切り換えられる。これにより、輸送機器内の異なる複数の位置における雑音状況に適した雑音除去処理を行うことができ、音信号から対象音の成分を高精度に抽出できる。
さらに、請求項２の特徴との組み合わせの場合には、輸送機器の属性情報および／または環境情報がさらに加味されて雑音除去パラメータが選択されることになるので、より適切な雑音除去処理が行われる。
【００２４】
前記雑音除去パラメータの例としては、雑音除去アルゴリズムの種類、複数種類の雑音除去アルゴリズムの組み合わせ、雑音除去アルゴリズムに使用される係数を挙げることができる。すなわち、雑音除去パラメータの選択は、複数種類の雑音除去アルゴリズムからの１つの雑音除去アルゴリズムの選択であってもよい。また、雑音除去パラメータの選択は、複数種類のアルゴリズムからの２つ以上の雑音除去アルゴリズムの組み合わせの選択であってもよい。さらに、雑音除去パラメータの選択は、特定の雑音除去アルゴリズムに適用される係数の選択であってもよい。
【００２５】
雑音除去アルゴリズムの例としては、高域強調フィルタ処理およびスペクトルサブトラクション処理を挙げることができる。
請求項６記載の発明は、前記音信号処理手段は、入力される音信号から対象音を含む信号区間を抽出する対象音区間抽出処理を実行する対象音抽出手段を含み、前記パラメータ切り換え手段は、前記対象音抽出手段が実行する対象音区間抽出処理に適用される対象音抽出パラメータを切り換える対象音抽出パラメータ切り換え手段を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の対象音処理装置である。
【００２６】
この構成によれば、対象音区間抽出処理のパラメータが、輸送機器内における対象音発生位置に応じて切り換えられる。これにより、対象音を含む信号区間を正確に抽出できる。とくに、請求項２の構成との組み合わせの場合には、輸送機器の属性情報および／または環境情報がさらに加味されて対象音抽出パラメータが変更されるから、対象音の信号区間をより高精度に抽出できる。
【００２７】
対象音が、人間の音声である場合には、対象音区間抽出処理は、話者が発話した発話区間の信号を抽出する発話区間抽出（検出）処理であってもよい。
対象音区間抽出処理は、たとえば、入力される音信号の周波数スペクトルを分析し、その分析結果に対して統計処理を施すことによって、音信号から対象音の信号区間を抽出する処理であってもよい。この場合に、前記統計処理に適用されるパラメータを、輸送機器内の対象音発生位置や輸送機器の属性情報／環境情報に応じて切り換えるようにしてもよい。
【００２８】
請求項７記載の発明は、前記音信号処理手段は、対象音の音信号と照合可能な音響モデルを複数種類有しており、前記パラメータ切り換え手段は、前記複数種類の音響モデルを切り換える音響モデル切り換え手段を含むことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の対象音処理装置である。
この構成によれば、輸送機器内における対象音発生位置に応じて音響モデルが切り換えられる。これにより、対象音と音響モデルとの照合処理を正確に行うことができ、たとえば、対象音の認識処理の精度を高めることができる。
【００２９】
とくに、請求項２の構成との組み合わせの場合には、輸送機器の属性情報および／または環境情報がさらに加味されて音響モデルが変更されるから、より正確な照合処理が可能になる。
請求項８記載の発明は、前記輸送機器は、当該輸送機器内の異なる複数の位置に配置され、位置識別情報をそれぞれ担持（記録）した複数の識別情報担持体を備えており、前記発生位置特定手段は、前記識別情報担持体に担持された位置識別情報を読み取る読取装置を含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の対象音処理装置である。
【００３０】
この構成によれば、輸送機器の複数の位置に配置された識別情報担持体が担持する位置識別情報を読取装置によって読み取ることで、対象音の発生位置が特定される。
識別情報担持体は、対象音の発生位置の近傍に配置されればよい。たとえば、対象音が使用者の声である場合のように、対象音の発生位置（発話位置）が輸送機器内で動き回るような場合、使用者は、発話しようとする場所の近傍の識別情報担持体の位置識別情報を読取装置に読み取らせる。これにより、使用者の発話位置に対応したパラメータが設定される。
【００３１】
前記識別情報担持体の例としては、ＩＣタグやバーコードラベル等の情報記録媒体を挙げることができる。ＩＣタグを用いるときには、前記読取装置としてＩＣタグ読取装置が用いられる。同様に、バーコードラベルを用いるときには、前記読取装置としてバーコードリーダが用いられる。
また、前記読取装置または当該読取装置を含む対象音処理装置全体が、使用者が携帯または装着可能な形態に構成されていることが好ましい。
【００３２】
前記発生位置特定手段は、使用者が位置情報を入力する位置情報入力手段を含むものであってもよい。この構成によれば、使用者が位置情報を入力する構成であるので、簡単な構成で、対象音の発生位置に適応した精度の高い音信号処理を実現できる。位置情報入力手段としては、キーボード等の入力装置を適用できる。
請求項９記載の発明は、前記輸送機器は船舶であり、前記発生位置特定手段は、船舶内における対象音の発生位置を特定するものであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の対象音処理装置である。
【００３３】
一般に、船舶では、キャビンやデッキなど、対象音の発生位置が広く分布しており、原動機からの距離や風当たりの状況によって、雑音環境が大きく異なる。したがって、船舶内における対象音の発生位置を特定して、その特定された発生位置に応じて音信号処理のパラメータを切り換えることにより、精度の高い音信号処理が可能になる。
請求項１０記載の発明は、前記対象音は、前記輸送機器内の話者が発話した音声であり、
前記音信号処理手段は、前記話者の音声を認識する音声認識処理を実行する音声認識処理手段を含むことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の対象音処理装置である。
【００３４】
この構成によれば、輸送機器内における話者の発話位置が特定され、その特定された発話位置に応じて、音声認識処理に適用されるパラメータが切り換えられる。これにより、音声認識率を向上できる。
話者の音声は、ハンドセット型またはヘッドセット型のマイクロフォンから入力されてもよい。また、マイクロフォンおよび対象音処理装置が、携帯可能な筐体内に一体化されていてもよい。輸送機器が船舶である場合、話者の音声を入力するためのマイクロフォンは、乗員が装着する救命胴衣等の装着具に取り付けられていてもよい。この装着具には、対象音処理装置が併せて取り付けられていてもよい。高い音声認識率を得るためには、発話位置とマイクロフォンとの位置関係が一定に保たれることが好ましいから、ヘッドセット型マイクロフォンを使用したり、装着具に取り付けられたマイクロフォンを使用したりすることが好ましい。
【００３５】
また、話者の音声を入力するための複数のマイクロフォンが、輸送機器内の複数の位置に分散配置されていてもよい。この場合、たとえば、話者が所定の認証情報を担持した認証情報担持体（たとえばカード状のもの。ＩＣタグ、バーコードラベルなど。）を保持し、マイクロフォンの各設置箇所の近傍に読取装置を配置する。使用に際しては、話者が当該読取装置によって認証情報担持体の認証情報を読み取らせる。これにより、いずれの場所の読取装置によって認証情報が入力されたかによって、話者の位置を特定することができる。この特定された位置情報に基づいて、音声認識処理に適用されるパラメータを切り換えればよい。
【００３６】
請求項１１記載の発明は、輸送機器と、請求項１ないし１０のいずれかに記載の対象音処理装置を備えたことを特徴とする輸送機器システムである。この構成により、輸送機器上での対象音の処理の精度を向上できる。
請求項１２記載の発明は、輸送機器と、請求項１０記載の対象音処理装置と、前記音声認識処理手段による音声認識結果に基づいて、前記話者による前記輸送機器の操作のための指示を特定し、その指示に対応した輸送機器操作データを生成する輸送機器操作データ生成手段と、この輸送機器操作データ生成手段によって生成された輸送機器操作データに基づいて前記輸送機器に備えられた機器を作動させる機器制御手段とを含むことを特徴とする輸送機器システムである。
【００３７】
この構成により、話者が与える音声指示に対応した輸送機器操作データが生成され、これに基づいて、輸送機器に備えられた各種の機器を作動させることができる。音声認識処理に適用されるパラメータは話者の位置に応じて適切に切り換えられるから、高い音声認識率を確保できる。したがって、音声指示による輸送機器の操作を円滑に行うことができる。
【００３８】
前記輸送機器操作データ生成手段は、音声認識手段を備えた対象音処理装置側に備えられてもよい。また、輸送機器操作データ生成手段は、輸送機器側に備えられてもよい。
請求項１３記載の発明は、輸送機器内で生じる所定の対象音を処理するための対象音処理方法であって、前記輸送機器内における対象音の発生位置を特定するステップと、対象音を含む音の電気信号である音信号に対して音信号処理を実行するステップと、前記音信号処理に適用されるパラメータを、前記特定された対象音の発生位置に応じて切り換えるステップとを含むことを特徴とする対象音処理方法である。
【００３９】
この方法により、対象音の処理態様を、輸送機器内の位置に依存して変動する状況に適用させることができる。したがって、輸送機器内でありながら、対象音の処理を高精度に行える。
請求項１４記載の発明は、前記輸送機器の属性情報および前記輸送機器の環境情報の少なくとも１つを含む輸送機器情報を取得するステップをさらに含み、前記パラメータを切り換えるステップは、前記特定された対象音の発生位置に加えて、前記取得された輸送機器情報に基づいて、前記音信号処理に適用されるパラメータを切り換えるステップを含むことを特徴とする請求項１３記載の対象音処理方法である。
【００４０】
この方法によれば、輸送機器の属性情報および環境情報を加味して音信号処理のパラメータが切り換えられるので、音信号処理の精度をさらに向上できる。
これらの方法の発明に関しても、前述の対象音処理装置に関連して説明したような変形が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る輸送機器システムの一例としての船舶システムの概念的な構成を示す図解図であり、図２は前記船舶システムを構成する船舶の図解的な平面図である。この船舶システムは、輸送機器の一例である船舶１に備えられた機器の操作を音声指示によって行うことができるものである。操作可能な機器は、この実施形態では、推進装置の一例としての船外機２、舵取りのための操舵装置３、信号紅炎装置４、船舶電話装置５およびゴムボート作動装置７を含む。これらの船舶１に備えられた機器の操作を、以下では、「船舶操作」という。したがって、船舶操作には、推進装置（船外機２）および舵取り装置（操舵装置３）のような船舶１の航行に不可欠な機器の操作である「操船操作」と、信号紅炎装置４、船舶電話装置５およびゴムボート作動装置７のように船舶１の航行には直接的な関係のない「付属機器操作」とが含まれる。
【００４２】
船舶操作のための音声指示を与えるための音声指示装置１０は、船舶１の乗員である話者８が携帯するトランシーバ形（ハンドセット形）のものである。この音声指示装置１０は、船舶１との間で、電波を利用した無線通信を行う。これにより、音声指示装置１０を保持した話者８は、音声指示による船舶操作を行うことができる。この音声指示装置１０が対象音処理装置に相当する。
【００４３】
船舶１は、船体（ハル）５１と、この船体５１上に設けられた上部構造物（スーパーストラクチャー）５２とを備えている。上部構造物５２は、図１の例では、船体５１の上面を覆うアウトデッキ（外甲板）５３と、このアウトデッキ５３のほぼ中央に設けられたキャビン５４と、このキャビン５４の前方に設けられた操縦室５５とを含む。キャビン５４の天井部は、アウトデッキ５３よりも上方に位置し、フライングデッキ５６を形成している。
【００４４】
船体５１には、船外機（アウトボード・エンジン）２がその後尾に取り付けられている。また、船体５１内には、操舵部１３、シフト・スロットル操作部１４、キー入力部１５および無線通信部１６が設けられている。さらに、船体５１内には、前述の信号紅炎装置４、船舶電話装置５およびゴムボート作動装置７が配置されている。操舵装置３は、操舵部１３、この操舵部１３に結合されたステアリングハンドル１８および船外機２に結合されたステアリングケーブル１９などによって構成されている。
【００４５】
図２に示すように、船舶１の複数の異なる位置には、各位置を特定するための識別情報（位置識別情報）を担持した識別情報担持体としてのＩＣタグ６１，６２，・・・・・・，６Ｍ（ただし、Ｍは２以上の自然数）が配置されている。すなわち、ＩＣタグ６１〜６Ｍは、船舶１内において話者８が位置する可能性のある複数箇所に分散して配置されている。より具体的には、ＩＣタグ６１は操縦室５５内に配置され、ＩＣタグ６２はキャビン５４内に配置され、ＩＣタグ６３はアウトデッキ５３の船首側において操縦室５５の右側（右舷）に配置され、ＩＣタグ６４はアウトデッキ５３の船首側において操縦室５５の左側（左舷）に配置され、ＩＣタグ６Ｍは、フライングデッキ５６に配置されている。
【００４６】
図３は、船舶１の内部の主として電気的構成を示すブロック図である。船舶１には、船内ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）１１が設けられている。この船内ＬＡＮ１１に、データベース装置１２、操舵部１３、シフト・スロットル操作部１４、キー入力部１５、無線通信部１６、処理・出力部１７、信号紅炎装置４、船舶電話装置５およびゴムボート作動装置７が接続されている。船内ＬＡＮ１１には、さらに、船舶１の環境情報を得るための環境情報センサ９（環境情報検出手段）が接続されている。この環境情報センサ９の例としては、風向計、風力計および波高計（たとえば、Ｇセンサ）を挙げることができる。船内ＬＡＮ１１には、周知のハードウェア規格およびプロトコルを適用できる。
【００４７】
船外機２には、エンジン２１、エンジン制御ユニット２２、スタータモータ２３が備えられている。エンジン制御ユニット２２は、船内ＬＡＮ１１に接続されている。また、エンジン制御ユニット２２には、エンジン２１のシフト状態およびスロットル開度状態を変更するためのアクチュエータ２４が備えられている。
スタータモータ２３には、バッテリ２６からの電力が、スタータリレー２７を介して供給されるようになっている。スタータリレー２７は、キー入力部１５によって作動されるようになっている。このスタータリレー２７が閉成されることにより、スタータモータ２３に電力が供給され、エンジン２１が始動する。キー入力部１５は、乗員の手動操作に応答してスタータリレー２７を閉成させるほか、船内ＬＡＮ１１から与えられる所定の制御信号に応答してスタータリレー２７を閉成させる。
【００４８】
データベース装置１２は、船舶１の属性情報を予め蓄積したもので、必要に応じてその属性情報を出力する。船舶１の属性情報の例としては、船舶１の大きさ、推進装置の種類、エンジンの回転数およびエンジンの状態が挙げられる。これらのうち、船舶１の大きさおよび推進装置の種類を表す属性情報のように静的な属性情報はデータベース装置１２に蓄積されており、エンジンの回転数およびエンジンの状態（スロットル開度、シフト、エンジンカバーの開閉状態）のように時間とともに変動する動的な属性情報は、エンジン回転数センサなどのセンサ類２０によって検出される。
【００４９】
推進装置の種類を表す属性情報の例としては、船外機、船内外機（インボード・エンジン・アウトボード・ドライブ）、船内機（インボード・ドライブ）およびウォータ・ジェット・ドライブなどの駆動方式種別の情報、２ストロークガソリンエンジン、４ストロークガソリンエンジンおよびディーゼルエンジンなどのエンジン種別の情報を挙げることができる。
【００５０】
操舵部１３は、ステアリングハンドル１８のハンドル角を検出するハンドル角検出部３１と、検出されたハンドル角に対応する機械的変位を発生するステアリングアクチュエータ３２とを有している。このステアリングアクチュエータ３２が発生する機械的変位は、ステアリングケーブル１９を介して船外機２に伝達される。これにより、船外機２の方向が変化させられる。
【００５１】
シフト・スロットル操作部１４は、シフト操作情報を船内ＬＡＮ１１を介してエンジン制御ユニット２２に送信するシフト情報送信部３３と、スロットル操作情報を船内ＬＡＮ１１を介してエンジン制御ユニット２２に送信するスロットル情報送信部３４とを備えている。シフト・スロットル操作部１４におけるシフト操作およびスロットル操作は、たとえば、操作レバー（リモートコントロール・レバー）１４ａ（図１参照）の倒れ角を変化させる操作である。操作レバー１４ａを前方に一定量倒すと、シフトが中立から正転（前進）とされ、さらに操作レバー１４ａを前方に倒すに従ってスロットル開度を大きくするスロットル操作を行える。また、操作レバー１４ａを後方に一定量倒すと、シフトが中立から逆転（後退）とされ、さらに操作レバー１４ａを後方に倒すに従ってスロットル開度を大きくするスロットル操作を行える。
【００５２】
エンジン制御ユニット２２は、シフト・スロットル操作部１４からのシフト操作およびスロットル操作の情報に従って、アクチュエータ２４を作動させるための信号を出力する。アクチュエータ２４は、この信号に応答して、エンジン２１のスロットル弁（図示せず）の開度を調整したり、シフト機構（クラッチ。図示せず）を作動させたりするための機械的変位を発生する。エンジン２１では、その回転数がエンジン回転数センサによって検出され、その他、スロットル弁の開度、シフト状態（クラッチの状態）のようにエンジン２１の状態を表す情報が各種のセンサ類２０によって検出される。エンジン回転数センサを含むこれらのセンサ類２０の検出信号が、エンジン制御ユニット２２に供給される。これにより、エンジン制御ユニット２２は、エンジン２１の制御状態を検知できる。
【００５３】
無線通信部１６は、アンテナ３５（図１参照）を介して音声指示装置１０との間で交信を行う。無線通信部１６は、音声指示装置１０から、船舶操作データを受信すると、この受信した船舶操作データを、船内ＬＡＮ１１を介して、処理・出力部１７に受け渡す。処理・出力部１７は、受け渡された船舶操作データに基づいて、船舶操作のための制御信号を船内ＬＡＮ１１を介して該当する機器に送信する。すなわち、処理・出力部１７は、船舶１に備えられた機器を船舶操作データに応じて作動させる機器制御手段として機能する。
【００５４】
また、無線通信部１６は、音声指示装置１０から、船舶１の属性情報および環境情報の送信要求を受信して、これを船内ＬＡＮ１１を介して処理・出力部１７に受け渡す。処理・出力部１７は、この送信要求に応答して、データベース装置１２から船舶１の静的な属性情報を読み出し、さらに、エンジン制御ユニット２２からエンジン回転数などの動的な属性情報を取得する。さらに、処理・出力部１７は、環境情報センサ９から、船舶１の環境情報を取得する。これらの取得された属性情報および環境情報は、処理・出力部１７から、船内ＬＡＮ１１を介して無線通信部１６に受け渡され、この無線通信部１６から音声指示装置１０へと送信される。
【００５５】
図４は、音声指示装置１０の電気的構成を説明するためのブロック図である。この音声指示装置１０は、話者８の発話する音声を２チャンネルで受音するための第１および第２マイクロフォン４１，４２と、通信装置４４と、演算処理ユニット４５と、ＩＣタグ６１〜６Ｍから位置識別情報を読み取るためのＩＣタグ読取装置４６とを、トランシーバ形の筐体内に一体的に備えている。通信装置４４は、アンテナ４４Ａを介して、船舶１側の無線通信部１６との間で電波を送受信する無線通信手段である。
【００５６】
演算処理ユニット４５は、マイクロコンピュータおよびメモリを含む電子システムである。この演算処理ユニット４５は、第１および第２マイクロフォン４１，４２、通信装置４４およびＩＣタグ読取装置４６に接続されている。演算処理ユニット４５は、第１および第２マイクロフォン４１，４２によって受音された話者８の音声を認識する音声認識処理、ならびに通信装置４４から船舶１に向けて送信すべき船舶操作データを生成する船舶操作データ生成処理を主たる機能とするものである。演算処理ユニット４５は、これらの機能を、マイクロコンピュータにプログラムを実行させることによって実現するようになっている。
【００５７】
演算処理ユニット４５は、第１および第２マイクロフォン４１，４２が出力するアナログ音声信号をディジタル音声信号に変換するＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換部７１，７２と、このＡ／Ｄ変換部７１，７２が出力する音声信号に対して雑音除去処理を行う雑音除去処理部７３と、雑音除去処理後の音声信号に対して音声認識処理を行う音声認識処理部７４と、この音声認識処理部７４による処理結果（認識結果）に基づいて船舶操作データを生成する船舶操作データ生成部７５（輸送機器操作データ生成手段）と、通信装置４４を介する通信のためのデータ処理を実行する通信処理部７６とを備えている。
【００５８】
雑音除去処理部７３は、音声信号中に含まれる雑音部分を除去し、雑音部分を低減した音声信号を出力する。たとえば、スペクトルサブトラクション法や高域強調フィルタなどの雑音除去法を、雑音除去処理部７３での処理に適用できる。演算処理ユニット４５は、雑音除去処理部７３における雑音除去処理に適用可能な複数種類の雑音除去処理アルゴリズム７３１〜７３ｋ（ｋは２以上の自然数）を記憶した雑音除去アルゴリズムバッファ７７と、この雑音除去処理に適用されるアルゴリズムを切り換えるための雑音除去アルゴリズム切り換え部７８（雑音除去パラメータ切り換え手段）とを備えている。雑音除去アルゴリズム切り換え部７８は、ＩＣタグ読取装置４６によって読み取られた位置識別情報と、通信装置４４および通信処理部７６によって船内ＬＡＮ１１から取得される情報（属性情報および環境情報。輸送機器情報）とに基づいて、雑音除去処理部７３での雑音除去処理に適用されるアルゴリズムを切り換える。
【００５９】
前記通信装置４４および通信処理部７６は、船舶１から属性情報を取得する属性情報取得手段としての機能と、船舶１から環境情報を取得する環境情報取得手段としての機能とを有する。
図５は、音声認識処理部７４の機能的な構成を説明するためのブロック図である。音声認識処理部７４は、雑音除去処理がなされた２チャンネル分の音声信号から、話者８の発話区間の音声信号を抽出する発話区間検出部９１（対象音抽出手段）と、この発話区間検出部９１によって抽出された音声信号を解析して、音響特徴を表す特徴ベクトルを生成する音響解析部９２と、この音響解析部９２によって生成された特徴ベクトルを予め準備してある音響モデルおよび認識辞書９８と照合し、認識結果データを生成する照合部９３とを備えている。
【００６０】
発話区間検出部９１は、発話区間検出処理のパラメータ（発話検出パラメータ。対象音抽出パラメータ）を変更可能なものである。この発話検出パラメータを、ＩＣタグ読取装置４６によって読み取られた位置識別情報と、通信装置４４を介して船内ＬＡＮ１１から取得される情報（属性情報および環境情報）とに基づいて、複数種類に切り換えるために、発話検出パラメータ切り換え部９４が設けられている。この発話検出パラメータ切り換え部９４は、発話検出パラメータバッファ９５に記憶されている複数種類の発話検出パラメータ９１１〜９１ｍ（ｍは２以上の自然数）のなかからいずれかを選択して、発話区間検出部９１に設定するものであり、対象音抽出パラメータ切り換え手段としての機能を有する。
【００６１】
一方、照合部９３において照合される音響モデルを切り換えるために、音響モデル切り換え部９６が設けられている。この音響モデル切り換え部９６は、ＩＣタグ読取装置４６によって読み取られた位置識別情報と、通信装置４４を介して船内ＬＡＮ１１から取得される情報（属性情報および環境情報）とに基づいて、音響モデルを切り換える。この音響モデル切り換え部９６は、音響モデルバッファ９７に記憶されている複数種類の音響モデル９３１〜９３ｎ（ｎは２以上の自然数）のなかからいずれかを選択して、照合部９３における照合処理に適用する。
【００６２】
照合部９３は、音響解析部９２によって生成された特徴ベクトルを、音響モデル切り換え部９６によって選択される音響モデルと照合し、さらに認識辞書９８と照合することにより、認識結果データを生成する。
話者８は、船舶１内の様々な位置に移動し、音声指示装置１０を使用して船舶操作等を行う。このとき、話者８の周囲の騒音環境は、船舶１内における話者８の位置によって異なる。たとえば、エンジン音は、船尾に近づくほど大きく、また、操縦室５５またはキャビン５４よりもアウトデッキ５３やフライングデッキ５６の方が大きい。さらに、風切り音について言えば、操縦室５５およびキャビン５４よりも、アウトデッキ５３の方が大きく、さらに、アウトデッキ５３よりもフライングデッキ５６の方が大きい。
【００６３】
そこで、この実施形態では、船舶１内における話者８の位置に応じて、雑音除去処理のパラメータ（アルゴリズム）を切り換え、さらに、音声認識処理のパラメータ（発話検出パラメータおよび音響モデル）を切り換えることにより、音声認識率の向上が図られている。
さらに、音声認識率は、船舶１の属性や環境状況によっても影響を受ける。船舶１の属性とは、前述の属性情報により表される船舶１の性質である。また、環境状況とは、前述の環境情報によって表される船舶１の周囲環境である。
【００６４】
データベース装置１２に蓄積されている静的な属性情報、エンジン回転数センサ等のセンサ類２０によって検出される動的な属性情報、および環境情報センサ９によって検出される環境情報は、船内ＬＡＮ１１から無線通信部１６に与えられる。これらの情報は、さらに、通信装置４４で受信されて、雑音除去アルゴリズム切り換え部７８および音声認識処理部７４へと受け渡される。これらの属性情報および環境情報に基づいて、雑音除去処理のパラメータ（アルゴリズム）が切り換えられ、かつ、音声認識処理のパラメータ（発話検出パラメータおよび音響モデル）が切り換えられるようになっている。これにより、音声認識率のさらなる向上が図られている。しかも、船舶１の大きさなどの属性情報をも取得するようにしているから、音声指示装置１０は、複数種類の船舶１に対して容易に適応して、良好な音声認識率を実現できる。
【００６５】
話者８は、音声による船舶操作指示を行う場合、ＩＣタグ読取装置４６を話者８の近くにあるＩＣタグ６１〜６Ｍにかざして、位置識別情報を読み取らせ、その後にマイクロフォン４１，４２に向かって船舶操作のための音声を発話する。話者８が船舶１内で移動しないかぎり、以後は、ＩＣタグ６１〜６Ｍの読取操作を要することなく、話者８は、マイクロフォン４１，４２に向かって音声を発話して差し支えない。
【００６６】
ＩＣタグ６１〜６Ｍのいずれかの位置識別情報が読み取られると、これに応答して、通信処理部７６は、通信装置４４を介して、船舶１に対して、属性情報および環境情報の送信を要求する送信要求を与える。この送信要求は、船舶１に備えられた無線通信部１６に与えられる。無線通信部１６は、船内ＬＡＮ１１を介して、データベース装置１２およびエンジン制御ユニット２２から属性情報を取得し、さらに、環境情報センサ９から環境情報を取得する。そして、無線通信部１６は、これらの属性情報および環境情報を音声指示装置１０に向けて送信する。音声指示装置１０では、船舶１から送信されてくる属性情報および環境情報が通信装置４４によって受信され、通信処理部７６に受け渡される。
【００６７】
こうして取得された位置識別情報、属性情報および環境情報は、雑音除去アルゴリズム切り換え部７８、発話検出パラメータ切り換え部９４および音響モデル切り換え部９６に与えられる。このようにして、騒音環境等に良好に適応した雑音除去処理および音声認識処理が行われるので、高い音声認識率を実現できる。しかも、音声信号から騒音環境を推定するような複雑な処理を要しないので、負荷の小さな処理で、音声認識処理の態様を即座に騒音環境に適応させることができる。
【００６８】
図６は、雑音除去処理部７３の構成例を示すブロック図である。この構成例では、雑音除去処理部７３は、複数の雑音除去フィルタ処理部を有している。より具体的には、雑音除去処理部７３は、第１フィルタ処理部としての高域強調フィルタ部８１，８２と、第２フィルタ処理部としてのスペクトルサブトラクションフィルタ部８３，８４とを備えている。スペクトルサブトラクションフィルタ部８３，８４における処理のために、高域強調フィルタ部８１とスペクトルサブトラクションフィルタ部８３との間、および高域強調フィルタ部８２とスペクトルサブトラクションフィルタ部８４との間には、それぞれ、前処理部８９および９０が介装されている。
【００６９】
高域強調フィルタ部８１およびスペクトルサブトラクションフィルタ部８３は、第１マイクロフォン４１が出力する音声信号に対してフィルタ処理を行うものである。同様に、高域強調フィルタ部８２およびスペクトルサブトラクションフィルタ部８４は、第２マイクロフォン４２が出力する音声信号に対してフィルタ処理を行うものである。すなわち、第１および第２マイクロフォン４１，４２が出力する２チャンネルの音声信号は、２種類の雑音除去フィルタ処理（高域強調フィルタ処理およびスペクトルサブトラクションフィルタ処理）を受けることになる。より具体的には、各チャンネルの音声信号は、高域強調フィルタ処理を受けた後に、スペクトルサブトラクションフィルタ処理を受けるようになっている。
【００７０】
高域強調フィルタ部８１，８２に対しては、そのフィルタ処理の有効／無効およびフィルタ処理の特性を調整するための係数γを可変設定することができる。また、スペクトルサブトラクションフィルタ部８３，８４に対しても、そのフィルタ処理の有効／無効およびフィルタ処理の特性を調整するための係数δ，εを可変設定することができる。すなわち、図６の構成例では、係数γ，δ，εを１組とした複数組の係数セットが雑音除去アルゴリズムバッファ７７に蓄積されており、これらのうちの適切な係数セットを選択して、雑音除去アルゴリズム切り換え部７８が雑音除去処理部７３に設定する。
【００７１】
高域強調フィルタ部８１，８２は、たとえば、下記第(1)式および第(2)式で表されるディジタルフィルタ処理をそれぞれ実行する。
ｙ1(i)＝ｘ1(i)−γｘ1(i-1)    ・・・・・・(1)
ｙ2(i)＝ｘ2(i)−γｘ2(i-1)    ・・・・・・(2)
ただし、第(1)式および第(2)式においては、Ａ／Ｄ変換部７１，７２によってｉ番目（ｉは自然数）にサンプリングされてディジタル化された２チャンネルの入力信号を、それぞれｘ1(i)，ｘ2(i)と表し、これらに対するフィルタ処理後の出力信号をｙ1(i)，ｙ2(i)と表してある。
【００７２】
係数γの値は、０．９０〜１．００とされることが多い。この係数γを「０」に設定すれば、高域強調フィルタ処理が無効化され、ｙ1(i)＝ｘ1(i)、ｙ2(i)＝ｘ1(i)となる。また、係数γの値を可変設定することで、フィルタ特性を調整できる。
スペクトルサブトラクションフィルタ部８３，８４は、たとえば、下記第(3)式および第(4)式で表されるディジタルフィルタ処理を実行する。
【００７３】
【数１】
2005338286.tif 000003
【００７４】
ただし、第(3)式および第(4)式において、Ｘ1（ω），Ｘ2（ω）は、２チャンネルの観測信号（図６の例では高域強調フィルタ処理後の音声信号）のパワースペクトル（周波数関数）をそれぞれ表し、Ｓ1（ω），Ｓ2（ω）は、それらに対するフィルタ処理後の出力信号を表す。また、Ｎ（ω）は雑音信号の推定パワースペクトルを表している。ωは角周波数を表す。
【００７５】
係数δは減算（サブトラクション）係数とよばれ、δ≧０である。また、εはフロアリング係数とよばれ、０≦ε≦１である。第１および第２マイクロフォン４１，４２の周囲の環境に応じて、最適なδ，εの対が異なる。δ＝０（さらに必要に応じてε＝１）とすれば、スペクトルサブトラクションフィルタ処理が無効化される。また、係数δ，εの値を可変設定することで、フィルタ特性を調整できる。
【００７６】
なお、スペクトルサブトラクション法については、たとえば、非特許文献４に開示がある。
次の表１は、高域強調フィルタの効果の例を示す実験結果である。この表１には、スペクトルサブトラクションフィルタ部８３，８４を無効とし、高域強調フィルタ部８１，８２の有効（γ＝１）／無効（γ＝０）を切り換えて音声認識率（単位％）を測定した結果が示されている。測定は、船舶１内の複数の場所において、エンジン回転数の複数の値について行われた。
【００７７】
【表１】
2005338286.tif 000004
【００７８】
キャビン内では、風の影響がなく、エンジン騒音も比較的小さい。アウトデッキ後方は、エンジンの前方に位置し、エンジン騒音が最も大きい。ただし、アウトデッキ後方では、キャビン等を形成するデッキハウス（甲板室）が風よけとなるため、風切り音は少ない。そして、フライングデッキは、アウトデッキ後方に比較するとエンジンからの距離が遠いが、風当たりが最も強い。
【００７９】
表１から理解されるように、風の影響が強いところ（フライングデッキ）では、高域強調フィルタを使う方が音声認識率がよい。また、風の影響もエンジン騒音も小さいところ（キャビン：エンジン回転数＝500,2200、アウトデッキ：エンジン回転数＝500）では、高域強調フィルタの有無はさほど関係がない。逆に、風の影響はほとんどなくエンジン騒音のみが大きくなるところ（キャビン：エンジン回転数＝2800、アウトデッキ：エンジン回転数＝2200,2800）では、高域強調フィルタ処理を使うと、音声認識率が悪くなる。
【００８０】
次の表２は、スペクトルサブトラクションフィルタの効果の例を示す実験結果である。この表２には、高域強調フィルタ部８１，８２を無効とし、スペクトルサブトラクションフィルタ部８３，８４の有効（たとえば、δ＝２．０、ε＝０．４）／無効（たとえば、δ＝０、ε＝１）を切り換えて音声認識率（単位％）を測定した結果が示されている。測定は、船舶１内の複数の場所において、エンジン回転数の複数の値について行われた。
【００８１】
【表２】
2005338286.tif 000005
【００８２】
エンジンによる騒音はほぼ定常雑音とみることができる。表２から理解されるように、キャビンやアウトデッキでは、エンジン騒音が大きいとき（エンジン回転数＝2800）に、スペクトルサブトラクションフィルタの効果がある。しかし、これらの場所では、エンジン騒音が小さいとき（エンジン回転数＝500）、逆に音声認識率が下がっている。フライングデッキでは、エンジン回転数に無関係に、スペクトルサブトラクションフィルタの効果は見られない。
【００８３】
前記表１および表２に示された実験結果から、船舶１内の場所、エンジンの状態および環境条件によって、最適な雑音除去アルゴリズム（複数の雑音除去アルゴリズムの最適な組み合わせ、および最適な可変係数）が異なることがわかる。
次の表３は、船舶１内における話者８の位置およびエンジン回転数と雑音除去アルゴリズムとの対応例を示す。
【００８４】
【表３】
2005338286.tif 000006
【００８５】
雑音除去アルゴリズム切り換え部７８は、たとえば、表３に示すようなテーブル情報を記憶したメモリ７８Ａ（図４参照）を備えている。このメモリ７８Ａには、様々な状況での実験を行い、個々の状況に対応して、当該状況において最適な雑音除去アルゴリズムの識別情報が予め格納されている。
表３の例の場合、雑音除去アルゴリズム切り換え部７８は、ＩＣタグ読取装置４６から提供される位置識別情報と、通信処理部７６を介して船舶１側から受信されるエンジン回転数とに基づいて、前記メモリ内のテーブルから、対応する雑音除去アルゴリズムの識別情報を特定する。この特定された識別情報に対応する雑音除去アルゴリズム（係数γ，δ，εの組）が雑音除去アルゴリズムバッファ７７から読み出され、雑音除去処理部７３に設定される。すなわち、話者８の船舶１内での位置とエンジン回転数とが一意に決定されれば、その状況に最適な１つの雑音除去アルゴリズムが、雑音除去アルゴリズムバッファ７７から選択される。
【００８６】
むろん、エンジン回転数以外にも船舶１の属性情報および／または環境情報を用いて雑音除去アルゴリズムを切り換える場合には、それらに応じた雑音除去アルゴリズムの切り換えを実現するためのテーブル情報が用意される。
図６に示されているように、前処理部８９は、高域強調フィルタ部８１によって処理されたディジタル音声信号をそれぞれフレーム化するフレーム化部８５と、このフレーム化部８５によってフレーム化された音声信号の周波数分析処理を行う周波数分析部８７とを備えている。同様に、前処理部９０は、高域強調フィルタ部８２によって処理されたディジタル音声信号をそれぞれフレーム化するフレーム化部８６と、このフレーム化部８６によってフレーム化された音声信号の周波数分析処理を行う周波数分析部８８とを備えている。
【００８７】
Ａ／Ｄ変換部７１，７２（図４参照）は、第１および第２マイクロフォン４１，４２からの２チャンネルの音声信号ｘ1(t)，ｘ2(t)（ｔは時間を表す。）を、所定時間間隔Δｔでそれぞれサンプリングする。このサンプリングされた音声信号ｘ1(i)，ｘ2(i)に、たとえば、高域強調フィルタ処理を施して得られた信号ｙ1(i)，ｙ2(i)が、フレーム化部８５，８６に入力される。フレーム化部８５，８６は、所定のサンプル数の音声信号ｙ1(i)，ｙ2(i)を次々にフレーム化していく。
【００８８】
周波数分析部８７，８８は、フレーム単位で、音声信号ｙ1(i)，ｙ2(i)を高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）により周波数分析して、周波数関数Ｘ1(ω)，Ｘ2(ω)を生成し、スペクトルサブトラクションフィルタ部８３，８４に受け渡す。
図７は、発話区間検出部９１の構成例を説明するためのブロック図である。発話区間検出部９１は、この実施形態では、前記非特許文献１に開示された技術を用いている。すなわち、高域強調フィルタ処理を経た２チャンネルの音声信号ｙ1(i)，ｙ2(i)のクロススペクトルに基づいて発話区間が検出される。
【００８９】
第２マイクロフォン４２で受音した音声に対応する音声信号ｙ2(i)が、第１マイクロフォン４１で受音した音声に対応する音声信号ｙ1(i)の時間移動波形であると仮定する。すると、２つの音声信号ｙ1(i)，ｙ2(i)間の遅延時間をｉ0・Δｔとすると、音声信号ｙ2(i)は、下記第(5)式で表すことができる。
ｙ2(i)＝ｙ1(i−i0)                ・・・・・・(5)
この場合、周波数関数Ｓ1(ω)，Ｓ2(ω)の関係は、下記第(6)式で表される。
【００９０】
2005338286.tif 000007
【００９１】
一方、非発話区間の或るフレームについて、クロススペクトルＧ(ω)の位相の周波数に対する変化を二次元平面にプロットすると、たとえば、図８(b)に示すとおりとなる。すなわち、非発話区間では、クロススペクトルＧ(ω)の位相成分は、周波数に対して一定のトレンドを持たない。これは、非発話区間において第１および第２マイクロフォン４１，４２が受音するノイズは、その位相がランダムだからである。
【００９２】
そこで、クロススペクトルＧ(ω)の位相成分の周波数に対する傾きが一定の傾向を持つかどうかを調べることにより、発話区間のフレームと非発話区間のフレームとを判別できる。
このような処理を実行するために、発話区間検出部９１は、クロススペクトル計算部１００と、位相成分抽出部１０１と、位相アンラップ（unwrap）処理部１０２と、主計算部１０３とを備えている。
【００９３】
クロススペクトル計算部１００は、雑音除去処理部７３（スペクトルサブトラクションフィルタ部８３，８４）から与えられる周波数関数Ｓ1(ω)，Ｓ2(ω)に対して前記第(7)式による演算を施してクロススペクトルＧ(ω)を求める。位相成分抽出部１０１は、クロススペクトル計算部１００が求めたクロススペクトルＧ(ω)の位相を検出（抽出）する。この検出結果は、位相アンラップ処理部１０２に与えられる。位相アンラップ処理部１０２は、検出された位相に基づき、クロススペクトルＧ(ω)に対して、位相の不連続部を平滑化するためのアンラップ処理を行う。
【００９４】
主計算部１０３は、位相アンラップ処理部１０２からアンラップ処理されたクロススペクトルＧ(ω)が与えられる周波数帯域分割部１０５と、この周波数帯域分割部１０５が生成するＮ個の周波数セグメントが与えられる第１〜第Ｎ傾き計算部１０６−１〜１０６−Ｎ（以下、総称するときには「第１〜第Ｎ傾き計算部１０６」という。）と、この第１〜第Ｎ傾き計算部１０６がそれぞれ求める傾きの頻度に関するヒストグラムを生成するヒストグラム計算部１０７とを備えている。そして、発話区間検出部９１には、さらに、ヒストグラム計算部１０７が生成するヒストグラムに基づいて各フレームが発話区間に属するか非発話区間に属するかを判定する発話区間判定部１０８と、音声信号入力オン／オフ制御部１０９とが備えられている。
【００９５】
発話区間検出部９１は、さらに、雑音除去処理部７３から与えられる２チャンネルの周波数関数Ｓ1（ω），Ｓ2（ω）のうちの１チャンネルの周波数関数Ｓ1（ω）に逆フーリエ変換を施して音声信号ｚ(i)を生成する逆フーリエ変換部１０４を備えている。この逆フーリエ変換部１０４が生成する音声信号ｚ(i)が音声信号入力オン／オフ制御部１０９に与えられる。
【００９６】
周波数帯域分割部１０５は、クロススペクトルＧ(ω)の位相成分を小さな周波数セグメント（Ｎ個のセグメント）に分割（帯域分割）する。第１〜第Ｎ傾き計算部１０６は、周波数帯域分割部１０５によって分割されたＮ個の周波数セグメントに関して、たとえば最小自乗法を用いて、それぞれ、位相成分の周波数に対する傾きを計算する。最小自乗法によってセグメント毎に傾きを求めるには、たとえば、前記非特許文献２に記載されているような公知の技術を適用できる。
【００９７】
図９(a)は、発話区間のフレームに関してヒストグラム計算部１０７が求めたヒストグラムの例であり、図９(b)は非発話区間のフレームに関してヒストグラム計算部１０７が求めたヒストグラムの例である。これらは、セグメント毎に得られた傾きについてのヒストグラムである。すなわち、図９(a)および図９(b)には、位相の傾きの分布が示されており、全セグメント数に対する、各傾きのセグメントの数の割合（すなわち正規化された頻度）が百分率で表されている。
【００９８】
図９(a)および図９(b)の比較から明らかなように、発話区間フレームでは、ヒストグラム中に明確なピーク値が現れる。すなわち、位相の傾きがごく狭い範囲に局在している。これに対して、非発話区間フレームでは、ヒストグラムが平滑な形状となり、明確なピークがなく、位相の傾きが広い範囲に分布している。
発話区間判定部１０８は、たとえば、ヒストグラム計算部１０７によって求められたヒストグラムにおける各位相の傾きの頻度に基づいて、各フレームが発話区間フレームか非発話区間フレームかを判定する。すなわち、たとえば、位相傾きのピークの理論値ｐを中心とした所定範囲ｐ±α内の位相傾きの出現頻度が所定のしきい値β（％）以上の場合には、そのフレームは発話区間に属すると判定され、その出現頻度が当該しきい値未満の場合には、そのフレームは非発話区間に属すると判定される。理論値ｐは、音源（発話位置）から第１および第２マイクロフォン４１，４２までの距離が等しい場合には、「０」となる。
【００９９】
前記α，βは、発話区間検出処理に適用される発話検出パラメータの例であり、これらのパラメータは可変設定可能とされていて、発話検出パラメータ切り換え部９４（図５参照）によって複数種類の値に切り換えられるようになっている。
音声信号入力オン／オフ制御部１０９は、発話区間判定部１０８の判定結果を受けて、オン状態とオフ状態とで切り換わる。オン状態とは、逆フーリエ変換部１０４が生成するフレーム単位の音声信号ｚ(i)を音響解析部９２（図５参照）へ通過させる状態である。オフ状態とは、逆フーリエ変換部１０４が生成するフレーム単位の音声信号ｚ(i)の音響解析部９２への通過を阻止する状態である。音声信号入力オン／オフ制御部１０９は、発話区間判定部１０８によって音声信号フレームが発話区間に属すると判定されるとオン状態となり、発話区間判定部１０８によって音声信号フレームが非発話区間に属すると判定されるとオフ状態となる。したがって、音響解析部９２には、発話区間の音声信号フレームのみが供給されることになる。
【０１００】
なお、音響解析部９２において、周波数分析部８７および周波数分析部８８と同スペックの高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うのであれば、音声信号z(i)の代わりに、周波数関数Ｓ1（ω）を、音声信号入力オン／オフ制御部１０９を介して音響解析部９２に与えてもよい。この場合には、逆フーリエ変換部１０４は不要である。
次の表４は、船舶１内の複数の場所において、エンジン回転数の複数の値について、最適なパラメータα，βを求めた実験結果を示す。
【０１０１】
【表４】
2005338286.tif 000008
【０１０２】
この表４から、船舶１内の位置およびエンジンの回転数に応じて最適なパラメータα，βが異なることが理解される。したがって、さらに、船舶１の属性や船舶１の置かれた環境によっても、最適なパラメータα，βが存在することが予想される。
発話区間検出処理には、音声と雑音を判別する他の方法を適用することができる。たとえば、零交差数（単位時間の信号波形が零点を交差する回数）と波形の振幅レベルとに基づいて音声と雑音とを判別する方法が知られている。より具体的には、入力波形の振幅レベルに対するしきい値が、単位時間あたりの零交差数に応じて予め定められる。そして、入力波形の零交差数および振幅レベルを検出し、振幅レベルが零交差数に対応したしきい値を超える場合に、その入力信号が発話区間の信号であると判別される。この方法においても、最適なしきい値を、騒音環境に応じて調整することで、発話区間検出精度を高めることができる。すなわち、当該しきい値を発話検出パラメータとして、船舶１内における話者８の位置やエンジン回転数などに応じて可変設定することで、精度の高い発話区間検出処理が可能になる。
【０１０３】
次の表５は、船舶１内における話者８の位置およびエンジン回転数と発話検出パラメータとの対応例を示す。
【０１０４】
【表５】
2005338286.tif 000009
【０１０５】
発話検出パラメータ切り換え部９４は、たとえば、表５に示すようなテーブル情報を記憶したメモリ９４Ａ（図５参照）を備えている。このメモリ９４Ａには、様々な状況での実験を行い、個々の状況に対応して、当該状況において最適な発話検出パラメータの識別情報が予め格納されている。
表５の例の場合、発話検出パラメータ切り換え部９４は、ＩＣタグ読取装置４６から提供される位置識別情報と、通信処理部７６を介して船舶１側から受信されるエンジン回転数とに基づいて、前記メモリ９４Ａ内のテーブルから、対応する発話検出パラメータの識別情報を特定する。この特定された識別情報に対応する発話検出パラメータ（最適なパラメータα，βの組）が発話検出パラメータバッファ９５から読み出され、発話区間検出部９１に設定される。
【０１０６】
むろん、エンジン回転数以外にも船舶１の属性情報および／または環境情報を用いて発話検出パラメータを切り換える場合には、それらに応じた発話検出パラメータの切り換えを実現するためのテーブル情報が用意される。
次に、音声認識の原理について説明する。
音響解析部９２は、発話区間のフレームの音声信号を解析して、音響的特徴を表す特徴ベクトルｘを生成する。この特徴ベクトルｘが、照合部９３によって、音響モデルおよび認識辞書と照合される。
【０１０７】
音響モデルは、音声の音響的特徴をモデル化したものであり、発話された音声の部分的または全体的な特徴量系列との類似性の評価を行うための参照情報である。たとえば、認識対象となる単語（または音素）ｗから特徴ｘが観測される確率ｐ(x|w)が、音響モデルから得られる。
認識辞書（単語辞書または言語モデル）は、音響モデルの接続に関する制約を与えるための情報である。このような情報の典型は、或る単語に引き続いて別の単語が出現する確率である。たとえば、単語（または音素）ｗが出現する確率ｐ(w)が、認識辞書から得られる。
【０１０８】
照合部９３は、特徴ベクトルｘに対して、尤もらしい単語（または音素）ｗ′を、下記第(8)式によって求め、これを認識結果として出力する。
ｗ′＝ａｒｇ ｍａｘwｐ(x|w)ｐ(w)        ・・・・・・(8)
音声認識率を向上するには、実際に音声認識を使用する騒音環境中で音響モデルを作成することが好ましい。
【０１０９】
そこで、この実施形態では、船舶１内における話者８の複数の位置に関して、船舶１の属性情報および環境情報に対応した複数の音響モデル９３１〜９３ｎが予め実験によって作成され、音響モデルバッファ９７に格納されている。
次の表６は、船舶１内における話者８の位置およびエンジン回転数と音響モデルとの対応例を示す。
【０１１０】
【表６】
2005338286.tif 000010
【０１１１】
音響モデル切り換え部９６は、たとえば、表６に示すようなテーブル情報を記憶したメモリ９６Ａ（図５参照）を備えている。このメモリ９６Ａには、個々の状況に対応して、当該状況において最適な音響モデルの識別情報が予め格納されている。
表６の例の場合、音響モデル切り換え部９６は、ＩＣタグ読取装置４６から提供される位置識別情報と、通信処理部７６を介して船舶１側から受信されるエンジン回転数とに基づいて、前記メモリ９６Ａ内のテーブルから、対応する音響モデルの識別情報を特定する。この特定された識別情報に対応する音響モデルが音響モデルバッファ９７から読み出され、照合部９３における照合処理に適用される。
【０１１２】
むろん、エンジン回転数以外にも船舶１の属性情報および／または環境情報を用いて音響モデルを切り換える場合には、それらに応じた音響モデルの切り換えを実現するためのテーブル情報が用意される。
次に、認識結果データが受け渡される船舶操作データ生成部７５（図４参照）の働きについて概説する。
【０１１３】
音声認識処理部７４から認識結果データが受け渡されると、船舶操作データ生成部７５は、それが船舶操作コマンドである場合に、それに対応した船舶操作データを生成して通信処理部７６に受け渡す。
船舶操作コマンドは、たとえば、操船操作のためのコマンド（操船コマンド）および付属機器の操作のためのコマンド（付属機器操作コマンド）を含む。
【０１１４】
操船コマンドの例は次のとおりである。
「ゆっくり前」・・・船舶を微速前進させる命令
「前」        ・・・船舶を低速前進させる命令
「うしろ」    ・・・船舶を後進させる命令
「とまれ」    ・・・船舶を停止（停船）させる命令
「小さく右」  ・・・第１操舵角度で右に舵をとらせる命令
「右」        ・・・第２操舵角度（＞第１操舵角度）で右に舵をとらせる命令
「大きく右」  ・・・第３操舵角度（＞第２操舵角度）で右に舵をとらせる命令
「小さく左」  ・・・第４操舵角度で左に舵をとらせる命令
「左」        ・・・第５操舵角度（＞第４操舵角度）で左に舵をとらせる命令
「大きく左」  ・・・第６操舵角度（＞第５操舵角度）で左に舵をとらせる命令
たとえば、第１および第４操舵角度は、最大操舵角度の４分の１であり、第２および第５操舵角度は最大操舵角度の２分の１であり、第３および第６操舵角度は最大操舵角度である。
【０１１５】
また、付属機器操作コマンドの例は次のとおりである。
「信号紅炎」  ・・・信号紅炎を点火させる命令
「ゴムボート」・・・ゴムボートを膨張させて水上に降下させる命令
「船舶電話」  ・・・船舶電話による通話を開始させる命令
このような船舶操作コマンドを表す船舶操作データが通信処理部７６および通信装置４４を介して船舶１側に受け渡される。船舶１側では、無線通信部１６によって船舶操作データが受信され、この船舶操作データは処理・出力部１７に受け渡される。処理・出力部１７は、受信した船舶操作データに基づき、船舶１内の対応する機器を作動させる。このようにして、音声指示装置１０を用いて、音声により、船舶操作を行うことができる。
【０１１６】
図１０は、この発明の第２の実施形態に係る船舶システムの構成を説明するための図解図である。この図１０において、前述の図３および図４に示された各部と同等の機能部分には、同一の参照符号を付して示す。
この実施形態では、船舶１Ａ側に、音声認識処理および船舶操作データ生成のための演算処理部１２５が設けられ、この演算処理部１２５が船内ＬＡＮ１１に接続されている。演算処理部１２５は、雑音除去処理部７３、音声認識処理部７４、船舶操作データ生成部７５、雑音除去アルゴリズムバッファ７７および雑音除去アルゴリズム切り換え部７８を備えているほか、船内ＬＡＮ１１との通信のための通信インタフェース部１２６を備えている。
【０１１７】
一方、音声指示装置１０Ａ側の演算処理ユニット４５Ａは、Ａ／Ｄ変換部７１，７２および通信処理部７６を備えている。通信処理部７６には、Ａ／Ｄ変換部７１，７２およびＩＣタグ読取装置４６が接続されている。
通信処理部７６は、マイクロフォン４１，４２から入力されてＡ／Ｄ変換部７１，７２でディジタル信号に変換された音声信号を通信装置４４を介して船舶１Ａ側へと無線送信するための処理を実行する。また、通信処理部７６は、ＩＣタグ読取装置４６によって読み取られた位置識別情報を、通信装置４４を介して、船舶１Ａ側へと無線送信するための処理を実行する。
【０１１８】
船舶１Ａの演算処理部１２５は、無線通信部１６および船内ＬＡＮ１１を介して音声指示装置１０Ａ側からの音声信号を受信して、これに対して音声認識処理を実行する。また、演算処理部１２５は、音声信号と同様にして音声指示装置１０Ａからの位置識別情報を得て、雑音除去アルゴリズム切り換え部７８および音声認識処理部７４に与える。さらに、演算処理部１２５は、通信インタフェース部１２６を介して船舶１Ａの属性情報および環境情報を取得し、それらを雑音除去アルゴリズム切り換え部７８および音声認識処理部７４に与える。
【０１１９】
このような構成によっても、話者８は、音声によって船舶操作のための指示を与えることができる。そして、雑音除去処理および音声認識処理のパラメータが、船舶１Ａ内における話者８の位置および船舶１の属性情報および環境情報に応じて切り換えられるから、高い音声認識率が得られる。
以上、この発明の２つの実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、発話区間検出部９１から音響解析部９２に与えられる音声信号は、第１マイクロフォン４１に対応した１チャンネルの音声信号とされ、この１チャンネルの音声信号に基づいて音響解析処理が行われるようになっている。しかし、音声認識率をさらに高めるためには、第１および第２マイクロフォン４１，４２の両チャンネルの音声信号を用いて音響解析処理を行うことが好ましい。
【０１２０】
2005338286.tif 000011
【０１２１】
このようなチャネル同期加算音声を用いるには、たとえば、図７の構成において、周波数関数Ｓ1(ω)およびＳ2(ω)を音声信号入力オン／オフ制御部１０９を介して音響解析部９２に与えればよい。そして、音響解析部９２において前述のようにしてチャネル同期加算音声を求め、このチャネル同期加算音声に対して音響解析を行えばよい。
また、前述の実施形態では、雑音除去アルゴリズム、発話検出パラメータおよび音響モデルが、話者８の船舶１内での位置などに応じて切り換えられる例について説明したが、これらの３種のパラメータのうちの１種または２種のみの切り換えを行う構成としてもよい。たとえば、雑音除去アルゴリズムのみを切り換えるようにし、音声認識処理のパラメータを固定してもよい。また、雑音除去アルゴリズムを固定するとともに、音声認識処理のパラメータを変化させるようにしてもよい。さらに、音声認識処理において、発話検出パラメータおよび音響モデルのうちのいずれか一方を固定し、他方を変化させるようにしてもよい。
【０１２２】
さらに、音声認識処理を伴わない音声信号処理として、雑音除去処理を行う雑音除去装置を構成することもできる。この場合には、図４の構成において、音声認識処理部７４および船舶操作データ生成部７５を省いた構成とすればよい。
また、前述の第１の実施形態の構成において、船舶操作データ生成部７５を船舶１側に設け、通信処理部７６を介して、認識結果データを船舶１側へ送信するようにしてもよい。
【０１２３】
さらに、前述の第１および第２の実施形態では、船舶１の複数の箇所に配置したＩＣタグ６１〜６Ｍの位置識別情報をＩＣタグ読取装置４６で読み取ることによって話者８の位置が特定できるようにしているが、話者８の位置は、他の方法で特定することもできる。たとえば、音声指示装置１０にキー入力部を設けておき、このキー入力部から、話者８が位置識別情報を入力するようにしてもよい。また、船舶１の複数の箇所に、たとえば、使用者の操作に応答して位置識別情報を発信（たとえば光信号により発信）する発信装置を設けておき、この発信装置から送出される位置識別情報を音声指示装置１０で受信することにより、話者８の位置を特定するようにしてもよい。この場合、発信装置が識別情報担持体の役割を果たし、音声指示装置１０側に設けた受信装置が、位置識別情報を読み取る読取装置の役割を果たす。
【０１２４】
また、前述の第１および第２の実施形態では、音声指示装置１０と船内ＬＡＮ１１との情報の授受が無線通信によって行われるようにしているが、これらの間の通信は通信ケーブルを用いた有線通信によって行われてもよい。この場合、船舶１の複数の箇所に接続コンセントを設けておき、いずれかの接続コンセントに音声指示装置１０を接続することとすればよい。さらに、この場合に、いずれの接続コンセントに音声指示装置１０が接続されたかを判別し、これにより、話者８の位置を特定するようにしてもよい。
【０１２５】
また、前述の第２の実施形態の構成を変形して、話者８の音声を入力するための複数のマイクロフォンを船舶１内の複数の箇所に配置する構成とすることも考えられる。この場合、話者８は、所定の認証情報を担持したＩＣタグを保持し、マイクロフォンの各設置箇所の近傍に読取装置を配置する。使用に際しては、話者８が当該読取装置にＩＣタグをかざし、そのＩＣタグに記録された認証情報を読み取らせる。読み取られた認証情報は、船内ＬＡＮ１１を介して演算処理部１２５へと送られ、いずれの場所の読取装置によって認証情報が入力されたかによって、話者８の位置が特定される。演算処理部１２５では、その特定された位置情報に基づいて、雑音除去処理のアルゴリズムや音声認識処理に適用されるパラメータが切り換えられることになる。
【０１２６】
さらに、前述の実施形態では、船舶１の属性情報および環境情報が、船内ＬＡＮ１１との間の通信によって音声指示装置１０に取り込まれる構成について説明したが、たとえば、音声指示装置１０にキー入力部を設け、このキー入力部の操作によって属性情報や環境情報を入力するようにしてもよい。
また、前述の実施形態では、環境情報は、環境情報センサ９によって検出されることとしているが、たとえば、無線通信部１６が、いずれかの情報センターと交信して、当該船舶１の近傍の風速や波高などの環境情報を取得する構成としてもよい。
【０１２７】
また、前述の実施形態では、輸送機器として船舶を例にとったが、この発明は、列車や航空機など、乗員が内部で移動可能な大型の輸送機器に対して好適に適用できる。
さらに、前述の実施形態では、話者８の音声を処理対象音とする場合について説明したが、たとえば、輸送機器の内部で発生する特定の機械音を対象音とする音処理装置（たとえば、特定の機械音に基づいて輸送機器の自己診断を行うもの）に、この発明が適用されてもよい。
【０１２８】
また、前述の実施形態では、音声指示装置１０がトランシーバ形に形成され、その筐体にマイクロフォン４１，４２が取り付けられる例について説明した。しかし、話者８の発話位置（口元）とマイクロフォン４１，４２との位置関係を一定に保持して音声認識率を向上するには、ヘッドセット型マイクロフォンを用いる方が好ましい。また、船舶の乗員が装着を義務付けられているか、または装着が勧告されている救命胴衣にマイクロフォンを取り付けるようにしてもよい。この場合、２つのマイクロフォンを、救命胴衣の左右の肩部に取り付けてもよいし、ステレオ型マイクロフォンを用いることとしてもよい。
【０１２９】
むろん、必ずしも２チャンネルの受音系が必要なわけではなく、発話区間検出処理や音響解析処理等の種類によっては、１チャンネルの受音系で足りる場合もある。
また、前述の実施形態では、マイクロフォン４１，４２からの音声信号を処理する装置について説明したが、この発明は、予め録音機器で録音した音を再生機器で再生して得られる音声信号の処理に対して適用することも可能である。
【０１３０】
以上のほか、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】この発明の一実施形態に係る輸送機器システムの一例としての船舶システムの概念的な構成を示す図解図である。
【図２】前記船舶システムを構成する船舶の図解的な平面図である。
【図３】船舶の内部の主として電気的構成を示すブロック図である。
【図４】音声指示装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図５】音声認識処理部の機能的な構成を説明するためのブロック図である。
【図６】雑音除去処理部の構成例を示すブロック図である。
【図７】発話区間検出部の構成例を説明するためのブロック図である。
【図８】(a)は、発話区間のフレームについて、クロススペクトルの位相の周波数に対する変化の例を示し、(b)は、非発話区間のフレームについて、クロススペクトルの位相の周波数に対する変化の例を示す。
【図９】(a)は、発話区間のフレームに関して求めた位相の傾きについてのヒストグラムであり、(b)は非発話区間のフレームに関して求めた位相の傾きについてのヒストグラムである。
【図１０】この発明の第２の実施形態に係る船舶システムの構成を説明するための図解図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１，１Ａ  船舶
２      船外機
３      操舵装置
４      信号紅炎装置
５      船舶電話装置
６１〜６Ｍ  ＩＣタグ
７      ゴムボート作動装置
８      話者
９      環境情報センサ
１０，１０Ａ  音声指示装置
１１    船内ＬＡＮ
１２    データベース装置
１３    操舵部
１４    シフト・スロットル操作部
１６    無線通信部
１７    処理・出力部
１８    ステアリングハンドル
２０    エンジン回転数センサ等のセンサ類
２１    エンジン
２２    エンジン制御ユニット
４１    第１マイクロフォン
４２    第２マイクロフォン
４４    通信装置
４５，４５Ａ    演算処理ユニット
４６    ＩＣタグ読み取り装置
５１    船体
５２    上部構造物
５３    アウトデッキ
５４    キャビン
５５    操縦室
５６    フライングデッキ
７３    雑音除去処理部
７３１〜７３ｋ    雑音除去アルゴリズム
７４    音声認識処理部
７５    船舶操作データ生成部
７６    通信処理部
７７    雑音除去アルゴリズムバッファ
７８    雑音除去アルゴリズム切り換え部
８１，８２    高域強調フィルタ部
８３，８４    スペクトルサブトラクションフィルタ部
８５，８６    フレーム化部
８７，８８    周波数分析部
８９，９０    前処理部
９１    発話区間検出部
９１１〜９１ｍ  発話区間検出パラメータ
９２    音響解析部
９３    照合部
９３１〜９３ｎ  音響モデル
９４    発話検出パラメータ切り換え部
９５    発話検出パラメータバッファ
９６    音響モデル切り換え部
９７    音響モデルバッファ
９８    認識辞書
１００  クロススペクトル計算部
１０７  ヒストグラム計算部
１０８  発話区間判定部
１０９  音声信号入力オン／オフ制御部
１２５  演算処理部
１２６  通信インタフェース部
【図１】
2005338286.tif 000012
【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】
2005338286.tif 000018
【図８】
2005338286.tif 000019
【図９】
2005338286.tif 000020
【図１０】
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