(57)【要約】【課題】適切なアクセント位置を設定することにより出力音声に対する違和感を低減し、聞き取りやすくすることができる音声出力装置を提供すること。【解決手段】入力音声に対して音声認識を行う音声認識部１２と、音声認識結果に基づいて入力音声に対応する表音文字列を生成する表音文字列生成部１４と、入力音声に対してアクセント位置を分析する音声分析部２０と、生成された表音文字列に対して音声分析部２０によって分析されたアクセント位置を設定するアクセント情報付与部３２と、アクセント位置が設定された表音文字列に対応する音声合成を行う音声合成部３４とを備えて音声出力装置が構成されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力音声に対して音声認識を行う音声認識手段と、
前記音声認識手段による音声認識結果に基づいて前記入力音声に対応する表音文字列を生成する表音文字列生成手段と、
前記入力音声に対してアクセント位置を分析する音声分析手段と、
前記表音文字列生成手段によって生成された表音文字列に対して、前記音声分析手段によって分析されたアクセント位置を設定するアクセント情報付与手段と、
前記アクセント情報付与手段によってアクセント位置が設定された前記表音文字列に対応する音声合成を行う音声合成手段と、
を備えることを特徴とする音声出力装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記音声分析手段は、前記入力音声の基本周波数成分を抽出する基本周波数抽出手段と、前記基本周波数抽出手段によって抽出された前記基本周波数成分の変化パターンを抽出する変化パターン抽出手段と、前記変化パターン抽出手段によって抽出された前記変化パターンに基づいて前記入力音声に対応するアクセント位置を検出するアクセント位置検出手段とを有することを特徴とする音声出力装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記音声分析手段は、前記入力音声の始端と終端を検出する音声区間検出手段をさらに有し、前記始端と前記終端の間の前記入力音声に対してアクセント位置の設定を行うことを特徴とする音声出力装置。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記アクセント位置検出手段は、前記表音文字列生成手段によって生成された前記表音文字列を構成する各表音文字の中からアクセント位置を設定する表音文字を決定することを特徴とする音声出力装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかにおいて、
前記アクセント位置検出手段は、前記変化パターン抽出手段によって抽出された前記変化パターンに基づいて、前記基本周波数が下がる直前位置を前記アクセント位置として検出することを特徴とする音声出力装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、
利用者の音声を集音するマイクロホンと、前記音声合成手段から出力される合成音声を前記マイクロホンの設置空間に出力する増幅器およびスピーカとをさらに備えることを特徴とする音声出力装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記音声認識手段による音声認識結果が車載装置に対する操作指示として用いられることを特徴とする音声出力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載機器等の操作音声の内容を音声認識によって判定するとともにこの認識結果に対応した音声を出力する音声出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、入力文字列に対応する音声合成を適切なアクセントやイントネーションで行う音声出力装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この音声出力装置では、入力装置から入力された文字列が主要な文字列の場合には、格納されている音声データを読み出してＰＣＭ方式によって音声合成が行われ、音声データが格納されていないそれ以外の文字列の場合には、入力文字列を言語解析して得られた読み等の音韻情報と単語間のポーズおよびアクセント等の韻律情報による素片データを読み出し、この素片データをもとに規則合成方式によって音声合成が行われる。これにより、少ないメモリ量で文字列に対応する自然な音声を発生することが可能になる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−２４３２９９号公報（第３−４頁、図１−６）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したように特許文献１に開示された音声出力装置では、音声データの格納の有無にかかわらず自然な出力音声が得られるようにアクセント位置が決定される。しかし、このアクセント位置は、同じ単語（文字列）であっても複数種類が存在することが知られている。一般には、東京型、近畿型、ＩＩ型、無型の４種類が知られている。したがって、例えば東京型のアクセント位置に慣れた聴取者にとっては、東京型のアクセント位置が設定された合成音声が出力されたときに最も自然な音声が出力されていると感じるが、それ以外の種類のアクセント位置が設定された合成音声が出力されると違和感を感じるという問題があった。特に、ナビゲーション装置等の車載装置に対する指示を音声で行う場合に、利用者の発声音声の内容を認識し、この認識結果としての文字列を音声出力するいわゆるトークバックの機能を実現しようとすると、走行中の大きな周辺騒音の中で出力音声を聞くことになるため、自分が思っているアクセント位置と異なるアクセント位置が付与された音声が出力されると違和感が顕著になり、益々音声の内容を聞き取りにくくなる。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、適切なアクセント位置を設定することにより出力音声に対する違和感を低減し、聞き取りやすくすることができる音声出力装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の音声出力装置は、入力音声に対して音声認識を行う音声認識手段と、音声認識手段による音声認識結果に基づいて入力音声に対応する表音文字列を生成する表音文字列生成手段と、入力音声に対してアクセント位置を分析する音声分析手段と、表音文字列生成手段によって生成された表音文字列に対して、音声分析手段によって分析されたアクセント位置を設定するアクセント情報付与手段と、アクセント情報付与手段によってアクセント位置が設定された表音文字列に対応する音声合成を行う音声合成手段とを備えている。聴取者自身が発声した音声に対して音声認識を行うとともにアクセント位置を分析しているため、音声認識結果として得られた表音文字列に対して、聴取者に違和感のないアクセント位置を設定することが可能になり、出力音声の内容を聞き取りやすくすることが可能になる。
【０００７】
また、上述した音声分析手段は、入力音声の基本周波数成分を抽出する基本周波数抽出手段と、基本周波数抽出手段によって抽出された基本周波数成分の変化パターンを抽出する変化パターン抽出手段と、変化パターン抽出手段によって抽出された変化パターンに基づいて入力音声に対応するアクセント位置を検出するアクセント位置検出手段とを有することが望ましい。これにより、入力音声のアクセント位置を具体的に検出することが可能になる。
【０００８】
また、上述した音声分析手段は、入力音声の始端と終端を検出する音声区間検出手段をさらに有し、始端と終端の間の入力音声に対してアクセント位置の設定を行うことが望ましい。これにより、アクセント位置を付与する対象区間が明確になり、入力音声に対応するいずれかの位置にアクセント位置を付与することができる。
【０００９】
また、上述したアクセント位置検出手段は、表音文字列生成手段によって生成された表音文字列を構成する各表音文字の中からアクセント位置を設定する表音文字を決定することが望ましい。これにより、表音文字の中からアクセント位置を設定する文字を特定することが可能になり、音声認識の結果に対応した文字列に対するアクセントの付与を確実に行うことができる。
【００１０】
また、上述したアクセント位置検出手段は、変化パターン抽出手段によって抽出された変化パターンに基づいて、基本周波数が下がる直前位置をアクセント位置として検出することが望ましい。一般に、日本語の場合には、音声の基本周波数が下がる直前の位置にアクセント位置があると考えられているため、基本周波数の変化パターンを調べることにより、正確にアクセント位置を設定することが可能になる。
【００１１】
また、上述した利用者の音声を集音するマイクロホンと、音声合成手段から出力される合成音声をマイクロホンの設置空間に出力する増幅器およびスピーカとをさらに備えることが望ましい。これにより、利用者自身が発声した音声の内容を音声認識によって判定し、同じ内容の出力音声を得るいわゆるトークバックの機能を、違和感のない聴き取りやすい出力音声で実現することが可能になる。
【００１２】
また、上述した音声認識手段による音声認識結果が車載装置に対する操作指示として用いられることが望ましい。これにより、走行中の騒音環境下においても、違和感のない聴き取りやすい合成音声を出力することが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態の音声出力装置について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、一実施形態の音声出力装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の音声出力装置１００は、車載のナビゲーション装置等のメインシステム２００に対応して音声による操作指示を行うためのものであり、この音声による操作指示の内容を合成音声で出力する、いわゆるトークバックの機能を有している。
【００１５】
この音声出力装置１００は、マイクロホン１０、音声認識部１２、表音文字列生成部１４、音声分析部２０、合成音声アクセント位置検出部３０、アクセント情報付与部３２、音声合成部３４を含んで構成されている。
【００１６】
マイクロホン１０は、利用者の音声を集音する。音声認識部１２は、マイクロホン１０を用いて集音された音声に対して音声認識処理を行う。音声認識処理の結果は、メインシステム２００に入力される。表音文字列生成部１４は、音声認識部１２の認識結果がメインシステム２００から入力され、この認識結果に対応する表音文字列を生成する。
【００１７】
音声分析部２０は、マイクロホン１０を用いて集音された入力音声（実音声）を分析して、入力音声のアクセント位置を検出する。このために、音声分析部２０は、音声区間検出部２２、ピッチ抽出部２４、ピッチパターン抽出部２６、実音声データアクセント位置検出部２８を備えている。
【００１８】
音声区間検出部２２は、入力音声の始端と終端を検出することにより、入力音声の音声区間を検出する。ピッチ抽出部２４は、入力音声について、音声の特徴量の一つである基本周波数成分を抽出する。ピッチパターン抽出部２６は、ピッチ抽出部２４によって抽出された基本周波数成分の変化パターンをピッチパターンとして抽出する。実音声データアクセント位置検出部２８は、音声区間検出部２２によって検出された音声区間に対応する入力音声について、ピッチパターン抽出部２６によって抽出されたピッチパターンに基づいてアクセント位置を検出する。日本語の場合には、音声の基本周波数成分が低くなる直前の位置にアクセントがあることが知られており、抽出されたピッチパターンに基づいて基本周波数成分が低下する位置を観察することにより、その直前にあるアクセント位置の検出を行うことが可能になる。なお、この実音声データアクセント位置検出部２８によるアクセント位置の検出は、実際の表音文字列の内容と無関係に行われ、音声区間内での位置が決定される。
【００１９】
合成音声アクセント位置検出部３０は、音声分析部２０の実音声データアクセント位置検出部２８によって検出された音声区間内のアクセント位置に基づいて、表音文字列生成部１４によって生成された表音文字列を構成する各表音文字の中からアクセントを付与する表音文字を決定する。
【００２０】
アクセント情報付与部３２は、表音文字列生成部１４によって生成された表音文字列に対して、音声分析部２０および合成音声アクセント位置検出部３０によって検出されたアクセント位置を設定し、表音文字列にアクセントを付与する。
【００２１】
音声合成部３４は、アクセントが付与された表音文字列に基づいて合成音声を生成し、この合成音声に対応する音声信号を出力する。この音声信号は、増幅器２１０によって増幅され、スピーカ２２０からマイクロホン１０の設置空間（車室内）に合成音声が出力される。
【００２２】
上述した音声認識部１２が音声認識手段に、表音文字列生成部１４が表音文字列生成手段に、音声分析部２０、合成音声アクセント位置検出部３０が音声分析手段に、アクセント情報付与部３２がアクセント情報付与手段に、音声合成部３４が音声合成手段にそれぞれ対応する。また、ピッチ抽出部２４が基本周波数抽出手段に、ピッチパターン抽出部２６が変化パターン抽出手段に、実音声データアクセント位置検出部２８、合成音声アクセント位置検出部３０がアクセント位置検出手段に、音声区間検出部２２が音声区間検出手段にそれぞれ対応する。
【００２３】
本実施形態の音声出力装置１００はこのような構成を有しており、次にその具体的な動作を説明する。
【００２４】
図２は、音声が入力されてからアクセントが付与された合成音声が出力するまでの一連の動作の説明図である。図２において、「音声波形」は、マイクロホン１０によって集音される音声の波形を示している。「認識結果」は、音声認識部１２による認識結果であり、本実施形態では表音文字列生成部１４によって生成される表音文字列の内容に一致する。「ピッチパターン」は、ピッチパターン抽出部２６によって抽出されるピッチパターンを、ピッチ（基本周波数成分）の高低に対応させて示している。また、この「ピッチパターン」に含まれるハッチング部分Ａは、実音声データアクセント位置検出部２８によって検出されるアクセント位置を示している。「合成音声」は、音声合成部３４から出力される合成音声の内容であり、各枠が表音文字列を構成する各表音文字に対応しており、その中でアクセントが付される表音文字にはハッチングが付されている。
【００２５】
利用者がメインシステム２００に対する操作音声を発声すると、この操作音声がマイクロホン１０によって集音される。図２には、利用者が例えば地名を指定するために「ヨツクラ」と発声した場合が示されている。
【００２６】
音声認識部１２は、音声「ヨツクラ」に対応する音声波形を解析して音声認識処理を行い、その結果、表音文字列「ヨツクラ」を特定する認識結果をメインシステム２００に向けて出力する。
【００２７】
このような音声認識処理と並行して、音声分析部２０内の音声区間検出部２２は、入力音声に対応した音声波形の始端Ｓと終端Ｅを検出し、それらによって特定される入力音声の音声区間を検出する。また、ピッチ抽出部２４は、入力音声に対応した音声波形の周波数成分を所定時間間隔で解析して入力音声の基本周波数成分（ピッチ）を抽出し、ピッチパターン抽出部２６は、この基本周波数成分の変化パターンをピッチパターンとして抽出する。図２に示す例では、音声区間の中央よりも前寄りの位置（領域Ａ）において基本周波数成分が高くなり、その後基本周波数成分が低くなるピッチパターンが抽出される。実音声データアクセント位置検出部２８では、基本周波数成分が低下する直前の領域Ａに対応する位置を実音声データのアクセント位置として検出する。
【００２８】
また、メインシステム２００では、音声認識部１２から入力された認識結果に基づいた処理の準備を行うとともに、この認識結果を表音文字列生成部１４に向けて出力する。表音文字列生成部１４は、認識結果に一致する表音文字列「ヨツクラ」を生成し、合成音声アクセント位置検出部３０とアクセント情報付与部３２に向けて出力する。
【００２９】
合成音声アクセント位置検出部３０では、表音文字列生成部１４から入力される表音文字列を構成する各表音文字の中でアクセント付与の対象となる表音文字を決定する。図２に示す例では、ピッチパターンの領域Ａの位置と表音文字列中の表音文字「ツ」の位置とが対応しており、合成音声アクセント位置検出部３０では、２つ目の表音文字「ツ」をアクセント付与の対象として決定する。
【００３０】
アクセント情報付与部３２では、表音文字列生成部１４から表音文字列「ヨツクラ」が入力されると、その２つ目の表音文字「ツ」にアクセント位置を設定する。音声合成部３４では、「ツ」の位置にアクセントが付与されるように、表音文字列「ヨツクラ」を発声するための音声合成処理を行い、得られた合成音声がスピーカ２２０から出力される。
【００３１】
このように、合成音声の聴取者（利用者）自身が発声した音声に対して音声認識を行うとともにアクセント位置を分析しているため、音声認識結果として得られた表音文字列に対して、聴取者に違和感のないアクセント位置を設定することが可能になり、出力音声の内容を聞き取りやすくすることが可能になる。
【００３２】
また、ピッチ抽出部２４、ピッチパターン抽出部２６、実音声データアクセント位置検出部２８を有する音声分析部２０を用いることにより、入力音声のアクセント位置を具体的に検出することが可能になる。特に、実音声データアクセント位置検出部２８によって、ピッチパターン抽出部２６により抽出された基本周波数成分の変化パターンに基づいて、基本周波数が下がる直前位置をアクセント位置として検出することにより、日本語の入力音声に対して正確にアクセント位置を設定することが可能になる。
【００３３】
また、音声区間検出部２２によって入力音声の始端と終端を検出し、これら始端と終端の間の入力音声に対してアクセント位置の設定を行うことにより、アクセント位置を付与する対象区間が明確になり、入力音声に対応するいずれかの位置にアクセント位置を付与することができる。
【００３４】
また、合成音声アクセント位置検出部３０によって、表音文字列を構成する各表音文字の中からアクセント位置を設定する表音文字を決定しているため、表音文字の中からアクセント位置を設定する文字を特定することが可能になり、音声認識の結果に対応した文字列に対するアクセントの付与を確実に行うことができる。
【００３５】
また、本実施形態の音声出力装置１００には、利用者の音声を集音するマイクロホン１０が備わっているとともに、合成音声をマイクロホン１０の設置空間に出力する増幅器２１０およびスピーカ２２０が接続されているため、利用者自身が発声した音声の内容を音声認識によって判定するとともに同じ内容の出力音声を得るいわゆるトークバックの機能を、違和感のない聴き取りやすい出力音声で実現することが可能になる。
【００３６】
また、本実施形態では、音声出力装置１００内の音声認識部１２による認識結果が車載装置としてのメインシステム２００に対する操作指示として用いられており、車両走行中の騒音環境下においても違和感のない聴き取りやすい合成音声として操作指示の確認音声を出力することが可能になる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。上述した実施形態では、表音文字列生成部１４によって生成された表音文字列に含まれる各表音文字の中の一つにアクセントを付与する場合について説明したが、二つ以上の表音文字にアクセントを付与するようにしてもよい。また、入力音声としては、数語程度の短い文字列だけでなく、文章のような長い文字列を用いてもよい。
【００３８】
また、上述した実施形態では、入力音声として日本語の場合を説明したが、他の言語を入力音声として本発明を適用するようにしてもよい。但し、この場合には、音声認識部１２をその言語に適したものに変更する必要がある。また、音声分析部２０では、ピッチパターンに基づいてアクセント位置を検出していたが、言語によってはそれ以外の方法を用いてアクセント位置を検出する必要がある。例えば処理対象の言語によっては、音圧レベルの変化パターンに基づいてアクセント位置を決定するようにしてもよい。
【００３９】
また、本実施形態のアクセント情報付与部３２では、アクセントを付与する表音文字を決定したが、ピッチパターン抽出部２６によって抽出されたピッチパターンによってどの程度アクセント位置の前後で入力音声の基本周波数成分が変化したかがわかるため、アクセント情報付与部３２において、アクセント位置の設定とアクセントを付与したときに基本周波数を変化させる程度の両方を設定し、音声合成部３４によってこれらの設定情報に基づく音声合成を行うようにしてもよい。
【００４０】
また、上述した実施形態では、メインシステム２００とともに音声出力装置１００が車両に搭載される場合について説明したが、車両以外に設置される場合についても本発明を適用することができる。
【００４１】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、聴取者自身が発声した音声に対して音声認識を行うとともにアクセント位置を分析しているため、音声認識結果として得られた表音文字列に対して、聴取者に違和感のないアクセント位置を設定することが可能になり、出力音声の内容を聞き取りやすくすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の音声出力装置の構成を示す図である。
【図２】音声が入力されてからアクセントが付与された合成音声が出力するまでの一連の動作の説明図である。
【符号の説明】
１０  マイクロホン
１２  音声認識部
１４  表音文字列生成部
２０  音声分析部
２２  音声区間検出部
２４  ピッチ抽出部
２６  ピッチパターン抽出部
２８  実音声データアクセント位置検出部
３０  合成音声アクセント位置検出部
３２  アクセント情報付与部
３４  音声合成部
１００  音声出力装置
２００  メインシステム
２１０  増幅器
２２０  スピーカ
【図１】
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【図２】
2005037423.tif 000004