(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声発生手段を設けた装置本体における雑音除去機能を有する音声入力装置であって、
音声入力用マイクと、
周囲雑音入力用マイクと、
エコー雑音入力用マイクと、
前記周囲雑音入力用マイクおよび前記エコー雑音入力用マイクの入力系統を選択する選択手段と、
前記音声入力用マイクの入力系統の信号から前記選択された入力系統の雑音信号を除去する雑音除去手段と、
前記音声発生手段の音声発生を制御し、前記音声発生手段が音声発生時であるかそれ以外であるかに応じて前記周囲雑音入力用マイクおよび前記エコー雑音入力用マイクのいずれか一方の入力系統を選択するように前記選択手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする音声入力装置。
【請求項２】
前記音声入力用マイクの入力系統と前記選択手段の出力側にはそれぞれアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器が設けられ、前記雑音除去手段は、前記音声入力用マイクの入力系統のデジタル信号から前記選択手段により選択された入力系統のデジタル信号を除去することを特徴とする請求項１に記載の音声入力装置。
【請求項３】
前記音声入力用マイクの入力系統と、前記周囲雑音入力用マイクの入力系統および前記エコー雑音入力用マイクの入力系統にはそれぞれアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器が設けられ、前記雑音除去手段は、前記音声入力用マイクの入力系統のデジタル信号から前記選択手段により選択された入力系統のデジタル信号を除去することを特徴とする請求項１に記載の音声入力装置。
【請求項４】
前記音声入力用マイク、前記周囲雑音入力用マイクおよび前記エコー雑音入力用マイクが配置された筐体に前記音声発生手段が設けられ、前記音声発生手段の音声が前記音声入力用マイクおよび前記エコー雑音入力用マイクに雑音として入力することを特徴とする請求項１−３のいずれか１項に記載の音声入力装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記音声発声時であれば前記エコー雑音入力用マイクの入力系統を選択し、前記音声発生時以外であれば前記周囲雑音入力用マイクの入力系統を選択するように前記選択手段を制御することを特徴とする請求項１−４のいずれか１項に記載の音声入力装置。
【請求項６】
音声入力用マイクと、周囲雑音入力用マイクと、エコー雑音入力用マイクと、音声発生手段の音声発生による雑音を除去する機能と、を有する装置における音声入力方法において、
制御手段が前記音声発生手段の音声発生を制御し、前記音声発生手段が音声発生時であるかそれ以外であるかに応じて前記周囲雑音入力用マイクおよび前記エコー雑音入力用マイクのいずれか一方の入力系統を選択するように選択手段を制御し、
雑音除去手段が前記音声入力用マイクの入力系統の信号から前記選択された入力系統の雑音信号を除去する、
ことを特徴とする音声入力方法。
【請求項７】
前記制御手段は、前記音声発生手段が音声発生時であれば、前記エコー雑音入力用マイクの入力系統を選択するように前記選択手段を制御し、前記音声発生手段が前記音声を発生していない場合には前記周囲雑音入力用マイクの入力系統を選択するように前記選択手段を制御することを特徴とする請求項６に記載の音声入力方法。
【請求項８】
音声入力用マイクと、周囲雑音入力用マイクと、エコー雑音入力用マイクと、音声発生手段の音声発生による雑音を除去する機能と、を有する装置としてプログラム制御プロセッサを機能させるプログラムにおいて、
制御手段が前記音声発生手段の音声発生を制御し、前記音声発生手段が音声発生時であるかそれ以外であるかに応じて前記周囲雑音入力用マイクおよび前記エコー雑音入力用マイクのいずれか一方の入力系統を選択するように選択手段を制御し、
雑音除去手段が前記音声入力用マイクの入力系統の信号から前記選択された入力系統の雑音信号を除去する、
ことを特徴とするプログラム。
【請求項９】
請求項１−５のいずれか１項に記載の音声入力装置を設けたことを特徴とする音声認識装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の音声認識装置を設けたことを特徴とするロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は雑音除去機能を有する音声入力技術に係り、たとえば音声認識のための音声入力装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人間や動物と同じような知覚システムを持ったロボットが種々開発されている。特に聴覚システムの基本となる音声認識技術については、これまでにも多くの提案がなされてきた。
【０００３】
音声認識における技術的課題の一つは、ロボットの周囲あるいは内部の雑音が大きいと人の音声入力に雑音が混入して良好な音声認識を行うことができないことである。この課題を解決するために、ノイズキャンセラ回路を設けて雑音を除去する方法が一般的である。たとえば、特開２００１−２１５９９０号公報（特許文献１）には、ロボット内部のノイズ音に影響されることなく、目標からの外部音を集音することができるロボット聴覚装置が開示されている。この装置では、外部音を集音するための外部マイクと内部のノイズ音を集音するための内部マイクとを設け、外部音信号から内部ノイズ音信号を減算することでノイズキャンセルを行っている（段落０００５〜０００８参照）。
【０００４】
また、ロボットが発話していると、ロボットの発話と人の音声の両方が音声入力用マイクに入力されるため、人の音声にロボットの発話自体が雑音としてまざり良好な音声認識が出来なくなる。そこで、エコーキャンセラを設けて音声信号からロボットの発話信号を減算することにより雑音を除去した入力音声データを生成している。エコーキャンセラを用いた音声認識装置は、たとえば、特開２００２−２５８８９８号公報（特許文献２）に開示されている（段落００１６〜００１７参照）。
【０００５】
上述したノイズキャンセラおよびエコーキャンセラは既知の技術であり、これら両方を用いて雑音除去を行う技術も提案されている。たとえば、特開２００２−１１８５０４号公報（特許文献３）に開示された音声通信システムは、エコーキャンセラとノイズキャンセラとを設け、エコーキャンセラで学習が行われている間はノイズキャンセラの特性を変化させないように制御する（段落００１５〜００１８、図４参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２１５９９０号公報
【特許文献２】特開２００２−２５８８９８号公報
【特許文献３】特開２００２−１１８５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ノイズキャンセラおよびエコーキャンセラの両方を実装した場合、次に述べるように回路規模が大きくなりデータ処理時間も長くなるという問題がある。
【０００８】
図７はノイズキャンセラおよびエコーキャンセラの両方を実装した従来の音声入力装置の一例を示すブロック図である。ここでは、音声入力用マイク１、ノイズキャンセラ用マイク２、エコーキャンセラ用マイク３および発話用スピーカ４が装置本体（たとえばロボット）に設けられている。
【０００９】
音声入力用マイク１は、人の発話による音声信号を集音するが、上述したように周囲の雑音や発話用スピーカ４からの音声も回り込んで雑音として集音されている。音声入力用マイク１からの音声信号とノイズキャンセラ用マイク２およびエコーキャンセラ用マイク３からの周囲雑音信号および発話雑音信号とは、アナログコーデック回路５のＡ／Ｄ変換器１０１とＡ／Ｄ変換器１０２および１０３とによりそれぞれアナログからデジタルデータに変換される。そして、減算器６によって音声データから周囲雑音データが除去され、さらに減算器７によって発話雑音データが除去されることで入力音声データが生成され、後段の音声認識回路へ出力される。コントローラ８はアナログコーデック回路５を制御し、また音声出力回路９へ音声信号を出力することで、発話用スピーカ４から音声を出力する。
【００１０】
なお、全てのＡ／Ｄ変換器１０１−１０３は同期回路１０４によってアナログデータを同期して変換するように制御され、また、減算器６および７でも音声データと各雑音データとを同期させる必要があるために、ここではエコーキャンセラ用マイク３により得られた発話雑音データが遅延回路１０５により遅延されて減算器７へ出力される。
【００１１】
このように従来の音声入力装置では、音声入力用マイク１、ノイズキャンセラ用マイク２およびエコーキャンセラ用マイク３のそれぞれに対応してアナログコーデック回路５にＡ／Ｄ変換器１０１、１０２および１０３を設ける必要がある。さらに、周囲雑音データと発話雑音データとをそれぞれ除去するために２個の減算器６および７を直列に設ける必要がある。上述した特許文献３のエコーキャンセラとノイズキャンセラとは直列に接続されている。このような回路数の増大は、特にアナログコーデック回路５、減算器６、７および遅延回路１０５がＩＣに組み込まれる場合、ＩＣチップの開発規模および面積に大きく影響する。
【００１２】
さらに、Ａ／Ｄ変換器１０１、１０２および１０３は大量な音声データ、周囲雑音データおよび発話雑音データをそれぞれ処理する必要があり、減算器６および７は、多量のデータの減算処理を直列で実行する必要がある。このために、減算器の個数が増大することは処理速度の大きな低下を招来するという問題があった。
【００１３】
本発明の目的は、回路規模の増大を抑制し雑音除去速度を高速化できる音声入力装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明による音声入力装置は、音声発生手段を設けた装置本体における雑音除去機能を有する音声入力装置であって、音声入力用マイクと、周囲雑音入力用マイクと、エコー雑音入力用マイクと、前記周囲雑音入力用マイクおよび前記エコー雑音入力用マイクの入力系統を選択する選択手段と、前記音声入力用マイクの入力系統の信号から前記選択された入力系統の雑音信号を除去する雑音除去手段と、前記音声発生手段の音声発生を制御し、前記音声発生手段が音声発生時であるかそれ以外であるかに応じて前記周囲雑音入力用マイクおよび前記エコー雑音入力用マイクのいずれか一方の入力系統を選択するように前記選択手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の第１実施形態によれば、音声入力用マイクの入力系統と選択手段の出力側にはそれぞれアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器が設けられ、雑音除去手段は音声入力用マイクの入力系統のデジタル信号から選択手段により選択された入力系統のデジタル信号を除去する。
【００１６】
本発明の第２実施形態によれば、音声入力用マイクの入力系統、第１雑音入力用マイクの入力系統および第２雑音入力用マイクの入力系統にはそれぞれアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器が設けられ、雑音除去手段は音声入力用マイクの入力系統のデジタル信号から選択手段により選択された入力系統のデジタル信号を除去する。
【００１７】
たとえば音声入力用マイク、前記第１雑音入力用マイクおよび前記第２雑音入力用マイクが配置された筐体には、第１および第２雑音入力用マイクのいずれかにより入力されるべき雑音を発生する音声発生手段が設けられ、この音声発生手段は制御手段により制御される。望ましくは、第１雑音入力用マイクは周囲雑音入力用マイクであり、第２雑音入力用マイクはエコー雑音入力用マイクである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第１および第２雑音入力用マイクのいずれかにより入力されるべき雑音の有無に応じて、第１および第２雑音入力用マイクの入力系統を選択し、音声入力用マイクの入力系統の信号から、選択された入力系統の雑音信号を除去することで、雑音除去手段の個数を１個に抑えることができ、音声入力装置の回路規模の縮小および雑音除去動作の高速化を達成できる。
【００１９】
より具体的には、音声入力用マイクの入力系統と選択手段の出力側とにそれぞれＡ／Ｄ変換器を設けた本発明の第１実施形態の場合、音声入力用、第１および第２雑音入力用の３つのマイクに対して２つのＡ／Ｄ変換器および１つの減算器により雑音を除去した音声データを得ることができ、少ないハードウェアで効率の良い雑音除去が可能となる。
【００２０】
これに対して、図７に示す従来の構成では、各マイクそれぞれに３個のＡ／Ｄ変換器が必要となり、ノイズキャンセラ用マイク２からの周囲雑音とエコーキャンセラ用マイク３からのロボット発話雑音のそれぞれを２つの減算器６および７によって減算し雑音除去をする必要があった。このためにアナログコーデック回路や減算器がＩＣチップ化あるいはＤＳＰ化された場合、セル数が増大し消費電流も増えることとなる。また、減算器６および７によって周囲雑音およびロボット発話雑音をそれぞれ減算するため、実際の膨大な音声データ処理時間が多くなり効率が劣化する。
【００２１】
本発明によれば、このような従来の課題が全て解決され、少ないＡ／Ｄ変換器および減算器の個数で雑音除去を行うことができるので、アナログコーデック回路や減算器がＩＣチップ化あるいはＤＳＰ化してもセル数の増大および消費電流の増大を抑制できる。また、１段の減算器により雑音除去を行うため、処理時間が短縮され効率的な雑音除去が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明による音声入力装置を音声認識機能および音声生成機能を有するロボットに適用した場合について詳細に説明する。ただし、本発明は人や動物の形をしたロボットに限定されるものではなく、音声認識機能を有するものであれば産業用やその他の用途のロボットであっても同様に適用可能である。
【００２３】
図１は、本発明を適用したロボットの一例を示す模式的な外観図である。ここでは、ロボット２０は、頭部２１、胴体部２２および脚部２３からなり、胴体部２２には本発明による音声入力部や音声認識部および音声生成部などを実装した電子回路、ロボット２０が空間的に移動するための駆動モータなどが組み込まれているものとする。
【００２４】
ロボット頭部２１の前面には、音声認識の対象である人２４の音声を入力するための音声入力用マイク１が設けられている。ロボット頭部２１の後面には、音声認識に影響を及ぼす周囲の雑音を入力するためのノイズキャンセラ用マイク２が設けられている。さらに、ロボット胴体部２２の前面には、ロボットが発話するためのロボット発話用スピーカ４が実装され、ロボット発話用スピーカ４の近くにロボットの発話あるいはロボット内部の音響を雑音として入力するためのエコーキャンセラ用マイク３が実装されている。
【００２５】
音声入力用マイク１は、ロボット発話用スピーカ４から離れた位置に実装するのが望ましい。近い位置に実装されると、ロボットの発話が音声入力用マイク１に大きな音で入力し、人２４の音声入力が妨げられるからである。ただ、上述したように音声入力用マイク１には、周囲の雑音や発話用スピーカ４からの音声も回り込んで雑音として集音されている。
【００２６】
１．第１実施形態
１．１）装置構成
図２は本発明の第１実施形態による音声入力装置の構成を示すブロック図である。本実施形態によれば、アナログコーデック回路５には２個のＡ／Ｄ変換器１０１および１０２が設けられ、１個の減算器６を用いてＡ／Ｄ変換器１０１の出力からＡ／Ｄ変換器１０２の出力が減算される。
【００２７】
音声入力用マイク１は音波を電気的なアナログ音声信号に変換してアナログコーデック回路５のＡ／Ｄ変換器１０１へ出力し、Ａ／Ｄ変換器１０１はアナログ音声信号をデジタルの入力音声データに変換して、減算器６へ出力する。
【００２８】
ノイズキャンセラ用マイク２およびエコーキャンセラ用マイク３はセレクタ７を介してアナログコーデック回路５のＡ／Ｄ変換器１０２に選択的に接続される。セレクタ７は、コントローラ８からの切替制御信号に従ってノイズキャンセラ用マイク２およびエコーキャンセラ用マイク３のいずれか一方をＡ／Ｄ変換器１０２に接続する。切替制御信号は、ロボットシステムコントローラ８によって生成され、ここではロボット発話用スピーカ４が駆動されて発話が行われる場合にはエコーキャンセラ用マイク３の系統が選択され、ロボット発話用スピーカ４による発話が行われない場合にはノイズキャンセラ用マイク２の系統が選択される。
【００２９】
したがって、セレクタ７がノイズキャンセラ用マイク２の系統を選択すると、ノイズキャンセラ用マイク２により出力される電気的なアナログ周囲雑音信号は、セレクタ７を通してＡ／Ｄ変換器１０２へ出力され、Ａ／Ｄ変換器１０２はアナログをデジタルの周囲雑音データに変換して減算器６へ出力する。他方、セレクタ７がエコーキャンセラ用マイク３の系統を選択すると、エコーキャンセラ用マイク３により出力される電気的なアナログ発話雑音信号は、セレクタ７を通してＡ／Ｄ変換器１０２へ出力され、Ａ／Ｄ変換器１０２はアナログをデジタルの発話雑音データに変換し、遅延制御部１０６を通して減算器６へ出力する。
【００３０】
遅延制御部１０６は、セレクタ７の切替制御信号に従って遅延量を制御する。たとえば、セレクタ７がノイズキャンセラ用マイク２の系統を選択しているときは、Ａ／Ｄ変換器１０２からの雑音データを遅延せずにそのまま減算器６へ出力し、セレクタ７がエコーキャンセラ用マイク３の系統を選択しているときは、Ａ／Ｄ変換器１０２からの雑音データを入力音声データと同期させるように遅延させてから減算器６へ出力する。なお、入力音声データと雑音データとのタイミング調整が必要ない場合には、遅延制御部１０６は不要である。
【００３１】
なお、アナログコーデック回路５の同期回路１０４はＡ／Ｄ変換器１０１およびＡ／Ｄ変換器１０２のそれぞれに同期信号を出力し、アナログデータが同期して変換されるように制御するとともに、遅延制御部１０６にも同期信号を出力する。
【００３２】
減算器６は、Ａ／Ｄ変換器１０１からの音声データからＡ／Ｄ変換器１０２からの周囲雑音データあるいは遅延された発話雑音データを減算する雑音除去手段であり、その結果、雑音が有効に除去された入力音声データを後段の音声認識回路へ出力することができる。
【００３３】
ロボットシステムコントローラ８は、ロボット全体の動作制御を行うプログラム制御プロセッサであり、プログラムを実行することで後述する音声入力および雑音除去を行うことができる。ロボットシステムコントローラ８は、アナログコーデック回路５を制御し、また音声出力回路９へ音声信号を出力することで発話用スピーカ４から音声を出力する。なお、ロボットシステムコントローラ８はロボット発話用スピーカ４による発話を制御しており、発話中か発話中でないかにより雑音入力切り替え用セレクタ７および遅延制御部１０６の切替制御を行う。
【００３４】
１．２）動作
図３は本実施形態による音声入力方法を示すフローチャートである。以下、ロボット発話時の場合とロボット発話時以外の場合とに分けて説明する。
【００３５】
（ロボット発話時）
図４（Ａ）はロボット発話時の音声混入の様子を示す模式図、図４（Ｂ）はロボット発話時の信号伝達経路を模式的に示す本実施形態による音声入力装置のブロック図である。
【００３６】
先ず、ロボットシステムコントローラ８が人２４に対して発話を行う場合には、伝達しようとする情報から音声データを生成しロボット音声出力回路９へ出力する。ロボット音声出力回路９は音声データをアナログ変換してアナログ音声信号を生成し、発話用スピーカ４へ出力する。ロボット発話時は、周囲雑音よりもロボットの発話自体が雑音レベルとして大きく、音声入力用マイク１に人２４の音声と同時に雑音として入力される割合が大きい。したがって、ロボットシステムコントローラ８はロボット発話中は、ロボット発話用スピーカ４から発したロボット音声を、エコーキャンセラ用マイク３を使用して雑音信号として入力する。
【００３７】
図３において、ロボットシステムコントローラ８が発話用スピーカ４により発話を行う場合には（ステップＳ２０１のＹＥＳ）、エコーキャンセラ用マイク３の系統を選択する切替制御信号をセレクタ７および遅延制御部１０６へ出力する（ステップＳ２０２）。発話用スピーカ４により発話が行われると、図４（Ａ）に示すように、その発話音がエコーキャンセラ用マイク３および音声入力用マイク１に時間差を持って到達する。このロボット発話中に人２４の音声が入力されると、音声入力マイク１から入力される音声には雑音としてロボットの発話音声も含まれる。このままだと良好な音声認識を行うことができない。そこで、ロボットシステムコントローラ８はセレクタ７を制御してエコーキャンセラ用マイク３の系統を選択する。
【００３８】
エコーキャンセラ用マイク３が選択されると、図４（Ｂ）に示すように、エコーキャンセラ用マイク３からの雑音信号がＡ／Ｄ変換器１０２によりデジタル変換され、遅延制御部１０６へ出力される。また、音声入力用マイク１からの入力音声信号はＡ／Ｄ変換器１０１によりデジタル変換され減算器６へ入力する。
【００３９】
エコーキャンセラ用マイク３が選択された場合、遅延制御部１０６には、図４（Ａ）に示す発話音のエコーキャンセラ用マイク３および音声入力用マイク１への到達時間差を相殺する遅延量が設定される。したがって、これにより、エコーキャンセラ用マイク３からの雑音データは、音声入力用マイク１からの入力音声データと同期して減算器６に入力する。
【００４０】
こうして減算器６において入力音声データからロボット発話雑音データが減算され、その結果得られた音声データが音声認識回路１０へ出力され音声認識が行われる（ステップＳ２０４）。
【００４１】
（ロボット発話時以外）
図５（Ａ）はロボット発話時以外の場合の音声混入の様子を示す模式図、図５（Ｂ）はロボット発話時以外の場合の信号伝達経路を模式的に示す本実施形態による音声入力装置のブロック図である。
【００４２】
図３において、ロボット発話用スピーカ４による発話が行われない場合には（ステップＳ２０１のＮＯ）、周囲雑音が人２４の音声と同時に音声入力用マイク１に入力されるため、ノイズキャンセラ用マイク２を使用して周囲雑音を雑音信号として入力する。すなわち、ロボットシステムコントローラ８は、ノイズキャンセラ用マイク２の系統を選択する切替制御信号をセレクタ７および遅延制御部１０６へ出力する（ステップＳ２０３）。ロボット発話用スピーカ４による発話が行われない場合、図５（Ａ）に示すように、音声入力マイク１から入力される音声には雑音としてロボット周辺の雑音も含まれる。このままだと良好な音声認識を行うことができない。そこで、ロボットシステムコントローラ８はセレクタ７を制御してノイズキャンセラ用マイク２の系統を選択する。
【００４３】
ノイズキャンセラ用マイク２が選択されると、図５（Ｂ）に示すように、ノイズキャンセラ用マイク２からの雑音信号がＡ／Ｄ変換器１０２によりデジタル変換され、遅延制御部１０６へ出力される。また、音声入力用マイク１からの音声信号はＡ／Ｄ変換器１０１によりデジタル変換され減算器６へ入力する。
【００４４】
ノイズキャンセラ用マイク２は周囲の雑音を集音するものであるから、人２４の音声入力との間で遅延を考慮する必要がない。したがって、遅延制御部１０６は遅延無しに設定され、これにより、ノイズキャンセラ用マイク２からの雑音データは、音声入力用マイク１からの入力音声データと同期して減算器６に入力する。
【００４５】
こうして減算器６において入力音声データから周囲雑音データが減算され、その結果得られた音声データが音声認識回路１０へ出力され音声認識が行われる（ステップＳ２０４）。
【００４６】
１．３）効果
本実施形態によれば、３つのマイクに対して２つのＡ／Ｄ変換器および１つの減算器により雑音を除去した音声データを得ることができる。したがって、少ないハードウェアで効率の良い雑音除去が可能となる。
【００４７】
これに対して、図７に示す従来の構成では、各マイクそれぞれに３個のＡ／Ｄ変換器が必要となり、ノイズキャンセラ用マイク２からの周囲雑音とエコーキャンセラ用マイク３からのロボット発話雑音のそれぞれを２つの減算器６および７によって減算し雑音除去をする必要があった。このためにアナログコーデック回路や減算器がＩＣチップ化あるいはＤＳＰ化された場合、セル数が増大し消費電流も増えることとなる。また、減算器６および７によって周囲雑音およびロボット発話雑音をそれぞれ減算するため、実際の膨大な音声データ処理時間が多くなり効率が劣化する。
【００４８】
本実施形態によれば、少ないＡ／Ｄ変換器および減算器の個数で雑音除去ができるので、アナログコーデック回路や減算器がＩＣチップ化あるいはＤＳＰ化してもセル数の増大および消費電流の増大を抑制できる。また、１段の減算器により雑音除去を行うため、処理時間が短縮され効率的な雑音除去が可能となる。
【００４９】
２．第２実施形態
図６は本発明の第２実施形態による音声入力装置の構成を示すブロック図である。なお、図２に示す第１実施形態の装置と同じ機能を有するブロックには同一参照番号を付している。
【００５０】
本実施形態によれば、アナログコーデック回路５には、音声入力用マイク１、ノイズキャンセラ用マイク２およびエコーキャンセラ用マイク３のそれぞれに接続された３個のＡ／Ｄ変換器１０１−１０３が設けられ、さらにＡ／Ｄ変換器１０２および１０３の出力から一方を選択するセレクタ１１が設けられている。すなわち、本実施形態では、第１実施形態におけるセレクタ７と同一機能をＡ／Ｄ変換器１０２および１０３の後段に設けられたセレクタ１１により実行している。ただし、本実施形態では、セレクタ１１には、第１実施形態における遅延制御部１０６と同様の遅延制御が組み込まれているものとする。
【００５１】
動作は、図３に示すとおりである。すなわち、ロボットシステムコントローラ８が発話用スピーカ４により発話を行う場合には（ステップＳ２０１のＹＥＳ）、エコーキャンセラ用マイク３の系統であるＡ／Ｄ変換器１０３を選択する切替制御信号をセレクタ１１へ出力する（ステップＳ２０２）。したがって、１個の減算器６を用いてＡ／Ｄ変換器１０１からの入力音声データからエコーキャンセラ用マイク３の系統のロボット発話雑音データが減算され、第１実施形態と同様に雑音が除去された音声データを音声認識回路へ出力することができる。
【００５２】
他方、ロボット発話用スピーカ４による発話が行われない場合には（ステップＳ２０１のＮＯ）、周囲雑音が人２４の音声と同時に音声入力用マイク１に入力されるため、ノイズキャンセラ用マイク２を使用して周囲雑音を雑音信号として入力する。すなわち、ロボットシステムコントローラ８は、ノイズキャンセラ用マイク２の系統であるＡ／Ｄ変換器１０２を選択する切替制御信号をセレクタ１１へ出力する（ステップＳ２０３）。したがって、１個の減算器６を用いてＡ／Ｄ変換器１０１からの入力音声データからノイズキャンセラ用マイク２の系統の周囲雑音データが減算され、第１実施形態と同様に雑音が除去された音声データを音声認識回路へ出力することができる。
【００５３】
３．第３実施形態
上記第１および第２実施形態におけるエコーキャンセラ用マイク３の集音信号により、ロボット発話雑音データを生成しているが、本発明ではこれに限定されるものではない。たとえば、ロボットシステムコントローラ８がロボットの発話データを生成する際に、その発話データからロボット発話雑音データを推定することも可能である。したがって、ロボットが発話するときに、この推定されたロボット発話雑音データをセレクタ１１を通して減算器６へ出力することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は雑音を除去する機能を有する音声入力装置一般に適用可能であり、音声認識装置の音声入力部にも適用可能である。また、音声認識機能を有するロボットの音声入力段に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明を適用したロボットの一例を示す模式的な外観図である。
【図２】本発明の第１実施形態による音声入力装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態による音声入力方法を示すフローチャートである。
【図４】（Ａ）はロボット発話時の音声混入の様子を示す模式図、図４（Ｂ）はロボット発話時の信号伝達経路を模式的に示す本実施形態による音声入力装置のブロック図である。
【図５】（Ａ）はロボット発話時以外の場合の音声混入の様子を示す模式図、図５（Ｂ）はロボット発話時以外の場合の信号伝達経路を模式的に示す本実施形態による音声入力装置のブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態による音声入力装置の構成を示すブロック図である。
【図７】ノイズキャンセラおよびエコーキャンセラの両方を実装した従来の音声入力装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  音声入力用マイク
２  ノイズキャンセラ用マイク
３  エコーキャンセラ用マイク
４  ロボット発話用スピーカ
５  アナログコーデック回路
６  減算器
７  雑音入力切替用セレクタ
８  ロボットシステムコントローラ
９  ロボット音声出力回路
１０  音声認識回路
１１  雑音入力切替用セレクタ
【図１】
0004536020.tif 000002
【図２】
0004536020.tif 000003
【図３】
0004536020.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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