(57)【要約】  利用話者が発話した発話音声と利用話者以外の妨害話者が発話した妨害音声を含む入力音声を入力するマイクロフォン１２と、入力音声として別個に入力された発話音声および妨害音声に基づき、入力音声に対する雑音重畳量を決定する重畳量決定部１４と、雑音重畳量に応じた雑音を入力音声へ重畳し、雑音重畳音声として出力する雑音重畳部１６と、雑音重畳音声を音声認識する音声認識部１８と、を備える。
2007080886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用話者の発話音声と妨害信号を含む音声を受信する場合において、
前記音声を認識するときに妨害となる妨害成分に基づき、前記音声に重畳することにより前記音声の前記認識において前記妨害成分の影響を軽減する軽減信号を求める重畳量決定部と、
前記音声に前記軽減信号を重畳し、重畳音声を出力する軽減信号重畳部とを備えることを特徴とする妨害軽減装置。
【請求項２】
請求項１に記載の妨害軽減装置において、
前記音声を第１入力音声として利用話者近傍から取得し、少なくとも前記妨害信号を含む第２の入力信号を受信する受信部を備え、
前記重畳量決定部が前記妨害成分を前記第１入力音声および前記第２の入力信号から推定し、前記妨害成分に対する前記軽減信号を求めることを特徴とする妨害軽減装置。
【請求項３】
請求項１に記載の妨害軽減装置において、
前記軽減信号は白色雑音であることを特徴とする妨害軽減装置。
【請求項４】
請求項１に記載の妨害軽減装置を含む音声認識装置であって、
前記重畳音声に対し音声認識処理を行う音声認識部をさらに備えることを特徴とする音声認識装置。
【請求項５】
請求項２に記載の妨害軽減装置を含む音声認識装置であって、
前記重畳音声に対し音声認識処理を行う音声認識部をさらに備えることを特徴とする音声認識装置。
【請求項６】
請求項５に記載の音声認識装置において、
前記重畳量決定部が、前記第１入力音声に前記発話音声が含まれるか検出する発話検出部と、
前記第２の入力信号に前記認識に影響を与える前記妨害信号が含まれるか検出する妨害信号検出部を備え、
前記発話音声が検出され前記妨害信号が検出されていない場合に取得される前記発話音声と、前記妨害信号が検出され前記発話音声が検出されていない場合に取得される前記妨害信号から前記妨害成分に対する前記軽減信号を求めることを特徴とする音声認識装置。
【請求項７】
請求項１に記載の妨害軽減装置を含む音声認識装置であって、
入力音声が複数のチャネルを有し、
前記入力音声の前記複数のチャネルに基づき、前記入力音声の前記複数のチャネル毎に複数の前記雑音重畳量を決定する複数の重畳量決定部と、
前記入力音声の前記複数のチャネルに対する前記複数の雑音重畳量に応じた複数の雑音を対応する前記入力音声の前記複数のチャネル毎に重畳し、複数の雑音重畳音声を出力する複数の雑音重畳部と、
前記複数の雑音重畳音声をそれぞれ音声認識する複数の音声認識部と、を備えることを特徴とする音声認識装置。
【請求項８】
請求項７に記載の音声認識装置において、
前記利用話者が発話した前記発話音声および前記妨害信号の特徴量の関係に対応付けられた最適な雑音重畳量を予め記憶する重畳量記憶部を備え、
前記複数の重畳量決定部は、前記入力音声の前記複数のチャネル毎に、一のチャネルの入力音声を前記発話音声として、他のチャネルの入力音声を前記妨害信号として各々の前記特徴量を求め、前記重畳量記憶部を参照し、前記発話音声および前記妨害信号の前記特徴量の前記関係に対応する前記複数の雑音重畳量を取得し、前記入力音声の前記複数のチャネルのそれぞれに対する複数の雑音重畳量として決定することを特徴とする音声認識装置。
【請求項９】
請求項４に記載の音声認識装置において、
音声入力を行う話者の位置を検出し、前記重畳量決定部に出力する話者位置測定部をさらに備え、
前記重畳量決定部は、前記話者位置測定部から取得した前記話者の前記位置に応じて前記雑音重畳量を決定することを特徴とする音声認識装置。
【請求項１０】
請求項４に記載の音声認識装置において、
音声入力を行う話者と前記受信部との間の発話距離を測定し、前記重畳量決定部に出力する発話距離測定部をさらに備え、
前記重畳量決定部は、前記発話距離測定部から取得した前記発話距離に応じて雑音重畳量を決定することを特徴とする音声認識装置。
【請求項１１】
請求項５に記載の音声認識装置において、
音声入力を行う話者の位置を検出し、前記重畳量決定部に出力する話者位置測定部をさらに備え、
前記重畳量決定部は、前記話者位置測定部から取得した前記話者の前記位置に応じて雑音重畳量を決定することを特徴とする音声認識装置。
【請求項１２】
請求項５に記載の音声認識装置において、
音声入力を行う話者と前記受信部との間の発話距離を測定し、前記重畳量決定部に出力する発話距離測定部をさらに備え、
前記重畳量決定部は、前記発話距離測定部から取得した前記発話距離に応じて雑音重畳量を決定することを特徴とする音声認識装置。
【請求項１３】
請求項７に記載の音声認識装置において、
音声入力を行う話者の位置を検出し、前記重畳量決定部に出力する話者位置測定部をさらに備え、
前記重畳量決定部は、前記話者位置測定部から取得した前記話者の前記位置に応じて前記雑音重畳量を決定することを特徴とする音声認識装置。
【請求項１４】
請求項７に記載の音声認識装置において、
音声入力を行う話者と前記受信部との間の発話距離を測定し、前記重畳量決定部に出力する発話距離測定部をさらに備え、
前記重畳量決定部は、前記発話距離測定部から取得した前記発話距離に応じて前記雑音重畳量を決定することを特徴とする音声認識装置。
【請求項１５】
対話型ロボットであって、
請求項４に記載の音声認識装置を含み、
前記音声認識部が出力する音声認識結果に応じた言動を実行することを特徴とするロボット。
【請求項１６】
対話型ロボットであって、
請求項５に記載の音声認識装置を含み、
前記音声認識部が出力する音声認識結果に応じた言動を実行することを特徴とするロボット。
【請求項１７】
対話型ロボットであって、
請求項７に記載の音声認識装置を含み、
前記音声認識部が出力する音声認識結果に応じた言動を実行することを特徴とするロボット。
【請求項１８】
音声認識処理を行うサーバおよびネットワーク接続された対話型ロボットであって、
前記サーバが、請求項４に記載の音声認識装置を含み、
前記サーバが、前記音声認識部が出力する音声認識結果を前記ネットワークを介し前記ロボットへ出力することを特徴とするロボット。
【請求項１９】
音声認識処理を行うサーバおよびネットワーク接続された対話型ロボットであって、
前記サーバが、請求項５に記載の音声認識装置を含み、
前記サーバが、前記音声認識部が出力する音声認識結果を前記ネットワークを介し前記ロボットへ出力することを特徴とするロボット。
【請求項２０】
音声認識処理を行うサーバおよびネットワーク接続された対話型ロボットであって、
前記サーバが、請求項７に記載の音声認識装置を含み、
前記サーバが、前記音声認識部が出力する音声認識結果を前記ネットワークを介し前記ロボットへ出力することを特徴とするロボット。
【請求項２１】
利用話者の発話音声と妨害信号を含む音声を受信する場合において、
前記音声を認識するときに妨害となる妨害成分に基づき、前記音声に重畳することにより前記音声の前記認識において前記妨害成分の影響を軽減する軽減信号を求め、
前記音声に前記軽減信号を重畳し、重畳音声を出力することを特徴とする妨害軽減方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の妨害軽減方法において、
前記音声を第１入力音声として利用話者近傍から取得し、少なくとも前記妨害信号を含む第２の入力信号を受信し、
前記妨害成分を前記第１入力音声および前記第２の入力信号から推定し、
前記妨害成分に対する前記軽減信号を求めることを特徴とする妨害軽減方法。
【請求項２３】
請求項２１に記載の妨害軽減方法において、
前記軽減信号は白色雑音であることを特徴とする妨害軽減方法。
【請求項２４】
請求項２１に記載の妨害軽減方法を用いた音声認識方法であって、
前記重畳音声に対し音声認識処理を行うことを特徴とする音声認識方法。
【請求項２５】
請求項２２に記載の妨害軽減方法を用いた音声認識方法であって、
前記重畳音声に対し音声認識処理を行うことを特徴とする音声認識方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の音声認識方法において、
前記第１入力音声に前記発話音声が含まれるか検出し、
前記第２の入力信号に前記認識に影響を与える前記妨害信号が含まれるか検出し、
前記発話音声が検出され前記妨害信号が検出されていない場合に取得される前記発話音声と、前記妨害信号が検出され前記発話音声が検出されていない場合に取得される前記妨害信号から前記妨害成分に対する前記軽減信号を求めることを特徴とする音声認識方法。
【請求項２７】
請求項２１に記載の妨害軽減方法を用いた音声認識方法であって、
入力音声が複数のチャネルを有し、
前記入力音声の前記複数のチャネルに基づき、前記入力音声の前記複数のチャネル毎に複数の前記雑音重畳量を決定し、
前記入力音声の前記複数のチャネルに対する前記複数の雑音重畳量に応じた複数の雑音を対応する前記入力音声の前記複数のチャネル毎に重畳し、複数の雑音重畳音声として出力し、
前記複数の雑音重畳音声をそれぞれ音声認識することを特徴とする音声認識方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の音声認識方法において、
前記利用話者が発話した前記発話音声および前記妨害信号の特徴量の関係に対応付けられた最適な雑音重畳量を予め記憶する重畳量記憶部を準備し、
前記入力音声の前記複数のチャネル毎に、一のチャネルの入力音声を前記発話音声として、他のチャネルの入力音声を前記妨害信号として各々の前記特徴量を求め、
前記重畳量記憶部を参照し、前記発話音声および前記妨害信号の前記特徴量の前記関係に対応する前記複数の雑音重畳量を取得し、
前記入力音声の前記複数のチャネルのそれぞれに対する複数の雑音重畳量として決定することを特徴とする音声認識方法。
【請求項２９】
請求項２４に記載の音声認識方法において、
音声入力を行う話者の位置を検出して出力し、
前記話者の前記位置に応じて前記雑音重畳量を決定することを特徴とする音声認識方法。
【請求項３０】
請求項２４に記載の音声認識方法において、
音声入力を行う話者の位置と、音声の入力を行う位置との発話距離を測定して出力し、
前記発話距離に応じて前記雑音重畳量を決定することを特徴とする音声認識方法。
【請求項３１】
請求項２５に記載の音声認識方法において、
音声入力を行う話者の位置を検出して出力し、
前記話者の前記位置に応じて前記雑音重畳量を決定することを特徴とする音声認識方法。
【請求項３２】
請求項２５に記載の音声認識方法において、
音声入力を行う話者の位置と、音声の入力を行う位置との発話距離を測定して出力し、
前記発話距離に応じて前記雑音重畳量を決定することを特徴とする音声認識方法。
【請求項３３】
請求項２７に記載の音声認識方法において、
音声入力を行う話者の位置を検出して出力し、
前記話者の前記位置に応じて前記雑音重畳量を決定することを特徴とする音声認識方法。
【請求項３４】
請求項２７に記載の音声認識方法において、
音声入力を行う話者の位置と、音声の入力を行う位置との発話距離を測定して出力し、
前記発話距離に応じて前記雑音重畳量を決定することを特徴とする音声認識方法。
【請求項３５】
コンピュータを、
利用話者の発話音声と妨害信号を含む音声を受信する場合において、
前記音声を認識するときに妨害となる妨害成分に基づき、前記音声に重畳することにより前記音声の前記認識において前記妨害成分の影響を軽減する軽減信号を求める手段、
前記音声に前記軽減信号を重畳し、重畳音声を出力する手段、として機能させるための妨害軽減プログラム。
【請求項３６】
請求項３５に記載の妨害軽減プログラムにおいて、
コンピュータを、
前記音声を第１入力音声として利用話者近傍から取得し、少なくとも前記妨害信号を含む第２の入力信号を受信する手段、
前記妨害成分を前記第１入力音声および前記第２の入力信号から推定し、前記妨害成分に対する前記軽減信号を求める手段、として機能させるための妨害軽減プログラム。
【請求項３７】
請求項３５に記載の妨害軽減プログラムにおいて、
前記軽減信号は白色雑音であることを特徴とする妨害軽減プログラム。
【請求項３８】
請求項３５に記載の妨害軽減プログラムを含む音声認識プログラムであって、
コンピュータを、
前記重畳音声に対し音声認識処理を行う手段として機能させるための音声認識プログラム。
【請求項３９】
請求項３６に記載の妨害軽減プログラムを含む音声認識プログラムであって、
コンピュータを、
前記重畳音声に対し音声認識処理を行う手段として機能させるための音声認識プログラム。
【請求項４０】
請求項３９に記載の音声認識プログラムにおいて、
コンピュータを、
前記第１入力音声に前記発話音声が含まれるか検出する手段、
前記第２の入力信号に前記認識に影響を与える前記妨害信号が含まれるか検出する手段、
前記発話音声が検出され前記妨害信号が検出されていない場合に取得される前記発話音声と、前記妨害信号が検出され前記発話音声が検出されていない場合に取得される前記妨害信号から前記妨害成分に対する前記軽減信号を求める手段、として機能させるための音声認識プログラム。
【請求項４１】
請求項３５に記載の妨害軽減プログラムを含む音声認識プログラムであって、
入力音声が複数のチャネルを有し、
前記コンピュータを、
前記入力音声の前記複数のチャネルに基づき、前記入力音声の前記複数のチャネル毎に複数の前記雑音重畳量を決定する手段、
前記入力音声の前記複数のチャネルに対する前記複数の雑音重畳量に応じた複数の雑音を対応する前記入力音声の前記複数のチャネル毎に重畳し、複数の雑音重畳音声を出力する手段、
前記複数の雑音重畳音声をそれぞれ音声認識する手段、として機能させるための音声認識プログラム。
【請求項４２】
請求項４１に記載の音声認識プログラムにおいて、
前記コンピュータが、前記利用話者が発話した前記発話音声および前記妨害信号の特徴量の関係に対応付けられた最適な雑音重畳量を予め記憶する重畳量記憶部を含み、
前記雑音重畳量を決定する手段は、前記入力音声の前記複数のチャネル毎に、一のチャネルの入力音声を前記発話音声として、他のチャネルの入力音声を前記妨害信号として各々の前記特徴量を求め、前記重畳量記憶部を参照し、前記発話音声および前記妨害信号の前記特徴量の前記関係に対応する前記複数の雑音重畳量を取得し、前記入力音声の前記複数のチャネルのそれぞれに対する複数の雑音重畳量として決定することを特徴とする音声認識プログラム。
【請求項４３】
請求項３８に記載の音声認識プログラムにおいて、
前記コンピュータを、音声入力を行う話者の位置を検出して出力する手段としてさらに機能させ、
前記雑音重畳量を決定する手段は、前記話者の前記位置を出力する手段から取得した前記話者の前記位置に応じて前記雑音重畳量を決定することを特徴とする音声認識プログラム。
【請求項４４】
請求項３８に記載の音声認識プログラムにおいて、
前記コンピュータを、音声入力を行う話者の位置と、音声の入力を行う位置との発話距離を測定して出力する手段としてさらに機能させ、
前記雑音重畳量を決定する手段は、前記発話距離を出力する手段から取得した前記発話距離に応じて前記雑音重畳量を決定することを特徴とする音声認識プログラム。
【請求項４５】
請求項３９に記載の音声認識プログラムにおいて、
前記コンピュータを、音声入力を行う話者の位置を検出して出力する手段、
前記話者の前記位置を出力する手段から取得した前記話者の前記位置に応じて雑音重畳量を決定する手段、としてさらに機能させることを特徴とする音声認識プログラム。
【請求項４６】
請求項３９に記載の音声認識プログラムにおいて、
前記コンピュータを、音声入力を行う話者の位置と、音声の入力を行う位置との発話距離を測定して出力する手段、
前記発話距離を出力する手段から取得した前記発話距離に応じて雑音重畳量を決定する手段、としてさらに機能させることを特徴とする音声認識プログラム。
【請求項４７】
請求項４１に記載の音声認識プログラムにおいて、
前記コンピュータを、音声入力を行う話者の位置を検出して出力する手段としてさらに機能させ、
前記雑音重畳量を決定する手段は、前記話者の前記位置を出力する手段から取得した前記話者の前記位置に応じて前記雑音重畳量を決定することを特徴とする音声認識プログラム。
【請求項４８】
請求項４１に記載の音声認識プログラムにおいて、
前記コンピュータを、音声入力を行う話者の位置と、音声の入力を行う位置との発話距離を測定して出力する手段としてさらに機能させ、
前記雑音重畳量を決定する手段は、前記発話距離を出力する手段から取得した前記発話距離に応じて前記雑音重畳量を決定することを特徴とする音声認識プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声認識装置、音声認識方法、および音声認識プログラム、ならびに妨害軽減装置、妨害軽減方法、および妨害軽減プログラムに関し、特に、利用話者が発話した音声と利用話者以外の妨害話者が発話した音声を含む入力音声を認識する音声認識装置、音声認識方法、および音声認識プログラム、ならびに妨害軽減装置、妨害軽減方法、および妨害軽減プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
実環境において音声認識を行う場合、利用者の発話音声が他者の発話音声（以後、「妨害発話音声」と呼ぶ）や周囲雑音の影響を受けた場合に認識精度が劣化するという問題がある。周囲雑音の影響を低減する方法としては、ノイズキャンセラやマイクロフォンアレイを利用し音声強調をする方法が研究されているが、雑音を完全に消去するには至っていない。周囲雑音の影響を低減し認識精度を高める一つの手法として、入力音声に微弱な白色雑音を重畳し周囲雑音の影響を抑制する手法がある。周囲雑音が発話音声に比べ微弱である場合は、白色雑音重畳により周囲雑音を白色化することでその影響を低減することが可能である。【０００３】
従来の白色雑音を利用した音声認識システムとして、たとえば特許文献１に記載されたものがある。同文献に記載された従来の音声認識システムは、音声認識時にフレーム毎に音声らしさを算出する音声検出部を有し、音声らしさが低いと判定された区間に対し白色雑音化処理を行う。この従来の音声認識システムは、音声認識において無音区間に雑音が重畳することによる音声認識精度劣化を抑制することを目的としている。【０００４】
このように音声認識させる入力音声に微弱な白色雑音を重畳することで音声認識精度が改善する場合があることが知られている。
【特許文献１】特開平７−１９１６９６号公報
【発明の開示】
【０００５】
しかしながら、上記文献記載の従来技術では、重畳する白色雑音のパワーを過剰に大きくすると、入力音声の歪みが大きくなり音声認識精度が劣化する問題が発生する。
【０００６】
また、上記文献記載の従来技術を、同時発話が想定される音声認識に適用する場合について考えた場合、以下の点で改善の余地を有していた。
【０００７】
第一に、入力音声の発話区間に妨害発話音声が重畳されている場合には、認識精度の改善に至らない可能性がある。その理由は、音声検出部が、妨害発話音声が重畳された音声区間も発話と判断してしまい、白色雑音化処理を行わないためである。そのため、複数の話者が一斉に発話した音声を認識する同時発話音声認識や、同じ空間にいる複数の話者が別個のマイクを利用し別個の音声認識システムの操作を行うような場合において、妨害発話音声が自分のマイクに漏れ込んだ場合の影響を回避することは困難である。
【０００８】
第二に、音声認識中に話者が無発話である場合に妨害発話音声がマイクに漏れ込むことにより、不適切な音声認識結果が出力されてしまう問題も発生する。特に利用話者と他者が同じ音声認識システムを利用し共通の音声認識語彙を受理する場合は、妨害発話音声が認識対象の単語である場合が多く、漏れ込み音声が正しく認識された場合に利用話者が意図しない反応が出現してしまう問題も発生する。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数話者が同じ場所において同時に発話することを想定した音声認識システムにおいて、発話が重複した場合の音声認識精度向上、ならびに妨害発話音声による不適切な音声認識結果の出力抑制を可能とすることにある。
【００１０】
本発明によれば、利用話者の発話音声と妨害信号を含む音声を受信する場合において、
前記音声を認識するときに妨害となる妨害成分に基づき、前記音声に重畳することにより前記音声の前記認識において前記妨害成分の影響を軽減する軽減信号を求める重畳量決定部と、
前記音声に前記軽減信号を重畳し、重畳音声を出力する軽減信号重畳部とを備えることを特徴とする妨害軽減装置が提供される。
【００１１】
この発明によれば、妨害信号の存在する音声を人間が試聴する際に目的音声を聞き取りやすくすることができる。
【００１２】
上記妨害軽減装置において、音声を第１入力音声として利用話者近傍から取得し、少なくとも妨害信号を含む第２の入力信号を受信する受信部を備えることができ、重畳量決定部が妨害成分を第１入力音声および第２の入力信号から推定し、妨害成分に対する軽減信号を求めることができる。
【００１３】
上記妨害軽減装置において、軽減信号は白色雑音とすることができる。
【００１４】
本発明によれば、上記妨害軽減装置を含む音声認識装置であって、
前記重畳音声に対し音声認識処理を行う音声認識部をさらに備えることを特徴とする音声認識装置が提供される。
【００１５】
この発明によれば、複数話者による同時発話を前提とした音声認識装置において、マイクに漏れ込んだ妨害話者の音声（妨害信号）を利用話者の音声（発話音声）の認識に影響の少ない範囲で白色化し、妨害話者の音声（妨害信号）による音声認識への影響を低減できるので、複数の発話が重なった場合の音声認識精度を向上させることができる。
【００１６】
また、入力音声に適切なパワーの雑音を重畳することにより、マイクに漏れ込んだ妨害話者の音声（妨害信号）が白色化されることで、妨害話者の音声（妨害信号）がマイクに漏れ込むことによる不適切な音声認識結果が出力される可能性を低減することができる。
【００１７】
上記音声認識装置において、重畳量決定部が、第１入力音声に発話音声が含まれるか検出する発話検出部と、第２の入力信号に認識に影響を与える妨害信号が含まれるか検出する妨害信号検出部を備えることができ、発話音声が検出され妨害信号が検出されていない場合に取得される発話音声と、妨害信号が検出され発話音声が検出されていない場合に取得される妨害信号から妨害成分に対する軽減信号を求めることができる。
【００１８】
この構成によれば、二つのマイクロフォンを設け、一方のマイクロフォン（入力部）で利用話者の音声を入力し、他方のマイクロフォン（第２の入力部）を用いて妨害話者の音声を入力し、妨害話者の入力音声を取得した上で、利用話者および妨害話者の入力音声に基づいて利用話者の入力音声に対する重畳量を決定し、利用話者の入力音声に重畳する。これにより、利用話者のマイクに漏れ込んだ妨害話者の音声を利用話者の音声の認識に影響の少ない範囲で白色化し、妨害話者の音声による音声認識への影響を低減できるので、複数の発話が重なった場合の音声認識精度を向上させることができる。
【００１９】
本発明によれば、上記妨害軽減装置を含む音声認識装置であって、
入力音声が複数のチャネルを有し、
前記入力音声の前記複数のチャネルに基づき、前記入力音声の前記複数のチャネル毎に複数の前記雑音重畳量を決定する複数の重畳量決定部と、
前記入力音声の前記複数のチャネルに対する前記複数の雑音重畳量に応じた複数の雑音を対応する前記入力音声の前記複数のチャネル毎に重畳し、複数の雑音重畳音声を出力する複数の雑音重畳部と、
前記複数の雑音重畳音声をそれぞれ音声認識する複数の音声認識部と、を備えることを特徴とする音声認識装置が提供される。
【００２０】
この構成によれば、複数の話者が同時発話することを想定した音声認識システムにおいて、複数チャネルの入力音声を用いて複数話者の音声を入力し、自チャネルおよび他チャネルへの入力結果から自チャネルに入力された音声を正確に音声認識することができる。さらに、他チャネルから漏れ込んだ音声を適切に認識させないことが可能な雑音を各チャネル毎に決定し、各チャネル毎に重畳することにより、複数の話者の発話が重複した場合の音声認識精度ならびに妨害発話音声による不適切な音声認識結果の出力抑制を可能とすることができる。
【００２１】
上記音声認識装置において、利用話者が発話した発話音声および妨害話者が発話した妨害信号の特徴量の関係に対応付けられた最適な雑音重畳量を予め記憶する重畳量記憶部を備えることができ、複数の重畳量決定部は、入力音声の複数のチャネル毎に、一のチャネルの入力音声を発話音声として、他のチャネルの入力音声を妨害信号として各々の特徴量を求め、重畳量記憶部を参照し、発話音声および妨害信号の特徴量の関係に対応する複数の雑音重畳量を取得し、入力音声の複数のチャネルのそれぞれに対する複数の雑音重畳量として決定することができる。
【００２２】
上記音声認識装置において、音声入力を行う話者の位置を検出し、重畳量決定部に出力する話者位置測定部をさらに備えることができ、重畳量決定部は、話者位置測定部から取得した話者の位置に応じて雑音重畳量を決定することができる。
【００２３】
上記音声認識装置において、音声入力を行う話者と受信部との間の発話距離を測定し、重畳量決定部に出力する発話距離測定部をさらに備えることができ、重畳量決定部は、発話距離測定部から取得した発話距離に応じて雑音重畳量を決定することができる。
【００２４】
本発明によれば、対話型ロボットであって、上記音声認識装置を含み、前記音声認識部が出力する音声認識結果に応じた言動を実行することを特徴とするロボットが提供される。
【００２５】
本発明によれば、音声認識処理を行うサーバおよびネットワーク接続された対話型ロボットであって、前記サーバが、上記音声認識装置を含み、前記サーバが、前記音声認識結果を前記ネットワークを介し前記ロボットへ出力することを特徴とするロボットが提供される。
【００２６】
本発明によれば、利用話者の発話音声と妨害信号を含む音声を受信する場合において、
前記音声を認識するときに妨害となる妨害成分に基づき、前記音声に重畳することにより前記音声の前記認識において前記妨害成分の影響を軽減する軽減信号を求め、
前記音声に前記軽減信号を重畳し、重畳音声を出力することを特徴とする妨害軽減方法が提供される。
【００２７】
本発明によれば、妨害軽減方法を用いた音声認識方法であって、
前記重畳音声に対し音声認識処理を行うことを特徴とする音声認識方法が提供される。
【００２８】
本発明によれば、コンピュータを、
利用話者の発話音声と妨害信号を含む音声を受信する場合において、
前記音声を認識するときに妨害となる妨害成分に基づき、前記音声に重畳することにより前記音声の前記認識において前記妨害成分の影響を軽減する軽減信号を求める手段、
前記音声に前記軽減信号を重畳し、重畳音声を出力する手段、として機能させるための妨害軽減プログラムが提供される。
【００２９】
本発明によれば、上記妨害軽減プログラムを含む音声認識プログラムであって、
コンピュータを、
前記重畳音声に対し音声認識処理を行う手段、として機能させるための音声認識プログラムが提供される。
【００３０】
本発明によれば、複数話者が同じ場所において同時に発話することを想定した音声認識システムにおいて、発話が重複した場合の音声認識精度向上、ならびに妨害発話音声による不適切な音声認識結果の出力抑制を可能とする音声認識装置、音声認識方法、および音声認識プログラムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。【００３２】
【図１】本発明の実施の形態に係る音声認識装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図１の音声認識装置の重畳量決定部が使用するマトリクスの一例を示す図である。
【図３】本発明の他の実施の形態に係る音声認識装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る音声認識装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る音声認識装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る音声認識装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図７】本発明の実施例１としてのロボットの音声認識システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図８】図７の音声認識システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施例２としてのロボットの音声認識システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】図９の音声認識システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施例３としてのロボットの音声認識システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図１２】図１１の音声認識システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図３の音声認識装置における重畳量推定時の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態に係る妨害軽減装置の構成を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。【００３４】
（第一の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る音声認識装置の構成を示す機能ブロック図である。本実施形態の音声認識装置１０は、利用話者の発話音声と妨害信号を含む音声（入力音声１０１）を受信する場合において、音声を認識するときに妨害となる妨害成分に基づき、音声に重畳することにより音声の認識において妨害成分の影響を軽減する軽減信号を求める重畳量決定部（重畳量決定部１４）と、音声に軽減信号を重畳し、重畳音声を出力する軽減信号重畳部（雑音重畳部１６）と、重畳音声に対し音声認識処理を行う音声認識部１８と、を備える。【００３５】
また、音声認識装置１０の各構成要素は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされた本図の構成要素を実現するプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶ユニット、ネットワーク接続用インタフェースを中心にハードウェアとソフトウェアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置にはいろいろな変形例があることは、当業者には理解されるところである。以下説明する各図は、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。【００３６】
また、本発明の音声認識プログラムは、コンピュータを、利用話者が発話した話者音声と利用話者以外の妨害話者が発話した妨害音声を含む入力音声１０１を入力する手段（マイクロフォン１２）、入力音声１０１として別個に入力された話者音声および妨害音声に基づき、入力音声１０１に対する雑音重畳量を決定する手段（重畳量決定部１４）、雑音重畳量に応じた雑音を入力音声１０１に重畳し、雑音重畳音声として出力する手段（雑音重畳部１６）、雑音重畳音声を音声認識する手段（音声認識部１８）、として機能させるためのものである。【００３７】
図１において、マイクロフォン１２は、マイクなどのデバイスである。入力音声１０１は、マイクロフォン１２を通じ得られた音声データである。重畳量決定部１４は、入力音声１０１として別個に入力された利用話者が発話した音声と利用話者ではない妨害話者が発話した漏れ込み音声とを取得し、それらのパワーなどの特徴量から重畳する白色雑音のパワーを決定する。【００３８】
雑音重畳部１６は、重畳量決定部１４において決定されたパワーの白色雑音を入力音声１０１に重畳し出力する。このようにして入力音声１０１に対し白色雑音が重畳された音声が音声認識部１８において音声認識されることとなる。音声認識部１８は、雑音重畳部１６から出力された音声を音声認識する。【００３９】
白色雑音重畳パワーは、算出された上記特徴量を利用し、入力音声に対しては影響を与えず、妨害音声が音声認識に及ぼす影響を最大限抑制する大きさに設定される必要がある。白色雑音重畳パワーの決定方法としては、予め実験により事前に決められた、入力音声と妨害音声の特徴量に対する白色雑音重畳量のマトリクスを利用する方法が考えられる。すなわち、上記マトリクスと、システムに入力される入力音声及び妨害音声の特徴量を照合することで最適な白色雑音重畳量を算出する方法である。マトリクスは、入力音声と妨害音声の特徴量を連続的な範囲で分割し、各々の範囲ごとに音声認識精度と妨害音声による不要な音声認識結果出力抑制のバランスが良好な白色雑音重畳量をシミュレーションなどにより決定し作成されるものである。【００４０】
重畳量決定部１４は、まず入力音声１０１をデジタル化する。たとえば、１６ビットで量子化し、デジタル音声データを生成する。１６ビットの場合、音声データは−３２７６８〜３２７６８の数値列として示される。重畳量決定部１４は、デジタル音声データから上述のリファレンスデータに基づいて、発話音声と妨害発話音声を識別する。そして各音声のパワーの絶対値の最大値を最大パワーとして求める。あるいは、最大パワーの平均をさらに取ることもできる。このようにして、重畳量決定部１４は、入力音声１０１として別個に入力された利用話者発話音声と漏れ込み音声である妨害発話音声の最大パワーやその平均パワーといった特徴量を算出する。【００４１】
白色雑音重畳パワーの決定方法としては、算出された上記特徴量から、予め実験により決められたマトリクスに基づき最適な値を決定する方法が考えられる。ここで、実験により決められたマトリクスに埋め込まれる値は、入力音声の特徴量の範囲ごとに音声認識精度や妨害発話音声による不要な音声認識結果出力の抑制効果が最大となる白色雑音重畳パワーを予めシミュレーションし決定される。【００４２】
マトリクスの簡単な例を図２に示す。本実施形態の音声認識装置１０において、利用話者が発話した話者音声および妨害話者が発話した妨害音声の特徴量の関係に対応付けられた最適な雑音重畳量を予め記憶する重畳量記憶部（図２のマトリクス）を備え、重畳量決定部１４は、入力音声１０１として別個に発せられた話者音声および妨害音声の各々の特徴量を求め、重畳量記憶部（図２のマトリクス）を参照し、話者音声および妨害音声の特徴量の関係に対応する雑音重畳量を取得し、入力音声１０１に対する雑音重畳量として決定することができる。【００４３】
図２を例にとると、重畳量決定部１４によって求められた特徴量として、入力音声１０１の最大パワーが１５００で、漏れ込み妨害音声の最大パワーが６００であった場合、白色雑音の重畳量は２００となる。なお、具体的には白色雑音は乱数である。雑音重畳部１６は、乱数ｒ（−１＜ｒ＜１）を生成し、重畳量決定部１４によって決定された重畳量のパワーＰからＰ×ｒにより雑音を生成し、入力音声１０１に重畳する。重畳量パワーが２００の場合、パワーが−２００〜２００の範囲の白色雑音が入力音声１０１に重畳される。また、乱数ｒは、ボックス・ミューラー法などにより正規化させることで、より一様な周波数分布を持つ白色雑音を生成させることが可能である。【００４４】
以上説明したように、本実施形態の音声認識装置１０によれば、複数話者による同時発話を前提とした音声認識装置１０において、マイクに漏れ込んだ妨害話者の音声を利用話者の音声の認識に影響の少ない範囲で白色化し、妨害話者の音声による音声認識への影響を低減できるので、複数の発話が重なった場合の音声認識精度を向上させることができる。【００４５】
また、入力音声１０１に適切なパワーの雑音を重畳することにより、マイクに漏れ込んだ妨害話者の音声が白色化されることで、妨害話者の音声がマイクに漏れ込むことによる不適切な音声認識結果が出力される可能性を低減することができる。【００４６】
以上説明した音声認識装置の認識部は、音声認識処理を行うシステムに限定されない。たとえば、認識部は入力音声に軽減信号を重畳した音声を出力するのみという構成も可能である。図１４にこの構成を示す。同図に示すように、この例では図１の音声認識装置とは音声認識部１８を含まない点で相違する。【００４７】
この妨害軽減装置は、利用話者の発話音声と妨害信号を含む音声を受信する場合において、音声を認識するときに妨害となる妨害成分に基づき、音声に重畳することにより音声の認識において妨害成分の影響を軽減する軽減信号を求める重畳量決定部１４と、音声に軽減信号を重畳し、重畳音声を出力する軽減信号重畳部１６とを備える。
この構成においては、本装置は、妨害信号の存在する音声を人間が試聴する際に目的音声を聞き取りやすくする効用を持つ。【００４８】
（第二の実施の形態）
本発明の実施形態に係る音声認識装置は、上記実施形態の音声認識装置１０とは、二つの入力デバイスを用いて第１入力音声および第２入力音声を重畳量決定部に入力し、第１入力音声に対する雑音重畳量を二つの入力音声に基づき決定する点で相違する。【００４９】
図３は、本発明の実施の形態に係る音声認識装置の構成を示す機能ブロック図である。本実施形態の音声認識装置２０は、利用話者が発話した話者音声と利用話者以外の妨害話者が発話した妨害音声を含む入力音声１０１を入力する入力部（第１マイクロフォン２２ａ）と、入力部（第１マイクロフォン２２ａ）とは異なる第２の入力音声１０２を入力する第２の入力部（第２マイクロフォン２２ｂ）と、を備え、入力部（第１マイクロフォン２２ａ）から話者音声を入力し、第２の入力部（第２マイクロフォン２２ｂ）から妨害音声を入力し、さらに、音声認識装置２０は、入力部（第１マイクロフォン２２ａ）および第２の入力部（第２マイクロフォン２２ｂ）に入力された話者音声（入力音声１０１）および妨害音声（第２の入力音声１０２）に基づき、入力音声１０１に対する雑音重畳量を決定する重畳量決定部２４と、入力部（第１マイクロフォン２２ａ）に入力された入力音声１０１のみを入力し、雑音重畳量に応じた雑音を重畳し、雑音重畳音声として出力する雑音重畳部１６と、雑音重畳音声を音声認識する音声認識部１８と、を備える。【００５０】
具体的には、本実施形態の音声認識装置２０は、上記実施形態の音声認識装置１０と同じ雑音重畳部１６および音声認識部１８に加え、重畳量決定部２４を備える。雑音重畳部１６および音声認識部１８については、上記実施形態と同様なので詳細な説明は省略する。重畳量決定部２４は、第１マイクロフォン２２ａおよび第２マイクロフォン２２ｂに接続され、第１入力音声１０１および第２入力音声１０２をそれぞれ入力し、入力された第１入力音声１０１および第２入力音声１０２に基づき、第１入力音声１０１に対する雑音重畳量を決定する。【００５１】
第２入力音声１０２は、妨害音声検出用の入力音声データであり第１入力音声１０１と同じ入力デバイスを用いることが好ましい。第２入力音声１０２を利用すると、リファレンスデータの取得時の利用者の発話音声と妨害音声を動的に見分けることが可能である。一般的に、利用話者と妨害話者との間を適切な距離を保ち、利用話者および妨害話者間の音声のパワー差がない状態の条件下において、第１入力音声１０１と第２入力音声１０２のパワーを比較することで、利用者の発話音声と妨害音声を識別することができる。すなわち、第１入力音声１０１の方が大きい場合は利用者の発話音声、第２入力音声１０２の方が大きい場合は妨害音声と捉えることが可能である。利用者の発話と妨害音声を見分けることにより、妨害音声入力時に誤って利用者の発話が入力されてしまうことによる誤動作を防ぐことが可能であると考えられる。【００５２】
ただし、このような入力音声のパワー差を用いる方法は、オンラインで利用することを想定した場合に、発話音声と妨害音声が同時に入力され重畳してしまった場合に重畳量が正しく推定されない問題がある。【００５３】
そこで、第１入力音声中の発話音声の有無と第２入力音声中の妨害音声の有無を判定する各々の検出手段を利用し、どちらか片方の音声が検出されている場合に重畳量推定のリファレンスとする方法が有効であると考えられる。検出手段の一例としては、発話音声もしくは妨害音声が二つのマイクロフォンに入力された場合のパワー差を利用し、発話音声と妨害音声のパワーを利用した音声検出閾値を決めておく方法が考えられる。発話音声と妨害音声に対する閾値は、各々別個に音声認識に対する影響を考慮し設定する。【００５４】
このような検出手段を利用することで、第１マイクロフォンにのみ音声検出がなされている場合は発話音声のパワーのリファレンスを、第２マイクロフォンにのみ音声検出がなされている場合は妨害音声のリファレンスを取得することが可能となる。【００５５】
本実施の形態の音声認識装置２０の重畳量決定部２４における重畳量推定のフローチャートを図１３に示す。まず、第１入力音声に対する発話検出（Ｓ２２）と第２入力音声に対する妨害音声検出（Ｓ２３）を行う。そして、両者の音声検出状態を判定し、発話音声のみが検出されている場合（Ｓ２４）は、第１入力音声に対するリファレンスデータを取得し（Ｓ２５）、妨害音声のみが取得されている場合は（Ｓ２６）、第２入力音声に対するリファレンスデータを取得する（Ｓ２７）。そして、発話音声、妨害音声両者のリファレンスデータが取得できたら（Ｓ２８）、リファレンスデータの値を図２に示した重畳量推定のマトリクスと照合し白色雑音重畳量を取得する（Ｓ２９）。【００５６】
この方法は、常に発話音声や妨害音声が出力され続ける状況においては問題があるものの、妨害信号が人間の発話である状況においては（人間の発話には無音区間が生じやすいため）有効である。また、重畳量推定のマトリクスと照合する際は、過去数回分のリファレンスデータの平均値を利用することで、重畳量推定の精度を高めることが可能である。平均化をする理由は、発話音声のパワーには発声ごと、発話単語ごとのばらつきが大きいことを考慮したものである。【００５７】
以上説明したように、本実施形態の音声認識装置２０によれば、複数話者による同時発話を前提とした音声認識装置２０において、第１マイクロフォン２２ａに漏れ込んだ妨害話者の音声を利用話者の音声の認識に影響の少ない範囲で白色化し、妨害話者の音声による音声認識への影響を低減できるので、複数の発話が重なった場合の音声認識精度を向上させることができる。【００５８】
また、入力音声１０１に適切なパワーの雑音を重畳することにより、第１マイクロフォン２２ａに漏れ込んだ妨害話者の音声が白色化されることで、妨害話者の音声が第１マイクロフォン２２ａに漏れ込むことによる不適切な音声認識結果が出力される可能性を低減することができる。【００５９】
（第三の実施の形態）
本発明の実施の形態に係る音声認識装置は、上記実施の形態の音声認識装置とは、複数チャネルの入力デバイスを用いて複数の音声を入力し、入力された複数チャネルの入力音声に対し、複数の雑音重畳量をそれぞれ決定し、複数チャネルの入力音声にそれぞれ重畳し、複数チャネルの雑音重畳音声を出力する点で相違する。【００６０】
図４は、本実施形態の音声認識装置の構成を示す機能ブロック図である。本実施形態の音声認識装置３０は、入力部（第１マイクロフォン３２ａ、第２マイクロフォン３２ｂ、第ｎマイクロフォン３２ｃ）に入力される入力音声が複数のチャネル（入力音声１０１、１０２、１０３）を有し、入力音声の複数のチャネル（入力音声１０１、１０２、１０３）に基づき、入力音声の複数のチャネル（入力音声１０１、１０２、１０３）毎に複数の雑音重畳量を決定する複数の重畳量決定部３４と、入力音声の複数のチャネル（入力音声１０１、１０２、１０３）に対する複数の雑音重畳量に応じた複数の雑音を対応する入力音声の複数のチャネル（入力音声１０１、１０２、１０３）毎に重畳し、複数の雑音重畳音声を出力する複数の雑音重畳部３６ａ、３６ｂ、３６ｃと、複数の雑音重畳音声をそれぞれ音声認識する複数の音声認識部３８ａ、３８ｂ、３８ｃと、を備えることができる。【００６１】
具体的には、本実施形態の音声認識装置３０は、複数の第１マイクロフォン３２ａ、第２マイクロフォン３２ｂ、および第ｎマイクロフォン３２ｃ（以下、特に区別の必要がない場合は、単に「マイクロフォン３２」と略す）と、各マイクロフォン３２にそれぞれ接続された複数の第１雑音重畳部３６ａ、第２雑音重畳部３６ｂ、および第ｎ雑音重畳部３６ｃ（以下、特に区別の必要がない場合は、単に「雑音重畳部３６」と略す）と、複数のマイクロフォンに接続された重畳量決定部３４と、各雑音重畳部３６にそれぞれ接続された複数の第１音声認識部３８ａ、第２音声認識部３８ｂ、および第ｎ音声認識部３８ｃ（以下、特に区別の必要がない場合は、単に「音声認識部３８」と略す）と、を備える。なお、複数の雑音重畳部３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、雑音重畳ユニット３６を構成し、複数の音声認識部３８ａ、３８ｂ、３８ｃは、音声認識ユニット３８を構成する。【００６２】
このように本実施形態の音声認識装置３０は、入力音声が複数の音声入力チャネルを有し、各々の音声入力チャネルに対し別個の雑音重畳部と音声認識部を有することを特徴とする。【００６３】
本実施形態は、ひとつの音声認識システムにおいて同時に複数話者の発話を音声認識する同時発話音声認識に関するものである。入力音声は、複数の音声入力チャネルから入力される音声データをチャネル別に出力する。重畳量決定部３４では、入力音声１０１〜１０３に対し、自チャネルに接続されたマイクロフォン３２に対し発話された音声パワーと、他チャネルのマイクロフォン３２に対し発話された音声の漏れ込みのパワーから重畳する白色雑音のパワーを決定する。【００６４】
重畳量決定部３４において決定された白色雑音重畳パワーは、利用話者及び妨害話者、マイクロフォン感度、周囲環境に応じチャネル毎に別個に計算され格納される。各雑音重畳部３６ａ、３６ｂ、３６ｃでは、重畳量決定部３４から各々の入力音声に対応した白色雑音重畳パワーを取得し入力音声１０１、１０２、１０３に重畳し出力する。このようにして白色雑音が重畳された音声は、音声認識部３８ａ、３８ｂ、３８ｃにおいてチャネル毎に別個に音声認識されるように動作する。【００６５】
重畳量決定部３４においては、上記第一の実施の形態と同様、各々のチャネルにおける発話音声と他チャンネルからの漏れ込み音声のパワーに関する正確なデータが必要となる。このデータを取得するには、同時発話音声認識の実行前に個々の話者に別個に発話テストを行ってもらいリファレンスデータを収集することが望ましい。リファレンスデータは、全チャネルの音声入力を開始した状態で、個々の話者が単独で発話し自チャンネルの入力音声パワーと他チャンネルに漏れ込む妨害発話音声パワーを取得することで収集する。リファレンスデータ取得を運用時に行う方法としては、最初に各々の話者に対し点呼を取る方法や、個別にインタビューをしたりクイズを出題したりする方法が考えられる。【００６６】
重畳量の決定方法は、上記第一の実施の形態と同様に実験により決められたマトリクスに従う。話者が３人以上いる場合の漏れ込み音声に関するパワーの特徴量は、各々のマイクロフォンに対する漏れ込み音声のうち最もパワーの大きいデータを妨害発話音声の特徴量データとして利用する方法が適用可能であると考えられる。【００６７】
以上説明したように、本実施形態の音声認識装置３０によれば、複数話者による同時発話を前提とした音声認識装置３０において、マイクに漏れ込んだ妨害話者の音声を利用話者の音声の認識に影響の少ない範囲で白色化し、妨害話者の音声による音声認識への影響を低減できるので、複数の発話が重なった場合の音声認識精度を向上させることができる。【００６８】
また、入力音声に適切なパワーの雑音を重畳することにより、マイクに漏れ込んだ妨害話者の音声が白色化されることで、妨害話者の音声がマイクに漏れ込むことによる不適切な音声認識結果が出力される可能性を低減することができる。【００６９】
（第四の実施の形態）
本発明の実施の形態に係る音声認識装置は、上記実施の形態とは、音声入力を行う話者の位置を検出する話者位置測定部を設け、話者位置に応じて雑音重畳量を決定する点で相違する。図５は、本発明の実施の形態に係る音声認識装置の構成を示す機能ブロック図である。本実施形態の音声認識装置４０は、上記第三の実施の形態の音声認識装置３０と同様な構成に加え、音声入力を行う話者の位置を検出し、重畳量決定部３４に出力する話者位置測定部４２をさらに備える。【００７０】
話者位置測定部４２は、話者間距離を取得するために利用される。例として、話者位置測定部４２は、音声認識を行うシステム（例えば、同時発話音声認識をサポートする対話ロボットなど）が画像識別による顔検出やＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）や超音波、赤外線によるタグ識別をサポートし、周囲にいる話者の位置を検出する手段などが挙げられる。【００７１】
話者位置測定部４２により得られる話者位置データを利用した応用方法の一例を説明する。まず、話者位置測定部４２において、白色雑音重畳量を決定するリファレンスデータ取得時に各話者の位置を位置取得部（不図示）により取得する。また、話者位置測定部４２は、各々のチャネルにおいて、利用話者と妨害発話音声のリファレンスデータとして利用した妨害話者との距離を取得し妨害話者間距離として保持部（不図示）に保持しておく。そして、話者位置測定部４２は、同時発話音声認識の実行中に各々のチャネルにおいて利用話者と妨害話者の距離をモニタリングする監視部（不図示）を含む。監視部は、保持部に保持されている妨害話者間距離より所定の閾値以上接近したことを検知する。接近を検知した場合、検出信号を出力する。所定の閾値は、実験により予め決定しておく。【００７２】
この検出信号に従って、たとえば、ロボットなどのシステムにおいて、音声認識部３８による音声認識を停止し、利用話者と妨害話者の距離を離す旨を通知する警告アラームやメッセージを出力することができる。あるいは、重畳量決定部３４において、白色雑音の重畳量を大きくすることができる。【００７３】
以上説明したように、本発明の実施の形態の音声認識装置４０によれば、利用話者と妨害話者の距離が接近した状況を検知し、音声認識に影響が及ばないように距離を離すように各話者に警告したり、重畳量決定部３４において重畳量を制御したりすることができるので、音声認識精度を向上させることができる。【００７４】
（第五の実施の形態）
本発明の実施の形態に係る音声認識装置は、上記実施の形態とは、音声入力を行う話者と前記入力部との間の発話距離を測定する発話距離測定部を設け、発話距離に応じて雑音重畳量を決定する点で相違する。図６は、本発明の実施の形態に係る音声認識装置の構成を示す機能ブロック図である。本実施形態の音声認識装置５０は、上記第三の実施の形態の音声認識装置３０と同様な構成に加え、音声入力を行う話者とマイクロフォン３２との間の発話距離を測定し、重畳量決定部３４に出力する発話距離測定部５２をさらに備える。【００７５】
発話距離測定部５２は、各々のチャネルにおける利用話者とマイクロフォン３２との距離を測定する手段である。利用話者とマイクとの距離を測定する方法としては、マイクロフォン３２の先端に超音波センサのような距離測定可能なセンサを装着する方法が考えられる。発話距離を測定する意図は、同時発話音声認識の利用中において、発話距離が変化し白色雑音重畳による悪影響が出ることを防ぐためである。【００７６】
発話距離測定部５２の応用方法の一例を説明する。まず、発話距離測定部５２において、白色雑音重畳量を決定するリファレンスデータ取得時に各話者の発話距離を発話距離取得部（不図示）により取得する。そして、発話距離測定部５２は、同時発話音声認識の実行中に各々のチャネルにおいて利用者の発話距離をモニタリングする監視部（不図示）を含む。監視部は、発話距離がリファレンスデータ取得時に比べ、所定の閾値以上離れたことを検知する。離れたことを検知した場合、検出信号を出力する。所定の閾値は、実験により予め決定しておく。【００７７】
この検出信号に従って、たとえば、ロボットなどのシステムにおいて、音声認識部３８による音声認識を停止し、各話者の発話距離が遠いのでマイクロフォン３２に近づくように指示する旨を報知する警告アラームやメッセージを出力することができる。あるいは、重畳量決定部３４において、白色雑音の重畳量を少なくする、または重畳を止めることができる。【００７８】
以上説明したように、本発明の実施の形態の音声認識装置５０によれば、各話者とマイクロフォン３２との発話距離が遠い状況を検知し、音声認識に影響が及ばないように発話距離を近づけるように各話者に警告したり、重畳量決定部３４において重畳量を制御したりすることができるので、音声認識精度を向上させることができる。【００７９】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。【００８０】
たとえば、本発明は、音声対話システム、対話型のロボット制御システム、情報検索システムなどに利用可能である。特に、音声認識中に複数の話者が同時に発話することを前提とした音声対話システム、対話型のロボット制御システム、情報検索システムなどへの効果的な適用が可能である。
【実施例】
【００８１】
（実施例１）
本発明の実施例１として、ロボットが複数の話者とクイズシナリオを利用しインタラクションする例を示す。本実施例の構成図を図７に示す。図７の例は、ロボット１１０が３人の話者Ａ、話者Ｂ、および話者Ｃと同時に音声インタラクションする例である。ロボット１１０は、話者Ａ、話者Ｂ、および話者Ｃと音声によるコミュニケーションを行うことが可能であり、特定のイベントを受理し音声で応答する機能をもつ。イベントの例としては、ロボットの特定部分に触れるとタッチセンサイベントが発現したり、音声認識結果を取得すると音声認識イベントが発現したり、外界をセンシングするセンサが一定の条件を満たした場合にセンサイベントが発現したりする例がある。【００８２】
それぞれの話者Ａ、話者Ｂ、話者Ｃは、ヘッドセットマイクを利用した第１音声入力部１１２ａ、第２音声入力部１１２ｂ、第３音声入力部１１２ｃ（以後、特に区別が必要ない場合は、単に「音声入力部１１２」と略す）をそれぞれ装着し、ロボット１１０に対する発話を行う。３つの音声入力部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃは、音声入力ユニット１１２を構成する。各音声入力部１１２より入力された音声は、重畳量決定部１２２、マトリクス記憶部１２４（図中、「マトリクス」と示す）、雑音重畳部１２６、音声認識部１２８を備えた音声認識処理装置１２０へ入力され、音声認識結果１３０がロボット１１０へ返送される。【００８３】
音声認識処理装置１２０は、ロボット１１０と無線ＬＡＮなどでネットワーク接続されており、音声認識結果１３０をネットワークを介してロボット１１０に返送することが可能である。なお、音声認識結果１３０には、認識結果と共に、該当する認識結果が音声入力部１１２の何れから入力されたものを示す話者ＩＤが付与される。【００８４】
音声認識処理装置１２０は、図７の例ではロボット１１０とは別の外部装置の位置付けになっているが、ロボット１１０に十分な処理能力があれば音声認識処理装置１２０が行う処理をロボット１１０が実行しても構わない。ロボット１１０は、音声認識処理装置１２０より返送された音声認識結果１３０を受理し、結果に応じた反応をする。例えば、音声認識結果１３０が第１音声入力部１１２ａに対応する話者ＩＤを保持し、音声認識結果が「こんにちは」であった場合には、ロボット１１０は第１音声入力部１１２ａを保持する話者Ａに対し「話者Ａさん、こんにちは」と発話して返答する。【００８５】
クイズシナリオの例を図８に示すフローチャートを利用し説明する。以下、図７も用いて説明する。まず、ロボット１１０がクイズを出題する前に話者の点呼を一人ずつ行う（Ｓ１１）。点呼に対して話者が返答すると、その返答は音声入力部１１２を介して入力され、音声認識処理装置１２０によって音声認識される（Ｓ１３）。【００８６】
音声認識結果１３０はロボット１１０に送信され、ロボット１１０は音声認識結果１３０に基づいた動作を実行する。ここで、音声認識結果１３０が「はい」（もしくは他の正解認識語）以外である場合は（Ｓ１５のＮＯ）、ロボット１１０は、再発話を促す（Ｓ２９）。ここでは、「もう一度返事して」と発話する。そして、音声認識結果が「はい」（もしくは他の正解認識語）であった場合は（Ｓ１５のＹＥＳ）、音声認識処理装置１２０において、入力音声の最大パワー、平均パワーなどの特徴量を話者毎に取得する（Ｓ１７）。そして、話者全員の点呼が終了するまでは（Ｓ１９のＮＯ）、ロボット１１０が点呼を繰り返す（Ｓ３１）。【００８７】
話者全員の点呼が終了したら（Ｓ１９のＹＥＳ）、重畳量決定部１２２において、マトリクス記憶部１２４のマトリクスを用いて、各々の話者の音声入力部１１２に対する白色雑音重畳量が決定される（Ｓ２１）。白色雑音重畳量が決定したら、ロボット１１０がクイズ出題に入り（Ｓ２３）、ロボット１１０が出題したクイズに対して話者Ａ、話者Ｂ、話者Ｃが一斉に解答を開始する（Ｓ２５）。そして全員が解答終了するか、もしくは制限時間をオーバーした段階で、音声認識処理装置１２０において同時発話音声認識を終了させ、音声認識結果１３０に従って、ロボット１１０が答え合わせに入る（Ｓ２７）。【００８８】
ステップＳ１１の点呼の箇所は、話者ごとに準備問題を出題し解答させる方法も考えられる。点呼で取得した音声を音声認識させるのは不可欠ではないが、音声認識をさせることにより、利用者の音声認識に対する慣れを促進すると同時に、音声認識に適した様式で発話された音声を利用することでリファレンスデータの精度を高めることが可能となると考えられる。また、事前に十分な利用話者と妨害話者のサンプルを利用し白色雑音重畳量を予め決定しておくことで、ステップＳ１１〜Ｓ２１までの処理を省略する方法も考えられる。【００８９】
（実施例２）
次に、本発明の実施例２として、上記実施例１に加えロボット２００が話者位置測定部２１０を保持し、音声認識処理装置２２０の重畳量決定部２２２に測定結果を入力する場合の実施例について説明する。本実施例の構成図を図９に示す。ロボット２００は、話者Ａ、話者Ｂ、話者Ｃの位置検出を行い、各々の話者間距離を算出する。話者間距離の算出は、一定時間おきかもしくは外部コンポーネントからの要求に応じて行われる。話者間距離は、例えば話者Ａまでの距離をａ、話者Ｂまでの距離をｂ、話者Ａと話者Ｂの方角の角度差分（三角形の狭角）をθとした場合、一般的な三角関数で導出可能である。この例の場合の話者Ａおよび話者Ｂ間の距離は、下記の式（１）で算出できる。
【数１】
2007080886.tif 000003
【００９０】
音声認識処理装置２２０において、重畳量決定部２２２は、図２に示した重畳量決定のためのマトリクスを対象距離別（例えば、話者間距離５０ｃｍ用マトリクスおよび１ｍ用マトリクスなど）にマトリクス記憶部１２４に保持する。話者間距離別のマトリクスは、対象距離別に実験を行い、マトリクスを決定しておき話者間距離が最も近いマトリクスを利用する方法が考えられる。あるいは、特定の対象距離のマトリクスを生成した上で音声パワーが距離の２乗に反比例することを利用し距離別のマトリクスを変換する方法（距離の比の２乗を積算するなど）も考えられる。【００９１】
本発明の実施例２における重畳量決定部２２２の動作を図１０に示すフローチャートを利用し説明する。以下、図９も用いて説明する。図１０の例では、マトリクス適用可能距離を閾値として、各話者間距離を閾値と比較する。話者間距離が閾値未満である場合は、雑音重畳の効果がないと判断し、重畳量決定部２２２は白色雑音重畳をストップする。話者間距離が閾値以上の場合は、対象話者の最近傍にいる話者との距離に応じたマトリクスを選択して重畳量決定に利用する。【００９２】
まず、ロボット１１０は、白色雑音を重畳する対象話者を決定し（Ｓ４１）、話者位置測定部２１０から得られる話者間距離を基に対象話者に最も近傍にいる話者との最短話者間距離を取得する（Ｓ４３）。【００９３】
次に、話者位置測定部２１０において、最短話者間距離がマトリクス適用可能距離の閾値未満であるか否かを調べ（Ｓ４５）、重畳量決定部２２２に通知する。最短話者間距離がマトリクス適用可能距離の閾値未満である場合は（Ｓ４５のＹＥＳ）、重畳量決定部２２２は重畳量０を返す（Ｓ４７）。最短話者間距離が閾値以上の場合は（Ｓ４５のＮＯ）、重畳量決定部２２２は、マトリクス記憶部１２４から最短話者間距離に応じたマトリクスを選択する（Ｓ４９）。そして、重畳量決定部２２２はマトリクス記憶部１２４から選択されたマトリクスを用いて白色雑音重畳量を決定する（Ｓ５１）。上記の白色雑音重畳量決定動作をすべての話者を対象話者として対して行う（Ｓ５３）。【００９４】
なお、最短話者間距離がマトリクス適用可能距離の閾値未満である場合は、話者位置測定部２１０において話者間距離が不足していることを検知し、ロボット２００へフィードバックし、ロボット２００から利用者に対し近づきすぎを警告する動作、たとえば、「他の人ともう少し離れて。」などと利用者に対して発話するなどの動作を行うのが望ましい。このようにして決定された雑音重畳量を雑音重畳部１２６が入力音声に重畳し、音声認識部１２８が音声認識した音声認識結果２３０をロボット２００に送信する。【００９５】
（実施例３）
次に、本発明の実施例３として、上記実施例１の構成に加え、話者の装着する音声入力部１１２が発話距離測定部３１０を保持し、音声認識処理装置３２０の重畳量決定部３２２に測定結果を入力する場合の実施例について図１１を利用し説明する。発話距離測定部３１０は、音声入力部１１２と話者の口元間の距離を超音波センサなどにより取得し、重畳量決定部３２２へ入力する。発話距離測定部３１０は、音声入力部１１２の機能の一部として含まれていてもよい。すなわち、音声入力部１１２が利用者の発話音声データを送信する際に発話距離の情報を取得し発話音声データに付与してもよい。重畳量決定部３２２では、実施例２と同様、重畳量決定のためのマトリクスを、対象距離別に実験により作成するか特定の対象距離に対し実験で取得したマトリクスからの変換により発話距離別にマトリクス記憶部１２４に保持する。【００９６】
本発明の実施例３における重畳量決定部３２２の動作を図１２に示すフローチャートを利用し説明する。以下、図１１も用いて説明する。まず、ロボット３００は、白色雑音を重畳する対象話者を決定し（Ｓ６１）、発話距離測定部３１０より発話距離の測定結果を取得する（Ｓ６３）。そして、マトリクス記憶部１２４から発話距離に応じたマトリクスを選択し（Ｓ６５）、選択されたマトリクスを用いて、白色雑音重畳量を決定する（Ｓ６７）。上記の動作をすべての話者に対し実行する（Ｓ６９）。【００９７】
なお、発話距離が所定の閾値以上離れた場合、発話距離測定部３１０において発話距離が離れ過ぎていることを検知し、ロボット３００へフィードバックし、ロボット３００から利用者に対し、音声入力部１１２に近づいて発話するように警告する動作、たとえば、「もう少しマイクに近づいて。」などと利用者に対して発話するなどの動作を行うのが望ましい。このようにして決定された雑音重畳量を雑音重畳部１２６が入力音声に重畳し、音声認識部１２８が音声認識した音声認識結果３３０をロボット３００に送信する。【００９８】
以上、本発明の構成について説明したが、本発明は、以下の態様を含む。
（１）  本発明によれば、利用話者が発話した話者音声と利用話者以外の妨害話者が発話した妨害音声を含む入力音声を入力する入力部と、入力音声として別個に入力された話者音声および妨害音声に基づき、入力音声に対する雑音重畳量を決定する重畳量決定部と、雑音重畳量に応じた雑音を入力音声に重畳し、雑音重畳音声として出力する雑音重畳部と、雑音重畳音声を音声認識する音声認識部と、を備えることを特徴とする音声認識装置が提供される。
（２）  上記（１）に記載の音声認識装置において、利用話者が発話した話者音声および妨害話者が発話した妨害音声の特徴量の関係に対応付けられた最適な雑音重畳量を予め記憶する重畳量記憶部を備えることができ、重畳量決定部は、入力音声として別個に発せられた話者音声および妨害音声の各々音声の特徴量を求め、重畳量記憶部を参照し、話者音声および妨害音声の特徴量の関係に対応する雑音重畳量を取得し、入力音声に対する雑音重畳量として決定することができる。
（３）  上記（３）に記載の音声認識装置において、入力部とは異なる第２の入力音声を入力する第２の入力部をさらに備えることができ、入力部から話者音声を入力し、第２の入力部から妨害音声を入力し、重畳量決定部は、入力部および第２の入力部に入力された話者音声および妨害音声に基づき、入力音声に対する雑音重畳量を決定し、雑音重畳部は、入力部に入力された入力音声のみを入力し、雑音重畳量に応じた雑音を重畳して雑音重畳音声として出力することができる。
（４）  上記（３）に記載の音声認識装置において、利用話者が発話した話者音声および妨害話者が発話した妨害音声の特徴量の関係に対応付けられた最適な雑音重畳量を予め記憶する重畳量記憶部を備えることができ、重畳量決定部は、話者音声および妨害音声の各々の特徴量を求め、重畳量記憶部を参照し、話者音声および妨害音声の特徴量の関係に対応する雑音重畳量を取得し、入力音声に対する雑音重畳量として決定することができる。
（５）  上記（１）に記載の音声認識装置において、入力部に入力される入力音声が複数のチャネルを有し、入力音声の複数のチャネルに基づき、入力音声の複数のチャネル毎に複数の雑音重畳量を決定する複数の重畳量決定部と、入力音声の複数のチャネルに対する複数の雑音重畳量に応じた複数の雑音を対応する入力音声の複数のチャネル毎に重畳し、複数の雑音重畳音声を出力する複数の雑音重畳部と、複数の雑音重畳音声をそれぞれ音声認識する複数の音声認識部と、を備えることができる。
（６）  上記（５）に記載の音声認識装置において、利用話者が発話した話者音声および妨害話者が発話した妨害音声の特徴量の関係に対応付けられた最適な雑音重畳量を予め記憶する重畳量記憶部を備えることができ、複数の重畳量決定部は、入力音声の複数のチャネル毎に、一のチャネルの入力音声を話者音声として、他のチャネルの入力音声を妨害音声として各々の特徴量を求め、重畳量記憶部を参照し、話者音声および妨害音声の特徴量の関係に対応する複数の雑音重畳量を取得し、入力音声の複数のチャネルのそれぞれに対する複数の雑音重畳量として決定することができる。
（７）  上記音声認識装置において、音声入力を行う話者の位置を検出し、重畳量決定部に出力する話者位置測定部をさらに備えることができ、重畳量決定部は、話者位置測定部から取得した話者の位置に応じて雑音重畳量を決定することができる。
（８）  上記音声認識装置において、音声入力を行う話者と入力部との間の発話距離を測定し、重畳量決定部に出力する発話距離測定部をさらに備えることができ、重畳量決定部は、発話距離測定部から取得した発話距離に応じて雑音重畳量を決定することができる。
（９）  上記音声認識装置において、雑音が白色雑音とすることができる。
（１０）  本発明によれば、対話型ロボットであって、上記音声認識装置を含み、音声認識部が出力する音声認識結果に応じた言動を実行することを特徴とするロボットが提供される。
（１１）  本発明によれば、音声認識処理を行うサーバおよびネットワーク接続された対話型ロボットであって、サーバが、請求項１乃至９いずれかに記載の音声認識装置を含み、サーバが、音声認識部が出力する音声認識結果をネットワークを介しロボットへ出力することを特徴とするロボットが提供される。
（１２）  本発明によれば、利用話者が発話した話者音声と利用話者以外の妨害話者が発話した妨害音声を含む入力音声を入力し、入力音声として別個に入力された話者音声および妨害音声に基づき、入力音声に対する雑音重畳量を決定し、雑音重畳量に応じた雑音を入力音声に重畳し、雑音重畳音声として出力し、雑音重畳音声を音声認識することを特徴とする音声認識方法が提供される。
（１３）  上記（１２）に記載の音声認識方法において、利用話者が発話した話者音声および妨害話者が発話した妨害音声の特徴量の関係に対応付けられた最適な雑音重畳量を予め記憶する重畳量記憶部を準備し、入力音声として別個に発せられた話者音声および妨害音声の各々音声の特徴量を求め、重畳量記憶部を参照し、話者音声および妨害音声の特徴量の関係に対応する雑音重畳量を取得し、入力音声に対する雑音重畳量として決定することができる。
（１４）  上記（１２）に記載の音声認識方法において、入力音声として話者音声を入力し、入力音声とは異なる第２の入力音声として妨害音声を入力し、話者音声および妨害音声に基づき、入力音声に対する雑音重畳量を決定し、入力された入力音声に対してのみ、雑音重畳量に応じた雑音を重畳し、雑音重畳音声として出力することができる。
（１５）  上記（１４）に記載の音声認識方法において、利用話者が発話した話者音声および妨害話者が発話した妨害音声の特徴量の関係に対応付けられた最適な雑音重畳量を予め記憶する重畳量記憶部を準備し、話者音声および妨害音声の各々の特徴量を求め、重畳量記憶部を参照し、話者音声および妨害音声の特徴量の関係に対応する雑音重畳量を取得し、入力音声に対する雑音重畳量として決定することができる。
（１６）  上記（１２）に記載の音声認識方法において、入力音声が複数のチャネルを有し、入力音声の複数のチャネルに基づき、入力音声の複数のチャネル毎に複数の雑音重畳量を決定し、入力音声の複数のチャネルに対する複数の雑音重畳量に応じた複数の雑音を対応する入力音声の複数のチャネル毎に重畳し、複数の雑音重畳音声として出力し、複数の雑音重畳音声をそれぞれ音声認識することができる。
（１７）  上記（１６）に記載の音声認識方法において、利用話者が発話した話者音声および妨害話者が発話した妨害音声の特徴量の関係に対応付けられた最適な雑音重畳量を予め記憶する重畳量記憶部を準備し、入力音声の複数のチャネル毎に、一のチャネルの入力音声を話者音声として、他のチャネルの入力音声を妨害音声として各々の特徴量を求め、重畳量記憶部を参照し、話者音声および妨害音声の特徴量の関係に対応する複数の雑音重畳量を取得し、入力音声の複数のチャネルのそれぞれに対する複数の雑音重畳量として決定することができる。
（１８）  上記音声認識方法において、音声入力を行う話者の位置を検出して出力し、話者の位置に応じて雑音重畳量を決定することができる。
（１９）  上記音声認識方法において、音声入力を行う話者の位置と、音声の入力を行う位置との発話距離を測定して出力し、発話距離に応じて雑音重畳量を決定することができる。
（２０）  上記音声認識方法において、雑音が白色雑音とすることができる。
（２１）  本発明によれば、コンピュータを、利用話者が発話した話者音声と利用話者以外の妨害話者が発話した妨害音声を含む入力音声を入力する手段、入力音声として別個に入力された話者音声および妨害音声に基づき、入力音声に対する雑音重畳量を決定する手段、雑音重畳量に応じた雑音を入力音声に重畳し、雑音重畳音声として出力する手段、雑音重畳音声を音声認識する手段、として機能させるための音声認識プログラムが提供される。
（２２）  上記（２１）に記載の音声認識プログラムにおいて、コンピュータが、利用話者が発話した話者音声および妨害話者が発話した妨害音声の特徴量の関係に対応付けられた最適な雑音重畳量を予め記憶する重畳量記憶部を含むことができ、雑音重畳音声を決定する手段は、入力音声として別個に発せられた話者音声および妨害音声の各々音声の特徴量を求め、重畳量記憶部を参照し、話者音声および妨害音声の特徴量の関係に対応する雑音重畳量を取得し、入力音声に対する雑音重畳量として決定することができる。
（２３）  上記（２１）に記載の音声認識プログラムにおいて、コンピュータを、入力音声とは異なる第２の入力音声を入力する手段としてさらに機能させ、雑音重畳量を決定する手段は、入力音声を入力する手段および第２の入力音声を入力する手段に入力された入力音声および第２の入力音声に基づき、入力音声に対する雑音重畳量を決定し、雑音重畳音声を出力する手段は、入力部に入力された入力音声に対してのみ、雑音重畳量に応じた雑音を重畳して雑音重畳音声として出力することができる。
（２４）  上記（２３）に記載の音声認識プログラムにおいて、第２の入力音声は、妨害音声のみを含むことができ、コンピュータが、利用話者が発話した話者音声および妨害話者が発話した妨害音声の特徴量の関係に対応付けられた最適な雑音重畳量を予め記憶する重畳量記憶部を含むことができ、雑音重畳量を決定する手段は、入力音声および第２の入力音声から別個に発せられた話者音声および妨害音声の各々の特徴量を求め、重畳量記憶部を参照し、話者音声および妨害音声の特徴量の関係に対応する雑音重畳量を取得し、入力音声に対する雑音重畳量として決定することができる。
（２５）  上記（２１）に記載の音声認識プログラムにおいて、入力音声が複数のチャネルを有し、コンピュータに、入力音声の複数のチャネルに基づき、入力音声の複数のチャネル毎に複数の雑音重畳量を決定する手段、入力音声の複数のチャネルに対する複数の雑音重畳量に応じた複数の雑音を対応する入力音声の複数のチャネル毎に重畳し、複数の雑音重畳音声を出力する手段、複数の雑音重畳音声をそれぞれ音声認識する手段、として機能させることができる。
（２６）  上記（２５）に記載の音声認識プログラムにおいて、コンピュータが、利用話者が発話した話者音声および妨害話者が発話した妨害音声の特徴量の関係に対応付けられた最適な雑音重畳量を予め記憶する重畳量記憶部を含むことができ、雑音重畳量を決定する手段は、入力音声の複数のチャネル毎に、一のチャネルの入力音声を話者音声として、他のチャネルの入力音声を妨害音声として各々の特徴量を求め、重畳量記憶部を参照し、話者音声および妨害音声の特徴量の関係に対応する複数の雑音重畳量を取得し、入力音声の複数のチャネルのそれぞれに対する複数の雑音重畳量として決定することができる。
（２７）  上記音声認識プログラムにおいて、コンピュータを、音声入力を行う話者の位置を検出して出力する手段としてさらに機能させることができ、雑音重畳量を決定する手段は、話者の位置を出力する手段から取得した話者の位置に応じて雑音重畳量を決定することができる。
（２８）  上記音声認識プログラムにおいて、コンピュータを、音声入力を行う話者の位置と、音声の入力を行う位置との発話距離を測定して出力する手段としてさらに機能させることができ、雑音重畳量を決定する手段は、発話距離を出力する手段から取得した発話距離に応じて雑音重畳量を決定することができる。
（２９）  上記音声認識プログラムにおいて、雑音が白色雑音とすることができる。
【図１】
2007080886.tif 000004
【図２】
2007080886.tif 000005
【図３】
2007080886.tif 000006
【図４】
2007080886.tif 000007
【図５】
2007080886.tif 000008
【図６】
2007080886.tif 000009
【図７】
2007080886.tif 000010
【図８】
2007080886.tif 000011
【図９】
2007080886.tif 000012
【図１０】
2007080886.tif 000013
【図１１】
2007080886.tif 000014
【図１２】
2007080886.tif 000015
【図１３】
2007080886.tif 000016
【図１４】
2007080886.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成20年4月11日(2008.4.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用話者の発話音声と妨害信号を含む音声を受信する場合において、
前記音声を認識するときに妨害となる妨害成分を、話者の位置または発話距離に基づく情報から推定し、前記音声に重畳することにより前記音声の前記認識において前記妨害成分の影響を軽減する軽減信号を求める重畳量決定部と、
前記音声に前記軽減信号を重畳し、重畳音声を出力する軽減信号重畳部とを備えることを特徴とする妨害軽減装置。
【請求項２】
請求項１に記載の妨害軽減装置において、
音声入力を行う話者の話者位置を検出し、前記重畳量決定部に出力する話者位置測定部をさらに備え、
前記重畳量決定部は、前記話者位置から求められる利用話者と妨害話者間の距離を前記話者の位置に基づく情報として利用し、前記軽減信号を決定することを特徴とする妨害軽減装置。
【請求項３】
請求項１に記載の妨害軽減装置において、
音声入力を行う話者と前記受信部との間の発話距離を測定し、得られた発話距離を前記重畳量決定部に出力する発話距離測定部をさらに備え、
前記重畳量決定部は、前記発話距離を前記話者の発話距離に基づく情報として利用し前記軽減信号を決定することを特徴とする妨害軽減装置。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
請求項１に記載の妨害軽減装置において、
前記軽減信号は白色雑音であることを特徴とする妨害軽減装置。
【請求項６】
請求項１に記載の妨害軽減装置を含む音声認識装置であって、
前記重畳音声に対し音声認識処理を行う音声認識部をさらに備えることを特徴とする音声認識装置。
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
請求項１に記載の妨害軽減装置を含む音声認識装置であって、
入力音声が複数のチャネルを有し、
前記入力音声の前記複数のチャネルに基づき、前記入力音声の前記複数のチャネル毎に複数の雑音重畳量を決定する複数の重畳量決定部と、
前記入力音声の前記複数のチャネルに対する前記複数の雑音重畳量に応じた複数の雑音を対応する前記入力音声の前記複数のチャネル毎に重畳し、複数の雑音重畳音声を出力する複数の雑音重畳部と、
前記複数の雑音重畳音声をそれぞれ音声認識する複数の音声認識部と、を備える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において、
前記利用話者が発話した前記発話音声および前記妨害信号の特徴量の関係に対応付けられた最適な雑音重畳量を予め記憶する重畳量記憶部を備え、
前記重畳量決定部は、前記発話距離測定部から取得した前記発話距離に応じて雑音重畳量を決定することを特徴とする音声認識装置。
【請求項１１】
（削除）
【請求項１２】
（削除）
【請求項１３】
（削除）
【請求項１４】
（削除）
【請求項１５】
対話型ロボットであって、
請求項６に記載の音声認識装置を含み、
前記音声認識部が出力する音声認識結果に応じた言動を実行することを特徴とするロボット。
【請求項１６】
（削除）
【請求項１７】
対話型ロボットであって、
請求項９に記載の音声認識装置を含み、
前記音声認識部が出力する音声認識結果に応じた言動を実行することを特徴とするロボット。
【請求項１８】
音声認識処理を行うサーバおよびネットワーク接続された対話型ロボットであって、
前記サーバが、請求項６に記載の音声認識装置を含み、
前記サーバが、前記音声認識部が出力する音声認識結果を前記ネットワークを介し前記ロボットへ出力することを特徴とするロボット。
【請求項１９】
（削除）
【請求項２０】
音声認識処理を行うサーバおよびネットワーク接続された対話型ロボットであって、
前記サーバが、請求項９に記載の音声認識装置を含み、
前記サーバが、前記音声認識部が出力する音声認識結果を前記ネットワークを介し前記ロボットへ出力することを特徴とするロボット。
【請求項２１】
利用話者の発話音声と妨害信号を含む音声を受信する場合において、
前記音声を認識するときに妨害となる妨害成分を、話者の位置または発話距離に基づく情報から推定し、前記音声に重畳することにより前記音声の前記認識において前記妨害成分の影響を軽減する軽減信号を求め、
前記音声に前記軽減信号を重畳し、重畳音声を出力することを特徴とする妨害軽減方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の妨害軽減方法において、
音声入力を行う話者の位置を検出して出力し、
前記話者位置から求められる利用話者と妨害話者間の距離を前記話者の位置に基づく情報として利用し、前記軽減信号を決定することを特徴とする妨害軽減方法。
【請求項２３】
請求項２１に記載の妨害軽減方法において、
音声入力を行う話者の位置と、音声の入力を行う位置との発話距離を測定して得られた発話距離を出力し、
前記発話距離を前記話者の発話距離に基づく情報として利用し前記軽減信号を決定することを特徴とする妨害軽減方法。
【請求項２４】
（削除）
【請求項２５】
請求項２１に記載の妨害軽減方法において、
前記軽減信号は白色雑音であることを特徴とする妨害軽減方法。
【請求項２６】
請求項２１に記載の妨害軽減方法を用いた音声認識方法であって、
前記重畳音声に対し音声認識処理を行うことを特徴とする音声認識方法。
【請求項２７】
（削除）
【請求項２８】
（削除）
【請求項２９】
請求項２１に記載の妨害軽減方法を用いた音声認識方法であって、
入力音声が複数のチャネルを有し、
前記入力音声の前記複数のチャネルに基づき、前記入力音声の前記複数のチャネル毎に複数の雑音重畳量を決定し、
前記入力音声の前記複数のチャネルに対する前記複数の雑音重畳量に応じた複数の雑音を対応する前記入力音声の前記複数のチャネル毎に重畳し、複数の雑音重畳音声として出力し、
前記複数の雑音重畳音声をそれぞれ音声認識することを特徴とする音声認識方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の音声認識方法において、
前記利用話者が発話した前記発話音声および前記妨害信号の特徴量の関係に対応付けられた最適な雑音重畳量を予め記憶する重畳量記憶部を準備し、
前記入力音声の前記複数のチャネル毎に、一のチャネルの入力音声を前記発話音声として、他のチャネルの入力音声を前記妨害信号として各々の前記特徴量を求め、
前記重畳量記憶部を参照し、前記発話音声および前記妨害信号の前記特徴量の前記関係に対応する前記複数の雑音重畳量を取得し、
前記入力音声の前記複数のチャネルのそれぞれに対する複数の雑音重畳量として決定することを特徴とする音声認識方法。
【請求項３１】
（削除）
【請求項３２】
（削除）
【請求項３３】
（削除）
【請求項３４】
（削除）
【請求項３５】
コンピュータを、
利用話者の発話音声と妨害信号を含む音声を受信する場合において、
前記音声を認識するときに妨害となる妨害成分を、話者の位置または発話距離に基づく情報から推定し、前記音声に重畳することにより前記音声の前記認識において前記妨害成分の影響を軽減する軽減信号を求める手段、
前記音声に前記軽減信号を重畳し、重畳音声を出力する手段、として機能させるための妨害軽減プログラム。
【請求項３６】
請求項３５に記載の妨害軽減プログラムにおいて、
前記コンピュータを、音声入力を行う話者の位置を検出して出力する手段としてさらに機能させ、
前記軽減信号を求める手段は、前記話者位置から求められる利用話者と妨害話者間の距離を前記話者の位置に基づく情報として利用し、前記軽減信号を決定することを特徴とする妨害軽減プログラム。
【請求項３７】
請求項３５に記載の妨害軽減プログラムにおいて、
前記コンピュータを、音声入力を行う話者の位置と、音声の入力を行う位置との発話距離を測定し、得られた発話距離を出力する手段としてさらに機能させ、
前記軽減信号を求める手段は、前記発話距離を前記話者の発話距離に基づく情報として利用し前記軽減信号を決定することを特徴とする妨害軽減プログラム。
【請求項３８】
（削除）
【請求項３９】
請求項３５に記載の妨害軽減プログラムにおいて、
前記軽減信号は白色雑音であることを特徴とする妨害軽減プログラム。
【請求項４０】
請求項３５に記載の妨害軽減プログラムを含む音声認識プログラムであって、
コンピュータを、
前記重畳音声に対し音声認識処理を行う手段として機能させるための音声認識プログラム。
【請求項４１】
（削除）
【請求項４２】
（削除）
【請求項４３】
請求項３５に記載の妨害軽減プログラムを含む音声認識プログラムであって、
入力音声が複数のチャネルを有し、
前記コンピュータを、
前記入力音声の前記複数のチャネルに基づき、前記入力音声の前記複数のチャネル毎に複数の雑音重畳量を決定する手段、
前記入力音声の前記複数のチャネルに対する前記複数の雑音重畳量に応じた複数の雑音を対応する前記入力音声の前記複数のチャネル毎に重畳し、複数の雑音重畳音声を出力する手段、
前記複数の雑音重畳音声をそれぞれ音声認識する手段、として機能させるための音声認識プログラム。
【請求項４４】
請求項４３に記載の音声認識プログラムにおいて、
前記コンピュータが、前記利用話者が発話した前記発話音声および前記妨害信号の特徴量の関係に対応付けられた最適な雑音重畳量を予め記憶する重畳量記憶部を含み、
前記雑音重畳量を決定する手段は、前記入力音声の前記複数のチャネル毎に、一のチャネルの入力音声を前記発話音声として、他のチャネルの入力音声を前記妨害信号として各々の前記特徴量を求め、前記重畳量記憶部を参照し、前記発話音声および前記妨害信号の前記特徴量の前記関係に対応する前記複数の雑音重畳量を取得し、前記入力音声の前記複数のチャネルのそれぞれに対する複数の雑音重畳量として決定することを特徴とする音声認識プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
発明の開示
［０００５］
しかしながら、上記文献記載の従来技術では、重畳する白色雑音のパワーを過剰に大きくすると、入力音声の歪みが大きくなり音声認識精度が劣化する問題が発生する。
［０００６］
また、上記文献記載の従来技術を、同時発話が想定される音声認識に適用する場合について考えた場合、以下の点で改善の余地を有していた。
［０００７］
第一に、入力音声の発話区間に妨害発話音声が重畳されている場合には、認識精度の改善に至らない可能性がある。その理由は、音声検出部が、妨害発話音声が重畳された音声区間も発話と判断してしまい、白色雑音化処理を行わないためである。そのため、複数の話者が一斉に発話した音声を認識する同時発話音声認識や、同じ空間にいる複数の話者が別個のマイクを利用し別個の音声認識システムの操作を行うような場合において、妨害発話音声が自分のマイクに漏れ込んだ場合の影響を回避することは困難である。
［０００８］
第二に、音声認識中に話者が無発話である場合に妨害発話音声がマイクに漏れ込むことにより、不適切な音声認識結果が出力されてしまう問題も発生する。特に利用話者と他者が同じ音声認識システムを利用し共通の音声認識語彙を受理する場合は、妨害発話音声が認識対象の単語である場合が多く、漏れ込み音声が正しく認識された場合に利用話者が意図しない反応が出現してしまう問題も発生する。
［０００９］
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数話者が同じ場所において同時に発話することを想定した音声認識システムにおいて、発話が重複した場合の音声認識精度向上、ならびに妨害発話音声による不適切な音声認識結果の出力抑制を可能とすることにある。
［００１０］
本発明によれば、利用話者の発話音声と妨害信号を含む音声を受信する場合において、
前記音声を認識するときに妨害となる妨害成分を、話者の位置または発話距離に基づく情報から推定し、前記音声に重畳することにより前記音声の前記認識において前記妨害成分の影響を軽減する軽減信号を求める重畳量決定部と、
前記音声に前記軽減信号を重畳し、重畳音声を出力する軽減信号重畳部とを備
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
えることを特徴とする妨害軽減装置が提供される。
［００１１］
この発明によれば、妨害信号の存在する音声を人間が試聴する際に目的音声を聞き取りやすくすることができる。
上記妨害軽減装置において、音声入力を行う話者の話者位置を検出し、前記重畳量決定部に出力する話者位置測定部をさらに備えることができ、前記重畳量決定部は、前記話者位置から求められる利用話者と妨害話者間の距離を前記話者の位置に基づく情報として利用し、前記軽減信号を決定することができる。
上記妨害軽減装置において、音声入力を行う話者と前記受信部との間の発話距離を測定し、得られた発話距離を前記重畳量決定部に出力する発話距離測定部をさらに備えることができ、前記重畳量決定部は、前記発話距離を前記話者の発話距離に元づく情報として利用し前記軽減信号を決定することができる。
［００１２］
［００１３］
上記妨害軽減装置において、軽減信号は白色雑音とすることができる。
［００１４］
本発明によれば、上記妨害軽減装置を含む音声認識装置であって、
前記重畳音声に対し音声認識処理を行う音声認識部をさらに備えることを特徴とする音声認識装置が提供される。
［００１５］
この発明によれば、複数話者による同時発話を前提とした音声認識装置において、マイクに漏れ込んだ妨害話者の音声（妨害信号）を利用話者の音声（発話音声）の認識に影響の少ない範囲で白色化し、妨害話者の音声（妨害信号）による音声認識への影響を低減できるので、複数の発話が重なった場合の音声認識精度を向上させることができる。
［００１６］
また、入力音声に適切なパワーの雑音を重畳することにより、マイクに漏れ込んだ妨害話者の音声（妨害信号）が白色化されることで、妨害話者の音声（妨害信号）がマイクに漏れ込むことによる不適切な音声認識結果が出力される可能性を低減することができる。
［００１７］
上記音声認識装置において、重畳量決定部が、第１入力音声に発話音声が含まれるか検出する発話検出部と、第２の入力信号に認識に影響を与える妨害信号が含まれるか検出する妨害信号検出部を備えることができ、発話音声が検出され妨害信号が検出されていない場合に取得される発話音声と、妨害信号が検出され発話音声が検出されていない場合に取得される妨害信号から妨害成分に対する軽減信号を求めることができる。
［００１８］
この構成によれば、二つのマイクロフォンを設け、一方のマイクロフォン（入力部）で利用話者の音声を入力し、他方のマイクロフォン（第２の入力部）を用いて妨害話者
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
［００１９］
本発明によれば、上記妨害軽減装置を含む音声認識装置であって、
入力音声が複数のチャネルを有し、
前記入力音声の前記複数のチャネルに基づき、前記入力音声の前記複数のチャネル毎に複数の雑音重畳量を決定する複数の重畳量決定部と、
前記入力音声の前記複数のチャネルに対する前記複数の雑音重畳量に応じた複数の雑音を対応する前記入力音声の前記複数のチャネル毎に重畳し、複数の雑音重畳音声を出力する複数の雑音重畳部と、
前記複数の雑音重畳音声をそれぞれ音声認識する複数の音声認識部と、を備えることを特徴とする音声認識装置が提供される。
［００２０］
この構成によれば、複数の話者が同時発話することを想定した音声認識システムにおいて、複数チャネルの入力音声を用いて複数話者の音声を入力し、自チャネルおよび他チャネルへの入力結果から自チャネルに入力された音声を正確に音声認識することができる。さらに、他チャネルから漏れ込んだ音声を適切に認識させないことが可能な雑音を各チャネル毎に決定し、各チャネル毎に重畳することにより、複数の話者の発話が重複した場合の音声認識精度ならびに妨害発話音声による不適切な音声認識結果の出力抑制を可能とすることができる。
［００２１］
上記音声認識装置において、利用話者が発話した発話音声および妨害話者が発話した妨害信号の特徴量の関係に対応付けられた最適な雑音重畳量を予め記憶する重畳量記憶部を備えることができ、複数の重畳量決定部は、入力音声の複数のチャネル毎に、一のチャネルの入力音声を発話音声として、他のチャネルの入力音声を妨害信号として各々の特徴量を求め、重畳量記憶部を参照し、発話音声および妨害信号の特徴量の関係に対応する複数の雑音重畳量を取得し、入力音声の複数の
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
チャネルのそれぞれに対する複数の雑音重畳量として決定することができる。
［００２２］
［００２３］
［００２４］
本発明によれば、対話型ロボットであって、上記音声認識装置を含み、前記音声認識部が出力する音声認識結果に応じた言動を実行することを特徴とするロボットが提供される。
［００２５］
本発明によれば、音声認識処理を行うサーバおよびネットワーク接続された対話型ロボットであって、前記サーバが、上記音声認識装置を含み、前記サーバが、前記音声認識結果を前記ネットワークを介し前記ロボットへ出力することを特徴とするロボットが提供される。
［００２６］
本発明によれば、利用話者の発話音声と妨害信号を含む音声を受信する場合において、
前記音声を認識するときに妨害となる妨害成分を、話者の位置または発話距離に基づく情報から推定し、前記音声に重畳することにより前記音声の前記認識において前記妨害成分の影響を軽減する軽減信号を求め、
前記音声に前記軽減信号を重畳し、重畳音声を出力することを特徴とする妨害軽減方法が提供される。
［００２７］
本発明によれば、妨害軽減方法を用いた音声認識方法であって、
前記重畳音声に対し音声認識処理を行うことを特徴とする音声認識方法が提供される。
［００２８］
本発明によれば、コンピュータを、
利用話者の発話音声と妨害信号を含む音声を受信する場合において、
前記音声を認識するときに妨害となる妨害成分を、話者の位置または発話距離に基づく情報から推定し、前記音声に重畳すること
【国際調査報告】
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