(57)【要約】本発明は、音響出力手段（２）を備えたデバイスを指令信号（ＢＳ）により制御する方法に関する。本発明は、デバイス（１）が、自身が音声による指令信号を受けていると認識した場合に、自動的にその音量を下げることを、提案する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響出力手段を含むデバイスを音響的な指令信号により制御する方法であって、
上記デバイスが該デバイスに音響的な指令信号が送信されていると認識すると同時に、上記音響出力手段により出力される出力信号の音量が低減されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
上記デバイスを更なる指令信号を受信する準備状態に移行させる音響的なキー指令信号が第１に送信され、上記デバイスによる該キー指令信号の認識と同時に、上記音響出力手段により出力される出力信号の音量が低減されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
上記出力信号の上記音量は、導出された指令信号エネルギの関数として低減されることを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
上記出力信号の上記音量は、導出された出力信号エネルギ若しくは出力信号の音響エコーの導出された信号エネルギと導出された指令信号エネルギとの間の比が、所定のしきい値に対して特定の範囲内にある場合に、低減されることを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項５】
上記出力信号の上記音量は、出力信号エネルギ若しくは出力信号の音響エコーの信号エネルギと指令信号エネルギとの間の比が所定のしきい値に一致するまで、低減されることを特徴とする、請求項４記載の方法。
【請求項６】
上記キー指令信号に後続する指令信号の認識後、上記音量が上記低減前に設定されていた値に再調整されることを特徴とする、請求項１乃至５のうちいずれか記載の方法。
【請求項７】
キー指令信号若しくは指令信号の認識後から所定時間経過後に、上記音量が上記低減前に設定されていた値に再調整されることを特徴とする、請求項１乃至６のうちいずれか記載の方法。
【請求項８】
音量を変更するために送信される音量指令信号の認識後、音量が上記低減前に設定されていた値に再調整され、次いで、上記音量指令信号に一致する値まで調整されることを特徴とする、請求項１乃至７のうちいずれか記載の方法。
【請求項９】
上記デバイスのユーザに、上記キー指令信号の認識が可視的若しくは音響的に表示される、請求項１乃至８のうちいずれか記載の方法。
【請求項１０】
音響出力手段と、音響的な指令信号を受信する受信手段と、該指令信号を認識する認識手段と、認識した指令信号との関係でデバイスを制御する制御手段とを有するデバイスであって、
上記受信手段が上記デバイスに対する指令信号を受信していることを認識する手段、及び、上記デバイスに対する予想される指令信号の受信が認識されると同時に上記音響出力手段により出力される出力信号の音量を低減する手段を更に有することを特徴とする、デバイス。
【請求項１１】
デバイスに対する指令信号を受信する受信手段が、更なる指令信号を受信するための準備状態にデバイスを移行させるキー指令信号を認識する手段を含むことを特徴とする、請求項１０記載のデバイス。
【請求項１２】
上記デバイス自身によって出力される出力信号の音響エコーを、上記受信手段により受信された全体の信号から除去するためのフィルタ手段を更に有することを特徴とする、請求項１０又は１１記載のデバイス。
【請求項１３】
上記デバイスの分岐点の出力信号を低減する手段が、上記出力信号に一致する信号が上記フィルタ手段のためにタップされるタップ点の上流に、配置されたことを特徴とする、請求項１２記載のデバイス。
【請求項１４】
上記フィルタ手段が、上記デバイスの上記出力信号の音量を低減させる制御指令を送信するための入力を含むことを特徴とする、請求項１２又は１３記載のデバイス。
【請求項１５】
出力信号及び／又は上記出力信号の音響エコーの信号エネルギと上記指令信号の信号エネルギとの間の比を算出する手段を更に有することを特徴とする、請求項１０乃至１４のうちいずれか記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、音響出力を含むデバイスを音響的な指令信号により制御する方法に関する。更に、本発明は、音響出力手段と、指令信号を受信する受信手段と、これらの指令信号を認識する認識手段と、認識した指令信号との関係でデバイスを制御する制御手段とを有するデバイスに関する。
【０００２】
特に民生電子機器の分野のデバイスにおいて、デバイスの使用に対する選択及びユーザフレンドリ性を向上させ、それによりデバイスをより魅力的なものとするために、ますます多くのデバイスが、音響的な指令信号によりその制御が可能となるようにされている。例えば、アラーム付き時計や電灯のような切換可能なデバイスは、長年、市場で入手可能な状態であり、拍手の音や口笛の音のような非常に単純な音響的な指令信号により、スイッチのオンオフが行われ、若しくは異なるモード間の切り替えが行われている。音声認識システムの発展に伴い、多様な声を指令信号として受信及び認識するデバイスが入手可能となっており、かかるデバイスの複雑な制御が可能となる。かかる音声制御型デバイスは、操作者が手を用いることなく各々のデバイスを操作できるので、非常に便利である。この制御方法は、結果的に、例えば操作者が音量やチャンネルを変更するためにステアリングホイールを離さなければならない車両用ラジオの制御の場合のような、操作者が他の動作のために手を必要とする場合であれば如何なる場合も、顕著な効果を奏する。更に、本方法は、デバイス操作に関して一層魅力的なものとなる。この理由は、かかる音声制御が、人間−機械インターフェース（ＭＭＩ）によって、ボタンやコントローラにより操作である、機械との従前の通信水準から、音声を介した情報の伝達である、人類にとって標準的な通信水準への移行を可能とさせるためである。しかしながら、例えばＣＤプレーヤ、テレビジョン、ビデオプレーヤ、コンピューター等のようなあらゆるオーディオ若しくはオーディオヴィジュアルデバイスといった、音声出力手段を含むデバイスの制御に関して、それらの機能自身が音響信号を生成することから、問題点が生じる。オーディオ機能を備えたデバイスを用いると、指令信号を識別するよう設計された認識手段は、指令信号のみならず、デバイス自身により生成される音響的な出力信号（例えば、ＣＤプレーヤ上で演奏される音楽）をも音響エコーとして受信することになる。デバイス自信の出力信号は、結果的に、背景雑音の態様で指令信号の下に存在する。指令信号若しくはデバイス自信の出力信号の音量に依存して、これは、指令信号を認識する際に重大な問題点をもたらすことになる。
【０００３】
いわゆる“ＡＥＣ法”（音響エコー消去）が、かかるデバイスの認識性能を改善するために従来的に使用されている。このアプローチを用いると、デバイス自身によって生成される出力信号は、室内（ルーム）インパルス応答信号を推定するため、即ちデバイスが配置される室内での出力信号の反射に起因して検出手段により再度検出される信号を推定するために使用される。これは、いわゆる“適応フィルタ法”により実現され、この場合、伝達関数が反復的に決定され、それにより元の出力信号が変換され、次いでかくして変換された出力信号が、受信した全体の入力信号からフィルタで除去される。この方法は、反復法が永久的に継続するほどまで適応し、かくして伝達関数の変化に伴って生じる室内の変化が検出される。例えば、音響エコーの変化は、室内のカーテンが開閉された場合、ドアが開けられた場合、若しくは人が室内で動いた場合に生じうる。一般的には、この方法は成功している。しかしながら、音声認識システムの精度はデバイス自身の出力信号の音量が増加する場合に著しく低下することがわかっている。この理由は、適応ＡＥＣフィルタは、室内特性を最適にモデル化できず、それ故に、音響エコーのフィルタ除去後の信号の干渉が、デバイス自身の音量に略比例するためである。
【０００４】
本発明の目的は、音響的な出力信号を自身が生成するデバイスの音響的制御のための簡易でユーザフレンドリな方法、及び、指令信号の認識精度が従来技術に比して改善された関連デバイスを提供することにある。
【０００５】
上記目的は、請求項１の方法及び請求項１０のデバイスによって達成される。
【０００６】
本発明によれば、予想される音響的な指令信号が送信されているとデバイスが認識すると同時に、音量がデバイス自身によって速やかに下げられる。デバイスの音量を自動的に下げることによって、デバイスに対する指令信号は、より小さな音響エコーに起因してより容易且つより確実に認識されることになる。更に、通常的には、オーディオデバイスがあまりうるさくないときに発声することにユーザは賛成できる。更に、いわゆる“ロンバード効果”も音量の低減により低減され、この効果は、背景雑音に抗して話す必要があるとき、人は自然に異なる態様で、例えばより大きな声で且つより注意深い発音で、話すことを意味し、音声認識システムの認識性能に必然的に影響を及ぼすものである。
【０００７】
本発明による適切なデバイスは、音響出力手段と、従来的なマイクロフォンのような、音響的な指令信号を受信する受信手段とを第１に含み、これらの指令信号を認識する認識手段と、認識した指令信号との関係でデバイスを制御する制御手段とを更に含む。更に、デバイスは、デバイスに対する予想される指令信号を受信手段が受信していることを認識するのに適した手段を、デバイスに対する予想される指令信号の受信が認識されると同時に音響出力手段による出力信号の音量を低減する適切な手段と共に、含まなければならない。
【０００８】
指令信号がデバイスに向けられているという認識は、種々の方法で実現されてよい。例えば、デバイスは、ユーザにより所定の音量及び／又はピッチ及び／又は音声方向で話される言葉を予想される指令信号として認識すると共に、次いで音量を低減するように構成若しくは調整されてよい。
【０００９】
特に簡易で好ましい実施例では、キー指令信号が本来の指令信号の前に送信され、当該キー指令信号が認識されたときに音量が低減される。このキー指令信号が、更なる指令信号を受信するための準備状態にデバイスを調整する、即ち各々のデバイスの制御手段を初期的に活性化する指令信号そのものであることは有効である。かかる“活性化信号”は、多くの場合いずれ必要となり、この理由は、この方法によって、ユーザにより意図せずに出力される指令信号（例えば、特に会話中の言葉や他の背景雑音）を、デバイスが認識及び受信してしまい、ひいては実際には望んでいない制御動作を実行してしまうことを防止できるためである。特に、かかるキー指令信号は、複数の音声制御型デバイスが、類似若しくは同一の指令信号を受信する同一領域内に存在する場合に意味がある。かかる場合、特定の指令信号が意図されるデバイスは、適切な先行のキー指令信号によりアドレス指定される必要がある。従って、例えば音声制御型コンピューター及びテレビジョンは、隣接して配置されうり、デバイスに対する指令信号には、キー指令信号である“コンピューター”若しくは“ＴＶ”がそれぞれ前置される。
【００１０】
また、キー指令信号の認識と同時に行われる、デバイスの出力信号の音量の自動的な低減は、各々のデバイスが、更なる指令信号を受けるための準備状態、いわゆるユーザに“耳を傾ける”状態となったことを、ユーザが同時に知ることができるという、効果を奏する。デバイスは、任意的にまた追加的に、可視的若しくは音響的なキー指令信号の受信の確認を出力してよい。
【００１１】
音量低減は、好ましくは、例えばキー指令信号に後続する、指令信号が認識された後に自動的に再度実行される。これは、例えば、指令信号が各キー指令信号の直後に受信されることを意味する。代替的に、キー指令信号若しくは指令信号の認識後ある一定時間経過後に、音量を先に設定された音量に自動的に再調整することも可能である。かかる場合、指令信号の受信後ある一定時間だけ待機し、更なる指令信号が後続するか否かを確認するだろう。そのときだけ、デバイスは、自動的に、準備状態若しくは活性化状態から抜け出すよう切り替えられるだろう。
【００１２】
特に好ましい実施例の場合、出力信号の音量は、検出した指令信号エネルギの関数として低減される。指令信号エネルギは、受信した指令信号の信号エネルギを意味すると理解でき、キー指令信号は、必然的に、ある意味で（特別な）指令信号と理解されるべきである。従って、例えば、デバイス自身の出力信号の音量は、デバイス自身の出力信号が指令信号に対してあまりに大きくて指令信号の信頼性のある認識が保証できないときのみ、低減される。これは、出力信号エネルギ、又は、算出若しくは推定された出力信号の音響エコーと、指令信号エネルギとの間の比が算出されることで、単純に制御されてよい。この比が所定の閾値に対して特定の範囲内に属する場合のみ、音量が低減される。例えば、出力信号若しくは音響エコーのエネルギの指令信号エネルギに対する比が算出された場合、当該比が所定の閾値を上回ったときのみ音量が低減される。逆に、指令信号エネルギの出力信号若しくは音響エコーのエネルギに対する比が算出された場合、当該比が所定の閾値を下回ったときのみ音量が低減される。指令信号エネルギは、例えば受信手段の入力若しくはマイクロフォンで測定されてよい。
【００１３】
特に好ましい実施例の場合、出力信号の音量は、信号エネルギの比が所定の値となるまで厳密に低減される。ユーザにとって、これは、デバイス自身が出力する音響信号、例えばＣＤプレーヤからの音楽が静かであるとき、若しくはユーザがデバイスのマイクロフォンに非常に近い位置にいるとき、音楽の音量は低減されず、変更されないままであることを意味する。他方、音量は、音楽のエネルギ及びマイクロフォンでの音声指令のエネルギが所定の比になるまで、低減される。この比は、予め定義されてよく、ユーザにより設定されてよく、或いは、認識手段の所与の認識の信頼性が達成されるよう自動的に定義されてよい。
【００１４】
かかる場合、特に、デバイスが、キー指令信号が認識されたことを表示する可視的若しくは音響的なディスプレイに対する更なる手段を有することは、キー指令信号の認識後に音量が低減されるという事実にユーザが常に頼ることができない故に、有用となる。
【００１５】
デバイスは、好ましくは、デバイスにより受信された全体の信号から、デバイス自身が出力する出力信号の音響エコーを除去するためのフィルタ手段を更に有する。即ち、新規な方法は、ＡＥＣ法と共に使用され、これにより、最適な認識性能を実現する。
【００１６】
オーディオデバイス若しくはオーディオヴィジュアルデバイスを制御するために使用される典型的な音声指令は、デバイスの音量を制御するための指令言葉である。これら“音量指令信号”は、例えば言葉“音量アップ”若しくは“音量ダウン”を含んでよい。本発明によれば音量がキー指令信号の認識後速やかにデバイスにより低減されるので、ユーザは、自己の音量指令信号自体が如何なる作用を有するかを認識できない場合ありうる。かかる音量指令信号に対して、それ故に、かかる音量指令信号の認識後、デバイス自身は、好ましくは、低減前に設定された値まで音量を初期的に戻す。その後、音量が、音量指令信号に対応する値に設定される。即ち、言葉“音量ダウン”が認識されたとき、例えば、音量が所与の度合いだけ低減され、言葉“音量アップ”が認識されたとき、音量が所与の度合いだけ増加される。
【００１７】
これより、本発明は、図示した実施例を参照して更に説明されるが、本発明はこれに限定されるものでない。
【００１８】
図１は、例えばＣＤプレーヤであるオーディオデバイスの概略図を示し、本発明にとって重要な部品のみが示されている。
【００１９】
オーディオデバイス１は、オーディオ信号源６を第１に含む。例えばＣＤプレーヤの場合、このオーディオ信号源６は、ＣＤドライブ、標本化手段、及び、音声信号に検出した光データを変換する電子部品である。オーディオ信号源６により生成される音声信号は、次いで、例えば従来的な出力段である増幅器８に供給され、そこから、本例では従来的なスピーカ２である音響出力手段２を介して出力される。
【００２０】
制御の目的のため、デバイス１は、例えばマイクロコントローラ等の形態であってよい制御手段５を含む。制御手段５によって、オーディオ信号源６が作動させられてよく、例えばＣＤ上の特定のトラックが選択されてよい。この制御の実現は、制御線１８により図中に示される。同様に、デバイス１の音量は、制御手段５を介して調整されてよい。これは、出力段８の作動により実現される。この制御の実現は、制御線１９により図中に示される。
【００２１】
制御指令は、本例では音声指令である音響的な指令信号ＢＳの形式でデバイス１により受信され、この制御指令は、線１４，１５に従って、ユーザにより本例ではマイクロフォン３である検出手段３を介して入力され、本例では音声認識システム４である認識手段４に供給される。認識された指令は、次いで、信号線１７を介して制御手段５に供給され、制御手段５は、受信した指令に従ってデバイス１の個々の構成要素を制御する。
【００２２】
図示するように、マイクロフォン３は、指令信号ＢＳのみならず、本例ではＣＤからの音楽であるデバイス１自身のスピーカ２が出力する音響信号によって生成される音響エコーＡＥをも検出する。音響エコーＡＥは、出力信号のみならず室の音響的なパラメータにも依存する。指令信号ＢＳの認識中に音響エコーＡＥによる干渉を低減するため、デバイスは、フィルタ手段９（以下、ＡＥＣユニットと称する）を含み、そこで、音響エコーＡＥが、マイクロフォン３が受信した全体の信号から除去される。
【００２３】
この目的のため、出力信号は、オーディオ信号源６からスピーカ２まで出力段８を介して延在する信号出力ブランチから、タップ点２１にて出力段８の前でタップされ、タップされた出力信号を伝達関数により変換するＡＥＣユニット９に信号線１１を介して供給される。この伝達関数は、推定された室内インパルス応答に対応する。各々の現在の室内インパルス応答は、反復法により算出され、更新が常に実行され、従って、例えば人若しくは物体の移動のような室内の変化を考慮する適応フィルタ処理が実行される。伝達関数により変換された出力信号は、ＡＥＣユニット９の加算器１０で信号線１４によるマイクロフォン３からの全体の信号から除去される。次いで、出力線１５を介して、理想的には指令信号ＢＳにのみ一致する残差信号が、ＡＥＣユニット９から音声認識システム４に供給される。ＡＥＣユニット９は、入力１２を更に含み、この入力１２に、制御手段５により出力段８に制御線１９を介して出力される制御信号が音量を調整するために印加される。伝達関数に対する係数は、かくしてＡＥＣユニット９で設定音量に従って変倍される。
【００２４】
本発明によれば、デバイス１は、減衰器７の形態の手段７を更に含み、これにより、デバイス１の音量が、キー指令信号ＳＢＳが音声認識システム４により認識された場合に低減される。本実施例では、それ故に、キー指令信号ＳＢＳが、第１の指令信号としてユーザにより話される必要がある。音声認識システム４は、この特別なキー指令信号ＳＢＳ、即ち例えば言葉“ＣＤ”のような特別なキーワードを単に待ち受けるように設計される。このキーワードが受信されると、音声認識システム４の全体の複雑な指令用語集が活性化し、デバイス１が準備モードとなり、例えば“音量アップ”、“音量ダウン”、“次の曲”、“トラック５”等のような更なる指令信号が認識及び受信される。キー指令信号ＳＢＳに後続する各々の指令信号ＢＳが認識されると、デバイス１は、キー指令信号ＳＢＳを再び待ち受ける状態に復帰する。
【００２５】
キー指令信号ＳＢＳの認識と同時に、減衰器７は、制御手段５により制御線２０を介して本発明により自動的に活性化され、かくしてデバイス１自身の出力信号の音量が低減される。このようにして、続く指令信号ＢＳ、即ち本来の指令が音声認識システム４にとって識別しやすいものとなる。音量は、例えばある値（例えば、１０ｄＢ）毎に低減されてよく、若しくは予め設定された音量レベルまで低減されてよい。
【００２６】
しかしながら、図示された実施例では、フィルタ１０の上流及び下流で信号入力ブランチに印加される信号は、制御手段５に信号線１３，１６を介して供給される。フィルタ１０の上流及び下流のこれらの信号から、制御手段５が、音響エコーＡＥがマイクロフォンで示すエネルギ、及び、実際に望まれる指令信号ＢＳが示すエネルギを算出することが可能である。制御手段５は、音響エコーＡＥの信号エネルギと指令信号ＢＳの信号エネルギとの間の所与の比が達成されるまで、減衰器７により出力信号の音量を低減するように設計される。信号エネルギの比がこの値を既に下回っている場合、音量は一切低減されない。即ち、音楽の音量は、音楽が静かであるとき、若しくはユーザがマイクロフォンに近い位置であり指令信号ＢＳが容易に識別されるときには低減されない。他方、音楽の音量は、音楽のエネルギ及びマイクロフォン入口での音声指令のエネルギが所定の比になるほど十分に正確に低減される。
【００２７】
信号出力ブランチの減衰器７は、図示された実施例のように、簡易なスイッチ２２によってバイパスされてよく、ユーザにより必要に応じて本発明による機能を非可動状態にすることが可能とされる。
【００２８】
分離した減衰器７は、本例では信号出力ブランチに配設され、ＡＥＣユニット９に対する出力信号のタッピングのために、信号がタップ点２１の前で減衰されるようにする。このようにして、音量の低減の結果、室内インパルス応答を推定するときにＡＥＣユニット９が当該音量低減を考慮するという事実が自動的に考慮される。ＡＥＣユニット９で考慮がなされないデバイス１の出力信号の音量の低減は、フィルタ１０でのフィルタ処理に起因して付加的な干渉をもたらすことになり、指令信号ＢＳの認識を阻害する傾向となるだろう。
【００２９】
分離した減衰器７に代わって、制御手段５の音量を、出力段８の調整によりキー指令信号ＳＢＳの認識後に低減することも可能である。
【００３０】
本発明によるデバイス１若しくは本発明による方法によれば、音声制御の認識の精度が、音声認識システムの入力信号の歪みを低減することによって大幅に向上する。ユーザは、音量の低減という形式で音声指令に対する準備がなされていることを示す肯定応答をデバイス１から受信するので、非常にユーザフレンドリな音声インターフェースが提供されることになる。更なる肯定応答が、任意的に、可視的な信号若しくは例えば信号音のような更なる音響信号の形式で後続してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
オーディオデバイスの概略図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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