(57)【要約】【課題】  音声認識処理に際して、認識率を向上させる。【解決手段】  複数個のマイクロフォン素子１２０から構成されるマイクロフォンアレー１１９に音声が入力されることにより個々のマイクロフォン素子１２０から出力される複数系統の音信号について、当該音信号に含まれる音声信号と雑音信号とが個々の系統毎に相違することを利用して雑音信号の低減処理を施し（マイクロフォンアレー処理部１３１）、ＳＮ比を改善した処理信号を生成した上で、発話区間の検出にはＳＮ比が改善された処理信号を用いてその検出精度を高め（発話区間検出部１４１）、こうして精度が高められた発話区間内から発話信号を取り出す処理に際しては、信号が変容している処理信号ではなく、変容がもたらされていない音信号を用いるようにした（発話区間抽出部１５１）。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のマイクロフォン素子から構成されるマイクロフォンアレーに音声が入力されることにより個々の前記マイクロフォン素子から出力される複数系統の音信号について、当該音信号に含まれる音声信号と雑音信号とが個々の系統毎に相違することを利用して雑音信号の低減処理を施し、ＳＮ比を改善した処理信号を生成する手段と、
前記処理信号に基づいて発話区間を検出し、発話区間情報として出力する手段と、
一の系統の前記音信号から前記発話区間情報によって特定される発話区間内の発話信号を抽出する手段と、
抽出された前記発話信号について音声認識処理を施し、認識結果を得る手段と、
を備える音声認識装置。
【請求項２】
複数個のマイクロフォン素子から構成されるマイクロフォンアレーに音声が入力されることにより個々の前記マイクロフォン素子から出力される複数系統の音信号について、当該音信号に含まれる音声信号と雑音信号とが個々の系統毎に相違することを利用して雑音信号の低減処理を施し、ＳＮ比を改善した処理信号を生成する手段と、
前記処理信号に基づいて発話区間を検出し、発話区間情報として出力する手段と、
複数系統の前記音信号から前記発話区間情報によって特定される発話区間内の発話信号を抽出する手段と、
抽出された複数系統の前記発話信号について音声認識処理を施し、複数の認識結果を得る手段と、
前記発話信号についての認識の成否と採用する前記発話信号との関係を定義する採用定義に従い、いずれか一つの前記認識結果を選択して出力する手段と、
を備える音声認識装置。
【請求項３】
複数個のマイクロフォン素子から構成されるマイクロフォンアレーに音声が入力されることにより個々の前記マイクロフォン素子から出力される複数系統の音信号について、当該音信号に含まれる音声信号と雑音信号とが個々の系統毎に相違することを利用して雑音信号の低減処理を施し、ＳＮ比を改善した処理信号を生成する手段と、
前記処理信号に基づいて発話区間を検出し、発話区間情報として出力する手段と、
複数系統の前記音信号から前記発話区間情報によって特定される発話区間内の発話信号を抽出する手段と、
抽出された複数系統の前記発話信号について音声認識処理を施し、複数の認識結果を得る手段と、
前記認識結果についてその確度を表現する認識スコアを算出する手段と、
最も高い前記認識スコアに対応する前記認識結果を選択して出力する手段と、
を備える音声認識装置。
【請求項４】
複数個のマイクロフォン素子から構成されるマイクロフォンアレーに音声が入力されることにより個々の前記マイクロフォン素子から出力される複数系統の音信号について、当該音信号に含まれる音声信号と雑音信号とが個々の系統毎に相違することを利用して雑音信号の低減処理を施し、ＳＮ比を改善した処理信号を生成する手段と、
前記処理信号に基づいて発話区間を検出し、発話区間情報として出力する手段と、
複数系統の前記音信号から前記発話区間情報によって特定される発話区間内の発話信号を抽出する手段と、
抽出された複数系統の前記発話信号について音声認識処理を施し、複数の認識結果を得る手段と、
発話信号を抽出する前記音信号の音量を算出する手段と、
最小音量の前記音信号に対応する前記認識結果を選択して出力する手段と、
を備える音声認識装置。
【請求項５】
コンピュータにインストールされ、当該コンピュータに、
複数個のマイクロフォン素子から構成されるマイクロフォンアレーに音声が入力されることにより個々の前記マイクロフォン素子から出力される複数系統の音信号について、当該音信号に含まれる音声信号と雑音信号とが個々の系統毎に相違することを利用して雑音信号の低減処理を施し、ＳＮ比を改善した処理信号を生成する手段と、
前記処理信号に基づいて発話区間を検出し、発話区間情報として出力する手段と、
一の系統の前記音信号から前記発話区間情報によって特定される発話区間内の発話信号を抽出する手段と、
抽出された前記発話信号について音声認識処理を施し、認識結果を得る手段と、
を実行させる音声認識処理用プログラム。
【請求項６】
コンピュータにインストールされ、当該コンピュータに、
複数個のマイクロフォン素子から構成されるマイクロフォンアレーに音声が入力されることにより個々の前記マイクロフォン素子から出力される複数系統の音信号について、当該音信号に含まれる音声信号と雑音信号とが個々の系統毎に相違することを利用して雑音信号の低減処理を施し、ＳＮ比を改善した処理信号を生成する手段と、
前記処理信号に基づいて発話区間を検出し、発話区間情報として出力する手段と、
複数系統の前記音信号から前記発話区間情報によって特定される発話区間内の発話信号を抽出する手段と、
抽出された複数系統の前記発話信号について音声認識処理を施し、複数の認識結果を得る手段と、
前記発話信号についての認識の成否と採用する前記発話信号との関係を定義する採用定義に従い、いずれか一つの前記認識結果を選択して出力する手段と、
を実行させる音声認識処理用プログラム。
【請求項７】
コンピュータにインストールされ、当該コンピュータに、
複数個のマイクロフォン素子から構成されるマイクロフォンアレーに音声が入力されることにより個々の前記マイクロフォン素子から出力される複数系統の音信号について、当該音信号に含まれる音声信号と雑音信号とが個々の系統毎に相違することを利用して雑音信号の低減処理を施し、ＳＮ比を改善した処理信号を生成する手段と、
前記処理信号に基づいて発話区間を検出し、発話区間情報として出力する手段と、
複数系統の前記音信号から前記発話区間情報によって特定される発話区間内の発話信号を抽出する手段と、
抽出された複数系統の前記発話信号について音声認識処理を施し、複数の認識結果を得る手段と、
前記認識結果についてその確度を表現する認識スコアを算出する手段と、
最も高い前記認識スコアに対応する前記認識結果を選択して出力する手段と、
を実行させる音声認識処理用プログラム。
【請求項８】
コンピュータにインストールされ、当該コンピュータに、
複数個のマイクロフォン素子から構成されるマイクロフォンアレーに音声が入力されることにより個々の前記マイクロフォン素子から出力される複数系統の音信号について、当該音信号に含まれる音声信号と雑音信号とが個々の系統毎に相違することを利用して雑音信号の低減処理を施し、ＳＮ比を改善した処理信号を生成する手段と、
前記処理信号に基づいて発話区間を検出し、発話区間情報として出力する手段と、
複数系統の前記音信号から前記発話区間情報によって特定される発話区間内の発話信号を抽出する手段と、
抽出された複数系統の前記発話信号について音声認識処理を施し、複数の認識結果を得る手段と、
発話信号を抽出する前記音信号の音量を算出する手段と、
最小音量の前記音信号に対応する前記認識結果を選択して出力する手段と、
を実行させる音声認識処理用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロフォンアレー技術を利用する音声認識装置及び音声認識処理用プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
音声認識処理は、マイクロフォンから取り込んだ音声を登録されている認識対象語句と比較することで音声認識結果を得る技術である。このような音声認識処理は、雑音環境下において認識性能が著しく低下してしまうため、雑音対策が重要な課題となっている。
【０００３】
このような雑音対策としては、従来から、複数個のマイクロフォン素子から構成されるマイクロフォンアレーを用いた雑音信号の低減処理が知られている（非特許文献１参照）。この処理は、マイクロフォンアレーに音声が入力されることにより個々のマイクロフォン素子から出力される複数系統の音信号について、当該音信号に含まれる音声信号と雑音信号とが個々の系統毎に相違することを利用して雑音信号の低減処理を施し、ＳＮ比を改善した処理信号を生成する、というものである。
【０００４】
このようなマイクロフォンアレーを用いた雑音信号の低減処理は、遅延和アレー処理と適用型マイクロフォンアレー処理とに大別することができる。
【０００５】
遅延和アレー処理は、個々のマイクロフォン素子から出力される複数系統の音信号について、目的方向から到来する音信号をそれぞれ同相化した上で、同相化した複数系統の音信号を加算して処理信号とする処理である。目的方向から到来する音信号は音声信号と考えられるので、これを同相化して加算すれば、当該音声信号は強調された信号となる。これに対して、目的方向以外から到来する信号は雑音信号と考えられる。そこで、雑音信号については同相化せず、これによって時間的にずれた波形となるため、加算しても強調効果が弱い。その結果、音声信号の方が雑音信号よりも強調され、相対的に雑音信号を低減することができる。
【０００６】
適用型マイクロフォンアレー処理では、雑音信号を同相化させる。そして、個々のマイクロフォン素子から出力される複数系統の音信号から同相化させた雑音信号を減算することで、雑音信号を消去する、という処理である。
【０００７】
【非特許文献１】「電子情報通信学会編  音響システムとデジタル処理」    大賀寿郎、山崎芳男、金田豊  共著    社団法人電子情報通信学会  発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
マイクロフォンアレーを用いた雑音信号の低減処理を施すことで、確実な雑音信号の低減を図ることができる。その反面、前述したような雑音信号の低減処理は、音声信号の変容を招来する。音声信号の変容は、遅延和アレー処理と適用型マイクロフォンアレー処理とのいずれの処理を採用した場合にも発生する。このため、変容した音声信号に基いて音声認識処理を実行することになるため、認識率が低下を招いてしまうという問題が生ずる。
【０００９】
本発明の目的は、音声認識処理に際して、認識率を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の音声認識装置は、複数個のマイクロフォン素子から構成されるマイクロフォンアレーに音声が入力されることにより個々の前記マイクロフォン素子から出力される複数系統の音信号について、当該音信号に含まれる音声信号と雑音信号とが個々の系統毎に相違することを利用して雑音信号の低減処理を施し、ＳＮ比を改善した処理信号を生成する手段と、前記処理信号に基づいて発話区間を検出し、発話区間情報として出力する手段と、前記発話区間情報によって特定される発話区間内の前記音信号から発話信号を抽出する手段と、抽出された前記発話信号について音声認識処理を施し、認識結果を得る手段と、を備える。
【００１１】
請求項１記載の発明は、一の系統の前記音信号から発話信号を抽出し、この発話信号について音声認識処理を施すようにした。
【００１２】
請求項２記載の発明は、複数系統の前記音信号から前記発話区間情報によって特定される発話区間内の発話信号を抽出し、抽出された複数系統の前記発話信号について音声認識処理を施し、複数の認識結果を得、前記発話信号についての認識の成否と採用する前記発話信号との関係を定義する採用定義に従い、いずれか一つの前記認識結果を選択して出力するようにした。
【００１３】
請求項３記載の発明は、複数系統の前記音信号から前記発話区間情報によって特定される発話区間内の発話信号を抽出し、抽出された複数系統の前記発話信号について音声認識処理を施し、複数の認識結果を得、前記認識結果についてその確度を表現する認識スコアを算出し、最も高い前記認識スコアに対応する前記認識結果を選択して出力するようにした。
【００１４】
請求項４記載の発明は、複数系統の前記音信号から前記発話区間情報によって特定される発話区間内の発話信号を抽出し、抽出された複数系統の前記発話信号について音声認識処理を施し、複数の認識結果を得、発話信号を抽出する前記音信号の音量を算出し、最小音量の前記音信号に対応する前記認識結果を選択して出力するようにした。
【００１５】
更に、本発明は、コンピュータにインストールされ、当該コンピュータに上記処理各手段を実行させる音声認識処理用プログラムをも規定する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＳＮ比を改善した処理信号に基づく発話区間の検出を実行することでその検出精度を高め、こうして精度が高められた発話区間内の変容していない音信号から発話信号を抽出して音声認識処理を施すようにしたので、その認識率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の第１の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本実施の形態の音声認識装置のハードウェア構成を示すブロック図である。本実施の形態の音声認識装置１０１は、マイクロコンピュータによって実現されている。つまり、マイクロコンピュータは、各種演算処理を実行して各部を集中的に制御するＣＰＵ１０２を備え、このＣＰＵ１０２には、固定データを固定的に記憶するＲＯＭ１０３と、可変データを書き換え自在に記憶するＲＡＭ１０４と、ＨＤＤ１０５とがバスライン１０６を介して接続されている。
【００１９】
また、ＣＰＵ１０２には、磁気ディスク１０７に対する情報の書き込みと読み取りとを実行する磁気ディスクドライブ１０８、ＣＤ系やＤＶＤ系等の各種の光ディスク１０９に対する情報の読み取り、情報書き込み可能な光ディスク１０９に対しては書き込みを実行する光ディスクドライブ１１０、各種のＩ／Ｏ１１１、及び通信インターフェース１１２がバスライン１０６を介して接続されている。
【００２０】
また、音声認識装置１０１を構成するマイクロコンピュータは、ディスプレイ１１３に情報を出力し、キーボード１１４及びポインティングデバイス１１５から情報を入力することができる。そのために、ディスプレイ１１３は表示制御回路１１６を介して、キーボード１１４及びポインティングデバイス１１５は入力制御回路１１７を介して、それぞれＣＰＵ１０２に接続されている。表示制御回路１１６及び入力制御回路１１７は、バスライン１０６に接続されてＣＰＵ１０２との間で通信自在である。
【００２１】
更に、音声認識装置１０１を構成するマイクロコンピュータは、音声入力回路１１８を備えている。音声入力回路１１８は、一例として、図示しない増設基板上に集積回路として形成され、音声認識装置１０１を構成するマイクロコンピュータの図示しない増設基板追加用スロットに差し込まれている。そして、音声入力回路１１８にはマイクロフォンアレー１１９が接続されている。マイクロフォンアレー１１９は、複数個のマイクロフォン素子１２０（図２参照）から構成されており、入力された音声等の音をそれらのマイクロフォン素子１２０から取り込み、個々のマイクロフォン素子１２０から出力する構造のものである。したがって、マイクロフォンアレー１１９は、マイクロフォン素子１２０の数だけの系統の音信号を出力することになる。音声入力回路１１８は、マイクロフォンアレー１１９が有する個々のマイクロフォン素子１２０に対応させて、増幅器１２１とアナログデジタルコンバータ１２２とを備えている（図２参照）。したがって、音声入力回路１１８は、マイクロフォンアレー１１９に入力された音信号をデジタル信号に変換し、マイクロフォン素子１２０の数だけの系統のデジタル化された音信号としてバスライン１０６上に出力可能である。
【００２２】
別の実施の形態として、音声入力回路１１８をソフトウェアによって生成することも可能である。もっても、処理速度の上からは、集積回路によって音声入力回路１１８を構成することが好ましい。
【００２３】
更に別の実施の形態としては、マイクロフォンアレー１１９それ自体が増幅器１２１及びアナログデジタルコンバータ１２２を内蔵していても良い。つまり、マイクロフォンアレー１１９は、音声認識装置１０１を構成するマイクロコンピュータから見ると、別付け部品ということになるが、このようなマイクロフォンアレー１１９を構成する図示しないハウジングが増幅器１２１及びアナログデジタルコンバータ１２２を内蔵していても良い。この場合、音声入力回路１１８は、アナログデジタルコンバータ１２２から出力されたデジタル化された音信号を例えばＲＡＭ１０４に向けて出力する構成を主要構成として備えているだけで良い。
【００２４】
ここで、音声認識装置１０１を構成するマイクロコンピュータは、ＨＤＤ１０５に各種の処理プログラムをインストールすることが可能である。代表的には、ＯＳ（オペレーティングシステム）がインストールされている他、ＨＤＤ１０５には、音声認識処理用プログラムもインストールされている。このような音声認識処理用プログラムは、一例として、磁気ディスク１０７に記憶保存され、磁気ディスクドライブ１０８を介して読み取られてＨＤＤ１０５にインストールされる。音声認識処理用プログラムは、別の一例として、光ディスク１０９に記憶保存され、光ディスクドライブ１１０を介して読み取られてＨＤＤ１０５にインストールされる。更に別の一例として、音声認識処理用プログラムは、通信インターフェース１１２を介して接続された上位機（例えばイントラネットの場合）やウェブページ（例えばインターネットの場合）からダウンロードし、ＨＤＤ１０５にインストールしたものであっても良い。これらの各種例において、ＨＤＤ１０５、磁気ディスク１０７、光ディスク１０９は、音声認識処理用プログラムを記憶する記憶媒体となる。
【００２５】
音声認識装置１０１を構成するマイクロコンピュータの起動時、処理速度の高速度化を図るために、ＨＤＤ１０５にインストールされたＯＳの全部又は一部がＲＡＭ１０４にコピーされる。同様の目的で、ＨＤＤ１０５にインストールされた音声認識用処理プログラムも、一例としてその起動時等のタイミングで、その全部又は一部がＲＡＭ１０４にコピーされる。これにより、音声認識用処理プログラムは、単独で、あるいはＯＳと協働して、ＣＰＵ１０２に各種機能を実行させる。これらの機能は、音声認識用処理プログラムが意図する目的達成手段としても認識し得る。
【００２６】
図２は、音声認識装置１０１の機能ブロック図である。この機能ブロック図は、音声認識装置１０１を構成するマイクロコンピュータにおいて、起動した音声認識用処理プログラムに従いＣＰＵ１０２が実行される各種機能をブロック化して示すものである。これらの各種機能ブロックとして、音声認識装置１０１は、マイクロフォンアレー処理部１３１、発話区間検出部１４１、発話区間抽出部１５１、及び音声認識部１６１を有する。
【００２７】
マイクロフォンアレー処理部１３１は、マイクロフォンアレー１１９が備えるマイクロフォン素子１２０から出力されて増幅器１２１で増幅されアナログデジタルコンバータ１２２でデジタル変換された複数系統の音信号について、当該音信号に含まれる音声信号と雑音信号とが個々の系統毎に相違することを利用して雑音信号の低減処理を施し、ＳＮ比を改善した処理信号を生成する。マイクロフォンアレー処理部１３１による雑音信号の低減処理は、一例として遅延和アレー処理により実行され、別の一例として適用型マイクロフォンアレー処理により実行される。
【００２８】
遅延和アレー処理は、前述したように、個々のマイクロフォン素子１２０から出力される複数系統の音信号について、目的方向から到来する音信号をそれぞれ同相化した上で、同相化した複数系統の音信号を加算して処理信号とする処理である。このため、遅延和アレー処理では、音声信号が到来する目的方向が既知である必要がある。こうすることで、目的方向から到来する音信号は音声信号となり、これを同相化して加算すれば、当該音声信号は強調された信号となる。これに対して、目的方向以外から到来する信号は雑音信号となるので、雑音信号については同相化しない。これによって、雑音信号は時間的にずれた波形となるため、加算しても強調効果が弱い。その結果、音声信号の方が雑音信号よりも強調され、相対的に雑音信号を低減することができるわけである。
【００２９】
適用型マイクロフォンアレー処理は、前述したように、雑音信号を同相化させ、個々のマイクロフォン素子１２０から出力される複数系統の音信号から同相化させた雑音信号を減算することで、雑音信号を消去する処理である。適用型マイクロフォンアレー処理においては、遅延和アレー処理と異なり、遅延量、換言すると雑音信号の到来方向を知っている必要がない。あるマイクロフォン素子１２０から出力される一の系統の音信号の位相を基準とし、減算出力のパワーを監視しながら、他のマイクロフォン素子１２０から出力される別の系統の音信号の位相を遅延させ、減算出力のパワーの値が最小となるように各遅延量を設定すれば良い。減算出力のパワーの値が最小となれば、雑音は消去されたことになる。
【００３０】
以上、マイクロフォンアレー処理部１３１による雑音信号の低減処理として、遅延和アレー処理と適用型マイクロフォンアレー処理とを紹介した。もっとも、本実施の形態のマイクロフォンアレー処理部１３１は、マイクロフォンアレー１１９が備えるマイクロフォン素子１２０から出力された複数系統の音信号について、当該音信号に含まれる音声信号と雑音信号とが個々の系統毎に相違することを利用した雑音信号の低減処理を実行するのであれば、その処理形式を問わない。また、マイクロフォンアレー処理部１３１が実行すべき処理については、前述した非特許文献１を参照することで、各種処理を容易に実施可能である。
【００３１】
発話区間検出部１４１は、マイクロフォンアレー処理部１３１が出力する処理信号に基づいて発話区間を検出し、発話区間情報として出力する処理を実行する。このような発話区間検出部１４１での処理としては、音声パワー包絡の立ち上がり立ち下りにより検出する手法、基本周波数を抽出して検出する手法等、従来から知られている様々な手法を採用して実施することができる。
【００３２】
発話区間抽出部１５１は、一の系統の音信号から発話区間情報によって特定される発話区間内の発話信号を抽出する処理を実行する。どの音信号を採用するかは、予め固定的に定めておけば良い。発話区間抽出部１５１が実施する発話信号の抽出処理は、従来から採用されている各種の処理によって容易に実施可能である。
【００３３】
本実施の形態において重要なことは、第一に、発話信号を抽出すべき発話区間として、発話区間情報によって特定される発話区間を採用している点である。つまり、発話区間情報は、前述したマイクロフォンアレー処理部１３１の処理によって生成された処理信号に基いて発話区間検出部１４１によって検出された発話区間である。マイクロフォンアレー処理部１３１は、アナログデジタルコンバータ１２２によってデジタル化された音信号から雑音信号を低減させた音信号、つまり、ＳＮ比が改善された処理信号を生成する。発話区間検出部１４１は、そのようなＳＮ比が改善された処理信号に基づいて発話区間を検出するので、高い精度で発話区間を検出し得る。
【００３４】
本実施の形態において重要なことの第二は、発話区間抽出部１５１において、マイクロフォンアレー処理部１３１によって生成された処理信号を利用して発話信号を抽出するのではなく、アナログデジタルコンバータ１２２によってデジタル信号に変換された音信号中、一の系統の音信号から発話信号を抽出する処理が実行される点である。前述したように、マイクロフォンアレー処理部１３１によって生成された処理信号は、雑音信号の低減という側面については優れた特性を有する反面、音声信号の変容を招来してしまう。このため、そのような変容した音声信号である処理信号から発話信号を抽出すると、その後に続く音声認識部１６１での音声認識処理での認識率を低下させてしまう。そこで、本実施の形態では、発話区間抽出部１５１ではアナログデジタルコンバータ１２２によってデジタル信号に変換された一の系統の音信号を用い、この音信号から発話信号を抽出する処理を実行する。これは、マイクロフォンアレー処理部１３１によって生成される前の音信号には雑音信号が含まれているとしても、マイクロフォンアレー処理部１３１による生成後の音信号が変容してしまっている処理信号を用いた声認識処理の処理結果よりは、雑音信号交じりの音信号に基づく音声認識処理の処理結果の方が、認識率の低下が少ないという知見に基づくものである。
【００３５】
音声認識処理は、抽出された発話信号を辞書に登録された認識対象語句と比較し、近似する認識対象語句を抽出する、という処理である。このような音声認識処理は、従来から知られている様々な手法によって実行可能である。
【００３６】
この際、音声認識部１６１は、抽出された発話信号、つまり、アナログデジタルコンバータ１２２によってデジタル信号に変換された一の系統の音信号から抽出された発話信号について音声認識処理を施し、認識結果を得る。その結果、本実施の形態では、音声認識部１６１による音声認識処理の認識率を向上させることが可能である。
【００３７】
以上、本実施の形態では、マイクロコンピュータによって音声認識装置１０１を実現させた一例を示した。これに対して、別の実施の一形態としては、図２に示すマイクロフォンアレー処理部１３１、発話区間検出部１４１、発話区間抽出部１５１及び音声認識部１６１の全部又は一部を、集積回路によって実現させても良い。
【００３８】
本発明の第２の実施の形態を図３ないし図５に基づいて説明する。第１の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。
【００３９】
図３は、本実施の形態の音声認識装置１０１の機能ブロック図である。本実施の形態が第１の実施の形態と相違する点は、発話区間抽出部１５１が取り込むデジタル化された音信号の数である。本実施の形態では、一例として、マイクロフォンアレー１１９は、図３中で「Ａ」と「Ｂ」と表記される二つのマイクロフォン素子１２０を備えている。そして、発話区間抽出部１５１は、それらの二つのマイクロフォン素子１２０が出力する両系統の音信号のいずれをも取り込み、両系統の信号から発話区間検出部１４１によって検出された発話区間情報によって特定される発話区間内の発話信号を抽出する処理を実行する。そして、音声認識部１６１は、それらの二系統の抽出された発話信号に対して音声認識処理を施し、二種類の認識結果を得る。
【００４０】
別の実施の形態として、マイクロフォンアレー１１９は、三つ以上のマイクロフォン素子１２０を備えて三系統以上のデジタル化された音信号を出力し、これらの各系統の音信号がマイクロフォンアレー処理部１３１に送信される構成であっても良い。この場合、発話区間抽出部１５１は、マイクロフォンアレー１１９が出力する全ての系統のデジタル化された音信号から発話信号を抽出する構成であっても、マイクロフォンアレー１１９が出力する一部の系統のデジタル化された音信号のみから発話信号を抽出する構成であっても、いずれでも良い。
【００４１】
図４は、採用定義を例示する模式図である。本実施の形態では、音声認識処理用プログラムは、採用定義２０１を有している。採用定義２０１は、発話信号についての認識の成否と採用する発話信号との関係を定義する。図４中、認識結果Ａは、図３中で「Ａ」と表記されているマイクロフォン素子１２０から出力されてアナログデジタルコンバータ１２２でデジタル化された音信号に基づく認識結果を、認識結果Ｂは、図３中で「Ｂ」と表記されているマイクロフォン素子１２０から出力されてアナログデジタルコンバータ１２２でデジタル化された音信号に基づく認識結果を、それぞれ示している。図４中の選択規則は、選択される方の認識結果である。図４に示すように、認識結果Ａと認識結果Ｂとが共に認識成功の場合、認識結果Ａが選択される。認識結果Ａが認識成功で認識結果Ｂが認識失敗の場合も同様である。これに対して、認識結果Ａが認識失敗で認識結果Ｂが認識成功の場合には、認識結果Ｂが選択される。認識結果Ａと認識結果Ｂとが共に認識失敗の場合は、エラーとなり、いずれの認識結果も採用されない。
【００４２】
図３に戻る。図３に示すように、本実施の形態の音声認識装置１０１は、第１の実施の形態の音声認識装置１０１が備えていない音声認識結果選択部１７１を備えている。この音声認識結果選択部１７１は、音声認識処理用プログラムに従いＣＰＵ１０２が実行する機能の一つであり、図４に例示する採用定義２０１に従い、いずれか一つの認識結果を選択して出力する。
【００４３】
したがって、本実施の形態によれば、発話区間抽出部１５１は、二つのマイクロフォン素子１２０が出力する両系統の音信号のいずれをも取り込んで発話信号を抽出し、これらの二系統の発話信号に対して音声認識部１６１が音声認識処理を施して二種類の認識結果を得る。そして、音声認識結果選択部１７１が採用定義２０１に従いいずれか一つの認識結果を選択して出力する。
【００４４】
図５は、採用定義２０１に従った認識結果の選択態様を例示する模式図である。音声認識部１６１での音声認識処理の結果、認識結果Ａは認識失敗であり、認識結果Ｂは認識成功で「ラーメン」という認識結果が得られた場合、音声認識結果選択部１７１は、採用定義２０１に従い認識結果Ｂ、つまり「ラーメン」という認識結果を選択して出力する。
【００４５】
このように、本実施の形態によれば、二種類の認識結果から採用定義２０１に従い選択された認識結果が選択されて出力されるので、音声認識処理での認識率がより向上する。
【００４６】
本発明の第３の実施の形態を図６に基づいて説明する。第２の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。
【００４７】
図６は、認識結果に基づく認識スコアを例示する模式図である。本実施の形態は、認識結果Ａと認識結果Ｂとのいずれかを採用して出力する点については、第２の実施の形態と共通性を有している。これに対して、本実施の形態では、図４に例示するような採用定義２０１を用いず、認識結果に伴われる認識スコアに基づいていずれの認識結果を採用するのかを選択する。この点が、第２の実施の形態との相違である。
【００４８】
つまり、音声認識結果選択部１７１は、認識結果についてその確度を表現する認識スコアを算出する。認識スコアの算出手法については、従来の様々な手法を採用することができ、その説明も省略する。そして、音声認識結果選択部１７１は、最も高い認識スコアに対応する認識結果を選択して出力する。
【００４９】
例えば、図６を参照すると、図６（ａ）は、図３中で「Ａ」と表記されているマイクロフォン素子１２０から出力されてアナログデジタルコンバータ１２２でデジタル化された音信号に基づく認識結果Ａを、図６（ｂ）は、図３中で「Ｂ」と表記されているマイクロフォン素子１２０から出力されてアナログデジタルコンバータ１２２でデジタル化された音信号に基づく認識結果Ｂを、それぞれ示している。認識結果Ａは、発話区間抽出部１５１で音信号から抽出された発話信号に基づいて、「ラーメン」、「ラー油」、「メンマ」という三種類の認識結果を順位１、２、３の順番で得ている。音声認識結果選択部１７１が算出したそれぞれの認識スコアは、「ラーメン」が７０、「ラー油」が５０、「メンマ」が２０である。なお、図６（ａ）中、順位４は認識失敗であるが、認識スコアは１０として算出されている。また、認識結果Ｂは、発話区間抽出部１５１で音信号から抽出された発話信号に基づいて、「ラー油」、「ラーメン」、「メンマ」という三種類の認識結果を順位１、２、４の順番で得ている。音声認識結果選択部１７１が算出したそれぞれの認識スコアは、「ラー油」が６０、「ラーメン」が３０、「メンマ」が５である。なお、図６（ｂ）中、順位３は認識失敗であるが、認識スコアは１０として算出されている。したがって、図６の示す一例では、音声認識結果選択部１７１は、最も高い認識スコアである７０に対応する認識結果、つまりラーメンを選択して出力することになる。
【００５０】
このように、本実施の形態によれば、二種類の認識結果に伴われる認識スコアが最も高い認識結果が選択されて出力されるので、音声認識処理での認識率がより向上する。
【００５１】
本発明の第４の実施の形態を図７及び図８に基づいて説明する。第２の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。本実施の形態は、認識結果Ａと認識結果Ｂとのいずれかを採用して出力する点については、第２の実施の形態と共通性を有している。これに対して、本実施の形態では、図４に例示するような採用定義２０１を用いず、発話区間抽出部１５１が抽出する二系統の発話信号の音量に大小に応じていずれの認識結果を採用するのかを選択する。この点が、第２の実施の形態との相違である。
【００５２】
図７は、本実施の形態の音声認識装置の機能ブロック図である。本実施の形態の音声認識装置１０１は、音声認識処理用プログラムに従いＣＰＵ１０２が実行する機能の一つとして、音量算出部１８１を備えている。音量算出部１８１は、二つのマイクロフォン素子１２０が出力する両系統の音信号から発話区間抽出部１５１が抽出する発話信号を取り込み、その音量を算出する。音量は、二系統の発話信号の振幅を参照することで、容易に算出される。
【００５３】
音声認識結果選択部１７１は、音量算出部１８１が算出した音量のうち、最小音量の音信号に対応する認識結果を選択して出力する。これは、二系統の発話信号にはいずれにも話者の音声信号が含まれているのに対して、音量が大きい方の発話信号はそのような音声信号以外の雑音信号が多く含まれていると予想されるからである。
【００５４】
図８は、二系統の音信号のそれぞれについて算出された音量を例示する模式図である。図８中、発話信号Ａは、図３中で「Ａ」と表記されているマイクロフォン素子１２０から出力されてアナログデジタルコンバータ１２２でデジタル化された音信号に基づく発話信号を、発話信号Ｂは、図３中で「Ｂ」と表記されているマイクロフォン素子１２０から出力されてアナログデジタルコンバータ１２２でデジタル化された音信号に基づく発話信号を、それぞれ示している。図８に示す一例では、発話信号Ａは−２０ｄＢ、発話信号Ｂは−２５ｄＢである。したがって、音声認識結果選択部１７１は、より音量が小さい方の発話信号Ｂに対応する認識結果を選択して出力することになる。つまり、発話信号Ａに対応する認識結果である「ラーメン」は選択されず、発話信号Ｂに対応する認識結果である「ラー油」が選択されることになる。
【００５５】
このように、本実施の形態によれば、二種類の認識結果から音量が小さい方の発話信号に対応する認識結果が選択されて出力されるので、音声認識処理での認識率がより向上する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１の実施の形態として、音声認識装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】音声認識装置の機能ブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す音声認識装置の機能ブロック図である。
【図４】採用定義を例示する模式図である。
【図５】採用定義に従った認識結果の選択態様を例示する模式図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示す認識結果に基づく認識スコアを例示する模式図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態を示す音声認識装置の機能ブロック図である。
【図８】二系統の音信号のそれぞれについて算出された音量を例示する模式図である。
【符号の説明】
【００５７】
１１９  マイクロフォンアレー
１２０  マイクロフォン素子
２０１  採用定義
【図１】
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【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】
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【図８】
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