(57)【要約】【課題】ユーザの発話区間を検出するための閾値をより正確に変化させることが可能な音声認識システム及び音声認識装置を提供する。【解決手段】音声認識システム１では、テレビ２１と、音声入力部１１ａと、発話区間検出部１３とを備え、発話区間検出部１３によって、音声入力部１１ａにより入力された音声から、ユーザの発話区間を検出する。さらに、発話区間検出部１４は、音声入力部１１ａにより入力された音声から、ユーザの発話区間を検出するための閾値を有し、閾値を超える音圧を有する音声部分をユーザの発話区間として検出すると共に、テレビ２１から音声信号を入力し、入力した音声信号に応じて閾値を変化させる。【選択図】図１
2009109536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力した音声からユーザが発話した発話区間を検出する音声認識システムであって、
音声信号に基づく音声を出力する音声出力機器と、
前記音声出力機器により出力された音声とユーザの発話による音声とを入力する音声入力手段と、
前記音声入力手段により入力された音声から、ユーザの発話区間を検出する発話区間検出手段と、
前記発話区間検出手段により検出された発話区間の音声と予め記憶される音声サンプルとを照合して音声認識する認識照合処理手段と、を備え、
前記発話区間検出手段は、前記音声入力手段により入力された音声から、ユーザの発話区間を検出するための閾値を有し、前記閾値を超える音圧を有する音声部分をユーザの発話区間として検出すると共に、前記音声出力機器からの前記音声信号が入力され、入力された音声信号に応じて前記閾値を変化させる
ことを特徴とする音声認識システム。
【請求項２】
前記音声出力機器の音声信号と、前記音声出力機器から出力された音声が前記音声入力手段に入力されたときの入力信号とに基づいて、前記音声出力機器から出力された音声が前記音声入力手段に至るまでの音声の伝達特性を示すエコー係数を求めるエコー係数算出手段をさらに備え、
前記発話区間検出手段は、前記音声信号と前記エコー係数算出手段により算出されたエコー係数とから、前記閾値を変化させる
ことを特徴とする請求項１に記載の音声認識システム。
【請求項３】
前記エコー係数算出手段は、前記エコー係数を逐次求め、
前記発話区間検出手段は、前記音声信号と前記エコー係数算出手段により逐次算出されたエコー係数とから、前記閾値を変化させる
ことを特徴とする請求項２に記載の音声認識システム。
【請求項４】
前記発話区間検出手段は、前記音声出力機器のボリュームレベルを示すボリューム信号が入力され、ボリューム信号が示すボリュームレベルに応じて前記閾値を補正する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の音声認識システム。
【請求項５】
入力した音声からユーザが発話した発話区間を検出する音声認識装置であって、
音声信号に基づいて音声を出力する音声出力機器により出力された音声とユーザの発話による音声とを入力する音声入力手段と、
前記音声入力手段により入力された音声から、ユーザの発話区間を検出する発話区間検出手段と、
前記発話区間検出手段により検出された発話区間の音声と予め記憶される音声サンプルとを照合して音声認識する認識照合処理手段と、を備え、
前記発話区間検出手段は、前記音声入力手段により入力された音声から、ユーザの発話区間を検出するための閾値を有し、前記閾値を超える音圧を有する音声部分をユーザの発話区間として検出すると共に、前記音声出力機器からの前記音声信号が入力され、入力された音声信号に応じて前記閾値を変化させる
ことを特徴とする音声認識装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声認識システム及び音声認識装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ユーザからの発話音声を音声入力部から入力し、入力した発話音声が所定語彙に該当すると認識した場合に、認識した語彙に応じて制御機器を制御する音声認識システムが知られている。このような音声認識システムでは、音声入力部により入力された音声に雑音等が混ざっていることが多く、雑音をユーザからの発話音声であると誤認しないように、所定の閾値を記憶している。そして、音声認識システムは、音声入力部により入力された音声の音圧が所定の閾値以下である場合、雑音が入力されたと判断する。一方、音声認識システムは、音声入力部により入力された音声の音圧が所定の閾値を越える場合、閾値を超える区間を、ユーザの発話区間であると判断する。
【０００３】
しかし、このような音声認識システムでは、閾値が一定であるため、周囲の雑音が大きくなった場合、雑音をユーザの発話区間であると誤認してしまう。そこで、閾値を動的に変化させる音声認識システムが提案されている。このシステムによれば、閾値を動的に変化させるため、周囲の雑音が大きくなった場合には閾値を高めて、雑音をユーザの発話区間であると誤認しないようにしている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３１６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の音声認識システムでは、実際に入力した音声から雑音を求めて閾値を変化させているため、テレビ等から出力されて実際に入力した音声が、ユーザの発話音声と同じような音声である場合、雑音と判断できず、閾値を変化させることができない。また、従来の音声認識システムでは、統計処理により閾値を変化させるため、閾値を変化させるにはある程度のデータ量が必要となり、雑音が急激に大きくなったような場合には統計処理が間に合わず閾値を変化させることができない可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、ユーザの発話区間を検出するための閾値をより正確に変化させることが可能な音声認識システム及び音声認識装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る音声認識システムは、入力した音声からユーザが発話した発話区間を検出するものであって、音声信号に基づく音声を出力する音声出力機器と、音声出力機器により出力された音声とユーザの発話による音声とを入力する音声入力手段と、音声入力手段により入力された音声から、ユーザの発話区間を検出する発話区間検出手段と、発話区間検出手段により検出された発話区間の音声と予め記憶される音声サンプルとを照合して音声認識する認識照合処理手段と、を備えている。さらに、発話区間検出手段は、音声入力手段により入力された音声から、ユーザの発話区間を検出するための閾値を有し、閾値を超える音圧を有する音声部分をユーザの発話区間として検出すると共に、音声出力機器からの音声信号が入力され、入力された音声信号に応じて閾値を変化させる。
【０００７】
この音声認識システムによれば、音声出力機器の音声信号が入力され、入力された音声信号に応じて閾値を変化させる。ここで、音声出力機器からの出力される音声は確実にユーザの発話音声でなく、雑音であるといえる。このため、入力された音声信号に応じて閾値を変化させることで、たとえ音声出力機器からユーザの発話音声と全く同じ音声が出力されたとしても、その音声を雑音と判断でき、閾値を変化させることができる。また、統計処理のようにある程度のデータ量が必要とならず、音声出力機器からの音声が急激に変化したとしても、その変化に対応して閾値を変化させることができる。従って、ユーザの発話区間を検出するための閾値をより正確に変化させることができる。
【０００８】
また、本発明に係る音声認識システムにおいて、音声出力機器の音声信号と、音声出力機器から出力された音声が音声入力手段に入力されたときの入力信号とに基づいて、音声出力機器から出力された音声が音声入力手段に至るまでの音声の伝達特性を示すエコー係数を求めるエコー係数算出手段をさらに備え、発話区間検出手段は、音声信号と、エコー係数算出手段により算出されたエコー係数とから、前記閾値を変化させることが好ましい。
【０００９】
この音声認識システムによれば、エコー係数を求め、音声信号とエコー係数とから、閾値を変化させる。このため、音声出力機器から入力した音声信号のみならず、音声出力機器から空気中を伝搬する音の伝わり具合を示すエコー係数を用いて閾値を変化させることとなり、音声認識システムが用いられる環境（例えば音声出力機器から音声入力手段までの距離や、部屋の大きさや、反響のし易さなど）に応じて、適切に閾値を変化させることができる。
【００１０】
また、本発明に係る音声認識システムにおいて、エコー係数算出手段は、エコー係数を逐次求め、発話区間検出手段は、音声信号とエコー係数算出手段により逐次算出されたエコー係数とから、前記閾値を変化させることが好ましい。
【００１１】
この音声認識システムによれば、エコー係数を逐次求めて閾値を変化させるため、例えば音声出力機器から音声入力手段までの間に話者が立った場合など、時々刻々と変化する環境に応じたエコー係数を算出可能となり、一層適切に閾値を変化させることができる。
【００１２】
また、本発明に係る音声認識システムにおいて、発話区間検出手段は、音声出力機器のボリュームレベルを示すボリューム信号が入力され、ボリューム信号が示すボリュームレベルに応じて閾値を補正することが好ましい。
【００１３】
この音声認識システムによれば、音声出力機器のボリュームレベルを示すボリューム信号が入力され、ボリューム信号が示すボリュームレベルに応じて閾値を補正する。ここで、音声出力機器からの音声は、音声信号とボリュームレベルとによって決定される音量で出力される。このため、音声信号のみで閾値を変化させるよりも、さらにボリュームレベルを考慮して閾値を変化させた方が一層適切に閾値を変化させることができる。
【００１４】
また、本発明に係る音声認識装置は、入力した音声からユーザが発話した発話区間を検出するものであって、音声信号に基づく音声を出力する音声出力機器により出力された音声とユーザの発話による音声とを入力する音声入力手段と、音声入力手段により入力された音声から、ユーザの発話区間を検出する発話区間検出手段と、発話区間検出手段により検出された発話区間の音声と予め記憶される音声サンプルとを照合して音声認識する認識照合処理手段と、を備えている。さらに、発話区間検出手段は、音声入力手段により入力された音声から、ユーザの発話区間を検出するための閾値を有し、閾値を超える音圧を有する音声部分をユーザの発話区間として検出すると共に、音声出力機器からの音声信号が入力され、入力された音声信号に応じて閾値を変化させる。
【００１５】
この音声認識装置によれば、音声出力機器の音声信号が入力され、入力された音声信号に応じて閾値を変化させる。ここで、音声出力機器からの出力される音声は確実にユーザの発話音声でなく、雑音であるといえる。このため、入力された音声信号に応じて閾値を変化させることで、たとえ音声出力機器からユーザの発話音声と全く同じ音声が出力されたとしても、その音声を雑音と判断でき、閾値を変化させることができる。また、統計処理のようにある程度のデータ量が必要とならず、音声出力機器からの音声が急激に変化したとしても、その変化に対応して閾値を変化させることができる。従って、ユーザの発話区間を検出するための閾値をより正確に変化させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ユーザの発話区間を検出するための閾値をより正確に変化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】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る音声認識システムを示す構成図である。音声認識システム１は、入力した音声からユーザが発話した発話区間を検出し、発話区間の音声に対して認識照合処理を行い、処理の結果、ユーザの発話が所定の音声サンプルに該当すると認識した場合に、認識した音声サンプルに応じて制御機器２０を制御するものである。この音声認識システム１は、音声認識装置１０と、制御機器２０とからなっている。
【００１８】
音声認識装置１０は、ユーザから音声及びスイッチ操作による入力を受け付け、受け付けた入力内容に応じて制御機器２０を制御するための制御信号を出力するものである。この音声認識装置１０は、音声により制御機器２０を制御できる音声入力モードと、スイッチ操作により制御機器２０を制御できるボタン操作入力モードとが選択可能となっている。音声入力モードにおいて、音声認識装置１０は、ユーザからの発話音声を入力して、入力した発話音声が所定の音声サンプルに該当すると認識した場合に、認識した音声サンプルに応じて制御機器２０を制御する制御信号を出力する。また、ボタン操作入力モードにおいて、音声認識装置１０は、ユーザからのスイッチ操作を入力し、スイッチ操作に該当する内容で制御機器２０を制御する制御信号を出力する。
【００１９】
制御機器２０は、音声認識装置１０からの制御信号の内容に応じて動作する外部機器である。具体的に制御機器２０は、テレビ（音声出力機器）２１、浴室装置２２、及び換気扇２３の３機器からなっており、音声認識装置１０からの制御信号に応じて運転したり、運転を停止したりなどする。一例を挙げると、制御機器２０の１つであるテレビ２１は、音声認識装置１０からの制御信号によって、電源がオンされたり、チャンネルが変えられたりする。
【００２０】
図２は、図１に示した音声認識装置１０の設置例を示す外観図である。図２に示すように、音声認識装置１０は、例えば浴室に設けられる。浴室には、テレビ２１、浴室装置２２（図２において図示せず）、及び換気扇２３が設けられている。このうち、テレビ２１は、音声信号（具体的にはテレビ局からの電波）に基づいて音声を出力するものである。ここで、音声信号とは、音声出力の元となる信号成分のみを意味し、テレビ２１等から出力されて空気中に伝搬する音声自体を含まない概念である。さらに、浴室の浴槽３０付近には、音声認識装置１０の構成要素である後述のコントローラ１１が設置されている。
【００２１】
なお、図１及び図２では、テレビ２１、浴室装置２２、及び換気扇２３を制御機器２０の一例として挙げたが、これに限らず、制御機器２０は、床暖房機器やパーソナルコンピュータなど他の機器であってもよい。また、音声認識装置１０は浴室に設けられていなくともよく、寝室、リビング、会社のデスク付近及び会議室など、他の箇所に設けられていてもよい。
【００２２】
再度、図１を参照する。図１に示すように、音声認識装置１０は、コントローラ１１と、エコーキャンセル部（エコー係数算出手段）１２と、発話区間検出部（発話区間検出手段）１３と、認識照合処理部（認識照合処理手段）１４と、制御機器制御部１５と、装置制御部１６とを備えている。コントローラ１１は、ユーザから音声及びスイッチ操作による入力を受け付けるものである。図３は、図１に示したコントローラ１１の詳細を示す正面図である。図３に示すように、コントローラ１１は、音声入力部（音声入力手段）１１ａと、操作ボタン１１ｂと、表示部１１ｃと、ＬＥＤランプ１１ｄとを備えている。なお、表示部１１ｃ及びＬＥＤランプ１１ｄは他の部分１２〜１６，２０との接続関係がないため、図１における表示部１１ｃ及びＬＥＤランプ１１ｄの図示は省略した。
【００２３】
図３に示す音声入力部１１ａは、マイク等によって構成され、ユーザからの音声入力を受け付けるものである。また、音声入力部１１ａは、入力した音声の信号をデジタル化したうえでフレームデータ化して出力する構成となっている。操作ボタン１１ｂは、ユーザによるスイッチ操作を受け付けるものである。表示部１１ｃは、ＬＣＤなどによって構成され、各種制御機器２０の動作状況等（例えばふろの温度や現在時刻など）を表示するものである。ＬＥＤランプ１１ｄは、現在音声入力モードであるか、ボタン操作入力モードであるかをユーザに提示するものである。このＬＥＤランプ１１ｄは、３つのＬＥＤによって構成され、例えば１つが点灯しているときには音声入力モードであり、他の１つが点灯しているときにはボタン操作入力モードであり、残り１つが点灯しているときには双方のモードの併用状態であることを示す構成となっている。
【００２４】
具体的に各種操作ボタン１１ｂを説明する。各種操作ボタン１１ｂは、優先ボタン１１ｂ１、追いだきボタン１１ｂ２、ふろ自動ボタン１１ｂ３、通話ボタン１１ｂ４、コントローラオンオフボタン１１ｂ５、メニューボタン１１ｂ６、確定ボタン１１ｂ７、戻るボタン１１ｂ８、及び十字キー１１ｂ９からなっている。
【００２５】
優先ボタン１１ｂ１は、浴室で給湯温度やシャワー温度を設定したいときに使用するボタンである。一般的に水や湯は、浴室以外にも台所等で用いられる。このため、浴室装置２２の給湯温度やシャワー温度を設定しても他の箇所で水や湯を使用されると、実際の給湯温度やシャワー温度にズレが生じる可能性がある。そこで、優先ボタン１１ｂ１を押下することにより、他の箇所よりも浴室を優先し、実際の給湯温度やシャワー温度にズレが生じ難いようにすることができる。また、優先ボタン１１ｂ１が押下されると、表示部１１ｃに優先マーク（不図示）が表示される。
【００２６】
追いだきボタン１１ｂ２は、浴槽３０内で冷たくなった湯水の温度を高くするときに使用されるボタンである。また、追いだきボタン１１ｂ２が押下されると、表示部１１ｃに追いだきマーク（不図示）が表示される。
【００２７】
ふろ自動ボタン１１ｂ３は、設定した湯量と温度とで浴槽３０内にお湯をはるときに使用されるボタンである。また、ふろ自動ボタン１１ｂ３が押下されると、表示部１１ｃに自動マーク（不図示）が表示される。
【００２８】
通話ボタン１１ｂ４は、浴室外、例えば台所などに設置される台所用リモコンと通話するときに使用されるボタンである。また、通話ボタン１１ｂ４が押下されると、表示部１１ｃに通話マーク（不図示）が表示される。
【００２９】
コントローラオンオフボタン１１ｂ５は、コントローラ１１自体の電源をオンオフするためのボタンである。コントローラオンオフボタン１１ｂ５により電源がオフされた場合、表示部１１ｃの表示は消去することとなる。
【００３０】
メニューボタン１１ｂ６は、手入力により制御機器２０の動作を設定するためのボタンである。このボタン１１ｂ６が押下されると、各制御機器２０の動作項目（例えば換気扇オフ、テレビ電源オン、テレビチャンネル＋１など）が表示部１１ｃに複数個表示される。ユーザは、これら複数の動作項目から十字キー１１ｂ９を操作して１つの動作項目を選択することとなる。
【００３１】
確定ボタン１１ｂ７は、十字キー１１ｂ９を操作して選択された動作項目の動作を制御機器２０に実行させる際に押下されるボタンである。戻るボタン１１ｂ８は、表示部１１ｃに表示される画面を１つ前の状態に戻すときなどに使用されるボタンである。例えば、表示部１１ｃ上に動作項目を３つ程度しか表示できない場合、十字キー１１ｂ９を操作することにより、表示画面を次の画面に移行させて新たな動作項目を表示させることができる。この状態において、戻るボタン１１ｂ８を押下すれば、移行した画面を元に戻して、前回画面の動作項目を表示部１１ｃに表示させることができる。
【００３２】
十字キー１１ｂ９は、給湯温度やシャワー温度の温度設定、及び湯量の設定などに用いられるボタンである。また、十字キー１１ｂ９は、表示部１１ｃにより表示される動作項目の選択にも用いられる。
【００３３】
さらに、本実施形態では、コントローラ１１の操作ボタン１１ｂを操作することにより、音声入力モードと、ボタン操作入力モードとを選択可能となっている。具体的にユーザは、メニューボタン１１ｂ６を操作し、表示部１１ｃに表示される入力モードを選択することによって、音声入力モードとボタン操作入力モードとを切り替えることができる。
【００３４】
再度、図１を参照する。エコーキャンセル部１２は、テレビ２１の音声信号を入力し、入力した音声信号に基づいて、エコーを除去するものである。ここで、エコーとは、テレビ２１から音声が出力されたときに音声入力部１１ａによって入力される入力音をいう。音声入力部１１ａに入力される音声には、ユーザの発話音声と、テレビ２１などの機器からのエコーの双方が含まれている。エコーキャンセル部１２は、発話音声とエコーとからなる複合信号から、エコーに相当する信号成分を除去する構成となっている。
【００３５】
具体的にエコーキャンセル部１２の内部では，音声出力機器（テレビ２１）からマイク（音声入力部１１ａ）へのエコー特性を逐次推定する。ここで、エコー特性は、音声出力機器からマイクへの音の伝わり具合を示す数値であり、音の大きさの変化や残響の加わり方を情報として有している。エコーキャンセル部１２は、この推定したエコー特性に基づいて、テレビ２１の音声信号から、マイクへ入力されるエコーを計算して、マイクの入力音から推定したエコーを減算することで，エコーをキャンセルする。
【００３６】
発話区間検出部１３は、音声入力部１１ａにより入力され、エコーキャンセル部１２によってエコーが除去された複合信号から、ユーザの発話区間を検出するものである。具体的に発話区間検出部１３は、ユーザの発話区間を検出するための閾値を有している。そして、発話区間検出部１３は、閾値を超える音圧を有する音声部分をユーザの発話区間として検出する。一方、発話区間検出部１３は、閾値以下の音圧を有する音声部分を雑音部分と判断する。
【００３７】
認識照合処理部１４は、発話区間検出部１３により検出された発話区間の音声と予め記憶される音声サンプルとを照合して音声認識するものである。また、認識照合処理部１４は、発話区間の音声が予め登録される音声サンプルに該当すると判断した場合、その旨の信号を制御機器制御部１５に出力する。具体的に説明すると、例えばユーザからの発話内容が「テレビ電源オン」であり、この発話部分が発話区間検出部１３によって検出された場合、認識照合処理部１４は、この発話区間の音声が予め登録される「テレビ電源オン」の語彙に該当するか否かを判断する。そして、認識照合処理部１４は、「テレビ電源オン」の語彙に該当すると判断した場合、テレビ２１の電源をオンする旨の信号を制御機器制御部１５に出力する。
【００３８】
制御機器制御部１５は、制御機器２０の動作を制御するものである。制御機器制御部１５は、例えば認識照合処理部１４からテレビの電源をオンする旨の信号を受信した場合、テレビ２１に対して電源をオンする制御信号を出力する。これにより、テレビ２１の電源はオンすることとなる。
【００３９】
装置制御部１６は、操作ボタン１１ｂによって入力された入力内容を認識して、その旨の信号を制御機器制御部１５に出力するものである。例えばふろ自動ボタン１１ｂ３が操作された場合、装置制御部１６は、制御機器制御部１５に対して自動に湯をはる旨の信号を制御機器制御部１５に出力する。これにより、制御機器制御部１５は、設定温度及び設定湯量で湯をはる旨の制御信号を浴室装置２２に出力する。そして、浴室装置２２は、設定温度及び設定湯量で湯をはることとなる。
【００４０】
さらに、本実施形態において、発話区間検出部１３は、閾値変化部１３ａを備えている。閾値変化部１３ａは、テレビ２１からの音声信号が入力され、入力された音声信号に応じて閾値を変化させるものである。ここで、エコーキャンセル部１２は、エコーを完全に除去できない。このため、エコーが大きい場合には、ユーザが発話していなくとも、エコーの音圧が閾値を超えてしまい、ユーザの発話音声であると誤認してしまう可能性がある。特に、テレビ２１から「テレビ電源オフ」などの音声が出力された場合、この音声をユーザの発話音声であると誤認してしまう可能性がある。そこで、本実施形態に係る音声認識装置１０は、閾値変化部１３ａにより閾値を変化させて、エコーが大きい場合にユーザの発話音声であると誤認しないようにしている。
【００４１】
また、本実施形態においてエコーキャンセ部１２は、内部に保持している逐次推定したエコー特性からエコー係数を求め、当該エコー係数を発話区間検出部１３に送信する構成となっている。ここで、エコー係数とは、音声出力機器からマイクへ伝わるエコーの大きさを示す数値であり、内部に保持しているエコー特性の大きさが、エコーの大きさに相当する。例えば、通常、エコー特性は、最大値をもつ直接波成分と、後続の小さな残響成分からなり、エコー特性の最大値（即ち、直接波成分）を一定時間ごとに確認すれば、エコーの大きさの動的な変化がわかる。従って、このエコー特性の最大値（即ち、直接波成分）を、エコー係数として発話区間検出部１３に送信することによって、閾値変化部１３ａにて動的に閾値を決定できる仕組みとなっている。
【００４２】
このように、閾値変化部１３ａは、テレビ２１からの音声信号とエコーキャンセル部１２により算出されたエコー係数とから、閾値を変化させる。すなわち、閾値変化部１３ａは、テレビ２１からの音声信号のみならず、エコー係数を用いて閾値を変化させることとなる。これにより、音声認識システム１が用いられる環境（例えばテレビ２１から音声入力部１１ａまでの距離など）に応じて、適切に閾値を変化させることができることとなる。
【００４３】
特に、本実施形態においてエコーキャンセル部１２は逐次エコー係数を求め、閾値変化部１３ａは、逐次算出されたエコー係数と音声信号とに基づいて、閾値を変化させる。これにより、例えばテレビ２１から音声入力部１１ａまでの間に話者が立った場合や、部屋の窓が開けられた場合など、時々刻々と変化する環境に応じたエコー係数を算出可能となり、一層適切に閾値を変化させることができることとなる。
【００４４】
さらに、閾値変化部１３ａは、テレビ２１のボリュームレベルを示すボリューム信号についても入力し、このボリューム信号が示すボリュームレベルに応じて閾値を補正する機能を有している。ここで、テレビ２１からの音声は、音声信号とボリュームレベルとによって決定される音量で出力される。このため、閾値変化部１３ａは、音声信号のみならず、ボリュームレベルを考慮に入れて閾値を決定し、一層適切に閾値を変化させることができることとなる。
【００４５】
具体的に、閾値変化部１３ａは、ボリューム信号が示すテレビ２３のボリュームレベルが「１１」〜「１５」である場合、補正値αを「１．０」とする。また、閾値変化部１３ａは、ボリューム信号が示すテレビ２３のボリュームレベルが「１６」〜「２０」である場合、補正値αを「１．１」とする。さらに、閾値変化部１３ａは、ボリューム信号が示すテレビ２３のボリュームレベルが「６」〜「１０」である場合、補正値αを「０．９」とする。そして、閾値変化部１３ａは、これらの補正値αの値を用いて、閾値を変化させることとする。
【００４６】
なお、本実施形態において、音声信号及びボリューム信号は、テレビ２１からの有線の専用線によって入力されるようになっているが、これに限らず、無線によって入力されるようになっていてもよい。
【００４７】
次に、本実施形態に係る音声認識システム１の動作の概略を説明する。まず、ユーザが操作ボタン１１ｂを操作して音声認識装置１０をボタン操作入力モードから音声入力モードに移行させる。
【００４８】
その後、音声認識装置１０のエコーキャンセル部１２はエコー係数を求め、求めたエコー係数の情報を閾値変化部１３ａに送信する。その後、音声認識装置１０の閾値変化部１３ａは、テレビ２１から音声信号を入力する。そして、閾値変化部１３ａは、音声信号にエコー係数を乗算する。さらに、閾値変化部１３ａは、テレビ２１からボリューム信号についても入力し、ボリューム信号に応じた補正値αを求める。次いで、閾値変化部１３ａは、音声信号にエコー係数を乗算した値に補正値αを乗算する。そして、閾値変化部１３ａは、ベースとなる閾値に得られた値を加算して閾値を変化させる。
【００４９】
これにより、例えば、テレビ２１から比較的大きな音声で「テレビ電源オフ」などの音声が流れた場合であっても、音声認識装置１０は、「テレビ電源オフ」をユーザからの発話音声であると誤認しないこととなる。すなわち、テレビ２１から比較的大きな音声が流れる場合、閾値変化部１３ａは、音声信号、エコー係数及びボリューム信号に基づいてエコーが大きいことを判断しているため、閾値を高めることとなる。このため、テレビ２１からの音声の音圧が閾値を超えないこととなり、ユーザの発話音声であると誤認しなくなる。
【００５０】
次に、フローチャートを参照して音声認識システム１の詳細動作を説明する。図４は、図１に示した音声認識システム１の動作の詳細を示すフローチャートであり、発話区間検出処理を示している。まず発話区間検出部１３は、エコーキャンセル部１２から複合信号を入力する。そして、発話区間検出部１３は、図４に示す処理を実行する。なお、図４に示す処理は音声認識装置１０の電源がオフされるまで繰り返される。
【００５１】
図４に示すように、複合信号が入力されると、まず、発話区間検出部１３は、複合信号のフレームを次フレームに進める（Ｓ１）。その後、発話区間検出部１３は、現在フレームの複合信号の平均パワーを算出する（Ｓ２）。
【００５２】
次いで、発話区間検出部１３は、発話区間を検出するための閾値を読み込んで、平均パワーが閾値を超えるか否かを判断する（Ｓ３）。平均パワーが閾値を超えないと判断した場合（Ｓ３：ＮＯ）、発話区間検出部１３は、繰り返しカウンタのカウント値Ｃに「０」を代入して初期化し（Ｓ４）、その後処理はステップＳ１に移行する。ここで、繰り返しカウンタとは、何フレーム連続して平均パワーが閾値を超えるか否かを判断するためのカウンタである。
【００５３】
一方、平均パワーが閾値を超えたと判断した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、発話区間検出部１３は、繰り返しカウンタのカウント値Ｃをインクリメントする（Ｓ５）。そして、発話区間検出部１３は、カウンタのカウント値Ｃが所定値Ｎに達したか否かを判断する（Ｓ６）。カウンタのカウント値Ｃが所定値Ｎに達していないと判断した場合（Ｓ６：ＮＯ）、処理はステップＳ１に移行する。
【００５４】
一方、カウンタのカウント値Ｃが所定値Ｎに達したと判断した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、発話区間検出部１３は、発話開始検出信号を認識照合処理部１４に送信する（Ｓ７）。このように、発話区間検出部１３は、閾値を超える音圧が一定時間継続して入力された場合に発話開始であると判断することとなる。
【００５５】
その後、発話区間検出部１３は、繰り返しカウンタのカウント値Ｃに「０」を代入して初期化し（Ｓ８）、複合信号のフレームを次フレームに進める（Ｓ９）。その後、発話区間検出部１３は、現在フレームの複合信号の平均パワーを算出する（Ｓ１０）。
【００５６】
そして、発話区間検出部１３は、発話区間を検出するための閾値を読み込んで、平均パワーが閾値を超えるか否かを判断する（Ｓ１１）。平均パワーが閾値を超えると判断した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、発話区間検出部１３は、繰り返しカウンタのカウント値Ｃに「０」を代入して初期化し（Ｓ１２）、その後処理はステップＳ９に移行する。
【００５７】
一方、平均パワーが閾値を超えないと判断した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、発話区間検出部１３は、繰り返しカウンタのカウント値Ｃをインクリメントする（Ｓ１３）。そして、発話区間検出部１３は、カウンタのカウント値Ｃが所定値Ｎに達したか否かを判断する（Ｓ１４）。カウンタのカウント値Ｃが所定値Ｎに達していないと判断した場合（Ｓ１４：ＮＯ）、処理はステップＳ９に移行する。
【００５８】
一方、カウンタのカウント値Ｃが所定値Ｎに達したと判断した場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、発話区間検出部１３は、発話終端検出信号を認識照合処理部１４に送信する（Ｓ１６）。このように、発話区間検出部１３は、閾値以下の音圧が一定時間継続して入力された場合に発話終端であると判断することとなる。その後、発話区間検出部１３は、繰り返しカウンタのカウント値Ｃに「０」を代入して初期化し（Ｓ１７）、処理はステップＳ１に移行することとなる。
【００５９】
図５は、図１に示した閾値変化部１３ａの動作の詳細を示すフローチャートである。図４に示したステップＳ４及びステップＳ１１において発話区間の検出に用いられる閾値は以下のようにして変化させられる。
【００６０】
まず、閾値変化部１３ａはテレビ２１から音声信号を入力する。そして、図５に示すように、音声信号のフレームを次フレームに進める（Ｓ２１）。その後、閾値変化部１３ａは、現在フレームの音声信号の平均パワーを算出する（Ｓ２２）。次いで、閾値変化部１３ａは、テレビ２１のボリュームの大きさを示すボリューム信号を入力する（Ｓ２３）。
【００６１】
そして、閾値変化部１３ａは、所定の演算式に基づき閾値を算出する（Ｓ２４）。具体的に閾値変化部１３ａは、閾値＝（予め記憶したベースとなる閾値）＋（ステップＳ２２において算出した平均パワー）×エコー係数×補正値α、なる演算式から閾値を算出する。
【００６２】
そして、処理はステップＳ２１に移行し、音声認識装置１０の電源がオフされるまで、繰り返し実行される。
【００６３】
次に、図６を参照して、本実施形態に係る音声認識システム１による閾値の変化の様子を示す。図６は、閾値の変化の様子を示すタイミングチャートであり、（ａ）は従来装置による閾値の変化の様子を示し、（ｂ）は本実施形態に係る閾値の変化の様子を示している。
【００６４】
従来装置において、時刻ｔ１〜ｔ３の間において音圧が高まり、時刻ｔ３〜ｔ４において最大の音圧を保ち、時刻ｔ４〜ｔ６において音圧が低下する音声がテレビから出力されたとする。また、この音声は、ユーザの発話音声と同じような音声であるとする。この場合、従来装置であると、この音声を雑音と認識できず、図６（ａ）に示すように、閾値ｔｈはベース閾値から変化しないこととなる。これにより、時刻ｔ２〜ｔ５において、テレビからの音声が閾値ｔｈを超えてしまう。そして、従来装置は、時刻ｔ２〜ｔ５の間を発話区間であると検出し、この発話区間を対象に予め記憶される音声サンプルとの照合を行ってしまう。特に、テレビからの音声が「テレビ電源オフ」などであった場合、実際にテレビの電源がオフされてしまうこととなる。
【００６５】
一方、本実施形態に係る音声認識システム１において、時刻ｔ１〜ｔ３の間において音圧が高まり、時刻ｔ３〜ｔ４において最大の音圧を保ち、時刻ｔ４〜ｔ６において音圧が低下する音声がテレビ２１から出力されたとする。また、この音声は、ユーザの発話音声と同じような音声であるとする。
【００６６】
この場合、本実施形態であると、音声信号が閾値変化部１３ａに入力されるため、図６（ｂ）に示すように、時刻ｔ１における音圧の高まりに併せて閾値ｔｈは高くなる。そして、時刻ｔ２において音圧は閾値ｔｈを超えないこととなる。さらに、時刻ｔ３において音圧は最大値に達するが、閾値ｔｈはこの音圧以上の値を示すこととなる。
【００６７】
また、閾値ｔｈは、時刻ｔ４における音圧の低下に併せて低下する。そして、時刻ｔ６において閾値ｔｈはベース閾値に戻ることとなる。この時刻ｔ４〜ｔ６の間、閾値ｔｈは、テレビ２１からの音声未満になることなく、維持されることとなる。このように、テレビ２１からの音声に基づく音圧は閾値ｔｈを超えないこととなる。このため、テレビ２１からユーザの発話音声と同じような音声が出力されたとしても、音声認識システム１は、テレビ２１からの音声をユーザからの発話音声であると誤認しないように、閾値ｔｈをより正確に変化させることができる。
【００６８】
また、本実施形態に係る音声認識システム１では、テレビ２１からの音声信号に基づいて閾値ｔｈを変化させるため、統計処理を必要とせず、テレビ２１からの音声が急激に大きくなったような場合においても、閾値ｔｈを変化させることができる。
【００６９】
このようにして、本実施形態に係る音声認識システム１及び音声認識装置１０によれば、テレビ２１の音声信号が入力され、入力された音声信号に応じて閾値を変化させる。ここで、テレビ２１からの出力される音声は確実にユーザの発話音声でなく、雑音であるといえる。このため、入力された音声信号に応じて閾値を変化させることで、たとえ音声出力機器からユーザの発話音声と全く同じ音声が出力されたとしても、その音声を雑音と判断でき、閾値を変化させることができる。また、統計処理のようにある程度のデータ量が必要とならず、音声出力機器からの音声が急激に変化したとしても、その変化に対応して閾値を変化させることができる。従って、ユーザの発話区間を検出するための閾値をより正確に変化させることができる。
【００７０】
また、エコー係数を求め、音声信号とエコー係数とから、閾値を変化させる。このため、テレビ２１から入力した音声信号のみならず、テレビ２１から空気中を伝搬する音の伝わり具合を示すエコー係数を用いて閾値を変化させることとなり、音声認識システム１が用いられる環境（例えば音声出力機器から音声入力手段までの距離や、部屋の大きさや、反響のし易さなど）に応じて、適切に閾値を変化させることができる。
【００７１】
また、エコー係数を逐次求めて閾値を変化させるため、例えばテレビ２１から音声入力部１１ａまでの間に話者が立った場合など、時々刻々と変化する環境に応じたエコー係数を算出可能となり、一層適切に閾値を変化させることができる。
【００７２】
また、テレビ２１のボリュームレベルを示すボリューム信号が入力され、ボリューム信号が示すボリュームレベルに応じて閾値を補正する。ここで、音声信号はボリュームレベルによらず一定の信号で出力される。すなわち、テレビ２１からは、音声信号とボリュームレベルとによって決定される音量で音声が出力される。このため、音声信号のみで閾値を変化させるよりも、さらにボリュームレベルを考慮して閾値を変化させた方が一層適切に閾値を変化させることができる。
【００７３】
また、テレビ２１から音声信号を入力して閾値を変化させるため、実際に入力した音声を統計的に処理する必要がなく、処理が複雑化してしまう事態を防止することができる。
【００７４】
以上、本発明に係る音声認識システム及び音声認識装置を実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。
【００７５】
例えば、本実施形態では、テレビ２１からの音声信号を入力して閾値を変化させる例を説明したが、これに限らず、ラジオやパーソナルコンピュータからの音声信号を入力して閾値を変化させるように構成されていてもよい。
【００７６】
また、本実施形態において、テレビ２１は遅延バッファを備え、受信した音声信号を遅延させて出力するように構成されていてもよい。この場合、事前にテレビ２１から出力される音声がわかるため、出力前に閾値を高めるなど、より適切に閾値を変化させることができる。
【００７７】
また、本実施形態では、エコーキャンセル部１２を備えているが、これに限らず、エコーキャンセル部１２の構成を省略してもよい。すなわち、本実施形態では、テレビ２１から音声信号を入力して閾値を変化させるため、エコーをキャンセルしなくとも閾値を変化させて発話区間を検出することができ、エコーキャンセル部１２の構成を省略することができる。なお、エコーキャンセル部１２を備える場合には、一層雑音を消去することができ、より高精度に発話区間を検出できる。また、エコーキャンセル部１２を備えない場合、閾値変化部１３ａにエコー係数を算出する機能を持たせておくことが望ましい。これにより、エコーキャンセル部１２を備えなくとも、テレビ２１からマイク（音声入力部１１ａ）へ伝わるエコーの大きさに応じて、閾値を変化させることができる。
【００７８】
具体的にエコーキャンセル部１２を備えない場合、閾値変化部１３ａは、信号波形の周期や大きさ等の変動状態から両者の信号波形が似ている部分がどこであるかを判断することとなる。その結果、音声信号と入力信号との相関値が一定値以上である信号部分は、テレビ出力音以外の他のノイズ音が少なく、音声入力部１１ａには、ほぼ音声信号に基づいてテレビ２１から出力された音のみが、入力信号として入力されたものと推測することができる。そして、閾値変化部１３ａにおいて、例えば、相関値が一定値以上である信号部分の音声信号のピーク値と入力信号のピーク値との比を算出することにより、エコー係数を求めることができる。また、この処理を逐次継続すれば、動的にエコー係数を求め、閾値を動的に変化させることが可能となるのである。
【００７９】
さらに、本実施形態において発話区間検出部１３はテレビ２１などの音声出力機器から音声信号を入力しているが、これに限らず、テレビ２１などのように音声出力機器が外部から音声信号を受信する場合、発話区間検出部１３は、音声出力機器と同様に外部から音声信号を受信してもよい。すなわち、発話区間検出部１３は、音声出力機器から音声信号を受信する構成でなくともよい。
【００８０】
また、本実施形態では、操作ボタン１１ｂを操作することにより音声入力モードとボタン操作入力モードと切り替え可能となっているが、これに限らず、音声入力モード中には、発話によりボタン操作入力モードへ移行させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施形態に係る音声認識システムを示す構成図である。
【図２】図１に示した音声認識装置の設置例を示す外観図である。
【図３】図１に示したコントローラの詳細を示す正面図である。
【図４】図１に示した音声認識システムの動作の詳細を示すフローチャートであり、発話区間検出処理を示している。
【図５】図１に示した閾値変化部の動作の詳細を示すフローチャートである。
【図６】閾値の変化の様子を示すタイミングチャートであり、（ａ）は従来装置による閾値の変化の様子を示し、（ｂ）は本実施形態に係る閾値の変化の様子を示している。
【符号の説明】
【００８２】
１  音声認識システム
１０  音声認識装置
１１  コントローラ
１１ａ  音声入力部（音声入力手段）
１１ｂ  操作ボタン
１２  エコーキャンセル部（エコー係数算出手段）
１３  発話区間検出部（発話区間検出手段）
１３ａ  閾値変化部
１４  認識照合処理部（認識照合処理手段）
１５  制御機器制御部
１６  装置制御部
２０  制御機器
２１  テレビ（音声出力機器）
２２  浴室装置
２３  換気扇
【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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