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音声補完: 音声ワイルド カード 補完機能の実現 ∗◎ 後藤 真孝

伊藤 克亘

秋葉 友良

速水 悟

(電総研)

1. はじめに「音声フォワード 補完」と「音声バックワード 補完」が共に可能な音声入力インタフェースの操作の流れを音声の持つ潜在能力を引き出した音声インタフェー
図 1 に示す．音声バックワード 補完の場合，ワイルスを実現するには，言い淀みや韻律のような非言語情報が人間同士のコミュニケーションで果たす役割を， ド カードキーワードの後に発声された断片が末尾に付く補完候補の一覧が，番号付きで表示される．ユーザ積極的に活用する必要がある．そこで我々は，ユーザ
は，3 通りの方法 (候補の番号を言う，単語の前半を読が音声入力中に言い淀むと，計算機が補完候補を提示み上げる，単語全体を頭から読み上げる) で選択でき，して手助けをしてくれる「音声補完」という新しい音選択された候補が強調表示されて確定する．候補が多声インタフェース機能を提唱し，プロトタイプシステ1),2)
くて画面に入りきらないときには，「 前の候補」「次のムの構築を進めてきた．そして，ユーザが入力し候補」というマークが表示され，「 前 (の候補) 」や「次たい単語 (フレーズ) の後半を思い出せずに，途中で言(の候補)」と言えば他候補を見ることができる．
い淀む (有声休止をおこなう) と，システム側がその後以上のように，単語の頭がわかるときは「音声フォ半を補完してくれるインタフェースを実現した．このワード補完」，末尾がわかるときは「音声バックワー
単語の頭から末尾へ向けて補完する方式を，本稿ではド 補完」を用いれば良いが，両者がわからず中央部分「音声フォワード 補完」と呼ぶ．
だけがわかるときは問題が生じる．これは，両補完方
実際に，人間同士の音声対話でも，話者が「音声補完」という単語を最後まで思い出せず，「 おんせいー」 式を組み合わせることで実現できる．逆に，中央部分がわからず頭と末尾が共にわかる場合には，いずれかと言い淀むと (「いー」が有声休止)，対話相手は「音一方の補完方式を適用すればよく，問題がない．
声補完？」のように候補を提示することで，話者が思い出すのを手助けしてくれる．このように，音声では
3. 二つの補完方式を組み合わせた補完
断片的な情報を伝えても，対話相手が自分の発話や単語の頭と末尾がわからず，中央部分だけがわかる思考の手助けをしてくれることが期待でき，それが快ときは，まず既知の中央部分までを音声バックワード
適で優れた情報交換手段である一つの理由となってい補完で入力しつつ，その中央部分の最後の音節で有声る．文献 1),2) の音声フォワード 補完は，有声休止を休止をして音声フォワード 補完を呼び出すことで，補補完のトリガーとすることで，これを音声入力インタ完入力が可能となる．例えば，「 Dragon Ash feat. ラッフェースに自然な形で取り入れることに成功した．しパ我リヤ」を入力したいときに「feat. (フィーチャリ
かし，補完箇所は単語の後半に限定されていた．
ング ) 」しかわからない場合，「 なんとかー ふぃーちゃ
そこで本稿では，入力したい単語の前半を思い出りんぐー」と入力すると，中央部分に「ふぃーちゃりせずに言い淀みながら後半だけを発声しても，システんぐ 」の音がある候補一覧を見て選択できる．
ム側が前半を補って入力することを可能にする「音声バックワード 補完 (音声ワイルド カード 補完) 」という新たな補完方式を提案し，その実現方法を述べる．

文献 1),2) では，音声補完インタフェースが，有声休止検出部，音声認識部，インタフェース管理部，画面表示部の 4 つの構成要素で実現可能なことを述べたが，以下では，音声認識部の音声バックワード 補完への対応方法を中心に説明する．

2. 音声バックワード 補完 (音声ワイルド カード 補完)
音声バックワード 補完とは，事前に定めたワイルドカード キーワード を言いながらその最後の音節で有声休止をおこない (母音を引き延ばし )，続いて後半を発声することで，その前につながる前半を補完する方式である．例えば ，「なんとか 」をキーワード と定めた
場合，「宇多田ヒカル」のような姓名の姓が思い出せずに「なんとかーひかる」と入力すると，「宇多田ヒカル」が補完候補の一つとして得られる．この「なんとかー」はワイルド カードに相当するため，これを音声ワイルド カード 補完とも呼ぶ．入力したい単語辞書の中に，キーワードを部分文字列として含むような単語が仮にあったとしても，有声休止によってキーワードは識別可能であり，意図した箇所でのみ音声バックワード 補完を呼び出すことができる．

有声休止検出部で文献 3),4) の手法によって有声休止が検出されると，音声認識部は，補完方式に応じて候補一覧を作成する．ここでは，単語発声の補完を説明するが，連続音声中の単語の補完も同じ枠組で実現できる．入力対象の単語辞書 (人名等) は，図 2 のように木構造で保持され，図中のくさび形のマークが認識処理の最中の仮説を表す．有声休止が検出されると，その時点で最も尤度の高い仮説がワイルド カードキー
ワードかど うかを判定し，音声フォワード 補完と音声バックワード 補完のど ちらを実行するかを決定する．
音声フォワード 補完の場合 1),2) ，尤度の高い順に上位 Nseed (= 5) 個の仮説から葉の方向へたどって補完候補を生成し ，上位 Nchoice (= 20) 個を番号付けして，インタフェース管理部へ送る．それらの仮説に対∗“Speech Completion: Supporting Speech Wildcard
Completion” by Masataka Goto, Katunobu Itou,Tomoyosi Akiba, and Satoru Hayamizu (ETL)

日本音響学会講演論文集

4. 実現方法: 音声認識部 (補完候補作成) の拡張141

2001年 3月

音声フォワード補完「ワイルドカードキーワード＋有声休止＋単語の後半」の場合「単語の前半＋有声休止」の場合他の候補がある場合「なんとかーゆき」「前（の候補）」「次（の候補）」補完候補を表示 １．小柳ゆき（番号付き） ２．中島みゆき「うただー」
１．宇多田ヒカル
補完候補を表示
２．深田恭子３．MR.DYNAMITE （番号付き）

候補の番号を言う

単語の続きを読み上げ「１番」

音声バックワード補完

発話を受付

候補の番号を言う

単語全体を読み上げ「ひかる」「うただひかる」

単語の頭を読み上げ「１番」

単語全体を読み上げ「こやなぎ」 「こやなぎゆき」

音声認識結果を確定 小柳ゆき

音声認識結果を確定 宇多田ヒカル

図 1: 音声補完の操作の流れ(a) 「なんとかー」と入力した直後

Blankey jet cityarootbgraer

aoNq

Black flysi

Break all daybf

Gravity

leaf

node

補完候補のシードを一時的に追加
エントリノードテーブル
補完候補のシード

有声休止開始点における上位 Nseed 個の仮説
有声休止開始点における他の仮説

補完候補作成時にたどられるノード(b) 「ゆき」と入力した直後に補完候補ウィンド ウが登場

図 2: 木構造の単語辞書における有声休止開始点での音声補完候補の作成とエントリノードテーブルへの追加

図 3: 音声バックワード 補完中の画面表示例

応するノードを補完候補のシード と呼ぶ．単語の続きを言っても選択できるように，認識を開始する根を登録するエントリノード テーブルを導入し，単語の途中からの認識を可能にする．通常の単語の頭からの認識では，ここには辞書の根だけが登録されている．単語の途中から認識を開始したい場合には，図 2 のように補完候補のシード を根として一時的に追加する．

タフェースの多くが，すべての音を最後まで丁寧に発声することを強いていたのに対し，音声補完では思いついた断片だけを発声すればよく，心理的抵抗が少なく使いやすい点が優れていた．

6. おわりに
本稿では，「音声バックワード 補完」という新たな補完方式を導入し ，任意の箇所に対する補完を可能にした．今後，音声補完を発端として，他の非言語情報も導入していくことで，さらに使いやすい音声インタフェースが構築できる可能性がある 5) ．キーボードとの対比で考えれば，従来の音声認識が扱ってきたのは，通常キー (文字キー) の一部に過ぎない．それに対して，本研究での有声休止の位置付けは，いわば特殊キーの Tab (UNIX シェルや Emacs エディタの補完トリガーキー) に相当する．これを第一歩として，音高等の他の非言語情報を特殊キーとして活用するような研究が，今後発展していく余地は大きい．

一方，音声バックワード 補完の場合，有声休止終了時点以降に発声された単語の後半部分を認識し，補完候補を生成する必要がある．この単語途中からの認識は，辞書中の全単語の途中の音節を，エントリーノード テーブルに一時的に (ワイルド カードキーワード の直後だけ) 追加することで実現する．そして葉に到達した仮説から尤度の高い順に上位 Nchoice 個を送信する．その後，単語の頭 (未発声の前半) を言っても選択できるようにするために，各候補で発声されなかった音素列の終端を葉とする単語を一時的に登録する．例
えば，「 小柳ゆき」を「なんとかーゆき」で入力した場
合，/koyanagi/の末尾を葉とする単語を追加する．

参 考 文 献[1] 後藤 他: 音声補完: “TAB” on Speech, 情処研報 2000-SLP32-16, pp. 81–86 (2000).
[2] 後藤 他: 音声補完: 単語補完ができる新たな音声入力インタ
フェース, 音講論集 秋季 2-Q-10 (2000).
[3] Goto et al.: A Real-time Filled Pause Detection System
for Spontaneous Speech Recognition, Eurospeech ’99 , pp.
227–230 (1999).
[4] 後藤 他: 自然発話中の有声休止箇所のリアルタイム検出システ
ム, 信学論 (D-II), J83-D-II, 11, pp. 2330–2340 (2000).
[5] 後藤 他: 音声補完: 音声入力インタフェースへの新しいモダリ
ティの導入, WISS2000 , 近代科学社, pp. 153–162 (2000).

5. 実装と結果提案した全補完方式を可能にする音声入力インタ
フェースを実装し ，曲名とアーティスト名のデータベースを単語辞書として動作確認をした．実際に運用した結果，入力内容がうろ覚えなときや長くて複雑なときにも，音声補完機能を呼び出しながら，容易に単語入力できることを確認した．特に，従来の音声イン
日本音響学会講演論文集142

2001年 3月