JP2013164468A - 音声解析装置、音声解析システムおよびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】装着者の口からの距離が異なる位置に配され音声を取得するための複数のマイクロフォン11、12により取得された音声の音声信号に関する情報を受信するデータ受信部21と、各装着者についての複数のマイクロフォン11、12により取得された音声の音声信号の比較結果に基づき識別される、マイクロフォン11、12により取得された音声がマイクロフォン11、12を備えた装着者の発話音声か装着者以外の他者の発話音声かの識別結果から、いずれかの装着者の発話音声であると識別された音声について、音声の音声信号に関する情報から音声の同調性を判別する同調性判別部と、を備えることを特徴とするホスト装置20。
【選択図】図1
Description
請求項3に記載の発明は、前記同調性判別部により判別された音声の同調性から装着者の組分けを行なう組分け部をさらに備えることを特徴する請求項1または2に記載の音声解析装置である。
請求項4に記載の発明は、前記組分け部は、前記音声取得手段により取得された音が、いずれの装着者の発話音声でもないとされた場合に、当該音を装着者の組分けを行なうのに利用しないことを特徴する請求項3に記載の音声解析装置である。
請求項2の発明によれば、音声情報受信部で受信する情報に発話音声の主体に関する情報が含まれていない場合にも適用できる。
請求項3の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、複数の装着者の音声取得手段で取得される音声の音圧の情報から、環境音の影響を抑えて、装着者の組み分けを行うことができる。
請求項4の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、装着者の組み分けの精度がさらに向上する。
請求項5の発明によれば、本構成を採用しない場合に比べて、複数の装着者の音声取得手段で取得される音声の音圧の情報から、環境音の影響を抑えて、装着者相互の音声の同調性を把握することができる音声解析システムを構築できる。
請求項6の発明によれば、音声取得手段を装着者により容易に装着することができるとともに、音声を解析する処理を一元的に行なうことができる。
請求項7の発明によれば、本構成を採用しない場合に比べて、複数の装着者の音声取得手段で取得される音声の音圧の情報から、環境音の影響を抑えて、装着者相互の音声の同調性を把握することができる機能をコンピュータにより実現できる。
<システム構成例>
図1は、本実施形態による音声解析システムの構成例を示す図である。
図1に示すように、本実施形態の音声解析システム1は、端末装置10と、音声解析装置の一例であるホスト装置20とを備えて構成される。端末装置10とホスト装置20とは、無線通信回線を介して接続されている。無線通信回線の種類としては、Wi−Fi(Wireless Fidelity)、Bluetooth(登録商標)、ZigBee、UWB(Ultra Wideband)等の既存の方式による回線を用いて良い。また、図示の例では、端末装置10が1台のみ記載されているが、詳しくは後述するように、端末装置10は、使用者各人が装着して使用するものであり、実際には使用者数分の端末装置10が用意される。以下、端末装置10を装着した使用者を装着者と呼ぶ。
図2は、端末装置10の構成例を示す図である。
上記のように、端末装置10は、各使用者に装着されて使用される。使用者が装着可能とするため、本実施形態の端末装置10は、図2に示すように、装置本体30と、装置本体30に接続された提げ紐40とを備えた構成とする。図示の構成において、使用者は、提げ紐40に首を通し、装置本体30を首から提げて装着する。
次に、本実施形態における発話者の識別方法について説明する。
本実施形態のシステムは、端末装置10に設けられた2つのマイクロフォン11、12により取得された音の情報を用いて、端末装置10の装着者自身の発話音声と他者の発話音声とを識別する。言い換えれば、本実施形態は、取得音の発話者に関して自他の別を識別(自他識別)する。また、本実施形態では、取得音の情報のうち、形態素解析や辞書情報を用いて得られる言語情報ではなく、音圧(マイクロフォン11、12への入力音量)等の非言語情報に基づいて発話者を識別する。言い換えれば、言語情報により特定される発話内容ではなく、非言語情報により特定される発話状況から音の発話者を識別する。
図3に示す関係において、装着者の口(発声部位)である音源aと第1マイクロフォン11との間の距離をLa1、音源aと第2マイクロフォン12との間の距離をLa2とする。また、他者の口(発声部位)である音源bと第1マイクロフォン11との間の距離をLb1、音源bと第2マイクロフォン12との間の距離をLb2とする。この場合、次の関係が成り立つ。
La1>La2(La1≒1.5×La2〜4×La2)
Lb1≒Lb2
上述したように、音圧は、マイクロフォン11、12と音源との間の距離に応じて距離減衰する。図4において、距離La1の場合の音圧βと距離La2の場合の音圧αとを比較すると、音圧αは、音圧βの4倍程度となっている。一方、距離Lb1と距離Lb2とが近似するため、距離Lb1の場合の音圧βと距離Lb2の場合の音圧αとは、ほぼ等しい。そこで、本実施形態では、この音圧差を用いて、取得音声における装着者自身の発話音声と他者の発話音声とを識別する。なお、図4に示した例では、距離Lb1、Lb2を60cmとしたが、ここでは音圧αと音圧βとがほぼ等しくなることに意味があり、距離Lb1、Lb2は図示の値に限定されない。
図5は、本実施形態における端末装置10の動作を示すフローチャートである。
図5に示すように、端末装置10のマイクロフォン11、12が音声を取得すると、各マイクロフォン11、12から取得音声に応じた電気信号(音声信号)が第1増幅器13および第2増幅器14へ送られる(ステップ101)。第1増幅器13および第2増幅器14は、マイクロフォン11、12からの音声信号を取得すると、信号を増幅して音声解析部15へ送る(ステップ102)。
そして、発話音声が有ると判断したときは、音声解析部15は、第1マイクロフォン11における平均音圧と第2マイクロフォン12における平均音圧の差(音圧差)α−βを求める(ステップ106)。
そして、ステップ106で求めた音圧差α−βが閾値よりも大きい場合(ステップ107でYes)、発話音声は装着者自身の発話による音声であると判断する。そして音声解析部15は、その旨のパラメータを設定する。ここでは、便宜上これを「状態1」とする(ステップ108)。一方、ステップ106で求めた音圧差が閾値よりも小さい場合(ステップ107でNo)、音声解析部15は、発話音声は他者の発話による音声であると判断する。そして音声解析部15は、その旨のパラメータを設定する。ここでは、便宜上これを「状態2」とする(ステップ109)。
図6は、本実施形態におけるデータ解析部23のブロック図である。
図6に示すようにデータ解析部23は、データ受信部21により複数の装着者から取得した音声の音声信号に関する情報から音声の同調性を判別する同調性判別部231と、同調性判別部231により判別された音声の同調性から装着者の組分けを行なう組分け部232とを備える。
また図7は、本実施形態におけるホスト装置20の動作を示すフローチャートである。
以下、図1、図6、図7を使用して本実施形態のホスト装置20の動作を説明する。
まずデータ受信部21が、複数の端末装置10から音声の情報や自他識別の識別結果の情報を含む種々の情報を受信する(ステップ201)。そしてこれらの情報は、いったんデータ蓄積部22に蓄積される(ステップ202)。
図8は、本実施形態の端末装置10をそれぞれ装着した複数の装着者が会話している状況を示す図である。図9は、図8の会話状況における各端末装置10A、10Bの発話情報の例を示す図である。
図8に示すように、端末装置10をそれぞれ装着した二人の装着者A、装着者Bが会話している場合を考える。このとき、装着者Aの端末装置10Aにおいて装着者の発話として認識される音声は、装着者Bの端末装置10Bでは他者の発話として認識される。反対に、端末装置10Bにおいて装着者の発話として認識される音声は、端末装置10Aでは他者の発話として認識される。
ここでは、上述した「状態1」(自己の発話の場合)と「状態2」(他人の発話の場合)を使用する。この場合、装着者Aおよび装着者Bについて、以下の4つのパラメータが設定できる。
α−β>(予め定められた閾値)(「状態1」)のとき、パラメータA1を設定
α−β<(予め定められた閾値)(「状態2」)のとき、パラメータA2を設定
α−β>(予め定められた閾値)(「状態1」)のとき、パラメータB1を設定
α−β<(予め定められた閾値)(「状態2」)のとき、パラメータB2を設定
ここで図8、図9で説明した例に当てはめると、
このようにして自他識別の識別結果を基にして、複数の装着者の近接判断をすることができる。
これは、複数の装着者のそれぞれの間における音声の同調性から、会話をしている装着者を選択することで行なわれる。例えば、装着者Aと装着者Bの2人のみについて音声の同調性があると判別された場合は、この2人を選択して1つの組(グループ)とする。また装着者Aと装着者Bの他に、他の装着者である装着者Cが装着者Aおよび装着者Bの少なくとも一方と音声の同調性があると判別された場合は、この3人を選択して1つの組(グループ)とする。なお音声に同調性のある装着者が4人以上であっても同様の方法で組(グループ)を構成することができる。そして全ての装着者について音声の同調性を判別することで、装着者の組分け(グルーピング)を行なうことができる。
さらに特定の装着者が予め定められた空間内に存在するか否かを判定することができる。この空間が例えば、予め定められた室内とすれば、この特定の装着者が、この室内にいるかいないかの判定を行なうことができる。即ち、本実施形態の音声解析システム1は、装着者についての入退室判定システムとして利用することも可能である。
さらに上述した例では、音声の自他識別を行なうのを端末装置10の側で行なっていたが、これに限られるものではなく、ホスト装置20の側で行なってもよい。この形態における音声解析システム1としては、図1のものに対し、音声解析部15で行なっていた音声の自他識別を、例えば、ホスト装置20のデータ解析部23で行なう。そしてこの場合データ解析部23は、上述した自他識別部として機能する。
図11(a)〜(b)は、実際に使用される端末装置10の具体例を示した図である。
このうち図11(a)は、図2に示した端末装置10とほぼ同様の構成をとり、第1マイクロフォン11、第2マイクロフォン12の2つのマイクロフォンを配したものである。ただし、第1マイクロフォン11は、装置本体30に配置されている。そして第1マイクロフォン11と第2マイクロフォン12との距離を35cmとしている。
なお図7で説明を行った本実施形態におけるホスト装置20が行なう処理は、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働することにより実現される。即ち、ホスト装置20に設けられた制御用コンピュータ内部の図示しないCPUが、ホスト装置20の各機能を実現するプログラムを実行し、これらの各機能を実現させる。
Claims (7)
- 装着者の口からの距離が異なる位置に配され音声を取得するための複数の音声取得手段により取得された音声の音声信号に関する情報を受信する音声情報受信部と、
各装着者についての複数の前記音声取得手段により取得された音声の音声信号の比較結果に基づき識別される、当該音声取得手段により取得された音声が当該音声取得手段を備えた装着者の発話音声か装着者以外の他者の発話音声かの識別結果から、いずれかの装着者の発話音声であると識別された音声について、当該音声の音声信号に関する情報から音声の同調性を判別する同調性判別部と、
を備えることを特徴とする音声解析装置。 - 前記音声取得手段を備えた装着者の発話音声か装着者以外の他者の発話音声かの識別結果を求める自他識別部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の音声解析装置。
- 前記同調性判別部により判別された音声の同調性から装着者の組分けを行なう組分け部をさらに備えることを特徴する請求項1または2に記載の音声解析装置。
- 前記組分け部は、前記音声取得手段により取得された音が、いずれの装着者の発話音声でもないとされた場合に、当該音を装着者の組分けを行なうのに利用しないことを特徴する請求項3に記載の音声解析装置。
- 装着者の口からの距離が異なる位置に配され音声を取得するための複数の音声取得手段と、
前記音声取得手段により取得された音声の音声信号の比較結果に基づき、当該音声取得手段により取得された音声が当該音声取得手段を備えた装着者の発話音声か装着者以外の他者の発話音声かを識別する自他識別部と、
前記自他識別部により識別された識別結果から、いずれかの装着者の発話音声であると識別された音声について、当該音声の音声信号に関する情報から音声の同調性を判別する同調性判別部と、
を備えたことを特徴とする音声解析システム。 - 前記音声取得手段により取得された音声の音声信号に関する情報を送信する音声情報送信部と、当該音声情報送信部により送信された音声の音声信号に関する情報を受信する音声情報受信部と、をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の音声解析システム。
- コンピュータに、
装着者の口からの距離が異なる位置に配され音声を取得するための複数の音声取得手段により取得された音声の音声信号に関する情報を受信する機能と、
各装着者についての複数の前記音声取得手段により取得された音声の音声信号の比較結果に基づき識別される、当該音声取得手段により取得された音声が当該音声取得手段を備えた装着者の発話音声か装着者以外の他者の発話音声かの識別結果から、いずれかの装着者の発話音声であると識別された音声について、当該音声の音声信号に関する情報から音声の同調性を判別する機能と、
を実現させるプログラム。
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2012
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