JP5717794B2 - 対話装置、対話方法および対話プログラム - Google Patents

対話装置、対話方法および対話プログラム Download PDF

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Description

本発明は、対話装置、対話方法および対話プログラムに関する。
近年、スマートフォンの普及にともなって、ユーザの入力操作等を補助するべく、音声対話システムの開発が進んでいる。例えば、従来の音声対話システムは、ユーザからの音声入力を受け付けると、音声に対して自然言語処理等を実行する。そして、音声対話システムでは、音声入力に対する処理を定義したルールテーブルと、自然言語処理結果とを基にして、該当する処理を実行する。
例えば、音声対話システムは、「今何時ですか?」なる音声入力を受け付けた場合には、ルールテーブルに従って、現在時刻を出力する。現状では、管理者が過去の経験やユーザからの要望に応じて、ルールテーブルの検討を行い、ルールテーブルの改善や新たなルールの追加を行うことが一般的である。
特開2009−193448号公報
しかしながら、上述した従来技術では、ユーザの音声入力に対応する応答の妥当性を評価することが出来ないという問題がある。
ルールテーブルに定義された処理の内容は多様化しており、音声入力と処理入力との組み合わせの数も膨大であるため、人手によって各応答の妥当性を評価することは難しい。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ユーザの音声入力に対応する応答の妥当性を評価することができる対話装置、対話方法および対話プログラムを提供することを目的とする。
本願に係る対話装置は、ユーザ端末から第1音声入力を受け付けた場合に、音声情報を含む応答を前記ユーザ端末に送信する応答手段と、応答に対するユーザ端末からの第2音声入力を受け付け、該第2音声入力を基にして、応答を評価する評価手段とを有することを特徴とする。
本発明にかかる対話装置、対話方法および対話プログラムによれば、ユーザの音声入力に対応する応答の妥当性を評価することができるという効果を奏する。
図1は、本実施例に係る音声対話システムの概要を説明するための図である。 図2は、本実施例に係る音声対話システムの構成を示す図である。 図3は、本実施例に係る対話装置の構成を示す機能ブロック図である。 図4は、ルールテーブルのデータ構造の一例を示す図である。 図5は、P判定テーブルのデータ構造の一例を示す図である。 図6は、N判定テーブルのデータ構造の一例を示す図である。 図7は、評価部の処理を説明するための図である。 図8は、本実施例に係る対話装置の処理手順を示すフローチャートである。 図9は、対話装置の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。
以下に、本発明にかかる対話装置、対話方法および対話プログラムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
まず、本実施例に係る音声対話システムの概要について説明する。図1は、本実施例に係る音声対話システムの概要を説明するための図である。図1に示す例では、ユーザ5がユーザ端末10に音声入力を行い、ユーザ端末10が音声を含む応答を行う場合について説明する。詳細については後述するが、ユーザ端末10は、ネットワークを介して対話装置に接続され、かかる対話装置を利用して応答を行うものとする。
図1のステップS10について説明する。ユーザ5は、天気を知りたい場合に、はっきりと「天気を教えてください」とは言わずに、「今日はよくなるかな?」のような曖昧な表現により音声入力を行う場合がある。そうすると、例えば、ユーザ端末10は、とりあえず複数の応答候補から天気予報を検索する応答を選択し、天気予報を検索して「今日の天気は、晴れのち曇りです」と音声で応答する。
図1のステップS11について説明する。ステップS10の応答に対して、ユーザ5の希望する応答を得られたとすると、ユーザ5は、反射的に「賢いね!」と感想を発する場合がある。ここで、ユーザ端末10は、「賢いね!」なる表現は、「肯定的」であるのだから、ステップS10で行った応答は正しいものであると評価を行う。そして、「今日はよくなるかな?」に対して天気予報を検索して音声で応答するルールを、ルールテーブルに追加し、今後の応答に役立てる。
このように、本実施例に係る音声対話システムでは、ユーザ5から音声入力を受け付けた場合に、音声を含む応答を行い、応答に対するユーザ5の反応が肯定的であるか否かに応じて、応答を評価するので、ユーザの音声入力に対応する応答の妥当性を効率的に評価することができる。
次に、本実施例に係る音声対話システムの構成について説明する。図2は、本実施例に係る音声対話システムの構成を示す図である。図1に示すようにこの音声対話システムは、ユーザ端末10と、音声認識サーバ20と、音声合成サーバ30と、対話装置100とを有する。ユーザ端末10と、音声認識サーバ20と、音声合成サーバ30と、対話装置100とは、ネットワーク50を介して相互に接続される。
ユーザ端末10は、スマートフォンやタブレット端末等の端末装置であり、図1のユーザ端末10に対応する。ユーザ端末10は、ユーザから入力される音声情報を、対話装置100に通知する。また、ユーザ端末10は、対話装置100からの応答を受信する。
音声認識サーバ20は、音声情報に対して自然言語処理を実行し、音声情報をテキスト情報に変換する装置である。例えば、音声情報「今日はよくなるかな?」をテキスト情報<今日はよくなるかな>に変換する。
音声合成サーバ30は、テキスト情報を音声情報に変換する装置である。例えば、テキスト情報<今日の天気は、晴れのち曇りです>を、音声情報「今日の天気は、晴れのち曇りです」に変換する。
対話装置100は、ユーザ端末10から音声情報を受信した場合に、音声情報を含む応答をユーザ端末10に応答し、応答に対するユーザ端末10からの音声入力を基にして、自装置が行った応答を評価する装置である。以下において、対話装置100について具体的に説明する。
図3は、本実施例に係る対話装置の構成を示す機能ブロック図である。図3に示すように、この対話装置100は、通信部110と、記憶部120と、制御部130とを有する。
通信部110は、ネットワーク50を介して、ユーザ端末10、音声認識サーバ20、音声合成サーバ30とデータ通信を実行する通信装置である。後述する制御部130は、通信部110を利用して、ユーザ端末10、音声認識サーバ20、音声合成サーバ30との間でデータをやり取りする。
記憶部120は、ルールテーブル121、P判定テーブル122、N判定テーブル123を記憶する。記憶部120は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ(Flash Memory)などの半導体メモリ素子、HDD(Hard Disk Drive)などの記憶装置に対応する。
ルールテーブル121は、ユーザ端末10の音声入力に対してどのような応答を行うのかを定義するテーブルである。図4は、ルールテーブルのデータ構造の一例を示す図である。図4に示すように、このルールテーブル121は、識別番号と、キーワードと、応答内容と、P回数と、N回数とをそれぞれ対応付ける。このうち、P回数は、応答に対してユーザから肯定的な音声入力を受け付けた回数を示す。N回数は、応答に対してユーザから否定的な音声入力を受け付けた回数を示す。なお、応答内容に関しては、キーワードに対応する応答文そのものを対応付けてもよい。例えば、キーワード「西京タワーって」に対する応答内容として、応答文「高さは645メートルです」としても良い。
P判定テーブル122は、肯定的なキーワードを定義するテーブルである。図5は、P判定テーブルのデータ構造の一例を示す図である。図5に示す例では、ありがとう,助かった,賢いね,すごいね等が、肯定的なキーワードとして定義されている。
N判定テーブル123は、否定的なキーワードを定義するテーブルである。図6は、N判定テーブルのデータ構造の一例を示す図である。図6に示す例では、間違ってる,なにこれ,使えない等が、否定的なキーワードとして定義されている。
図3の説明に戻る。制御部130は、取得部131、応答部132、評価部133を有する。制御部130は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)や、FPGA(Field Programmable Gate Array)などの集積装置に対応する。また、制御部130は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)等の電子回路に対応する。
取得部131は、ユーザ端末10から音声情報を取得する処理部である。取得部131は、音声情報を取得した場合に、音声情報を音声認識サーバ20に送信し、音声情報をテキスト情報に変換することを依頼する。取得部131は、音声情報に対応するテキスト情報を、応答部132および評価部133に出力する。
応答部132は、音声情報に対応するテキスト情報と、ルールテーブル121のキーワードとのパターンマッチングを行い、応答内容を特定し、特定した応答を実行する処理部である。
応答部132は、テキスト情報に対して形態素解析を実行してテキスト情報を複数の単語に分割し、分割した単語と一致する単語の数が最大となるキーワードを、ルールテーブル121のキーワードから特定する。応答部132は、特定したキーワードに対応する応答内容を実行する。応答部132は、応答内容を実行した結果となる応答情報を音声合成サーバ30に送信し、応答情報を、音声情報を含む応答情報に変換することを依頼する。応答部132は、音声情報を含む応答情報を、ユーザ端末10に送信する。
例えば、テキスト情報<今日はよくなるかな>に対して、応答部132が、ルールテーブル121の識別番号「103」の「天気がよくなるかな」を選択した場合について説明する。識別番号「103」の応答内容は、「天気予報を検索して検索結果を通知」であるため、応答部132は、検索サーバ(図示略)を利用して、天気予報を検索し、検索結果を得る。例えば、検索結果を<今日の天気は、晴れのち曇りです>とする。
応答部132は、応答情報<今日の天気は、晴れのち曇りです>を音声合成サーバ30に送信して、音声情報「今日の天気は、晴れのち曇りです」を取得する。応答部132は、音声情報「今日の天気は、晴れのち曇りです」を含む応答情報を、ユーザ端末10に送信し、音声「今日の天気は、晴れのち曇りです」を出力させる。
応答部132は、応答情報をユーザ端末10に送信する場合に、ルールテーブル121で選択したキーワードに対応する識別番号を、評価部133に出力する。例えば、キーワード「天気がよくなるかな」を選択して応答した場合には、識別番号「103」を評価部133に出力する。
評価部133は、応答部132の応答結果に対する利用者の反応から、応答部132が行った応答を評価する処理部である。具体的に、評価部133は、応答部132が応答を行った後に、取得部131から、テキスト情報を取得する。評価部133は、テキスト情報と、P判定テーブル122およびN判定テーブル123とを比較して、テキスト情報に肯定的なキーワードが含まれるのか、否定的なキーワードが含まれるのかを判定する。
評価部133は、肯定的なキーワードが含まれる場合には、ルールテーブル121において、応答部132から通知を受けた識別番号に対応するP回数に所定値を加算する。これに対して、評価部133は、否定的なキーワードが含まれる場合には、ルールテーブル121において、応答部132から通知を受けた識別番号に対応するN回数に所定値を加算する。
例えば、応答部132が、識別番号「103」に対応する応答を行い、その後に、取得部131から取得したテキスト情報に肯定的なキーワードが含まれていたとする。この場合には、ルールテーブル121の識別番号「103」のレコードに対応するP回数に1を加算する。
更に、応答部132は、テキスト情報に肯定的なキーワードが含まれている場合には、評価部133は、応答部132が応答するに至ったテキスト情報と、応答内容とを対応付けて、ルールテーブル121に新規登録する。
図7は、評価部の処理を説明するための図である。例えば、上記のように、応答部132がテキスト情報<今日はよくなるかな>に対して、応答内容「天気予報を検索して検索結果を通知」を実行して応答を行い、係る応答に対するテキスト情報に肯定的なキーワードが含まれていたものとする。このような場合には、図7に示すように、キーワード「今日はよくなるかな」と、応答内容「天気予報を検索して検索結果を通知」とを対応付けたレコードを、ルールテーブル121に追加する。例えば、P回数の初期値を「1」、N回数の初期値を「0」としても良い。
これに対して、応答部132が、識別番号「103」に対応する応答を行い、その後に、取得部131から取得したテキスト情報に否定的なキーワードが含まれていたとする。この場合には、ルールテーブル121の識別番号「103」のレコードに対応するN回数に1を加算する。
ところで、評価部133は、ルールテーブル121に新たに追加したレコードを基にして、P判定テーブル122のキーワードを追加する処理を行っても良い。例えば、図7で追加したレコードのキーワード「今日はよくなるかな」と、応答内容「天気予報を検索して検索結果を通知」との対応関係は適切であると考えられる。このため、キーワード「今日はよくなるかな」に対して「天気予報を検索して検索結果を通知」する応答を応答部132が行った後に、ユーザから得られるテキスト情報は、肯定的なキーワードである。従って、評価部133は、ルールテーブル121に新たに追加したレコードに基づいて応答部132が応答した後に、取得部131から取得するテキスト情報を、P判定テーブル122に追加する。例えば、評価部133は、取得部131からテキスト情報「おもしろい」を取得したとすると、この「おもしろい」を、P判定テーブル122に追加する。
次に、本実施例に係る対話装置100の処理手順について説明する。図8は、本実施例に係る対話装置の処理手順を示すフローチャートである。図8に示すように、対話装置100は、音声認識サーバ20を利用して、ユーザ端末10に入力された音声をテキスト情報として受信する(ステップS101)。
対話装置100は、パターンマッチングを行って、該当するキーワードを選択し、応答内容に対応する処理を実行する(ステップS102)。対話装置100は、音声合成サーバ30を利用して、応答内容を音声情報に変換し、音声を含んだ応答をユーザ端末10に送信する(ステップS103)。
対話装置100は、音声認識サーバ20を利用して、ユーザ端末10に入力された音声をテキスト情報として受信する(ステップS104)。対話装置100は、テキスト情報を基にして、応答内容を評価し、ルールテーブル121を更新する(ステップS105)。
次に、本実施例に係る対話装置100の効果について説明する。本実施例に係る対話装置100は、ユーザ5から音声入力を受け付けた場合に、音声を含む応答を行い、応答に対するユーザ5の反応が肯定的であるか否かに応じて、応答を評価するので、ユーザの音声入力に対応する応答の妥当性を効率的に評価することができる。
また、対話装置100は、肯定的な応答と、該応答に対応するキーワードとを対応付けてルールテーブル121に追加する。このため、ルールテーブル121におけるキーワードと、応答内容とを効率的に学習させることができる。
また、対話装置100は、ルールテーブル121に新たに追加したレコードに基づいて応答部132が応答した後に、取得部131から取得するテキスト情報を、P判定テーブル122に追加する。このため、P判定テーブル122の情報を効率的に学習させることができる。
ところで、本実施例では一例として、音声認識サーバ20と、音声合成サーバ30と、対話装置100とを別々の装置としたが、これに限定されるものではない。例えば、音声認識サーバ20と、音声合成サーバ30と、対話装置100とを統合して、単一のサーバ装置としても良い。
続いて、本実施例に係る対話装置100のその他の処理について説明する。例えば、応答部132は、取得部131から取得するテキスト情報と、ルールテーブル121とを比較して、複数のキーワードにヒットする場合には、ヒットしたキーワードのP回数に基づいて、第1候補の応答内容と第2候補の応答内容を特定する。例えば、応答部132は、ヒットしたキーワードのうち、P回数が最大となるキーワードの応答内容を、第1候補の応答内容とし、2番目にP回数が多いキーワードの応答内容を、第2候補の応答内容とする。なお、同一のキーワードに対して、複数の応答内容が存在する場合には、応答部132は、キーワードと応答内容との組みに対応するP回数に応じて、第1候補の応答内容と、第2候補の応答内容を特定する。また、応答部132は、ヒットしたキーワードのうち、P回数とN回数との差分、或いはP回数とN回数との和におけるP回数の締める割合の高さで第1候補、第2候補の応答内容を特定してもよい。
例えば、テキスト情報<今日はよくなるかな?>にヒットしたキーワードに対応する応答内容に「天気の検索結果を実行して検索結果を通知」および「日経平均株価を検索して検索結果を通知」が存在し、応答内容「天気の検索結果を実行して検索結果を通知」に対するP回数が、応答内容「日経平均株価を検索して検索結果を通知」に対するP回数よりも多いとする。この場合には、応答部132は、第1候補の応答内容を「天気の検索結果を実行して検索結果を通知」とし、第2候補の応答内容を「日経平均株価を検索して検索結果を通知」とする。
応答部132は、取得部131からテキスト情報<今日はよくなるかな?>を受け付けた場合には、第1候補の応答内容に応じた処理「天気の検索結果を実行して検索結果を通知」を実行し、応答を行う。ここで、応答部132は、応答した後に、評価部133から、応答の評価を取得する。応答部132は、応答に対するユーザの音声入力に否定的なキーワードが含まれている場合には、第2候補の応答内容に応じた処理「日経平均株価を検索して検索結果を通知」を実行し、応答を行う。ここでは、第1,2候補の応答内容を特定し、否定的なキーワードが含まれる場合に、第1候補の応答内容に続いて、第2候補の応答内容を実行する場合について説明したが、応答部132は、P回数に応じて、第3候補、第4候補、・・第N候補(Nは自然数)を特定し、応答に対する評価に肯定的なキーワードが含まれるまで、第3候補、第4候補、・・第N候補の応答内容の処理を順次実行してもよい。
更に、上記例では、P回数に応じて、第1候補の応答内容および第2候補の応答内容を特定する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、対話装置100は、ユーザの利用履歴を管理しておき、かかるユーザの利用履歴を基にして、利用者がよく利用する応答内容を、第1候補の応答内容として特定しても良い。例えば、対話装置100は、ユーザ毎に、応答内容の識別番号と、ユーザの利用回数とを対応付けて保存しておく。そして、応答部132は、取得部131から取得するテキスト情報と、ルールテーブル121とを比較して、複数のキーワードにヒットする場合には、ヒットしたキーワードのうち、利用回数が最大となる応答内容を、第1候補の応答内容として特定し、2番目に利用回数が多いキーワードの応答内容を、第2候補の応答内容としてもよい。また、第3候補、第4候補、・・第N候補(Nは自然数)を特定してもよい。
なお、上述した実施例における対話装置100は、例えば図9に示すような構成のコンピュータ60によって実現される。図9は、対話装置の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。コンピュータ60は、CPU(Central Processing Unit)61、RAM(Random Access Memory)62、ROM(Read Only Memory)63、HDD(Hard Disk Drive)64、通信インターフェイス(I/F)65、入出力インターフェイス(I/F)66、およびメディアインターフェイス(I/F)67を備える。
CPU61は、ROM63またはHDD64に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。ROM63は、コンピュータ60の起動時にCPU61によって実行されるブートプログラムや、コンピュータ50のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。
HDD64は、CPU61によって実行されるプログラムおよび当該プログラムによって使用されるデータ等を格納する。通信インターフェイス65は、ネットワーク50を介して他の機器からデータを受信してCPU61へ送り、CPU61が生成したデータを、ネットワーク50を介して他の機器へ送信する。
CPU61は、入出力インターフェイス66を介して、ディスプレイやプリンタ等の出力装置、および、キーボードやマウス等の入力装置を制御する。CPU61は、入出力インターフェイス66を介して、入力装置からデータを取得する。また、CPU61は、生成したデータを、入出力インターフェイス66を介して出力装置へ出力する。
メディアインターフェイス67は、記録媒体68に格納されたプログラムまたはデータを読み取り、RAM62を介してCPU61に提供する。CPU61は、当該プログラムを、メディアインターフェイス67を介して記録媒体68からRAM62上にロードし、ロードしたプログラムを実行する。記録媒体68は、例えばDVD(Digital Versatile Disc)、PD(Phase change rewritable Disk)等の光学記録媒体、MO(Magneto-Optical disk)等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリ等である。
コンピュータ60が上記実施例における対話装置100として機能する場合、コンピュータ60のCPU61は、RAM62上にロードされたプログラムを実行することにより、取得部131、応答部132、評価部133の各機能を実現する。また、HDD64には、ルールテーブル121、P判定テーブル122、N判定テーブル123が格納される。
10 ユーザ端末
20 音声認識サーバ
30 音声合成サーバ
100 対話装置
110 通信部
120 記憶部
121 ルールテーブル
122 P判定テーブル
123 N判定テーブル
130 制御部
131 取得部
132 応答部
133 評価部

Claims (6)

  1. ユーザ端末から第1音声入力を受け付けた場合に、受け付けた第1音声入力に対応する応答をルールテーブルから検索し、検索した音声情報を含む応答を前記ユーザ端末に送信する応答手段と、
    前記応答に対する前記ユーザ端末からの第2音声入力を受け付け、該第2音声入力を基にして、前記応答を評価する評価手段と
    有し、
    前記応答手段は、前記ユーザ端末から受け付けた第1音声入力に対応する応答が存在しない場合には、任意の応答を前記ユーザ端末に送信し、
    前記評価手段は、前記ユーザ端末から受け付けた第1音声入力に対応する応答として、前記応答手段によって送信された前記任意の応答を評価するとともに、前記第2音声入力に肯定的なキーワードが含まれている場合には、該任意の応答と、該任意の応答に対応する第1音声入力とを対応付けて前記ルールテーブルに追加する
    ことを特徴とする対話装置。
  2. 前記評価手段は、前記第2音声入力に肯定的なキーワードが含まれている場合には、前記応答に所定の値よりも高い評価を与え、前記第2音声入力に否定的なキーワードが含まれている場合には、前記応答に前記所定の値よりも低い評価を与えることを特徴とする請求項1に記載の対話装置。
  3. 前記応答手段が、前記ルールテーブルから検索した応答を前記ユーザ端末に送信した場合に、該応答に対して前記ユーザ端末から受け付ける第2音声入力に含まれるキーワードを、肯定的なキーワードに追加することを特徴とする請求項1又は2に記載の対話装置。
  4. ユーザ端末から第1音声入力を受け付けた場合に、音声情報を含む応答を前記ユーザ端末に送信する応答手段と、
    前記応答に対する前記ユーザ端末からの第2音声入力を受け付け、該第2音声入力を基にして、前記応答を評価する評価手段と
    を有し、
    前記評価手段は、前記第2音声入力に肯定的なキーワードが含まれている場合には、前記応答に所定の値よりも高い評価を与え、高い評価を与えた応答と、該応答に対応する第1音声入力とを対応付けてルールテーブルに追加し、
    前記応答手段は、前記ユーザ端末から受け付けた第1音声入力に対応する応答を前記ルールテーブルから検索し、検索した応答を前記ユーザ端末に送信した場合に、該応答に対して前記ユーザ端末から受け付ける第2音声入力に含まれるキーワードを、肯定的なキーワードに追加する、
    ことを特徴とする対話装置。
  5. 対話装置が実行する対話方法であって、
    ユーザ端末から第1音声入力を受け付けた場合に、受け付けた第1音声入力に対応する応答をルールテーブルから検索し、検索した音声情報を含む応答を前記ユーザ端末に送信する応答工程と、
    前記応答に対する前記ユーザ端末からの第2音声入力を受け付け、該第2音声入力を基にして、前記応答を評価する評価工程と
    含み、
    前記応答工程は、前記ユーザ端末から受け付けた第1音声入力に対応する応答が存在しない場合には、任意の応答を前記ユーザ端末に送信し、
    前記評価工程は、前記ユーザ端末から受け付けた第1音声入力に対応する応答として、前記応答工程によって送信された前記任意の応答を評価するとともに、前記第2音声入力に肯定的なキーワードが含まれている場合には、該任意の応答と、該任意の応答に対応する第1音声入力とを対応付けて前記ルールテーブルに追加する
    ことを特徴とする対話方法。
  6. ユーザ端末から第1音声入力を受け付けた場合に、受け付けた第1音声入力に対応する応答をルールテーブルから検索し、検索した音声情報を含む応答を前記ユーザ端末に送信する応答手順と、
    前記応答に対する前記ユーザ端末からの第2音声入力を受け付け、該第2音声入力を基にして、前記応答を評価する評価手順と
    コンピュータに実行させ、
    前記応答手順は、前記ユーザ端末から受け付けた第1音声入力に対応する応答が存在しない場合には、任意の応答を前記ユーザ端末に送信し、
    前記評価手順は、前記ユーザ端末から受け付けた第1音声入力に対応する応答として、前記応答手順によって送信された前記任意の応答を評価するとともに、前記第2音声入力に肯定的なキーワードが含まれている場合には、該任意の応答と、該任意の応答に対応する第1音声入力とを対応付けて前記ルールテーブルに追加する
    ことを特徴とする対話プログラム。
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