非音声入力音識別に基づく日常型ロボットインタフェースの開発

• Project/Area Number: 17700195
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Perception information processing/Intelligent robotics
• Research Institution: Wakayama University
• Principal Investigator: 西村 竜一 Wakayama University, システム工学部, 助教 (00379611)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2007: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2005: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: 雑音認識 / ロボット / 対話インタフェース / 混合ガウス分布モデル / 非言語インタラクション

Research Abstract

本研究は、従来の音声対話インタフェース開発では不要なものとして除外されてきた様々な雑音を識別し、対話処理の中で積極的に活用することで、ロボットと人の対話コミユニケーションを円滑にする非音声インタラクション手法を開発することを目的とする。最終年度では以下の項目について研究を実施した。
1)非音声入力音識別のための音響特徴量の検討
開発したプロトタイプシステムでは、音響分析特徴量に音声認識で利用されるものと同一の物理属性を用いていた。また、昨年度の実験により、このパラメタが雑音の識別においても一定の識別性能を示すことは確認された。将来の音声認識とのシステム統合を考えると同じ特徴量を用いるメリットは存在する。しかし、ロボット本体の形、材質が同じであっても、プラスチック成型の微妙な違いにより、ロボットを叩いたときの音が若干だが異なるのが一般である。このため、ある固体で作成した統計モデルが、別の固体では正しく動作しないことが予想される。また、これまでのパラメタを構成する特徴量を削減することで計算付加を低減することができる。これらの検証を行うため、非音声入力音識別に有効な音響特徴量の構成を検討した。実験の結果、特徴量の複雑さと識別精度はほぼ正の相関を持つが、識別率での最大の差は0.2%程度に収まることを確認した。また、特徴量の次元数を低く設定することで応答速度の向上を得ることができた。以上の知見からインタラクションシステムとしての設計を見直し、提案手法の完成度を上げることができた。
2)デモビデオの公開
研究成果公開の一環として、プロトタイプシステムのデモンストレーションビデオを作成した。また、Webぺージ上で公開し、インターネットを介しての閲覧を可能とした。

Research Products

• [Journal Article] ロボットにおける音声認識技術 (2007)
  • Author(s): 李 晃伸, 西村 竜一
  • Journal Title: 計測と制御 Vol.46,No.6 Pages: 441-446
  • NAID: 10019584728
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development, Long-Term Operation and Portability of a Real-Environment Speech-Oriented Guidance System (2007)
  • Author(s): Tobias CINCAREK, 川波 弘道, 西村 竜一, 李 晃伸, 猿渡 洋, 鹿野 清宏
  • Journal Title: IEICE TRANSACTIONS on Information and Systems Vol.E91-D,No.3 Pages: 576-587
  • NAID: 10026801814
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of nonvoice dialogue interface for robot systems (2006)
  • Author(s): 西村 竜一, 橋爪亜希
  • Journal Title: The Journal of the Acoustical Society of America (4th Joint Meeting Acoustical Society of America and Acoustical Society of Japan) vol. 120, no. 5 Pages: 3040-3040
• [Journal Article] Human-robot interaction interface using GMM-based noise recognition (2006)
  • Author(s): 西村竜一, 橋爪亜希, 入野俊夫, 河原英紀
  • Journal Title: Proc. WESPAC IX 2006 (9th Western Pacific Acoustics Conference) (CDROM)
• [Journal Article] Humanoid with Interaction Ability Using Vision and Speech Information (2006)
  • Author(s): 恰土 順一, 松本吉央, 小笠原 司, 西村 竜一
  • Journal Title: Proc. IROS2006 (IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems) Pages: 1316-1321
• [Journal Article] [招待講演]音声情報案内システム「たけまるくん」および「キタちゃん」の開発 (2006)
  • Author(s): 鹿野 清宏, Tobias Cincarek, 川波 弘道, 西村 竜一, 李 晃伸
  • Journal Title: 情報処理学会研究報告 2006-SLP-63-7 Pages: 33-38
• [Journal Article] ロボット対話のための雑音認識手法に関する検討 (2006)
  • Author(s): 橋爪 亜希, 西村 竜一, 入野 俊夫, 河原 英紀
  • Journal Title: 日本音響学会2006年秋季研究発表会講演論文集 Pages: 135-136
• [Journal Article] Human-robot interaction interface using GMM-based noise recognition (2006)
  • Author(s): 西村竜一, 橋爪亜希, 入野俊夫, 河原英紀
  • Journal Title: Proc. of WESPAC IX 2006 (the 9th Western Pacific Acoustics Conference)(採択決定)
• [Journal Article] 雑音認識能力を持つロボット対話インタフェース (2006)
  • Author(s): 西村竜一, 橋爪亜希, 入野俊夫, 河原英紀
  • Journal Title: 日本音響学会2006年春季研究発表会講演論文集 Pages: 203-204
• [Journal Article] Operating A Public Spoken Guidance System In Real Environment (2005)
  • Author(s): 西村竜一, 李晃伸, 山田真士, 鹿野清宏
  • Journal Title: Proc. of Interspeech 2005 (9th European Conference on Speech Communication and Technology) Pages: 845-848
• [Journal Article] ユビキタスホームにおける対話ロボットのための音声・雑音認識 (2005)
  • Author(s): 西村竜一
  • Journal Title: 第3回ユビキタスホームワークショップ論文集 Pages: 35-39
• [Journal Article] ユビキタスホームにおける対話ロボットのための音声・雑音認識の開発 (2005)
  • Author(s): 西村竜一, 近間正樹, 小林亮博, 佐竹純二, 上田博唯
  • Journal Title: 電子情報通信学会技術研究報告 PRMU2005-59 Pages: 47-52
  • NAID: 110003275964
• [Remarks]
  • URL: http://www.wakayama-u.ac.jp/~nisimura/