JPH0139600B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0139600B2 JPH0139600B2 JP58022783A JP2278383A JPH0139600B2 JP H0139600 B2 JPH0139600 B2 JP H0139600B2 JP 58022783 A JP58022783 A JP 58022783A JP 2278383 A JP2278383 A JP 2278383A JP H0139600 B2 JPH0139600 B2 JP H0139600B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sounds
- voiced
- nasal
- plosive
- high frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Description
産業上の利用分野
本発明は音声認識などに利用する子音分類装置
に関し、特に音声波とともに鼻振動、喉頭振動、
呼気流など発語器管の情報を使用する子音分類装
置に関するものである。 従来例の構成とその問題点 近年、音声認識装置は研究が盛んとなり、いく
つかのものは実用化され市販されるようになつて
きている。また急速な進歩を続ける計算機と人間
との最も自然な交信手段としてもますます期待が
高まりつつある。 従来の方法では、例えば音声波を検出して多数
の帯域フイルタに入力し、前記フイルタ群の出力
から特徴ベクトルを計算し、あらかじめ求めてお
いた標準音声の特徴ベクトルとの類似度計算によ
つて認識するなどの方法がとられている。 しかしながら、上記のような方法では任意の話
者の発話が正しく認識されるような装置は得られ
ておらず、とりわけ非定常な子音についてはその
検出および分類が非常に難しいという問題があつ
た。また上記の方法では乗除算を含む計算処理が
多く、低価格でリアルタイムの認識が実現しにく
いという問題があつた。 次に発語器管の情報を利用した従来の音声認識
装置の例を第1図にもとづき説明する。1は音声
波検出器で例えば接話マイクロホンである。検出
された音声信号は包絡波(エンベロープ)検出回
路6、雑音成分検出回路7に分配される。2は喉
頭振動検出器で感圧トランジスタなどの感圧素子
を気管の前壁で声帯の近くに取り付け、喉頭の振
動を検出する。3は鼻孔出力検出器で感圧トラン
ジスタなどの感圧素子を鼻壁の鼻孔近くに圧着し
て取り付け、鼻孔出力の有無を検出する。4は唇
閉鎖検出器で、上下両唇に相対して小さな電極を
おき、その接触によつて唇の完全閉鎖の有無の情
報を検出する。5は口蓋接触検出器で、舌と口蓋
の接触位置を検出する装置であるダイナミツクパ
ラトグラフの人工口蓋によつて、発音時における
舌と口蓋の接触状態による舌の調音、とくに舌に
よる口腔内の完全閉鎖あるいはせばめの有無など
を検出する。8は前記各検出手段によつて得られ
た信号を入力として音素を分類する音素分類回路
であり、第1表に示す判定基準によつて分類を行
なうことができる。
に関し、特に音声波とともに鼻振動、喉頭振動、
呼気流など発語器管の情報を使用する子音分類装
置に関するものである。 従来例の構成とその問題点 近年、音声認識装置は研究が盛んとなり、いく
つかのものは実用化され市販されるようになつて
きている。また急速な進歩を続ける計算機と人間
との最も自然な交信手段としてもますます期待が
高まりつつある。 従来の方法では、例えば音声波を検出して多数
の帯域フイルタに入力し、前記フイルタ群の出力
から特徴ベクトルを計算し、あらかじめ求めてお
いた標準音声の特徴ベクトルとの類似度計算によ
つて認識するなどの方法がとられている。 しかしながら、上記のような方法では任意の話
者の発話が正しく認識されるような装置は得られ
ておらず、とりわけ非定常な子音についてはその
検出および分類が非常に難しいという問題があつ
た。また上記の方法では乗除算を含む計算処理が
多く、低価格でリアルタイムの認識が実現しにく
いという問題があつた。 次に発語器管の情報を利用した従来の音声認識
装置の例を第1図にもとづき説明する。1は音声
波検出器で例えば接話マイクロホンである。検出
された音声信号は包絡波(エンベロープ)検出回
路6、雑音成分検出回路7に分配される。2は喉
頭振動検出器で感圧トランジスタなどの感圧素子
を気管の前壁で声帯の近くに取り付け、喉頭の振
動を検出する。3は鼻孔出力検出器で感圧トラン
ジスタなどの感圧素子を鼻壁の鼻孔近くに圧着し
て取り付け、鼻孔出力の有無を検出する。4は唇
閉鎖検出器で、上下両唇に相対して小さな電極を
おき、その接触によつて唇の完全閉鎖の有無の情
報を検出する。5は口蓋接触検出器で、舌と口蓋
の接触位置を検出する装置であるダイナミツクパ
ラトグラフの人工口蓋によつて、発音時における
舌と口蓋の接触状態による舌の調音、とくに舌に
よる口腔内の完全閉鎖あるいはせばめの有無など
を検出する。8は前記各検出手段によつて得られ
た信号を入力として音素を分類する音素分類回路
であり、第1表に示す判定基準によつて分類を行
なうことができる。
【表】
上記表において、〔+〕は検出出力有、〔±〕は
検出不確実、〔−〕は検出出力無を示す。第1表
において同定できない音素についてはホルマント
周波数とその時間的な変化、雑音部分の強度、時
間長等従来知られている音響的な識別原理に基い
て分類識別する。 しかしながら上記のような構成では唇の閉鎖を
検出するための上下両唇におく電極の取り付けが
容易ではなく、不快感があり自然な発話が阻害さ
れることがあるという欠点がある。また口蓋と舌
との接触を検出するために口腔内に装着する人工
口蓋の使用は不快感を伴ないやすく、一般的には
使用しにくいという欠点がある。さらに第1表の
判定基準では通常の発話に適用しにくい場合があ
る。即わち例えば有声子音/b,d,g,z,
3/などは鼻音化しやすく鼻孔出力が検出される
ことが多くまた無声子音においても/K,ts/な
どでは鼻孔出力が見られることがあること、摩擦
音を検出するために用いられる雑音成分による無
声音(音声の高域周波数成分)の検出は破裂音/
K/でも検出されやすいこと、逆に/h/では検
出が難しいなど鼻音化の影響や摩擦性(音声の高
域周波数成分)への対応が不十分であるという欠
点がある。 発明の目的 本発明は上記従来の問題点を解消するもので、
任意の話者の発話から、鼻音と破裂音と摩擦音と
その他とに正しく分類する子音分類装置を提供す
ることにある。本発明の他の目的は乗除算を含む
膨大な計算処理を必要とせず低価格でリアルタイ
ムの子音分類装置を提供することにある。また本
発明の他の目的は上下両唇や口腔内への検出器の
装着を必要とせず不快感のない子音分類装置を提
供することにある。さらに本発明の他の目的は鼻
音化の影響や摩擦性への対応を考慮した正確な子
音分類装置を提供することにある。 発明の構成 本発明は音声波検出器と鼻振動検出器と喉頭振
動検出器と呼気流速検出器とこれら検出器の出力
を入力として発話を鼻音と破裂音と摩擦音とその
他とに分類する子音分類回路とを備えた子音分類
装置に関するものであり、音声波、鼻振動、喉頭
振動の他に特に呼気流速の情報を利用することに
より任意の発話者に対し、低価格でリアルタイム
性があり、不快感がなく、また鼻音化や摩擦音性
の影響による混同がなく、発話を正しく鼻音と破
裂音と摩擦音とその他とに分類することができる
ものである。 実施例の説明 第2図は本発明の一実施例における子音分類装
置のブロツク図である。同図において、9は音声
波検出器で、例えば低雑音接話型マイクロホン等
である。10は鼻振動検出器で、例えば振動ピツ
クアツプ等であり使用に際しては鼻壁中央部付近
等に医療用両面テープなどによつて取り付けて鼻
振動を検出する。11は喉頭振動検出器で、例え
ば振動ピツクアツプ等であり、使用に際しては喉
頭の声帯付近に医療用両面テープなどによつて取
り付けて喉頭振動を検出する。12は呼気流速検
出器で、例えば熱線流量計センサーであり、使用
に際しては口腔前方に配置して呼気流速を検出す
る。13は前記各検出器の出力を入力として、発
話を鼻音と破裂音と摩擦音とその他に分類する子
音分類回路であり、まず音声波検出部9からの入
力信号により音声の包絡波と高域周波数成分を抽
出し、鼻振動検出器10と喉頭振動検出器11か
らの入力信号により、それぞれの振動波形の包絡
波を抽出する。また呼気流速検出器12からの入
力信号により呼気流速波を抽出するとともに呼気
流速波を微分して得られる信号から破裂性を抽出
する。これらの抽出信号を使用した子音分類回路
の動作について、以下、第2表と第3図を用いて
詳細に説明する。
検出不確実、〔−〕は検出出力無を示す。第1表
において同定できない音素についてはホルマント
周波数とその時間的な変化、雑音部分の強度、時
間長等従来知られている音響的な識別原理に基い
て分類識別する。 しかしながら上記のような構成では唇の閉鎖を
検出するための上下両唇におく電極の取り付けが
容易ではなく、不快感があり自然な発話が阻害さ
れることがあるという欠点がある。また口蓋と舌
との接触を検出するために口腔内に装着する人工
口蓋の使用は不快感を伴ないやすく、一般的には
使用しにくいという欠点がある。さらに第1表の
判定基準では通常の発話に適用しにくい場合があ
る。即わち例えば有声子音/b,d,g,z,
3/などは鼻音化しやすく鼻孔出力が検出される
ことが多くまた無声子音においても/K,ts/な
どでは鼻孔出力が見られることがあること、摩擦
音を検出するために用いられる雑音成分による無
声音(音声の高域周波数成分)の検出は破裂音/
K/でも検出されやすいこと、逆に/h/では検
出が難しいなど鼻音化の影響や摩擦性(音声の高
域周波数成分)への対応が不十分であるという欠
点がある。 発明の目的 本発明は上記従来の問題点を解消するもので、
任意の話者の発話から、鼻音と破裂音と摩擦音と
その他とに正しく分類する子音分類装置を提供す
ることにある。本発明の他の目的は乗除算を含む
膨大な計算処理を必要とせず低価格でリアルタイ
ムの子音分類装置を提供することにある。また本
発明の他の目的は上下両唇や口腔内への検出器の
装着を必要とせず不快感のない子音分類装置を提
供することにある。さらに本発明の他の目的は鼻
音化の影響や摩擦性への対応を考慮した正確な子
音分類装置を提供することにある。 発明の構成 本発明は音声波検出器と鼻振動検出器と喉頭振
動検出器と呼気流速検出器とこれら検出器の出力
を入力として発話を鼻音と破裂音と摩擦音とその
他とに分類する子音分類回路とを備えた子音分類
装置に関するものであり、音声波、鼻振動、喉頭
振動の他に特に呼気流速の情報を利用することに
より任意の発話者に対し、低価格でリアルタイム
性があり、不快感がなく、また鼻音化や摩擦音性
の影響による混同がなく、発話を正しく鼻音と破
裂音と摩擦音とその他とに分類することができる
ものである。 実施例の説明 第2図は本発明の一実施例における子音分類装
置のブロツク図である。同図において、9は音声
波検出器で、例えば低雑音接話型マイクロホン等
である。10は鼻振動検出器で、例えば振動ピツ
クアツプ等であり使用に際しては鼻壁中央部付近
等に医療用両面テープなどによつて取り付けて鼻
振動を検出する。11は喉頭振動検出器で、例え
ば振動ピツクアツプ等であり、使用に際しては喉
頭の声帯付近に医療用両面テープなどによつて取
り付けて喉頭振動を検出する。12は呼気流速検
出器で、例えば熱線流量計センサーであり、使用
に際しては口腔前方に配置して呼気流速を検出す
る。13は前記各検出器の出力を入力として、発
話を鼻音と破裂音と摩擦音とその他に分類する子
音分類回路であり、まず音声波検出部9からの入
力信号により音声の包絡波と高域周波数成分を抽
出し、鼻振動検出器10と喉頭振動検出器11か
らの入力信号により、それぞれの振動波形の包絡
波を抽出する。また呼気流速検出器12からの入
力信号により呼気流速波を抽出するとともに呼気
流速波を微分して得られる信号から破裂性を抽出
する。これらの抽出信号を使用した子音分類回路
の動作について、以下、第2表と第3図を用いて
詳細に説明する。
【表】
【表】
第2表は子音を分類する判定基準例であり、同
表において〔+〕は信号有を、〔±〕は信号が有
または無を、〔−〕は信号無を示している。第2
表に示すように有声破裂音/b,d,g/および
有声摩擦音/〓,z/では鼻音化しやすく鼻振動
信号が得られることが多い。また口腔内の後舌部
で閉鎖がおきる無声破裂音/K/および、歯茎部
の閉鎖から舌全体での強いせばめに移行する摩擦
音/t/では時に鼻音化することがある。しかし
その他の破裂子音および摩擦子音で鼻振動を伴う
例は少ない。音声の高域周波数成分(摩擦性)
は/h/を除く摩擦子音ではほぼ安定に抽出され
るが、/h/では特に後続母音が/u,e,o/
などの時に抽出されないことが多い。また破裂子
音/K/では有声摩擦音と同程度の摩擦性が抽出
されることが多い。しかし鼻音や有声破裂音で摩
擦性が抽出されることは殆んどない。さらに呼気
流速、破裂性、喉頭振動について、鼻音、破裂
音、摩擦音それぞれは第2表に示す特性がある。
以下第2表の判定基準による子音分類方法につい
て第3図によつて説明する。なお、第3図におい
ては音声包絡波、高域周波数成分、鼻振動包絡
波、喉頭振動包絡波、呼気流速波、破裂性の各種
信号を抽出するための回路は説明の簡略化のため
に示していない。 第3図において、130は有音検出回路で、音
声包絡波の信号の有無にもとづいて有音を検出す
る。131は有声判定回路で、有音であつた場合
に、喉頭振動包絡波信号の有無にもとずき有声音
と無声音とを判定する。有声音であれば鼻音判定
へ、また無声音であれば後述する破裂音2判定回
路により破裂音判定を行なう。132は鼻音判定
回路で、第2表に示すように鼻振動包絡波が
〔+〕かつ高域周波数成分が〔−〕かつ呼気流速
波が〔−〕であることにより、鼻音化した破裂音
や摩擦音とも混同することなく鼻音/m,n,
η/を分類する。133は破裂音1判定回路で前
記鼻音判定回路132によつて非鼻音と判定され
た発話に対し、呼気流速波が〔+〕かつ高域周波
数成分が〔−〕で有声破裂音/b,d,g/を分
類する。134は摩擦音1判定回路で、前記破裂
音1判定路133により非破裂音と判定された発
話に対し、高域周波数成分が〔+〕であることに
より有声摩擦音/z,3/を分類する。135は
破裂音2判定回路で、前記有声判定回路131に
よつて無声音と判定された発話に対し、破裂性が
〔+〕であることにより無声破裂音/P,t,
K/を分類する。136は摩擦音2判定回路で、
前記破裂音2判定回路135によつて非破裂音と
判定された発話に対し、高域周波数成分が〔+〕
でかつ、破裂性が〔−〕で無声摩擦音/S,,
〓,t,ts/が分類される。また137は摩擦音
3判定回路で、摩擦音2判定回路136によつて
摩擦音と判定された発話に対し、呼気流速波が
〔+〕かつ、破裂性が〔−〕で高域周波数成分が
抽出されなかつた無声摩擦音/h/が分類され
る。 以上のように本実施例によれば、音声波ととも
に他の発語器官の情報を使用することにより、任
意の話者の発話から、鼻音と破裂音と摩擦音とそ
の他とに正しく分類することができる。 発明の効果 本願発明では喉頭振動を利用して、まず有声音
と無声音に分離し、有声音に対しては呼気流速波
そのものを用いて有声破裂音の(b,d,g)を
分離しているので、呼気流速波を微分などして得
られる破裂音信号が十分大きくない有声破裂音
(b,d,g)を効率よく検出できる。また、無
声音に対しては破裂音信号のみを用いて無声破裂
音(p,t,k)を分離しているので、有声摩擦
音と同程度の摩擦音信号が抽出されることが多
い、無声破裂音/k/の場合、破裂音信号が抑制
されないという効果が発揮される。
表において〔+〕は信号有を、〔±〕は信号が有
または無を、〔−〕は信号無を示している。第2
表に示すように有声破裂音/b,d,g/および
有声摩擦音/〓,z/では鼻音化しやすく鼻振動
信号が得られることが多い。また口腔内の後舌部
で閉鎖がおきる無声破裂音/K/および、歯茎部
の閉鎖から舌全体での強いせばめに移行する摩擦
音/t/では時に鼻音化することがある。しかし
その他の破裂子音および摩擦子音で鼻振動を伴う
例は少ない。音声の高域周波数成分(摩擦性)
は/h/を除く摩擦子音ではほぼ安定に抽出され
るが、/h/では特に後続母音が/u,e,o/
などの時に抽出されないことが多い。また破裂子
音/K/では有声摩擦音と同程度の摩擦性が抽出
されることが多い。しかし鼻音や有声破裂音で摩
擦性が抽出されることは殆んどない。さらに呼気
流速、破裂性、喉頭振動について、鼻音、破裂
音、摩擦音それぞれは第2表に示す特性がある。
以下第2表の判定基準による子音分類方法につい
て第3図によつて説明する。なお、第3図におい
ては音声包絡波、高域周波数成分、鼻振動包絡
波、喉頭振動包絡波、呼気流速波、破裂性の各種
信号を抽出するための回路は説明の簡略化のため
に示していない。 第3図において、130は有音検出回路で、音
声包絡波の信号の有無にもとづいて有音を検出す
る。131は有声判定回路で、有音であつた場合
に、喉頭振動包絡波信号の有無にもとずき有声音
と無声音とを判定する。有声音であれば鼻音判定
へ、また無声音であれば後述する破裂音2判定回
路により破裂音判定を行なう。132は鼻音判定
回路で、第2表に示すように鼻振動包絡波が
〔+〕かつ高域周波数成分が〔−〕かつ呼気流速
波が〔−〕であることにより、鼻音化した破裂音
や摩擦音とも混同することなく鼻音/m,n,
η/を分類する。133は破裂音1判定回路で前
記鼻音判定回路132によつて非鼻音と判定され
た発話に対し、呼気流速波が〔+〕かつ高域周波
数成分が〔−〕で有声破裂音/b,d,g/を分
類する。134は摩擦音1判定回路で、前記破裂
音1判定路133により非破裂音と判定された発
話に対し、高域周波数成分が〔+〕であることに
より有声摩擦音/z,3/を分類する。135は
破裂音2判定回路で、前記有声判定回路131に
よつて無声音と判定された発話に対し、破裂性が
〔+〕であることにより無声破裂音/P,t,
K/を分類する。136は摩擦音2判定回路で、
前記破裂音2判定回路135によつて非破裂音と
判定された発話に対し、高域周波数成分が〔+〕
でかつ、破裂性が〔−〕で無声摩擦音/S,,
〓,t,ts/が分類される。また137は摩擦音
3判定回路で、摩擦音2判定回路136によつて
摩擦音と判定された発話に対し、呼気流速波が
〔+〕かつ、破裂性が〔−〕で高域周波数成分が
抽出されなかつた無声摩擦音/h/が分類され
る。 以上のように本実施例によれば、音声波ととも
に他の発語器官の情報を使用することにより、任
意の話者の発話から、鼻音と破裂音と摩擦音とそ
の他とに正しく分類することができる。 発明の効果 本願発明では喉頭振動を利用して、まず有声音
と無声音に分離し、有声音に対しては呼気流速波
そのものを用いて有声破裂音の(b,d,g)を
分離しているので、呼気流速波を微分などして得
られる破裂音信号が十分大きくない有声破裂音
(b,d,g)を効率よく検出できる。また、無
声音に対しては破裂音信号のみを用いて無声破裂
音(p,t,k)を分離しているので、有声摩擦
音と同程度の摩擦音信号が抽出されることが多
い、無声破裂音/k/の場合、破裂音信号が抑制
されないという効果が発揮される。
第1図は発語器官の情報を利用した従来の音声
認識装置の構成を示すブロツク図、第2図は本発
明の一実施例における子音分類装置を示すブロツ
ク図、第3図は本発明の一実施例における子音分
類回路の具体例を示すブロツク図である。 9…音声波検出回路、10…鼻振動検出器、1
1…喉頭振動検出器、12…呼気流速検出器、1
3…子音分類回路。
認識装置の構成を示すブロツク図、第2図は本発
明の一実施例における子音分類装置を示すブロツ
ク図、第3図は本発明の一実施例における子音分
類回路の具体例を示すブロツク図である。 9…音声波検出回路、10…鼻振動検出器、1
1…喉頭振動検出器、12…呼気流速検出器、1
3…子音分類回路。
Claims (1)
- 1 音声波の検出器と、鼻振動の検出器と、喉頭
振動の検出器と、呼気流速の検出器と、前記検出
器の出力を入力とし、鼻音と破裂音と摩擦音とそ
の他に分離して出力する子音分類回路とから構成
し、前記子音分類回路では音声波から包絡波と高
域周波数成分を抽出し、前記呼気流速から呼気流
速波と破裂性信号を抽出し、音声の包絡波から有
音区間を得、有音区間に対して前記喉頭振動から
有声音と無声音を区別し、有声音に対して、まず
音声の高域周波数成分と鼻振動と呼気流速波とを
用いて鼻音を抽出し、次にそうでなかつた有声音
に対し音声の高域周波数成分と呼気流速波とを用
いて有声破裂音を抽出し、さらに他の有声音に対
し高域周波数成分を用いて有声摩擦音とその他に
分類し、無声音に対して、まず破裂性信号により
無声破裂音を抽出し、次に他の無声音に対して音
声の高域周波数成分と破裂性信号とを用いて無声
摩擦音を抽出し、さらに他の無声音に対し呼気流
速と破裂性信号を用いて他の無声摩擦音とその他
に分類するように構成したことを特徴とする子音
分類装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2278383A JPS59149399A (ja) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | 子音分類装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2278383A JPS59149399A (ja) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | 子音分類装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59149399A JPS59149399A (ja) | 1984-08-27 |
| JPH0139600B2 true JPH0139600B2 (ja) | 1989-08-22 |
Family
ID=12092267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2278383A Granted JPS59149399A (ja) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | 子音分類装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59149399A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6078493A (ja) * | 1983-10-06 | 1985-05-04 | 工業技術院長 | 摩擦音認識装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57155600A (en) * | 1981-03-20 | 1982-09-25 | Kogyo Gijutsuin | Nosal sound detector |
| JPS57155598A (en) * | 1981-03-20 | 1982-09-25 | Kogyo Gijutsuin | Plosive classifying apparatus |
| JPS57155596A (en) * | 1981-03-20 | 1982-09-25 | Kogyo Gijutsuin | Plosive detector |
-
1983
- 1983-02-16 JP JP2278383A patent/JPS59149399A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59149399A (ja) | 1984-08-27 |
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