JPH04122995A - Phoneme discriminating method - Google Patents
Phoneme discriminating methodInfo
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- JPH04122995A JPH04122995A JP2242898A JP24289890A JPH04122995A JP H04122995 A JPH04122995 A JP H04122995A JP 2242898 A JP2242898 A JP 2242898A JP 24289890 A JP24289890 A JP 24289890A JP H04122995 A JPH04122995 A JP H04122995A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は音韻識別処理に関するものである。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to phoneme identification processing.
従来この種の技術としては、′相互情報量を基準とする
フレーム単位の音韻情報の評価”電子情報通信学会 音
声研究会 5P−103(1988)に開示きれたもの
がある。A conventional technique of this type was disclosed in ``Evaluation of frame-by-frame phonetic information based on mutual information'', Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, Speech Study Group, 5P-103 (1988).
音声認識の分野で現在層も精力的に研究きれている手法
の1つに音韻識別処理を用いた認識手法がある。音韻識
別処理とは入力きれた音声を音韻の系列(はぼ発音記号
に等しい)に変換するものである。このように音声を音
韻系列に変換した後は、例えば単語辞書や文法規則等を
用いて最も適切と思われる文字列(文章)に変換してい
く。One of the methods that is currently being actively researched in the field of speech recognition is a recognition method that uses phoneme identification processing. The phoneme identification process converts the input speech into a series of phonemes (equivalent to the pronunciation symbols). After the speech is converted into a phoneme sequence in this way, it is converted into the most appropriate character string (sentence) using, for example, a word dictionary or grammar rules.
音韻識別を行なう利点は、音響レベルの処理と文字列の
処理を切り離すことで語索の拡張、認識対象文型の拡張
が自在にできることにある。The advantage of performing phoneme identification is that by separating acoustic level processing and character string processing, it is possible to freely expand word searches and sentence types to be recognized.
第9図は従来の音声識別法を実施する装置の構成を示す
ブロック図である。同図において、201は音声入力端
子、202は分析部、203はパワーベクトル算出部、
204はパワーベクトル79部、205はパワーベクト
ル符号帳、206は特徴ベクトルVQ部、207は特徴
ベクトル符号帳、209は音韻変換部、210は音韻テ
ーブルである。FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a device that implements a conventional voice identification method. In the figure, 201 is an audio input terminal, 202 is an analysis section, 203 is a power vector calculation section,
204 is a power vector 79 part, 205 is a power vector codebook, 206 is a feature vector VQ part, 207 is a feature vector codebook, 209 is a phoneme conversion part, and 210 is a phoneme table.
音声入力端子201から入力された音声は分析部202
において、特徴を表わす特徴ベクトルに変換きれる。特
徴ベクトルSiとしては、中心周波数の異なる1個のバ
ンドパスフィルタ群によって抽出きれた帯域内周波数成
分をフレームと呼ばれる小時間毎に取り出したものを使
用する。The voice input from the voice input terminal 201 is sent to the analysis unit 202.
can be converted into a feature vector representing the feature. As the feature vector Si, in-band frequency components extracted by one group of band-pass filters having different center frequencies are used for each small time period called a frame.
S j ” (Sil Si2.・・・・、5ij−1
,5ij)ここでiはフレーム番号、jはバンドパスフ
ィルタの番号である。S j ” (Sil Si2..., 5ij-1
, 5ij) where i is the frame number and j is the bandpass filter number.
更に、分析部202ではフレーム毎のパワーPiも同時
に算出する。ここで説明を簡単にするため、音声始端の
フレーム番号をO1音声の終端のフレーム番号をIとす
る(i=・・・−2,−1,0,1,2,・・・、I、
I+1.I+2.・・・)。Furthermore, the analysis unit 202 simultaneously calculates the power Pi for each frame. To simplify the explanation, let O be the frame number at the beginning of the audio, and I be the frame number at the end of the audio (i=...-2, -1, 0, 1, 2,..., I,
I+1. I+2. ...).
パワーベクトル算出部203では隣接フレームのパワー
Piを結合して得られるパワーベクトルPiを算出する
。The power vector calculation unit 203 calculates a power vector Pi obtained by combining the powers Pi of adjacent frames.
pi = (Pi−n、Pi−n+1. ・、Pi−1
,Pi、 = 、Finn−1、Finn )
ここで、nは隣接フレームの幅である。pi = (Pi-n, Pi-n+1. ・, Pi-1
, Pi, = , Finn-1, Finn) where n is the width of the adjacent frame.
パワーベクトル79部204ではパワーベクトル符号帳
205を参照して、ベクトル量子化(VQ)L、パワー
コードCiを求める。The power vector 79 unit 204 refers to the power vector codebook 205 to obtain vector quantization (VQ) L and power code Ci.
Ci =argmin d (Pi、 y−)ここで、
d (p i、 y” )はベクトルPiとベクトル“
とり距離を表わす。Ci = argmin d (Pi, y-) where,
d (p i, y") is the vector Pi and the vector "
Represents distance.
パワーベクトル量子化処理は、入力音声をパワー形状で
大分類するものであり、大分類結果がパワーフードCf
となる。ノ1はパワーフードベクトル、mはパワーコー
ド番号である。The power vector quantization process roughly classifies the input audio according to the power shape, and the major classification result is the power food Cf.
becomes. No. 1 is a power food vector, and m is a power code number.
y”!(y”−n+y−n+1. ’・1y”−C7”
n+7−L + +y−n−1.y−n) (m
=1.2.−、M)ここでMはパワーベクトル符号帳サ
イズである。y"!(y"-n+y-n+1. '・1y"-C7"
n+7-L + +y-n-1. y-n) (m
=1.2. -, M) where M is the power vector codebook size.
特徴ベクトルVQ部206では特徴ベクトル符号帳20
7に基づいて特徴ベクトル iのベクトル量子化を行な
う。また、特徴ベクトル符号帳207にはパワーフード
別に符号帳が格納されている。言い換えるとパワーベク
トル符号帳サイズM個分の符号帳があることになる。The feature vector VQ unit 206 uses the feature vector codebook 20
Vector quantization of feature vector i is performed based on 7. Further, the feature vector codebook 207 stores codebooks for each power food. In other words, there are codebooks corresponding to M power vector codebook sizes.
特徴ベクトル量子化処理は、パワーベクトル量子化処理
の大分類とは逆に音声の細かな特徴に基づいた詳細分類
を行なうものである。The feature vector quantization process performs detailed classification based on the detailed features of speech, contrary to the general classification of the power vector quantization process.
先ず、パワーコードCiに対した特徴ベクトル符号帳を
特徴ベクトル符号帳207から選択する。このことは言
い換えると大分類結果を考慮して、詳細識別用辞書を適
切なものに切り替えることに相当する。この選択された
符号帳を使って量子化(VQ)を行なう。今c=ciと
すると、特徴コードZiは次式であられされる。First, a feature vector codebook for power code Ci is selected from feature vector codebook 207. In other words, this corresponds to switching the detailed identification dictionary to an appropriate one in consideration of the major classification results. Quantization (VQ) is performed using this selected codebook. Now, if c=ci, the feature code Zi is calculated by the following equation.
Z i =armin d (5i 、χ(c)’
) (2)ここで (C)′はパワーコードC
に対応すね特徴コードベクトル、rは特徴ベクトルコー
ドである。Z i = armin d (5i, χ(c)'
) (2) Here, (C)' is the power code C
The corresponding shank feature code vector, r is the feature vector code.
X(C)’= (X(c)’+、X(c)’t、−、X
(c)’r−。X(C)'= (X(c)'+, X(c)'t, -, X
(c)'r-.
X(c)’h ) (r=1.2. ・・・、
R(c))R(c)はパワーコードCに対応する特徴ベ
クトル符号サイズである。X(c)'h ) (r=1.2....,
R(c)) R(c) is the feature vector code size corresponding to power code C.
音韻変換部209では、このCi、Zjから音韻記号L
iに変換する。この処理について種々の方法が考えられ
るが、ここでは最も簡単なテーブルルックアップ方式に
ついて説明する。先ず音韻テーブル210の構成例を第
10図に示す。パワーコードC1=1 、特徴コードZ
i=1の時はこの表より音韻記号Liはaとなる。また
、C1=2.Ziす3ではLi=eと変換きれる。The phoneme conversion unit 209 converts the phoneme symbol L from these Ci and Zj.
Convert to i. Various methods can be considered for this processing, but the simplest table lookup method will be explained here. First, an example of the configuration of the phoneme table 210 is shown in FIG. Power code C1=1, feature code Z
According to this table, when i=1, the phonetic symbol Li is a. Also, C1=2. In Zisu3, it can be converted as Li=e.
このようにして入力音声から音韻記号列に変換きれる。In this way, the input speech can be converted into a phoneme symbol string.
音韻識別処理では音声の種々の特徴を効果的に捉えて識
別しなければ、高い識別能力が得られない。人間が音声
を聞き分ける場合、音声の静的情報、即ちある瞬間の音
の強き、音色(スペクトル)の違いはもちろんのこと、
一連の音声を通じて音質の類別判定を行なっている。一
連の発声では当然ながら音声者固有の音質で規定されて
いる特有のスペクトル構造が存在する。音声者が異なれ
ばこのスペクトル構造は異なる。従って音声者を限定し
ない不特定者の認識系ではこのスペクトル構造を的確に
捉える必要がある。In phoneme discrimination processing, high discrimination ability cannot be obtained unless various features of speech are effectively captured and discriminated. When humans hear voices, they not only use the static information of the voice, that is, the strength of the sound at a certain moment, the difference in timbre (spectrum), but also the static information of the voice.
Sound quality classification is determined through a series of sounds. Naturally, a series of utterances has a unique spectral structure defined by the sound quality unique to the speaker. This spectral structure differs depending on the speaker. Therefore, in a recognition system for an unspecified person that does not limit the speaker, it is necessary to accurately capture this spectral structure.
しかしながら、上述した従来の音韻識別方法では、この
点に全く考慮していなかった。スペクトル特徴を捉える
ための符号帳は1つしかなく、どのような発声に対して
も単独の符号帳に基ついてコード弗化していた。そのた
め本来ならは−人の話者の発声では起こり得ない組合せ
のスペクトルコード系列に割り付けられる場合がしばし
ば発生し、認識性能が上がらない原因の1つとなってい
た。However, the conventional phoneme identification method described above does not take this point into consideration at all. There was only one codebook for capturing spectral features, and any utterance was code-coded based on that single codebook. As a result, combinations of spectral code sequences that would normally not occur in the utterances of a human speaker are often assigned, which is one of the reasons why recognition performance is not improved.
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、発声者固有
の音声で規定きれる特有のスペクトル構造を的確に捉え
ることにより、発声者を限定しない不特定者の認識系に
おいても高い音韻識別性能を得ることにある。The present invention has been made in view of the above points, and by accurately capturing the unique spectral structure that can be defined by the voice unique to the speaker, it is possible to achieve high phoneme discrimination performance even in a recognition system for an unspecified person without limiting the speaker. It's about getting.
上記課題を解決するため本発明の音韻識別方法は、下記
の(a)乃至(g)の手段を採るようにした。In order to solve the above problems, the phoneme identification method of the present invention employs the following means (a) to (g).
(a)入力音声を周波数分析し、該入力音声の周波数成
分のベクトルである特徴ベクトルと該入力音声の強さを
表わすパワーを、フレームと称する一定時間間隔で算出
する分析と、
(b)隣接フレームの前記音声パワーを結合して得られ
るパワーベクトルを算出する処理と、(c)識別しよう
とする入力音声に対して前記(a)及び(b)の処理に
より、入力ハワーパタン及び入力特徴パタンを作成する
処理と、
(d) 前記入力バワーパタンに対して、前記パワーベ
クトル符号帳を用いてベクトル量子化し、入力パワーコ
ードを求める処理と、
(e)前記入力特徴パタンに対して、複数の特徴ベクト
ル符号帳を用いてベクトル量子化し、複数の入力特徴コ
ード及び複数の入力特徴VQ歪を求める処理と、
(f)前記複数の入力特徴VQ歪に対して各々の総和が
最小になる特徴ベクトル符号帳を選び、当該符号帳によ
る最適入力特徴コードを選択する処理と、
<g)前記最適入力特徴フード及び前記入力パワーコー
ドから、フレーム毎に音韻の尤度を求めることを特徴と
する。(a) Frequency analysis of input audio and calculation of a feature vector that is a vector of frequency components of the input audio and power representing the strength of the input audio at fixed time intervals called frames; (b) Adjacent The process of calculating a power vector obtained by combining the audio powers of the frames, and (c) the processes of (a) and (b) for the input audio to be identified, calculate the input Hower pattern and the input feature pattern. (d) processing for vector quantizing the input power pattern using the power vector codebook to obtain an input power code; (e) processing for generating a plurality of feature vectors for the input feature pattern; a process of vector quantizing using a codebook to obtain a plurality of input feature codes and a plurality of input feature VQ distortions; (f) a feature vector codebook that minimizes the sum of each of the plurality of input feature VQ distortions; and selecting an optimal input feature code according to the codebook; <g) calculating the likelihood of a phoneme for each frame from the optimal input feature hood and the input power code.
本発明によれば、予め音声別に分けられた複数のスペク
トル特徴符号帳を持ち、入力音声に対してそれら複数の
符号帳と照合し、詳細識別を行なうと同時に、音声の類
別判定を行なう。従ってどのような音質の音声に対して
もその音質のスペクトル構造を的確に捉えた識別が可能
となる。According to the present invention, a plurality of spectral feature codebooks are preliminarily divided by voice, and the input voice is checked against the plurality of codebooks to perform detailed identification and at the same time to determine the type of voice. Therefore, it is possible to accurately capture the spectral structure of any sound quality and identify it.
更に、本発明では、複数の特徴量を用いて音韻識別を行
なう場合、全ての特徴量に対して複数の符号帳を用意す
るのではなく、話者依存性の少ない特徴量、例えば音声
のパワー変化特徴等は単一の符号帳で、逆に話者依存性
の強い特徴量、例えばスペクトル特徴等は複数の符号帳
で対処するようにしている。このように特徴量の話者依
存性に応して適切な数を符号帳を用意することで、処理
量の削減を図れるだけでなく、不必要な辞書項目に対す
る処理を行なわないため、より安定した確実な分類が行
なえる。従って効率的でしかもより高い音韻識別性能が
得られる。Furthermore, in the present invention, when performing phoneme identification using multiple feature quantities, instead of preparing multiple codebooks for all feature quantities, the present invention uses feature quantities that are less speaker-dependent, such as voice power. Variable features and the like are handled by a single codebook, while features that are strongly speaker-dependent, such as spectral features, are handled by multiple codebooks. In this way, by preparing an appropriate number of codebooks according to the speaker dependence of the feature values, it is possible not only to reduce the amount of processing, but also to make the system more stable because it does not process unnecessary dictionary items. Reliable classification can be performed. Therefore, efficient and higher phoneme discrimination performance can be obtained.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第1図は本発明の音韻識別方法を実施する装置の構成を
示すブロック図である。同図において、徴ベクトルVQ
部、107は特徴ベクトル符号帳、108は最適特徴コ
ード選択部、109は音韻変換部、110は音韻テーブ
ルである。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an apparatus for implementing the phoneme identification method of the present invention. In the same figure, the characteristic vector VQ
107 is a feature vector codebook, 108 is an optimal feature code selection section, 109 is a phoneme conversion section, and 110 is a phoneme table.
第2図は入力音声信号パワー例を示す図、第3図は入力
パワーパタン例を示す図、第4図は入カル符号帳例を示
す図、第7図は特徴ベクトル符号帳例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of input audio signal power, FIG. 3 is a diagram showing an example of input power pattern, FIG. 4 is a diagram showing an example of an input codebook, and FIG. 7 is a diagram showing an example of a feature vector codebook. It is.
第1図の音声入力端子101から、入力きれる音声信号
は分析部102において特徴を表わす特徴ベクトルに変
換きれる。この特徴ベクトル導出方法には、中心周波数
が少しずつ異なる複数のバンドパス群を用いる方法や、
FFT(高速フーノエ変換)によるスペクトル分析を用
いるもの等々が考えられるが、ここではバンドパスフィ
ルタ群を使用する方法を例に挙げる。特徴ベクトルSi
としては、中心周波数の異なる1個のバンドパスフィル
タ群によって抽出した帯域内周波数成分を対数変換し、
フレームと呼ばれる小時間毎に取り出したものを使用す
る。An audio signal that can be inputted from the audio input terminal 101 in FIG. 1 is converted into a feature vector representing characteristics in the analysis section 102. This feature vector derivation method includes a method using multiple bandpass groups with slightly different center frequencies,
Although a method using spectrum analysis using FFT (Fast Founoe Transform) is conceivable, a method using a group of band-pass filters will be exemplified here. Feature vector Si
The in-band frequency components extracted by a group of bandpass filters with different center frequencies are logarithmically transformed,
The data taken out at small intervals called frames is used.
S i = (Sit、Si2.−.5ij−1,5i
j )ここでiはフレーム番号Jはバンドパスフィルタ
番号である。更に分析部102ではフレーム毎のパワー
Piも同時に算出する。パワーPi次式で計算きれる。S i = (Sit, Si2.-.5ij-1,5i
j) Here, i is the frame number and J is the bandpass filter number. Furthermore, the analysis unit 102 simultaneously calculates the power Pi for each frame. The power Pi can be calculated using the following equation.
P i =J−’ΣSij (
3)」=
ここで簡単にするため、音声始端のフレーム番号を0、
音声の終端のフレーム番号を1とする。(i: ・・−
2,−1,0,1,2,・・・1.I+1.I+2.・
・・ )バワーベトル算出部103では隣接フレームの
パワーPiを結合してパワーベクトルPiを算出する。P i =J−'ΣSij (
3)” = For simplicity, we set the frame number at the beginning of the audio to 0,
The frame number at the end of the audio is set to 1. (i: ・・−
2, -1, 0, 1, 2,...1. I+1. I+2.・
) The power vector calculation unit 103 combines the powers Pi of adjacent frames to calculate a power vector Pi.
p i = (Pi−n、Pi−n+1.=・、Pi−
1,Pi、Pi+1.−、Pi十n−1,Pi+n)
ようなパワーへ台ル符号帳105を参照して、ベクトル
量子化(VQ)L、パワーコードCiを求める。p i = (Pi-n, Pi-n+1.=・, Pi-
1, Pi, Pi+1. -, Pi+n-1, Pi+n), vector quantization (VQ) L and power code Ci are determined by referring to the codebook 105.
Ci =argim d (p i 、 y”)
(4)ここでd(P i 、y”″)はベクト
ルPiとベクトルya&の距離を表わす。パワーベクト
ル量子化処理は、入力音声を第2図に示すようなパワー
形状で大分類するものであり、大分類結果が第3図示す
ようなパワーコードCiとなる。 ylはパワーコー
ドベクトル、mはパワーフード番号であ(m=1 、2
.・・ 、M)
ここでMはパワーベクトル符号帳サイズである。Ci = argim d (p i , y”)
(4) Here, d(P i , y"") represents the distance between the vector Pi and the vector ya&. In the power vector quantization process, input speech is roughly classified into power shapes as shown in FIG. 2, and the results of the rough classification become power codes Ci as shown in FIG. 3. yl is the power code vector, m is the power food number (m=1, 2
.. ..., M) where M is the power vector codebook size.
特徴ベクトル量子化106では、第7図に示すような特
徴ヘクトル符号帳107に基づいて特徴ベクトル5iの
ベクトル量子化を行なう。特徴ベクトル符号帳107に
は予め発音声者の特性、即ち性別、年齢、音質等でグル
ープ化きれた多数の音声データから作成きれた符号帳が
Q種類用意きれたてる。また、各々の符号帳は更にパワ
ーコード別のサブ符号帳により成っている。言い換える
と特徴ベクトル符号帳107にはQ個の符号帳があり、
各々の符号帳の1つ1つはM個のサブ符号帳からできて
いる。Mは前述したパワーコードの数である。In the feature vector quantization 106, the feature vector 5i is vector quantized based on the feature hector codebook 107 as shown in FIG. The feature vector codebook 107 has Q types of codebooks created in advance from a large number of voice data grouped according to the characteristics of the speaker, ie, gender, age, sound quality, etc. Furthermore, each codebook further includes sub-codebooks for each power code. In other words, there are Q codebooks in the feature vector codebook 107,
Each codebook is made up of M sub-codebooks. M is the number of power codes mentioned above.
特徴ベクトル量子化処理は、パワーベクトル量子化処理
の大分類とは逆に、音声を細かな特徴に基づいた詳細分
類を行なうものである。先ず各々の符号帳の中からパワ
ーコードCiに対応したQ個のサブ符号帳を特徴ベクト
ル符号帳107から選択する。このことは言い換えると
大分類結果を考慮して、詳細識別辞書を適切なものに切
り替えることに相当する。この選択きれたQ個すブ符号
帳を使って量子化(VQ)を行なう。Feature vector quantization processing performs detailed classification of speech based on detailed features, contrary to the general classification of power vector quantization processing. First, Q sub-codebooks corresponding to the power code Ci are selected from the feature vector codebook 107 from each codebook. In other words, this corresponds to switching the detailed identification dictionary to an appropriate one in consideration of the results of the major classification. Quantization (VQ) is performed using the Q selected subcodebooks.
今、c=Ciとすると、特徴コードZ(q)i、特徴V
Q歪V(q)iは次式で表わされる。Now, if c=Ci, feature code Z(q)i, feature V
Q strain V(q)i is expressed by the following equation.
Z(q)i=argmin d (S i
、 メ (q、c)’)(q=l、 2.・・・、
Q) (5)V(q)i= !flin d (,5
’ i 、 X(q、c)’ )(q=1 、2.・・
、Q) (6)ここでX(q、c)’はパワーコード
Cに対するg番目のサブ符号帳の特徴コードベクトル、
rは特徴へクトルコードである。Z(q)i=argmin d(S i
, Me (q, c)') (q=l, 2....,
Q) (5)V(q)i=! flin d (,5
' i , X (q, c)' ) (q=1, 2...
, Q) (6) Here, X(q, c)' is the feature code vector of the g-th sub-codebook for power code C,
r is the feature hector code.
メ(q、c)’ = (x (q、c)’ l+ x
(q、c)’ 2.−、 x (q、c)’ +−+−
x (q、c)’ + )(r=1.2.・・・、R(
q、c) )R(Q、C)はパワーコードCに対応する
サブ符号帳サイズである。me(q, c)' = (x (q, c)' l+ x
(q, c)' 2. −, x (q, c)' +−+−
x (q, c)' + ) (r=1.2..., R(
q, c)) R(Q, C) is the sub-codebook size corresponding to power code C.
最適特徴コード選択部10Bでは音声始端のフレームか
ら音声終端のフレームまでの特徴vQ歪V(q)iの総
和Wqを計算する。The optimal feature code selection unit 10B calculates the sum Wq of the feature vQ distortion V(q)i from the voice start frame to the voice end frame.
Wq=ΣV(q)i (q=1.2.−、Q)
(7);O
更にWqが最小となる符号帳の番号qmを見つける。Wq=ΣV(q)i (q=1.2.-, Q)
(7);O Furthermore, find the codebook number qm for which Wq is the minimum.
q m=m1n Wq (q=1
.2.・=、Q) (8)この符号帳で量子化(v
Q)したフードが特徴コードZiである。即ち、
Z i = V(qm)i
(9)音韻変換部109ではパワーコードC11最適符
号長qm、特徴コードZiから音韻記号Liに変換する
。この処理にっていは種々の方法が考えられるが、ここ
では最も簡単なテーブルル・ツクアップ方式について説
明する。第8図に示す音韻テーブル110において、パ
ワーフードC1−1、最適符号帳qm=1、特徴コード
Zi=1の時は、音韻記号Liはaとなる。また、パワ
ーコードC1=2、最適符号帳q m = 2、特徴コ
ードZi=2の時は音韻記号Liはeとなる。q m=m1n Wq (q=1
.. 2.・=, Q) (8) Quantization (v
Q) The hood has the characteristic code Zi. That is, Z i = V(qm)i
(9) The phoneme conversion unit 109 converts the power code C11 optimum code length qm and feature code Zi into phoneme symbol Li. Various methods can be considered for this process, but the simplest table pull-up method will be explained here. In the phoneme table 110 shown in FIG. 8, when the power food C1-1, the optimal codebook qm=1, and the feature code Zi=1, the phoneme symbol Li is a. Furthermore, when the power code C1=2, the optimal codebook q m =2, and the feature code Zi=2, the phonetic symbol Li becomes e.
このようにして入力音声から音韻記号列に変換きれる。In this way, the input speech can be converted into a phoneme symbol string.
なお、音韻テーブル110の作成方法は種々考えられる
が、その1手法を簡単に箇条書で説明する。Note that there are various possible methods for creating the phoneme table 110, and one method will be briefly explained in bullet points.
(a)予め多数の話者が発声した音声データに対して、
発声者の特性、即ち性別、年齢、音質等デグループ化し
、話者グループ番号を付与する。(a) For voice data uttered in advance by many speakers,
Speaker characteristics such as gender, age, sound quality, etc. are degrouped and a speaker group number is assigned.
(b)前記音声データに対して、パワーベクトルと特徴
ベクトルを算出し、各々をパワーベクトルデータ(第3
図参照)、特徴データ(第5図参照)として記憶する。(b) Calculate a power vector and a feature vector for the audio data, and convert each into power vector data (third
(see figure) and stored as feature data (see figure 5).
(c)前記パワーベクトルデータをクラスタリングし、
パワーベクトル符号帳を作成する。(c) clustering the power vector data;
Create a power vector codebook.
(d)前記パワーベクトルデータをパワーベクトル符号
帳を用いてベクトル量子化し、/くワーコードデータを
作成する。(d) The power vector data is vector quantized using a power vector codebook to create /warcode data.
(e)前記特徴データを前記話者グループ番号別に分け
、類別特徴データとして分離する。(e) The feature data is divided by the speaker group number and separated as classified feature data.
(f)各々の前記類別特徴データに対して、更に前記パ
ワーコード別にデータを分けて、各々クラスタリング処
理を行ないサブ符号帳を作成する。(f) For each of the classification feature data, the data is further divided according to the power code, and clustering processing is performed on each of the data to create a sub-codebook.
このサブをまとめたものが特徴ベクトル符号帳107で
ある。(第7図参照)
(g)各々の類別特徴データに対して、対応するパワー
フードから定まるサブ符号帳を用いてベクトル量子化し
、特徴コードデータを求める。A feature vector codebook 107 is a collection of these subs. (See Figure 7) (g) Vector quantize each classification feature data using a sub-codebook determined from the corresponding power food to obtain feature code data.
(h)音声データに予め視察等で与えておいた音韻コー
ドデータと、特徴コードデータ及びパワーコードデータ
から各々のコード間の対応関係を表わす音韻テーブル1
10を作成する。(h) A phonological table 1 representing the correspondence between each code based on the phonological code data given to the audio data in advance through inspection etc., the feature code data and the power code data.
Create 10.
以上説明したように本発明によれば下記のような優れた
効果が得られる。As explained above, according to the present invention, the following excellent effects can be obtained.
(1)予め音質別に分けられた複数のスペクトル特徴符
号帳を持ち、入力音質に対してそれらの符号帳と照合し
、詳細識別を行なうと同時に、音質の類別判定を行なう
、従って、どのような音質の音声に対してもその声質の
スペクトル構造を的確に捉え識別が可能となる。(1) It has multiple spectral feature codebooks that are pre-divided by sound quality, and compares the input sound quality with those codebooks to perform detailed identification and at the same time to determine the type of sound quality. Even for high-quality voices, it is possible to accurately capture and identify the spectral structure of the voice quality.
(2)更に複数の特徴量を用いて音韻識別を行なう場合
、全ての特徴量に対して複数の符号帳を用意するのでは
なく、話者依存性の少ない特徴量、例えばスペクトル特
徴等は複数の符号帳で対処するようにしている。このよ
うに特徴量の話者依存性に応じて適切な数の符号帳を用
意することで、処理量の削減を図れるだけでなく、不必
要な辞書項目に対する処理を行なわないために、より安
定した確実な分類が行なえるようになる。従って効率的
でしかも高い音韻識別性能を得ることができる。(2) Furthermore, when performing phoneme identification using multiple features, instead of preparing multiple codebooks for all features, multiple features with less speaker dependence, such as spectral features, can be used. We are trying to deal with this problem using the codebook. In this way, by preparing an appropriate number of codebooks according to the speaker dependence of the feature values, it is possible to not only reduce the amount of processing, but also improve stability by not processing unnecessary dictionary items. This allows for reliable classification. Therefore, efficient and high phoneme discrimination performance can be obtained.
第1図は本発明の音韻識別方法を実施する装置の構成を
示すブロック図、第2図は入力音声信号パワー例を示す
図、第3図は入力バワーパタン例を示す図、第4図は入
力音声の周波数スペクトル例を示す図、第5図はスペク
トルパタン例を示す図、第6図はパワーベクトル符号帳
例を示す図、第7図は特徴ベクトル符号帳例を示す図、
第8図夕は音韻テーブル例を示す図、第9図は従来の音
韻識別方法を実施する装置の構成を示すブロック図、第
10図はその音韻テーブル例を示す図である。
図中、101・・・・音声入力端子、102・・・分析
0部、103・・・・パワーベクトル算出部、104・
・・パワーベクトル算出部、105・・・パワーベクト
ル算出部、106・・・・特徴ベクトルVQ部、107
・・・・特徴ベクトル符号帳、108・・・・最適特徴
コード選択部、109・・・・音韻変換部、1109・
・・・音韻テーブル。
特許出願人 沖電気工業株式会社
代理人 弁理士 熊 谷 隆(外1名)第4図
スベフト)Vノ(7−)f万I]
第5図
パワーへ°7トンレ石ち叩」
第6図
1v−」FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a device implementing the phoneme identification method of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of input audio signal power, FIG. 3 is a diagram showing an example of an input power pattern, and FIG. 4 is a diagram showing an example of input power pattern. 5 is a diagram showing an example of a frequency spectrum of a voice, FIG. 5 is a diagram showing an example of a spectrum pattern, FIG. 6 is a diagram showing an example of a power vector codebook, FIG. 7 is a diagram showing an example of a feature vector codebook,
FIG. 8 is a diagram showing an example of a phoneme table, FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of an apparatus for implementing a conventional phoneme identification method, and FIG. 10 is a diagram showing an example of the phoneme table. In the figure, 101...Audio input terminal, 102...Analysis section 0, 103...Power vector calculation section, 104...
...Power vector calculation unit, 105...Power vector calculation unit, 106...Feature vector VQ unit, 107
... Feature vector codebook, 108 ... Optimal feature code selection section, 109 ... Phoneme conversion section, 1109.
...Phonological table. Patent Applicant: Oki Electric Industry Co., Ltd. Agent, Patent Attorney: Takashi Kumagai (1 other person) Fig. 4 Subeft) 1v-”
Claims (1)
分のベクトルである特徴ベクトルと該入力音声の強さを
表わすパワーを、フレームと称する一定時間間隔で算出
する分析と、 (b)隣接フレームの前記音声パワーを結合して得られ
るパワーベクトルを算出する処理と、(c)識別しよう
とする入力音声に対して前記(a)及び(b)の処理に
より、入力パワーパタン及び入力特徴パタンを作成する
処理と、 (d)前記入力パワーパタンに対して、前記パワーベク
トル符号帳を用いてベクトル量子化し、入力パワーコー
ドを求める処理と、 (e)前記入力特徴パタンに対して、複数の特徴ベクト
ル符号帳を用いてベクトル量子化し、複数の入力特徴コ
ード及び複数の入力特徴量子化(VQ)歪を求める処理
と、 (f)前記複数の入力特徴量子化(VQ)歪に対して各
々の総和が最小になる特徴ベクトル符号帳を選び、当該
符号帳による最適入力特徴コードを選択する処理と、 (g)前記最適入力特徴コード及び前記入力パワーコー
ドから、フレーム毎に音韻の尤度を求めることを特徴と
する音韻識別方法。[Scope of Claims] (a) An analysis that frequency-analyzes input audio and calculates a feature vector that is a vector of frequency components of the input audio and power representing the strength of the input audio at fixed time intervals called frames. (b) processing to calculate a power vector obtained by combining the audio powers of adjacent frames; and (c) processing the input audio to be identified by performing the processing in (a) and (b) above. a process of creating a power pattern and an input feature pattern; (d) a process of vector quantizing the input power pattern using the power vector codebook to obtain an input power code; and (e) a process of calculating the input power code. , vector quantization using a plurality of feature vector codebooks to obtain a plurality of input feature codes and a plurality of input feature quantization (VQ) distortions; ) Selecting a feature vector codebook that minimizes the sum of each with respect to distortion, and selecting an optimal input feature code using the codebook; (g) Processing for each frame from the optimal input feature code and the input power code A phoneme identification method characterized by finding the likelihood of a phoneme.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2242898A JPH04122995A (en) | 1990-09-13 | 1990-09-13 | Phoneme discriminating method |
| DE69128582T DE69128582T2 (en) | 1990-09-13 | 1991-09-12 | Method of distinguishing phonemes |
| US07/757,964 US5202926A (en) | 1990-09-13 | 1991-09-12 | Phoneme discrimination method |
| EP91308334A EP0475759B1 (en) | 1990-09-13 | 1991-09-12 | Phoneme discrimination method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2242898A JPH04122995A (en) | 1990-09-13 | 1990-09-13 | Phoneme discriminating method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04122995A true JPH04122995A (en) | 1992-04-23 |
Family
ID=17095862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2242898A Pending JPH04122995A (en) | 1990-09-13 | 1990-09-13 | Phoneme discriminating method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04122995A (en) |
-
1990
- 1990-09-13 JP JP2242898A patent/JPH04122995A/en active Pending
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