JPH05165490A - Voice recognizing device for unspecified speaker - Google Patents
Voice recognizing device for unspecified speakerInfo
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- JPH05165490A JPH05165490A JP3330165A JP33016591A JPH05165490A JP H05165490 A JPH05165490 A JP H05165490A JP 3330165 A JP3330165 A JP 3330165A JP 33016591 A JP33016591 A JP 33016591A JP H05165490 A JPH05165490 A JP H05165490A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 認識率を向上させる。
【構成】 入力音声を、ベクトル量子化器14で離散的
なベクトル量子化コード列(VQコード列)に変換し、
そのVQコード列を不特定話者用隠れマルコフモデルメ
モリ17を用い、その音素の存在確率を求める音声認識
装置において、多数話者の音声のVQコード列におい
て、各音素区間内のVQコード連鎖確率モデルをメモリ
18に記憶しておき、入力音声VQコード列に対し、確
率計算部15でメモリ17の隠れマルコフモデルとメモ
リ18の連鎖確率モデルとを用いて音素の存在確率を計
算する。つまり現時刻はj番目のVQコードcj が出力
する確率をo(cj )、ci とcj との連鎖確率をp
(cj |ci )とすると前時刻のVQコードがci の場
合はcj が出現する確率o(cj |ci )をp(cj |
c i )o(cj )/〔Σp(cm |ci )o(cm )〕
で求める。Σはm=1からN(VQコードの数)まで。
(57) [Summary]
[Purpose] To improve the recognition rate.
[Constitution] The input voice is discretely divided by the vector quantizer 14.
Vector quantization code string (VQ code string),
The VQ code string is used as a hidden Markov model
Speech recognition using Mori 17 to find the probability of the phoneme
In the device, the VQ code string of the voices of many speakers
Memory of VQ code chain probability model in each phoneme section
18 and stores it in the input voice VQ code string.
Hidden Markov model and memo in memory 17 in rate calculator 15
The probability of phoneme existence is calculated using the 18 chain probability model.
Calculate That is, the current time is the j-th VQ code cjIs output
The probability of doing o (cj), CiAnd cjThe chain probability with
(Cj| ci), The VQ code at the previous time is ciPlace
If cjProbability of occurrence of o (cj| ci) To p (cj|
c i) O (cj) / [Σp (cm| ci) O (cm)]
Ask in. Σ is from m = 1 to N (the number of VQ codes).
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、音素単位、あるいは
単語単位の認識に基づく不特定話者用の音声認識装置に
関するものである。不特定話者用の音声認識装置は、話
者適応用音声を使用しない不特定話者音声認識装置と、
話者適応用音声を使用する話者適応型不特定話者音声認
識装置とがある。話者適応用音声を使用しない不特定話
者音声認識装置は、入力された音声をただちに認識しな
ければならないシステムに用いられる。例えば、音声自
動ダイヤルシステムや音声自動券買機などである。話者
適応型不特定話者音声認識装置は、入力話者がシステム
を使用する前にいくらかの音声を発声し、この音声を用
いてシステムを入力話者に適応化する。例えば、音声ワ
ープロなど、使用者が限定されており、システムが話者
に適応化する時間が許されるシステムに使用される。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voice recognition device for an unspecified speaker based on recognition in units of phonemes or words. A voice recognition device for an unspecified speaker, an unspecified speaker voice recognition device that does not use a speaker adaptation voice,
There is a speaker adaptation type unspecified speaker speech recognition device that uses speaker adaptation speech. An unspecified speaker voice recognition device that does not use a speaker adaptation voice is used in a system that must immediately recognize an input voice. For example, it is an automatic voice dialing system or an automatic voice ticket purchasing machine. The speaker-adaptive speaker-independent speaker recognizes some speech before the input speaker uses the system, and uses this speech to adapt the system to the input speaker. It is used, for example, in systems such as voice word processors that have limited users and allow time for the system to adapt to the speaker.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来における、音素単位、あるいは単語
単位の認識に基づく不特定話者用の音声認識装置におい
ては、予め、多数話者の音声から切り出した音素、ある
いは単語を用いて、短時間ごとに音声の音響パラメータ
(例えばケプストラムや振幅)を求め、そのパラメータ
系列を用いて音素、あるいは単語をモデル化する。音素
や単語の音響パラメータ系列のモデル化には、統計的な
手法の1つである隠れマルコフモデル(Hidden Markov
Model,以下HMMと略す。;例えば中川聖一著)を用い
た手法がある。多次元の音響パラメータはベクトル量子
化(Vector Quantization)の手法を用い有限個(例えば
256個)の離散的なベクトル量子化コード(以下VQ
コードと略す。)に変換することができる。よって、音
素または単語モデルは、各VQコードに対する出現確率
を用いて表現される。これは離散型HMMと呼ばれてい
る。図6のHMMメモリ7に最も簡単な1状態の離散型
HMMの例を示している。ここでは、VQコードの種類
は4個(0から3まで)で、音素(ここでは/ア/、/
イ/)ごとに、それぞれのVQコードに対する出現確率
が与えられている。実際には、認識すべきすべての音素
あるいは単語の数だけHMMを用意する。それぞれのモ
デルにおいて、すべてのVQコードに対する出力確率の
和は1.0である。2. Description of the Related Art In a conventional speech recognition apparatus for an unspecified speaker based on recognition on a phoneme-by-phoneme basis or a word-by-word basis, a phoneme or a word cut out from the voices of many speakers is used in advance for a short time. The acoustic parameter (for example, cepstrum or amplitude) of the voice is obtained for each, and the phoneme or word is modeled using the parameter series. Hidden Markov model (Hidden Markov model), which is one of the statistical methods, is used to model the acoustic parameter sequence of phonemes and words.
Model, hereinafter abbreviated as HMM. ; For example, there is a method using Seiichi Nakagawa). The multidimensional acoustic parameter uses a vector quantization method and a finite number (for example, 256) of discrete vector quantization codes (hereinafter referred to as VQ).
Abbreviated as code. ) Can be converted to. Therefore, the phoneme or word model is expressed using the appearance probability for each VQ code. This is called a discrete HMM. An example of the simplest one-state discrete HMM is shown in the HMM memory 7 of FIG. Here, there are four types of VQ codes (0 to 3), and phonemes (/ a /, /
The appearance probability for each VQ code is given for each a /). In practice, HMMs are prepared for all phonemes or words to be recognized. In each model, the sum of output probabilities for all VQ codes is 1.0.
【0003】図7に、従来の離散型HMMを用いた音声
認識装置の構成例を示している。入力端子1から入力さ
れた音声は、A/D変換部2においてディジタル信号に
変換される。このディジタル信号は音響パラメータ抽出
部3において音響パラメータが抽出される。この音響パ
ラメータはベクトル量子化器4において有限個のVQコ
ードに変換される。この段階で、入力音声はVQコード
系列に変換されている。モデル確率計算部5において、
変換されたVQコード系列の各音素、あるいは単語の離
散型HMMを不特定話者用HMMメモリ7から読みだ
し、入力音声のVQコード系列との確率を計算する。FIG. 7 shows an example of the configuration of a conventional speech recognition apparatus using a discrete HMM. The voice input from the input terminal 1 is converted into a digital signal in the A / D converter 2. The acoustic parameters of this digital signal are extracted by the acoustic parameter extraction unit 3. This acoustic parameter is converted into a finite number of VQ codes in the vector quantizer 4. At this stage, the input voice is converted into the VQ code sequence. In the model probability calculation unit 5,
Each phoneme of the converted VQ code sequence or the discrete HMM of the word is read from the HMM memory 7 for the unspecified speaker, and the probability with the VQ code sequence of the input voice is calculated.
【0004】このモデル確率計算部5における処理内容
の例を図6に示す。ここでは、VQコードの種類は4個
(0から3まで)であるとする。入力音声のVQコード
系列が与えられ、時刻1から時刻4(VQコード列:1
−1−2−0)に音素/ア/、音素/イ/が存在する確
率をそれぞれ計算したいとする。各音素の存在確率は、
それぞれの時刻のVQコードに対する出現確率を各音素
のHMMから参照し、それらの積で求められる。図6の
例では、音素/ア/に対する確率が8.0×10-4で、
音素/イ/に対する確率が5.0×10-5であり、音素
/ア/が存在する確率が高いとする。この様な処理を入
力音声のVQコード列の任意の区間で行ない、確率を最
も大きくする音素系列を認識結果として認識結果出力部
6より出力する。FIG. 6 shows an example of processing contents in the model probability calculating section 5. Here, it is assumed that there are four types of VQ codes (0 to 3). Given the VQ code sequence of the input voice, from time 1 to time 4 (VQ code string: 1
-1--2-0), we want to calculate the probabilities that phonemes / a / and phonemes / a / exist. The existence probability of each phoneme is
The appearance probability for the VQ code at each time is referred from the HMM of each phoneme, and is calculated by the product of them. In the example of FIG. 6, the probability for the phoneme / a / is 8.0 × 10 -4 ,
It is assumed that the probability for phoneme / a / is 5.0 × 10 −5 and the probability that phoneme / a / exists is high. Such processing is performed in an arbitrary section of the VQ code string of the input voice, and the phoneme sequence that maximizes the probability is output from the recognition result output unit 6 as the recognition result.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】不特定話者音声認識に
おいては、様々な話者に対応するためにたくさんの話者
の音声データを用いてモデルを学習する。しかし、話者
のバリエーションが増加するに従い、ある話者のある音
素の音響パラメータの分布が、他の話者の異なる音素の
音響パラメータの分布と重なることがしばしば起こる。
例えば、話者Aの音素/イ/が、話者Bの音素/エ/に
音響的に類似しており、それぞれの音素区間中に出現す
るVQコードの種類、出現頻度も類似していることがあ
る。これが、認識誤りの原因となっていた。In the independent speaker voice recognition, a model is learned by using voice data of many speakers in order to deal with various speakers. However, as the speaker variation increases, it often happens that the distribution of acoustic parameters for one phoneme of one speaker overlaps with the distribution of acoustic parameters for different phonemes of another speaker.
For example, the phoneme / a / of speaker A is acoustically similar to the phoneme / d / of speaker B, and the type and frequency of VQ code appearing in each phoneme section are also similar. There is. This caused the recognition error.
【0006】従来のHMMは、VQコードの出現確率の
みを表現しており、その時間的な出現順序は表現してい
ない。図8に、VQコードの時間的な出現順序が考慮さ
れないために起こる問題点を示している。仮にVQコー
ド系列1−1−0−0がモデル確率計算部に送られたと
する。従来法では、図8に示すように、VQコード0と
VQコード1に対する出力確率が、音素/イ/のHMM
と音素/エ/のHMMとで同じであったために、VQコ
ード系列に対し、同一の出現確率が与えられる。これ
は、たとえ1−1というVQコード連鎖や0−0という
VQコード連鎖が音素/イ/にたいへん特徴的であり、
音素/エ/にはそのような特徴がなく、本来は音素/イ
/と音素/エ/とは区別可能であったとしても、局所的
なVQコード連鎖に関する情報が音素HMMに保存され
ていないので同一の出現確率が与えられてしまい、区別
できないという問題点があり、認識性能が不十分であっ
た。The conventional HMM expresses only the appearance probability of the VQ code, not the temporal appearance order. FIG. 8 shows a problem that occurs because the temporal order of appearance of VQ codes is not considered. It is assumed that the VQ code sequence 1-1-0-0 is sent to the model probability calculator. In the conventional method, as shown in FIG. 8, the output probabilities for VQ code 0 and VQ code 1 are HMMs with phonemes / a /
And the phoneme / d / HMM are the same, the same appearance probability is given to the VQ code sequence. This is because the VQ code chain of 1-1 and the VQ code chain of 0-0 are very characteristic of phonemes / a /
The phoneme / d / does not have such a characteristic, and although the phoneme / a / and the phoneme / d / can be originally distinguished from each other, the information about the local VQ code chain is not stored in the phoneme HMM. Therefore, the same appearance probability is given and there is a problem that they cannot be distinguished, and the recognition performance is insufficient.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明によれば、新た
に音素あるいは単語区間内のVQコード連鎖確率を表現
するモデルを作成し、これを従来の音素または単語単位
の離散型HMMと共に用いることによって音声を認識す
る。つまり、この発明では、音声の静的な音響特徴のみ
ならず、動的な特徴にも着目している。例えば、話者A
と話者Bの異なる音素区間中に出現するVQコードの種
類が類似していても、それらが時間的に出現する順序が
異なれば、区別することが可能である。時系列パタン情
報は、VQコードの2つ組、または3つ組の連鎖確率で
表現される。According to the present invention, a model expressing a VQ code chain probability within a phoneme or word section is newly created and used with a conventional phoneme or word unit discrete HMM. Recognize voice by. That is, in the present invention, not only the static acoustic feature of voice but also the dynamic feature is focused. For example, speaker A
Even if the types of VQ codes appearing in different phoneme intervals of speaker B are similar, it is possible to distinguish them if the order in which they appear in time is different. The time-series pattern information is expressed by a chain probability of two or three VQ codes.
【0008】入力音声のVQコード系列において、それ
ぞれの時刻のVQコードに対し、離散型HMMから出現
確率が与えられるが、この発明では更に、現時刻のVQ
コードの1つ前の時刻のVQコード、あるいは1つ前と
2つ前の両方の時刻のVQコードを参照する。そして、
現時刻に至るまでのVQコード連鎖が認識しようとする
音素または単語に特徴的である場合、即ちVQコード連
鎖確率が高い場合は現時刻のVQコードに対する出現確
率を高くし、そうでない場合は低くする。VQコード連
鎖確率は、予め、学習データを音素ごとにセグメンテー
ションしたデータから求められる。VQコード連鎖確率
は、音素ごとに独立に計算される。In the VQ code sequence of the input voice, the appearance probability is given from the discrete HMM to the VQ code at each time. In the present invention, the VQ code at the current time is further added.
The VQ code at the time immediately before the code, or the VQ code at the time before and immediately before the code is referred to. And
If the VQ code chain up to the current time is characteristic of the phoneme or word to be recognized, that is, if the VQ code chain probability is high, the appearance probability for the VQ code at the current time is high, and if not, it is low. To do. The VQ code chain probability is obtained in advance from the data obtained by segmenting the learning data for each phoneme. The VQ code chain probability is calculated independently for each phoneme.
【0009】2つ組のVQコード連鎖確率を利用した場
合の処理を式で表すと(1)式のようになる。 o(cj |ci )=p(cj |ci )o(cj )/ 〔Σp(cm |ci )o(cm )〕 (1) ここで、o(cj )は現時刻にj番目のVQコードcj
が出力する確率であり、Σはm=1からN(VQコード
の数)までである。従来の不特定話者用HMMは、この
確率のみを用いて認識を行なっていた。p(cj |
ci )はVQコードc i とVQコードcj のVQコード
連鎖確率である。このVQコード連鎖確率が音素によっ
て異なる。p(cj |ci )とo(cj )の積をとるこ
とによって、現時刻のVQコードcj に対する出力確率
を変更する。(1)式の分母は、各時刻ですべてのVQ
コードに対する出力確率の和が1.0になるようにする
ためのものである。o(cj |ci )は前時刻のVQコ
ードがci であった場合に現時刻でVQコードcj 出現
する確率である。この発明では、この確率を用いて音素
を認識する。If two VQ code chain probabilities are used,
The processing of the sum is expressed by an equation (1). o (cj| ci) = P (cj| ci) O (cj) / [Σp (cm| ci) O (cm)] (1) where o (cj) Is the j-th VQ code c at the current timej
Is the probability that is output, and Σ is m = 1 to N (VQ code
Up to the number of). The conventional HMM for unspecified speakers is
The recognition was performed using only the probability. p (cj|
ci) Is VQ code c iAnd VQ code cjVQ code
It is a chain probability. This VQ code chain probability depends on the phoneme
Different. p (cj| ci) And o (cj) Product
By, the current VQ code cjOutput probability for
To change. The denominator of the equation (1) is all VQ at each time.
Set the sum of output probabilities for codes to 1.0
It is for. o (cj| ci) Is the VQ
The code is ciIf it is VQ code c at the current timejAppearance
Is the probability of doing. In this invention, the phoneme is calculated using this probability.
Recognize.
【0010】この発明は、VQコード連鎖確率を計算す
るデータによって2つの利用方法がある。1つは、VQ
コード連鎖確率を多数話者の音声から計算した場合で、
もう1つは、入力話者が予め発声した話者適応用音声か
ら計算した場合である。VQコード連鎖確率を多数話者
の音声から計算した場合は、多数話者にみられる、より
一般的な各音素のVQコード連鎖情報がVQコード連鎖
確率に表現される。一方、入力話者が予め発声した話者
適応用音声から計算した場合は、入力話者特有のVQコ
ード連鎖情報がVQコード連鎖確率に表現される。した
がって、入力話者がシステムを使用する前にいくらかの
音声を発声する必要があるが、入力話者に依存した、よ
り精密な確率計算を行なうことが可能で、認識性能がよ
り向上する。The present invention can be used in two ways depending on the data for calculating the VQ code chain probability. One is VQ
When the code chain probability is calculated from the voices of many speakers,
The other is a case where the input speaker calculates from the speaker adaptation voice uttered in advance. When the VQ code chain probability is calculated from the voices of many speakers, more general VQ code chain information of each phoneme found in many speakers is expressed in the VQ code chain probability. On the other hand, when the input speaker calculates from the speaker adaptation voice uttered in advance, the VQ code chain information peculiar to the input speaker is expressed in the VQ code chain probability. Therefore, although it is necessary for the input speaker to utter some voice before using the system, more accurate probability calculation depending on the input speaker can be performed, and the recognition performance is further improved.
【0011】[0011]
【作用】図1,2は、VQコード連鎖確率を利用する効
果を示す。離散HMMとVQコード連鎖確率モデルは予
め学習音声データから作成しておく。仮にVQコード系
列1−1−0−0がモデル確率計算部に与えられたと
き、時刻2のVQコード”1”に対する出力確率は、従
来の離散HMMでは、単に音素/イ/と音素/エ/の出
現確率を参照し、両方とも確率0.4を与えた。しかし
この発明によれば、音素/イ/と音素/エ/の各VQコ
ード連鎖確率を用いてこの確率値を変更する。この例で
は、時刻2の1つ前の時刻1のVQコードが”1”であ
るので、VQコード”1”からVQコード”1”となる
連鎖確率を音素/イ/と音素/エ/の各VQコード連鎖
確率テーブルからそれぞれ参照し、これを用いて時刻2
のVQコードに対する確率値の変更を行なう。すなわち
この例では1−1というVQコード連鎖は音素/イ/に
おいて、0.8という高い確率で発生し、たいん特徴的
であるので、(1)式に従い、従来の離散HMMの与え
る確率値よりも高く評価される。一方、音素/エ/で
は、1−1というVQコード連鎖は0.05という低い
確率で発生し特徴的でないので、従来の離散HMMの与
える確率値よりも低く評価される。1 and 2 show the effect of utilizing the VQ code chain probability. The discrete HMM and VQ code chain probability model are created in advance from the training voice data. If the VQ code sequence 1-1-0-0 is given to the model probability calculator, the output probability for the VQ code “1” at time 2 is simply phoneme / a / and phoneme / e in the conventional discrete HMM. With reference to the occurrence probability of /, both gave a probability of 0.4. However, according to the present invention, this probability value is changed by using each VQ code chain probability of phoneme / a / and phoneme / d /. In this example, since the VQ code at time 1 immediately before time 2 is "1", the chain probability of changing from VQ code "1" to VQ code "1" is phoneme / a / and phoneme / d /. It is referred from each VQ code chain probability table, and using this, time 2
Change the probability value for the VQ code. That is, in this example, the VQ code chain of 1-1 occurs at a high probability of 0.8 in the phoneme / a / and is very characteristic. Therefore, according to the equation (1), the probability value given by the conventional discrete HMM is given. Will be appreciated more than. On the other hand, in the case of phoneme / d /, the VQ code chain of 1-1 occurs with a low probability of 0.05 and is not characteristic, so it is evaluated lower than the probability value given by the conventional discrete HMM.
【0012】上述したように、VQコードの出現確率の
みならず、音素または単語におけるVQコードの連鎖確
率も考慮することによって、VQコードの出現確率が同
じであっても出現順序が異なる音素を区別して認識する
ので認識性能がより向上する。As described above, by considering not only the appearance probability of VQ codes but also the chain probability of VQ codes in phonemes or words, phonemes having different appearance orders even if the appearance probabilities of VQ codes are different. Since they are recognized separately, the recognition performance is further improved.
【0013】[0013]
【実施例】図2に、請求項1の発明の実施例を示す。入
力端子11から入力された音声は、A/D変換部12に
おいてディジタル信号に変換される。このディジタル信
号は音響パラメータ抽出部13において音響パラメータ
(例えばケプストラムや振幅)を抽出される。この音響
パラメータはベクトル量子化器14において有限個のV
Qコードに変換される。VQコードの数は、例えば25
6個である。FIG. 2 shows an embodiment of the invention according to claim 1. The voice input from the input terminal 11 is converted into a digital signal in the A / D converter 12. An acoustic parameter (for example, cepstrum or amplitude) of this digital signal is extracted by the acoustic parameter extraction unit 13. This acoustic parameter is a finite number of Vs in the vector quantizer 14.
Converted to Q code. The number of VQ codes is, for example, 25
There are six.
【0014】予め、多数話者の音声を上記VQコードに
変換した後、音素あるいは単語ごとにVQコード系列を
切り出し、いくつかの状態数(例えば3状態)で表現さ
れたHMMを用いて音素または単語のモデルを作成す
る。これらのモデルは、不特定話者用HMMメモリ17
に記憶しておく。また、上記多数話者の音声をVQコー
ドに変換した系列から、2つ組あるいは3つ組のVQコ
ードの連鎖確率を計算する。このモデルは、VQコード
連鎖確率モデルメモリ18に記憶しておく。After converting the voices of many speakers into the VQ code in advance, a VQ code sequence is cut out for each phoneme or word, and a phoneme or a phoneme is obtained by using an HMM represented by some number of states (for example, three states). Create a word model. These models are based on the HMM memory 17 for unspecified speakers.
Remember. Further, the chain probability of the VQ code of two or three sets is calculated from the sequence in which the voices of the above-mentioned many speakers are converted into the VQ code. This model is stored in the VQ code chain probability model memory 18.
【0015】モデル確率計算部15では、音素あるいは
単語のHMMを不特定話者用HMMメモリ7より読みだ
し、また、VQコード連鎖確率モデルをVQコード連鎖
確率モデルメモリ18より読みだし、入力音声のVQコ
ード系列と照合しながら、最大の確率を与えるモデルを
調べる。このようにして、最大の確率を与えるモデルの
音素あるいは単語を認識結果として認識結果出力部16
から出力する。In the model probability calculation unit 15, the HMM of a phoneme or a word is read from the HMM memory 7 for unspecified speaker, the VQ code chain probability model is read from the VQ code chain probability model memory 18, and the input voice of the input voice is read. While matching with the VQ code series, the model giving the maximum probability is examined. In this way, the recognition result output unit 16 uses the model phoneme or word that gives the maximum probability as the recognition result.
Output from.
【0016】図3に、請求項2の発明の実施例を示し、
図2と対応する部分に同一符号を付けてある。図2で説
明したように、予め多数話者の音声を用いて、音素また
は単語のHMMを作成し、不特定話者用HMMメモリ1
7に記憶しておく。この発明は話者適応型装置に適用さ
れるものであって、はじめに、話者適応化モード音声認
識モード切り替えスイッチ20を話者適応化側にして、
入力話者に話者適応化用音声を発声してもらう。ベクト
ル量子化器14までの処理は図2の場合と同一である。
この音声をVQコードに変換した系列から、2つ組ある
いは3つ組のVQコードの連鎖確率を、話者適応化音声
VQコード連鎖確率計算部18で計算する。この際、話
者適応化音声に対し、音素境界を検出する処理を施し、
音素ごとにVQコード連鎖確率を計算して複数のモデル
で表現してもよいし、音素境界を検出せずに、話者適応
化音声全体で1個のモデルを作成してもよい。前者は、
入力話者の各音素におけるVQコード連鎖情報を保有し
ており、後者は、音素を考慮しない入力話者に特有なV
Qコード連鎖情報を保有している。もちろん、音素ごと
にVQコード連鎖確率を計算したほうが、より精密に情
報を保存できるので性能がよい。これらのモデルを話者
適応化音声VQコードの連鎖確率モデルメモリ19に記
憶する。但し、音素ごとにVQコード連鎖確率を計算す
る場合、話者適応化音声中の音素区間の検出をする必要
があるので、話者適応化モードでの処理量が増える。FIG. 3 shows an embodiment of the invention of claim 2,
The parts corresponding to those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. As described with reference to FIG. 2, the phoneme or word HMM is created in advance using the voices of many speakers, and the HMM memory 1 for unspecified speakers is created.
Remember in 7. The present invention is applied to a speaker adaptation type apparatus, and first, the speaker adaptation mode voice recognition mode changeover switch 20 is set to the speaker adaptation side,
Ask the input speaker to speak the speaker adaptation voice. The processing up to the vector quantizer 14 is the same as in the case of FIG.
From the sequence obtained by converting this voice into a VQ code, the speaker-adapted voice VQ code chain probability calculation unit 18 calculates the chain probability of a VQ code of a set of two or three. At this time, a process for detecting a phoneme boundary is applied to the speaker-adapted voice,
The VQ code chain probability may be calculated for each phoneme and expressed by a plurality of models, or one model may be created for the entire speaker-adapted speech without detecting phoneme boundaries. The former is
It holds VQ code chain information for each phoneme of the input speaker, and the latter has VV code peculiar to the input speaker that does not consider phonemes.
Holds Q code chain information. Of course, it is better to calculate the VQ code chain probability for each phoneme because the information can be stored more precisely. These models are stored in the speaker stochastic voice VQ code chain probability model memory 19. However, when the VQ code chain probability is calculated for each phoneme, it is necessary to detect the phoneme section in the speaker-adapted speech, so that the processing amount in the speaker adaptation mode increases.
【0017】次に、話者適応化モード音声認識モード切
り替えスイッチ20を音声認識側にして、入力話者に認
識すべき単語を発声してもらう。モデル確率計算部15
では、音素あるいは単語のHMMを、不特定話者用HM
Mメモリ17より読みだし、同時に、入力話者のVQコ
ード連鎖確率モデルを話者適応化音声VQコード連鎖確
率モデルメモリ19より読みだし、入力音声のVQコー
ド系列と照合しながら、最大の確率を与えるモデルを調
べる。Next, the speaker adaptation mode voice recognition mode changeover switch 20 is set to the voice recognition side so that the input speaker speaks a word to be recognized. Model probability calculator 15
Then, the phoneme or word HMM is converted to the HM for unspecified speakers.
The maximum probability is read from the M memory 17, and at the same time, the VQ code chain probability model of the input speaker is read from the speaker-adapted voice VQ code chain probability model memory 19 and the maximum probability is compared with the VQ code sequence of the input voice. Examine the model you give.
【0018】このようにして、最大の確率を与えるモデ
ルの音素あるいは単語を認識結果として認識結果出力部
16から出力する。図3の実施例において、入力話者に
話者適応化用音声を発声してもらった時に、従来の話者
適応音声認識装置と同様に、不特定話者用HMMをその
入力話者に適応化したものとし、その適応化されたHM
Mをモデル確率計算部15の計算に用いてもよい。この
場合連鎖確率モデルもHMMのパラメータの変更に合わ
せて変更する必要がある。In this way, the phoneme or word of the model that gives the maximum probability is output from the recognition result output unit 16 as the recognition result. In the embodiment of FIG. 3, when an input speaker is made to speak a speaker adaptation voice, an HMM for an unspecified speaker is adapted to the input speaker as in the conventional speaker adaptation voice recognition device. And the adapted HM
You may use M for the calculation of the model probability calculation part 15. In this case, the chain probability model also needs to be changed according to the change of the HMM parameters.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上述べたように、この発明において
は、音素あるいは単語中のVQコードの出現確率だけで
なく、VQコードの連鎖も考慮しているので、より精密
なモデルを作成することができ認識性能が向上する。図
2に示した構成に従い、不特定話者音声認識を行なった
18子音の認識実験結果を示す。使用した音声データは
20名(男性10名、女性10名)のアナウンサーが発
声した5240単語である。はじめに、16名(男性8
名、女性8名)の5240単語セットの偶数番目の単語
から切り出した子音を用いて、音素ごとにHMMを学習
した。この際使用された音響パラメータは、16次のケ
プストラム、16次のデルタケプストラム、1次のデル
タパワーである。これらは、それぞれケプストラム25
6個、デルタケプストラム256個、デルタパワー64
個のVQコードに変換されたのち使用された。また、同
じデータで音素ごとに2つ組のVQコードの連鎖確率モ
デルを作成した。2つのVQコードの時間間隔は8ms
である。認識実験は、上記とは異なる4名(男性2名、
女性2名)を評価話者とし、それぞれが発声した524
0単語セットの奇数番目の単語から切り出した子音を用
いて行なった。図4に、この発明による18子音の認識
実験結果を従来法と共に示す。アルファベット(MT
T,MXM,FYM,FYN)は4人の評価用話者のイ
ニシャルである。従来の手法では、平均認識率が70.
8%であったが、この発明により76.3%にまで改善
された。As described above, in the present invention, not only the appearance probability of the VQ code in a phoneme or a word but also the chain of VQ codes is taken into consideration, so that a more precise model can be created. The recognition performance is improved. FIG. 3 shows the results of a recognition experiment of 18 consonants that have been subjected to unspecified speaker voice recognition according to the configuration shown in FIG. The voice data used is 5240 words uttered by 20 announcers (10 men and 10 women). First, 16 people (8 men
HMMs were learned for each phoneme using consonants cut out from the even-numbered words of the 5240 word set (name, 8 women). The acoustic parameters used at this time are a 16th-order cepstrum, a 16th-order delta cepstrum, and a 1st-order delta power. These are each cepstrum 25
6, Delta Cepstrum 256, Delta Power 64
It was used after being converted into VQ codes. In addition, a chain probability model of two sets of VQ codes was created for each phoneme using the same data. The time interval between two VQ codes is 8 ms
Is. The recognition experiment was conducted in 4 different people (2 men,
524 uttered by each of the two women)
It was performed using consonants cut out from the odd-numbered words of the 0-word set. FIG. 4 shows the results of an experiment for recognizing 18 consonants according to the present invention together with the conventional method. Alphabet (MT
T, MXM, FYM, FYN) are the initials of four evaluation speakers. In the conventional method, the average recognition rate is 70.
It was 8%, but was improved to 76.3% by this invention.
【0020】次に、図3に示した構成に従い、話者適応
型不特定話者音声認識を行なった18子音の認識実験結
果を示す。実験条件は、上記とほぼ同一である。ただ
し、4名の評価用話者(入力話者)が発声した、上記5
240単語セットとは異なる216単語を話者適応化音
声として使用した。この音声から各話者ごとに、2つ組
のVQコードの連鎖確率モデルを作成した。VQコード
の連鎖確率モデルを、音素ごとに作成した場合と、音素
を考慮せずに1個のモデルを作成した場合の2つの条件
について実験した。認識実験は、図2の装置についての
実験と同様に、評価用話者4名の5240単語セットの
奇数番目の単語から切り出した子音を用いて行なった。
図5に、この発明による18子音の認識実験結果を従来
法と共に示す。アルファベット(MTT,MXM,FY
M,FYN)は4人の評価用話者のイニシャルである。
従来の手法では、平均認識率が70.8%であったが、
この発明により、音素を考慮しないVQコードの連鎖確
率モデルを用いて74.9%に、音素ごとに作成したV
Qコードの連鎖確率モデルを用いて78.6%まで改善
された。入力話者の話者適応化音声からVQコードの連
鎖確率モデルを音素ごとに作成すれば、図4の多数話者
の音声からVQコードの連鎖確率モデルを音素ごとに作
成する場合に比べて、より入力話者に対し精密なモデル
になっているので更に性能が向上している。Next, there will be shown the results of a recognition experiment of 18 consonants which are obtained by performing speaker-adaptive unspecified speaker voice recognition according to the configuration shown in FIG. The experimental conditions are almost the same as above. However, the above 5 which were uttered by four evaluation speakers (input speakers)
216 words different from the 240 word set were used as speaker-adapted speech. From this voice, a chained probability model of two sets of VQ codes was created for each speaker. Experiments were conducted on two conditions, one for creating a VQ code chain probability model for each phoneme and one for creating one model without considering phonemes. The recognition experiment was performed using the consonants cut out from the odd-numbered words of the 5240 word set of the four evaluation speakers, similarly to the experiment using the apparatus of FIG.
FIG. 5 shows the results of the 18-consonant recognition experiment according to the present invention together with the conventional method. Alphabet (MTT, MXM, FY
M, FYN) are the initials of four evaluation speakers.
In the conventional method, the average recognition rate was 70.8%,
According to the present invention, the VQ created for each phoneme is 74.9% using the chain probability model of VQ code that does not consider phonemes.
It was improved to 78.6% using the Q-code chain probability model. When the VQ code chain probability model is created for each phoneme from the speaker-adapted speech of the input speaker, compared to the case where the VQ code chain probability model is created for each phoneme from the multi-speaker voices in FIG. Since the model is more precise for the input speaker, the performance is further improved.
【図1】この発明の原理を説明するための図。FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention.
【図2】請求項1の発明の実施例を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the invention of claim 1;
【図3】請求項2の発明の実施例を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the invention of claim 2;
【図4】請求項1の発明の効果を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an effect of the invention of claim 1;
【図5】請求項2の発明の効果を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an effect of the invention of claim 2;
【図6】従来装置におけるVQコード列についてHMM
を用いた音素の存在確率を求める演算例を示す図。FIG. 6 is an HMM for a VQ code string in a conventional device
The figure which shows the example of calculation which calculates | requires the phoneme existence probability using.
【図7】従来の不特定話者音声認識装置を示すブロック
図。FIG. 7 is a block diagram showing a conventional unspecified speaker voice recognition device.
【図8】従来装置における問題点を説明するための図。FIG. 8 is a diagram for explaining a problem in the conventional device.
Claims (2)
トル量子化コード系列を統計的に表現する隠れマルコフ
モデルを記憶した不特定話者用隠れマルコフモデルメモ
リを備え、不特定話者が発声した入力音声から音響パラ
メータベクトルを抽出し、その音響パラメータベクトル
を有限個の離散的なベクトル量子化コード系列に変換
し、上記入力音声の発声内容を認識する不特定話者用音
声認識装置において、 多数話者の音声ベクトル量子化コード系列において、各
音素または各単語区間内のベクトル量子化コード連鎖確
率モデルを記憶したベクトル量子化コード連鎖確率モデ
ルメモリと、 上記入力音声のベクトル量子化コード系列に対し、上記
音素または単語の不特定話者用隠れマルコフモデルと上
記ベクトル量子化コード連鎖確率モデルとの両方を用い
て音素または単語モデルに対する確率を計算するモデル
確率計算部と、 を設けたことを特徴とする不特定話者用音声認識装置。1. An unspecified speaker is provided with a hidden Markov model memory for an unspecified speaker that stores a hidden Markov model that statistically represents a vector quantized code sequence of a phoneme or a word of speech of many speakers. An acoustic parameter vector is extracted from the input speech, the acoustic parameter vector is converted into a finite number of discrete vector quantization code sequences, and a speech recognition device for an unspecified speaker that recognizes the utterance content of the input speech, In a vector quantized code sequence of a multi-speaker, a vector quantized code chain probability model memory storing a vector quantized code chain probability model in each phoneme or each word section, and a vector quantized code sequence of the input speech On the other hand, hidden phonetic or word hidden Markov model for speaker and vector quantization code chain probability model Model probability calculation unit and, speaker independent voice recognition device, characterized in that a calculating probabilities for phonemic or word models using both.
トル量子化コード系列を統計的に表現する隠れマルコフ
モデルを記憶した不特定話者用隠れマルコフモデルメモ
リを備え、入力話者が発声した認識すべき音声から音響
パラメータベクトルを抽出し、その音響パラメータベク
トルを有限個の離散的なベクトル量子化コード系列に変
換し、上記入力音声の発声内容を認識する不特定話者用
音声認識装置において、 上記入力話者が予め話者適応化用に発声した音声のベク
トル量子化コード系列のベクトル量子化コード連鎖確率
を計算するベクトル量子化コード連鎖確率計算部と、 そのベクトル量子化コード連鎖確率を表現したベクトル
量子化コード連鎖確率モデルを記憶したベクトル量子化
コード連鎖確率モデルメモリと、 上記入力話者が発声した認識すべき音声のベクトル量子
化コード系列に対し、上記音素または単語の不特定話者
用隠れマルコフモデルと上記入力話者のベクトル量子化
コード連鎖確率モデルとの両方を用いて音素または単語
モデルに対する確率を計算するモデル確率計算部と、 を設けたことを特徴とする不特定話者用音声認識装置。2. An input speaker is provided with a hidden Markov model memory for an unspecified speaker that stores a hidden Markov model that statistically represents a vector quantized code sequence of a phoneme or a word of speech of many speakers. A voice recognition device for an unspecified speaker that extracts an acoustic parameter vector from speech to be recognized, converts the acoustic parameter vector into a finite number of discrete vector quantization code sequences, and recognizes the utterance content of the input speech. , A vector quantized code chain probability calculating unit for calculating a vector quantized code chain probability of a vector quantized code chain of a voice uttered by the input speaker in advance for speaker adaptation, A vector quantized code chain probability model memory storing the expressed vector quantized code chain probability model and the input speaker For the vector quantized code sequence of the voice to be recognized, a phoneme or a word using both the phoneme or word hidden Markov model for unspecified speakers and the vector quantized code chain probability model of the input speaker. A model-probability calculation unit that calculates a probability for a model, and a voice recognition device for an unspecified speaker, characterized in that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3330165A JPH05165490A (en) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | Voice recognizing device for unspecified speaker |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3330165A JPH05165490A (en) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | Voice recognizing device for unspecified speaker |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05165490A true JPH05165490A (en) | 1993-07-02 |
Family
ID=18229548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3330165A Pending JPH05165490A (en) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | Voice recognizing device for unspecified speaker |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05165490A (en) |
-
1991
- 1991-12-13 JP JP3330165A patent/JPH05165490A/en active Pending
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