JPH0792676B2 - 音声認識方法 - Google Patents

音声認識方法

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JPH0792676B2
JPH0792676B2 JP5068330A JP6833093A JPH0792676B2 JP H0792676 B2 JPH0792676 B2 JP H0792676B2 JP 5068330 A JP5068330 A JP 5068330A JP 6833093 A JP6833093 A JP 6833093A JP H0792676 B2 JPH0792676 B2 JP H0792676B2
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JP
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康永 宮沢
茂樹 嵯峨山
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株式会社エイ・ティ・アール自動翻訳電話研究所
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は音声認識方法に関し、
特に、話者適応,発話様式適応,発話環境適応を用いた
ような音声認識方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、話者適応を用いた音声認識に
おいて、複数の標準話者モデルの中から1つの標準話者
モデルを選択する方法として、Review of Electoric. C
ommu.Lab., Vol.34,No.3,第357頁〜第362頁(1
986)で知られているように、ベクトル量子化歪みな
どを用いて、話者適応を行なう前に、複数の標準話者モ
デルの中から最も入力音声の特徴に類似した1つの標準
話者モデルを選択し、選択された標準話者モデルを入力
音声で話者適応し、その適応されたモデルを音声認識に
用いる技術が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の方法では、選択された標準話者モデルが話者適応
を行なって特質が変化した後にも、入力音声の特徴に最
も類似しているとは限らず、話者適応を行なう上で最適
な標準話者選択を行なっていないという問題点があっ
た。
【0004】それゆえに、この発明の主たる目的は、入
力音声に最も類似した話者適応を行なった後の標準話者
モデルを選択することによって、音声認識の性能を向上
させることのできるような音声認識方法を提供すること
である。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は複数の音素分
離型あるいは連続分布型隠れマルコフモデルからなる集
合の音響モデル群を、入力音声データを用いて入力音声
の特徴空間にモデル適応し、モデル適応された後の音響
モデル群を用いて音声認識を行なう音声認識方法であっ
て、一人の発話者が発声した音声データから求めた音響
モデル群を複数組準備するステップと、すべての音響モ
デル群を、入力音声を用いて移動ベクトル場平滑方法に
より入力音声の特徴空間にそれぞれモデル適応するステ
ップと、モデル適応された後の各音響モデル群を入力音
声の音素列に従って連結させた連結モデルをそれぞれ求
めるステップと、求められた連結モデルの出力尤度の最
も大きいモデル適応後の音響モデル群を1つ選択するス
テップと、選択されたモデル適応後の音響モデル群を用
いて音声認識を行なうステップを含む。
【0006】
【0007】
【0008】
【作用】この発明に係る音声認識方法は、一人の発話者
が発声した音声データから求めた音響モデル群を複数組
準備し、すべての音響モデル群を、入力音声を用いて移
動ベクトル場平滑方法により入力音声の特徴空間にそれ
ぞれモデル適応し、モデル適応された後の各音響モデル
群を入力音声の音素列に従って連結させた連結モデルを
それぞれ求め、求められた連結モデルの出力尤度の最も
大きいモデル適応後の音響モデル群を1つ選択し、選択
されたモデル適応後の音響モデル群を用いて音声認識を
行なうことにより、入力話者の音声の特徴に適した標準
話者を選択することが可能となり、認識性能を高めるこ
とができる。
【0009】
【実施例】図1はこの発明の一実施例の電気的構成を説
明するための概略ブロック図である。この発明に係る音
声認識方式を実現するために、図1に示すように、アン
プ1と、ローパスフィルタ2と、A/D変換器3と、処
理装置4とが設けられる。アンプ1は入力された音声信
号を増幅し、ローパスフィルタ2は増幅された音声信号
から繰返し雑音を除去する。A/D変換器3は音声信号
を12kHzのサンプリング信号により、16ビットの
デジタル信号に変換する。処理装置4はコンピュータ5
と磁気ディスク6と端末類7とプリンタ8とを含む。コ
ンピュータ5はA/D変換器3から入力された音声のデ
ジタル信号に基づいて、後述の図2に示す手法を用いて
音声認識を行なう。
【0010】図2はこの発明の音声認識方式のアルゴリ
ズムを説明するための図である。この図2に示すアルゴ
リズムは、図1のコンピュータ5によって実行される。
まず、N人の標準話者の音素隠れマルコフモデル(HM
M,Hidden Malkov Model )が容易される。各話者の音
素HMMは、予め各話者が発話した単語データで学習し
た混合連続分布型HMMであり、音素数は、各話者23
個用意される。次に、すべての標準話者の音素HMMが
入力話者Aの学習用単語データK個を用いて、移動ベク
トル場平滑化方式により入力話者Aに話者適応される。
ここで用いられる入力話者Aの学習用単語データは発話
内容がわかっている単語データである。
【0011】次に、話者適応された各話者の音素HMM
を入力話者Aの学習用単語の音素列に従って連結させた
連結モデルが話者毎にK個ずつ作成される。さらに、入
力話者Aの学習用単語を入力としたときの各話者の連結
モデルの出力尤度のK個の和が求められ、出力尤度の和
が最も大きい話者が選択される。ここで用いた話者適応
後の音素HMMの連結モデルの出力尤度を「話者正規化
HMM尤度」と名付ける。このようにして選択した話者
の話者適応後の音素HMMを用いて、入力話者Aの認識
用単語データを認識する。
【0012】以上のように説明した「話者正規化HMM
尤度」に基づく標準話者選択方法のアルゴリズムを数式
を用いて以下に示す。 記号の定義 A={a1 ,…,aK }:入力話者の適応用単語の集合 i:標準話者名(1<i<I) j:音素名(1<j<J) Bi ={bi1,…,biJ}:標準話者iの音素HMMの
集合 B′i ={b′i1,…,b′iJ}:Bi を話者適応した
後の音素HMMの集合 Λ′ik:話者適応後の音素HMMB′i を基に形成した
単語ak の連結モデル L(ak ,Λ′ik):入力話者の単語ak に対する連結
モデルΛ′ikの出力尤度 定式化
【0013】
【数1】
【0014】ここで、si が選択された標準話者名であ
る。前述の移動ベクトル場平滑化方式について、以下に
簡単に説明する。最尤推定法により入力音声で音素HM
Mの出力確率の平均値を再学習する。再学習された音素
HMMの出力確率の平均値と、適応前の平均値との差分
ベクトルを、標準話者空間から入力話者空間への移動ベ
クトルと考え、その集合を移動ベクトル場とする。ここ
で、少量の学習データで再学習された音素HMMの出力
確率の平均値には推定誤差が含まれており、このように
得られた移動ベクトルの方向は、非連続的な動きをして
いると考えられる。
【0015】さらに、少量サンプルでは再学習されない
出力確率の平均値も存在する。そこで、移動ベクトル場
に「連続性の拘束条件」を導入することにより、移動ベ
クトルを平滑化することで平均値を補正する。さらに、
未学習の平均値に対する移動ベクトルを他の移動ベクト
ルの内外挿で補間する。ここで、移動ベクトルの平滑化
の強さはfuzziness の値で制御し、この値が大きいほ
ど、強い平滑化が行なわれる。すなわち、fuzziness の
値が無限大では、すべての音素モデルは平行移動する。
【0016】次に、標準話者を12名,入力話者を10
名を用いて、この発明の音声認識方式で音素認識実験を
行なった結果について説明する。まず、入力話者の学習
データを100単語用いて12名の標準話者を各入力話
者に話者適応した。入力話者毎に標準話者を1名選択
し、その話者適応後の音素HMMで入力話者音声の音素
認識を行なった。入力話者10名の音素認識率は、従来
の方法である話者適応前のHMMの出力尤度を用いて1
名の標準話者を選択し、その話者適応後の音素HMMで
入力話者音声の音素認識を行なった場合、音素認識率の
平均値は85.5%であった。また、この発明である話
者適応後のHMMの出力尤度「話者正規化HMM尤度」
を用いて標準話者を選択し、その話者の話者適応後の音
素HMMで入力話者音声の音素認識を行なった場合、音
素認識率の平均値は86.3%であった。この結果か
ら、この発明による音声認識方式が認識性能の向上に有
効であることがわかる。
【0017】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、一人
の発明話者が発声した音声データから求めた音響モデル
群を複数組準備し、すべての音響モデル群を、入力音声
を用いて移動ベクトル場平滑方法により入力音声の特徴
空間にそれぞれモデル適応し、各音響モデル群を入力音
声の音素列に従って連結させた連結モデルを求め、連結
モデルの出力尤度の最も大きいモデル適応後の音響モデ
ル群を1つ選択し、選択したモデル適応後の音響モデル
群を用いて音声認識を行なうことにより、話者適応を行
なう上で、入力話者の音声の特徴に適した標準話者を選
択することが可能となり、認識性能を高めることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例が適用される音声認識装置
の概略ブロック図である。
【図2】この発明の一実施例における音声認識方式のア
ルゴリズムを示す図である。
【符号の説明】
1 アンプ 2 ローパスフィルタ 3 A/D変換器 4 処理装置 5 コンピュータ 6 磁気ディスク 7 端末類 8 プリンタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の音素分離型あるいは連続分布型隠
    れマルコフモデルからなる集合の音響モデル群を、入力
    音声データを用いて前記入力音声の特徴空間にモデル適
    応し、モデル適応された後の音響モデル群を用いて音声
    認識を行なう音声認識方法において、 一人の発話者が発声した音声データから求めた音響モデ
    ル群を複数組準備するステップ、 前記すべての音響モデル群を、入力音声を用いて移動ベ
    クトル場平滑方法により前記入力音声の特徴空間にそれ
    ぞれモデル適応するステップ、 前記モデル適応された後の各前記音響モデル群を前記入
    力音声の音素列に従って連結させた連結モデルをそれぞ
    れ求めるステップ、 前記求められた前記連結モデルの出力尤度の最も大きい
    モデル適応後の音響モデル群を1つ選択するステップ、
    および 前記選択されたモデル適応後の音響モデル群を用いて音
    声認識を行なうステップを含む、音声認識方法。
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