JPH0876787A - 音声認識方法およびこの方法を実施する装置 - Google Patents

音声認識方法およびこの方法を実施する装置

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JPH0876787A
JPH0876787A JP6213556A JP21355694A JPH0876787A JP H0876787 A JPH0876787 A JP H0876787A JP 6213556 A JP6213556 A JP 6213556A JP 21355694 A JP21355694 A JP 21355694A JP H0876787 A JPH0876787 A JP H0876787A
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JP
Japan
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sentence
probability
grammar
hypothesis
sentence hypothesis
Prior art date
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Application number
JP6213556A
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English (en)
Inventor
Takeshi Kawabata
豪 川端
Masashi Tamoto
真詞 田本
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NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 文仮説生成に使用した文法規則の系列の確率
を参照して出力されるべき文の構造を一意的に決定する
ことができる文脈自由文法に基づく音声認識方法および
装置を提供する。 【構成】 文脈自由文法110に基づいて文仮説120
を生成する文仮説生成部100を具備し、文仮説生成に
使用された文法規則系列130の確率を計算する規則列
確率計算部140を具備し、文仮説120と入力音声1
70との間の照合確率を計算する音声照合部160を具
備し、文法規則系列の確率150と文仮説と入力音声と
の間の照合確率の積を最大にする文を認識結果180と
して出力する音声認識方法および装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、音声認識方法および
この方法を実施する装置に関し、特に、音声を認識して
その内容を表わす文を出力する音声認識方法およびこの
方法を実施する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】文脈自由文法に基づく音声認識方法およ
び装置の従来例を図2を参照して説明する。図2におい
て、200は文仮説生成部であり、210は文仮説生成
部200に対して与えられる文脈自由文法を一般的に示
す参照符号である。文仮説生成部200は与えられる文
脈自由文法210に基づいて文仮説を生成する。
【0003】文脈自由文法210の簡単な例を図3を参
照して説明する。図3に示される文脈自由文法の例は1
2個の文法規則により構成されている。各文法規則は矢
印の左辺の記号を右辺の記号列に置き換える操作を表わ
している。これら文法規則の内の規則303、305、
306、308、311に基づいて、これらの規則をこ
の順に順次に適用することにより次の様な文仮説を生成
することができる。
【0004】文 → 名詞節 動詞 (規則30
3) → 名詞 助詞 動詞 (規則305) → buNka ga tsutawaru(文化が伝わる)(規則30
6、308、311) 文仮説生成部200は上述と同様にして多数の文仮説を
生成する。230は音声照合部であり、文仮説生成部2
00により生成された文仮説が送り込まれる。そして、
240は入力音声を示す参照符号である。音声照合部2
30は、文仮説生成部200から送り込まれる各文仮説
と入力音声240との間の照合確率を計算し、照合確率
を最大にする250により示される文を認識結果として
文出力する。音声照合部230において実行される照合
確率の計算には隠れマルコフモデルを使用することがで
きる。
【0005】隠れマルコフモデルの一例を図4に示す。
隠れマルコフモデルは400により示される幾つかの状
態とこれらを結ぶ410により示される遷移から成り、
各遷移410には遷移確率と出力確率が付与される。隠
れマルコフモデルを音素毎に用意しておいて、それらを
図5に示される如くに接続することにより、任意の単語
或は文について隠れマルコフモデルを合成することがで
きる。音声照合部230は、文仮説に相当する隠れマル
コフモデルを合成し、これと入力音声との間の照合確率
を計算する。入力音声の特徴時系列をs(t)、t=
1,・・・,Tとする。或る文仮説の隠れマルコフモデ
ルがI個の状態を有し、その状態iから状態jへの遷移
確率をa(i,j)、そのときに特徴sが出力される確
率をb(i,j,s)とする。このとき照合確率Pは次
式により計算される。
【0006】P=α(I,T) 但し、αは次式の様に定義される量である。 α(i,t) =Σj α(j,t-1)a(i,j)b(i,j,s(t))(i =
1,...,I,t=2,...,T) α(i,1) =0(i=2,...,I) α(1,1) =1 音声照合部230は、この様にして各文仮説の隠れマル
コフモデルと入力音声との間の照合確率を計算し、この
照合確率を最大にする文を認識結果として出力する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】文脈自由文法に基づく
音声認識方法および装置の従来例には、文法が曖昧性を
有する場合、文の構造を一意的に決定することができな
いという問題があった。例えば、図3に示される文脈自
由文法は「ぶんかがきたからつたわる」という音声入力
に対して「文化が北から伝わる」および「文化が来たか
ら伝わる」という複数の認識結果を出力し、文の構造を
一意的に決定することができない。
【0008】この発明は、文仮説生成に使用される文法
規則系列の確率と文仮説と入力音声との間の照合確率の
積を最大にする文を認識結果として出力することによ
り、文脈自由文法が曖昧性を有する場合であっても、文
の構造を一意的に決定することができる音声認識方法お
よび装置を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】文脈自由文法に基づいて
生成された文仮説を文仮説生成に使用した文法規則の系
列の確率を参照して出力する音声認識方法を構成した。
そして、文脈自由文法110に基づいて文仮説120を
生成する文仮説生成部100を具備し、文仮説生成に使
用された文法規則系列130の確率を計算する規則列確
率計算部140を具備し、文仮説120と入力音声17
0との間の照合確率を計算する音声照合部160を具備
し、文法規則系列の確率150と文仮説と入力音声との
間の照合確率の積を最大にする文を認識結果180とし
て出力する音声認識装置を構成した。
【0010】上述の音声認識装置において、文法規則系
列の確率の計算および文仮説と入力音声との間の照合確
率の計算をするに際して隠れマルコフモデルを使用する
音声認識装置を構成した。
【0011】
【実施例】この発明の実施例を図1を参照して説明す
る。図1において、文仮説生成部100は与えられる文
脈自由文法110に基づいて文仮説を生成する。例え
ば、図3に示される文脈自由文法の規則の系列(30
4,305,306,308,305,307,30
9,311)に基づいて、これらの規則をこの順に順次
適用することにより、次の様な文仮説を生成することが
できる。
【0012】文 → 名詞節 名詞節 動詞
(規則304) → 名詞 助詞 名詞節 動詞 (規則30
5) → buNka ga 名詞節 動詞 (規則30
6,308) → buNka ga 名詞 助詞 動詞 (規則30
5) → buNka ga kita kara tsutawaru (規則30
7,309,311) (文化が北から伝わる) また、規則の系列(301,303,305,306,
308,310,312,302,311)に基づい
て、次の様な文仮説を生成することができる。
【0013】文 → 文 接続詞 文
(規則301) → 名詞節 動詞 接続詞 文 (規則303) → 名詞 助詞 動詞 接続詞 文 (規則305) → buNka ga 動詞 接続詞 文 (規則306,
308) → buNka ga kita 接続詞 文 (規則310) → buNka ga kita kara 文 (規則312) → buNka ga kita kara 動詞 (規則302) → buNka ga kita kara tsutawaru (規則311) (文化が来たから伝わる) この様に、文仮説生成部100は多数の文仮説を生成
し、これらを音声照合部160に送り込む。また、各々
の文仮説生成に使用した文法規則の系列を規則列確率計
算部140に送り込む。規則列確率計算部140は、図
6に示される隠れマルコフモデルを使用して文法規則の
系列の確率を計算し、計算結果を音声照合部160に送
り込むものである。隠れマルコフモデルには、固有の遷
移確率と出力確率の値が付与されており、与えられた規
則系列の出現確率を計算することができる。ここにおい
て計算された文法規則系列の確率は、隠れマルコフモデ
ルに付与された固有の遷移確率と出力確率に基づいて計
算され、その規則系列の出現確率という意味を有するも
のであるので、この規則系列の確率を文仮説と入力音声
との間の照合確率に乗算することにより、この乗算結果
を最大とする文仮説が、結局、最適な文出力であるとい
うことになる。即ち、先の文仮説の生成を例にとると、
規則系列(304,305,306,308,305,
307,309,311)および規則系列(301,3
03,305,306,308,310,312,30
2,311)のそれぞれに対して計算される規則系列の
出現確率を比較し、大きい方を選択することによって、
文出力を一意的に決定することができる。以下、更に詳
細に説明する。
【0014】規則列確率計算部140は、図6に示され
るが如き隠れマルコフモデルを使用して実現することが
できる。この隠れマルコフモデルは、図4における隠れ
マルコフモデルと同様に、幾つかの状態600とそれら
の状態を結ぶ遷移610から成り、各遷移には遷移確率
と出力確率が付与される。文法規則の系列をr(k),
k=1,・・・,Kとする。隠れマルコフモデルがI個
の状態を有しており、その状態iから状態jへの遷移確
率をA(i,j)、そのときに規則rが使用される確率
をB(i,j,r)とする。このとき、規則列確率P1
は次式により計算される。
【0015】P1=α1(I,K) 但し、α1は次式により定義される量である。 α1(i,t)=Σj α1(j,k-1)A(i,k)B(i,j,r(k))(i=
1,...,I,k=2,...,K) α1(i,1)=1/I (i=1,...,I) 音声照合部160は、各文仮説120と入力音声170
との間の照合確率を計算し、この照合確率と規則列確率
計算部140から受け取る文法規則系列の確率150の
積を最大にする文を認識結果として文出力180する。
照合確率の計算には隠れマルコフモデルを使用すること
ができる。隠れマルコフモデルの一例は図4に示され
る。隠れマルコフモデルは幾つかの状態400とこれら
の状態を結ぶ遷移410から成り、各遷移には遷移確率
と出力確率が付与される。隠れマルコフモデルを音素ご
とに用意しておき、これらを図5に示される如くに接続
することにより、任意の単語或は文の隠れマルコフモデ
ルを合成することができる。
【0016】音声照合部160は、各文仮説に相当する
隠れマルコフモデルを合成し、入力音声との間の照合確
率を計算する。入力音声の特徴時系列をs(t),t=
1,・・・,Tとする。或る文仮説の隠れマルコフモデ
ルがI個の状態を有し、その状態iから状態jへの遷移
確率をa(i,j)、そのときに特徴sが出力される確
率をb(i,j,s)とする。このとき、照合確率P2
は次式により計算される。
【0017】P2=α2(I,T) 但し、α2は次式により定義される量である。 α2(i,t)=Σj α2(j,t-1)a(i,j)b(i,j,s(t))(i=
1,...,I,t=2,...,T) α2(i,1)=0 (i=2,...,I) α2(1,1)=1 音声照合部230は、この様にして各文仮説の隠れマル
コフモデルと入力音声との間の照合確率P2を計算し、
この照合確率P2と文法規則系列の確率P1の積P1×
P2を最大にする文を認識結果として文出力180す
る。
【0018】
【発明の効果】以上の通りであって、文脈自由文法に基
づく音声認識方法および装置の従来例には、文脈自由文
法が曖昧性を有する場合、文の構造を一意的に決定する
ことができないという問題があった。ところが、この発
明は、文仮説生成に使用される文法規則系列の確率と文
仮説の隠れマルコフモデルと入力音声との間の照合確率
の積を最大にする文を認識結果として出力することによ
り、文脈自由文法が曖昧性を有する場合でも、文の構造
を一意的に決定することができるものとなった。
【0019】そして、この発明は、上述した通りに隠れ
マルコフモデルを使用することにより、この発明におい
て必要とされる高速演算処理を滞りなく実行することが
できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を説明するブロック図。
【図2】従来例を説明するブロック図。
【図3】文脈自由文法の簡単な例を示す図。
【図4】音声照合用の隠れマルコフモデルの構造の例を
示す図。
【図5】音素の隠れマルコフモデルを接続して単語の隠
れマルコフモデルを合成する仕方を説明する図。
【図6】規則列確率計算用の隠れマルコフモデルの構造
の例を示す図。
【符号の説明】
100 文仮説生成部 110 文脈自由文法 120 文仮説 130 文法規則系列 140 規則列確率計算部 150 文法規則系列の確率 160 音声照合部 170 入力音声 180 認識結果

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 文脈自由文法に基づいて生成された文仮
    説を文仮説生成に使用した文法規則の系列の確率を参照
    して出力することを特徴とする音声認識方法。
  2. 【請求項2】 文脈自由文法に基づいて文仮説を生成す
    る文仮説生成部を具備し、文仮説生成に使用された文法
    規則系列の確率を計算する規則列確率計算部を具備し、
    文仮説と入力音声との間の照合確率を計算する音声照合
    部を具備し、文法規則系列の確率と文仮説と入力音声と
    の間の照合確率の積を最大にする文を認識結果として出
    力することを特徴とする音声認識装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載される音声認識装置にお
    いて、文法規則系列の確率の計算および文仮説と入力音
    声との間の照合確率の計算をするに際して隠れマルコフ
    モデルを使用することを特徴とする音声認識装置。
JP6213556A 1994-09-07 1994-09-07 音声認識方法およびこの方法を実施する装置 Pending JPH0876787A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10116094A (ja) * 1996-10-01 1998-05-06 Lucent Technol Inc 音声認識方法および音声認識装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10116094A (ja) * 1996-10-01 1998-05-06 Lucent Technol Inc 音声認識方法および音声認識装置

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