JPS5994800A - 音声認識装置 - Google Patents

音声認識装置

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JPS5994800A
JPS5994800A JP57204173A JP20417382A JPS5994800A JP S5994800 A JPS5994800 A JP S5994800A JP 57204173 A JP57204173 A JP 57204173A JP 20417382 A JP20417382 A JP 20417382A JP S5994800 A JPS5994800 A JP S5994800A
Authority
JP
Japan
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parameter
signal
transient
circuit
sound
Prior art date
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Application number
JP57204173A
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English (en)
Inventor
雅男 渡
誠 赤羽
曜一郎 佐古
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPS5994800A publication Critical patent/JPS5994800A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は音声を認識する音声認識装置に関する。
背景技術とその問題点 音声認識においては、特定話者に対する単語認識による
ものがすでに実用化されている。これは認識対象とする
全ての単語について特定話者にこれらを発音させ、パン
トノ母スフィルタ/4ンク9 Kよりその音響ノヤラメ
ータ゛を検出して記憶(登録)しておく。そして特定話
者が発声したときその音へ1ジノやラメータを検出し、
登録された各単語の音物ノ9ラメータと比1友し、これ
らが一致したときその単語であるとの認識を行う。
このような装置において、話者の発声の時間軸が登録時
と異なっている場合には、一定時間(5〜20 m s
ec )毎に抽出される音赫パラメータの時系列を伸縮
して時間軸を整合させる。これによって発声xt Kの
変動に対処窟せるようにしている。
ところがとの装置の場合、認識対象とする全ての単語に
ついてその単語の全体の音幹パラメータをあらかじめ登
録格納しておかなければならず、影犬な記憶容量と演算
を必侠とする。このため詔誼℃にiい杏又に毘込界−が
あった。
これに対して音韻(日本語でいえばローマ字表記したと
きのA、I、U、E、0.に、S、T等)あるいは音節
(KA、KI、KU等)単位での認識を行うことが提案
されている。しかしこの場合に、母音等の準定常部を有
する音韻の認識は容易であっても、破裂音(K 、 T
 、 P 痔、)のように音韻的%徴が非常に短いもの
を音材パラメータのみで一つの音韻に特定することは本
返めて田11である。
そこで従来は、各音節ごとに離散的に発音された音声を
登釦゛シ、離散的に発声された音声を単語認識と同様に
時間軸緊合させて認識を行っており、il!f殊な発声
を行うために限定された用途でしか利用できなかった。
さらに不l(4定話者を認識対象としだ力1合には、音
りトパラメータに1F・1人差による大きな分散があり
、上述のように時間軸の整合だけでは認識を行うことが
できない。そこで例えば一つの単Ktについて複数の音
信tパラメータを登録して近似の音響パラメータを認識
する方法や、単語全体を1!!Ll矩次元の)やラメー
タに変換し、識別函数によって44」別する方法が提案
されているが、いずれも膨大な記憶容土;を8繊とした
り、?li’f算量が多く、認識語い数が極めて少くな
ってしはう。
ところで音韻の光用現象をfi、l!察すると、母音や
八さ振音(S、I(等)等の音韻は長く伸して発声する
ことができる。例え1−′はい”という発声を考えだ場
合に、この音韻は第1図Aに示すように、「無音→H−
* A −+ I→無音」に変化する。これにえ」して
同じ“はい”の発声を第1図Bのように行うこともでき
る。ここでH,A、Iの胎定當部の長さは発声ごとにク
セ化し、これによって時間軸の変動を生じる。ところが
この↓+D合に、各音’tx1 :+ijの過。
渡部(6目゛にで示す)は比較的時間軸の要務11が少
いことが判明した。
この為、この音m1間の過濃部にN’f目して不特定話
者に対しても良好に音声認all k行えるようにした
1152図乃至g、:; 5図に示す如き音声認識装置
が提案されている。以下、この第2図乃至21シ5図に
示す音声沼6・1(装置について説明する。
第2図において、(1)は音ζ゛1−分析部を示し、こ
の音響分析部(1)は音声信号を音響パラメータ時系列
に変換するものである。マイクロフォン(2)に供給さ
れた音声イ5勺がマイクアンゾ(3)、5.5 kHz
以下のロー・ぞスフィルタ(4)を1111じてAD変
換回路(5)に供給される。オだクロック発生器(6)
からの12.5 kHz(80μsec間隔)のサンブ
リングクロックが、〜D変換回路(5)に′9(給され
、このタイミングで音声イ1、号がそれぞれ所定ビット
数(具1ワード)のデジタル信号に変換される。この変
換をれた音声信号が5×64ワードのレジスタ(力に供
給される。またクロック発生器(6)からの5.12 
m sec間隔のフレームクロックが5進カウンタ(8
)に供給され、このカウント値がレジスタ(力に供給さ
れて音声信号が64ワードずつシフトされ、シフトされ
た4×64ワードのイB÷づがレジスタ(力から取シ出
される。
このレジスタ(力から取り出された4 X 64 = 
256ワードの信号が高速フーリエ変換(FFT)回路
(9)に供給される。ここでこのFFT回路(9)にお
いて、例えばTの時間長に含捷れるnf個のサンプリン
グデータによって涙される波形函数を U n (T(t)            ・・・・
・・・・・・・・・・・(1)としたとき、これをフー
リエ変換して、甲 =U1nfT(f)+jU2nfT(f)   ・・・
・・=・(2)の信号がイ;Jられる。
さらにこのli’ 11’ T回路(9)からの信号が
・母ワースベクトルの検出回路00)に供給され、 1tlJ  l =U1nf’1(f)+ U2n4T
(f)    −・−・−・・+・−・(3)のパワー
スペクトル信号が取り出される。ここでフーリエ変換さ
れた信号は周波数軸上で対称になっているので、フーリ
エ変わ1によって取り出されるnf(flのデータの半
分は冗長データである。そこで半分のデータを排除して
1nf個のデータが取り出される。すなわち上述のFF
T回路(9)に供給された256ワードの信号が変換さ
れて128ワードのノぐ   :ワース被りトル信号が
取り出される。
この・にワースにクトル信号がエンファシス回路(11
)に供給されて聴感上の補正を行うための■(み付けが
行われる。ここでルみ付けとしては、例えは周波数の高
域成分を増強する補正が行われる。
この様にして音声分析部(1)において、音声信号の音
43(/<?ラメータ時系列として刀(み付けされたパ
ワースペクトル信号が得られる。そして、この音声分析
tit(<11からの重み付けされた]4ワ一スベクト
ル価号が過渡1?ラメ一ク抽出部α渇及び過渡点検出部
(13)に夫々供給される。この過渡ノeラメータ抽出
部(12)は音声分析部(1)からの音声信号の音響ノ
クラメータ時系列から音声信号の音韻的特徴を保持した
低次の過渡点・ぐラメータを抽出するものであり、まプ
こ過渡点検出部(13)は音声分析部(1)からの音声
信号の゛(H4,/;、!、パラメーク時系列から音声
信号の過渡点を検出して過υ(S点検出信号を発生する
ものであり、この過渡点検出部(13)からの過渡点検
出部号が過渡パラメータ抽出部(12に供給され、過渡
)ぐラメータ抽出部(I2)において過渡点における音
声(FJ号の音韻的特徴を保持した低次の過渡点)J?
ラメータが抽出される。
以下、これら近渡・ぐラメータ抽出部(1カ及び過渡点
検出部+13)についてH5t、明する。
音声分析部(1)のエンファシス回路(11)からの重
み伺はをれたパワースペクトル信号が帯域分割回路(1
4)に供給され、11み感性性に合せてj1旧友数メル
スケールに応じて例えば32の帯域に分5rQされろ。
ここでパワースペクトルの分割点とケくなる」易合には
その信号が各(jF域に按分されてそれぞれの帯域の信
号のJl;に応じた・1,1号が取り出される。これに
よって上述の128ワードの)ぐワース被りトル(m号
が、竹へ1′的/I’#徴を保存した首首32ワードに
圧縮される。
この信号が苅り回路(I5)に供給され、各信号の対数
値に変換される。これによって上述のエンファシス回路
的]でのi、rみ付は船による冗長度が排除される。こ
こでこの対F”ワースベクトルtag l U nfT
(f) l       ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・(4)をスペクトルパラメータ
x(i) (t =o l 1・・・・・・31)と称
する。
このスペクトルパラメータX(1)が離散的フーリエ変
換(DFT)回路(16)に供絹される。ここでこのD
士゛T回r、?j!I6)に:しいて、例えば分割され
たイ))・域の数をMとすると、このM次元スペクトル
パラメータx(i)(l−0,1・・・・・・UV1−
1)を2M点の実数対称/PラメータとみなしてDFT
を行う。従ってイ。、 、 Wm、’    = e 
−j(−?・η−ゼ1云i、二Jzk)N m=o+1・・・・・・2(\4−1 となる。をらにこのDpTt行う函数は侶函数とみなさ
れるため = cos ” ”−ユ pH となり、これらより となる。この1)1”Tにょシス波りトルの包絡特性を
表現する音f#4’・ぐラメータが抽出でれる。
このようにしてDFTされたスペクトルパラメータX(
i)について、低次元で谷音韻の変化例えばl−1→A
、A→■等間を分):Hta性の&b−母ラ母御メータ
縮するために周波数軸方向における32ワードからなる
信号からI)Li”TKヨり 0−P−1(flJfP
=8 >次までの低次成分であるP次元の値が11Vり
出され、これをローカルノやラメータL(p) (p=
0 、1・・・・・・i’−1)とすると ・・・・・・・・・・・・・・・(力 となり、ここでスペクトルノぐラメータが対称であるこ
とを考庭して X(i) = X(2M−i −1)        
 曲・−−= (8)とおくと、ローカルパラメータL
(1)は・・・・・・・・・・・・・・・(9)但し、
p−0,1・・・・・・P−1 となされる。このようにして周波数110方向における
32ワードの信号がP(例えば8)ワードに圧縮される
。
このローカルノぐラメータL(p)がメモリ装置αηに
供給される。このメモリ装置1t(17)は1行Pワー
ドの記1、ζ゛デ部が例えば16行マトリクス状に配さ
れたもので、ローカルパラメータL(1)が各次元ごと
に順次記憶されると共に、上述のクロック発生器(6)
からの5.12InSeC間隔のフレームクロックがイ
↓(給されて、各行のパラメータが順次(M方向ヘシフ
トされる。これによってメモリ装fft(17)には5
.12m5ec間隔のP次元のローカルノやラメータL
(p)が16フレーム(81,92+n5ec)分記憶
され、フレームクロックごとに順次性しいパラメータに
更新される。
一力、音声分析部(1)のエンファシス回Fi5uυか
らの重み付けされた信号が過渡点検出部0:3)の帯域
分割回路:1稀に供給され、上述と同様にメルスケール
に応じてN(例えば20)の帯域に分割され、それぞれ
のI′i域の46号の量に応じた信号V(n)(n=0
゜1・・・・・・N−1)がηゾり出される。この信号
がバイアス付き対数回路([樟に供給されて V’(n) = tog (V(n) + 13)  
     ・・・・・・・・・・曲・(【0)が形成場
れる。また信号V(n)が畢算回路(20に供給さgて ■a=  Σ V(n)/ 20 n=1 が形成され、この信号Vaが対数回路CI’llに供給
されて v′a−tOg(■3+B)       ・・・・・
・・・・・・・・・・(1υが形成される。そしてこれ
らの信号が演算回FM (2υに供給されて V(n) −Va −V(n)          ・
・・・・・・・・・・・・・・(17Jが形成される。
ここで上述のようIM号V(n)を用いることによシ、
この信号は音韻から音韻への変化に対して各人(n=o
 e 1・・・・・・N−1)の変化が同程度となり、
音韻のイtiJgi4による変化脅°のはらつきを回避
できる。
まだ対数をとり演算を行って正規化/?パラメータ(n
)を形成したことにより、入力音声のレベルの変化によ
るパラメータV(n)の変動が排除される。さらにバイ
アスBを加算して演算を行ったことによシ、仮シにB−
+ωとするとノやラメータV(n)→0となることから
明らかなように、入力音声の微少成分(ノイズ等)に対
する感度を下げることができる。
この・やジメータv(n)がメモリ装置(ニジ功に供給
されて2w+1(例えば9)フレーム分カニ記憶される
。この記憶された信号がu・4゛♂2回路り1に供給き
れてYn、t=  m(v(11)(I))     
 ・−−−−−曲−−−−−(13)1 (G FN 但し%  GFN = (I ; −w+ t≦■≦w
十t)が形成され、この信号とノやラメータy(A)が
頂算回汐1(24)に供給されて が形成される。このT(t)が過渡点検出パラメータで
あって、このT(oがピーク判別回路’J51に供給さ
れて、入力音声信号の音韻の過渡点が検出される。
ここで・母うメータT(oが、フレームtを挾ンで前後
Wフレームずつで定義されているので、不要な凹凸や多
極を生じるおそれがない。々お第3図は例えば“ゼロ”
という発声を、サンプリング周波数12.5 k Hz
 、  12ビツトデジタルデータとし、5.12m5
ecフレ一ム周期で256点OFF’Tを行い、帯域数
N=20、バイアス13=Q、検出フレーム数2w+1
=9で上述の検出を行つrc t’;合を示している。
図中Aは音戸阪形、Bは音韻、Cは検出信号であって、
「無音→Z」「z−+E」「E→l(、」r R−) 
OJ r 04 Njtr;音」の各過渡部で顕著なピ
ークを発生する。ここで無音部にノイズによる多少の凹
凸が形成されるがこれはバイアスBを大きくすることに
より破線図示のように略0になる。
この過渡点検出G5 ”i T(j)が過渡・ぐラメー
タ抽出部(12+のメモリ装au7)に供給され、この
検出信号のタイミングに相当するローカルパラメータ”
Cp)が8番目の行にシフトされた時点でメモリ装置(
iηの読み出しが行われる。ここでメモリ装置(17)
の読み出しは、各次元Pごとに16フレ一ム分のイ;号
が横力向にんcみ出される。そして読み出された信号が
DFT回路(至)に供給される。ここでとのJ) k’
 T回路((1)において、例えばメモリ装置住ηから
読み出された16フ   □レーム分の信号をP(n)
(n=i 、 2、−・−30) トfると、DFT回
路(■において、供給された16フレ一ム分の信号が第
6図に示す如く対称化され、この30伽の時系列データ
に対して対称性が考F!、されて1)li”Tが行なわ
れ か鞠られる。この埃゛1合、低次元で各音”4p”3の
変化例えばl−1−+ A 、 A −+ Iへり間を
分り11F性の良いパラメータに圧縮するために11q
間軸力向における16フレ一ム分の信号からl)F’T
によシ1〜Q(例えばQ=3)次までの低次成分である
Q次元の値が取シ出される。こΩ様にして音イ・クラメ
ータ時系列の時間的変化の包絡性性が抽出される。この
DFTを各次元Pごとに行い、全体でPXQ (−24
)ワードの過渡点ノぐラメータK(p 、q ) (p
 =o e 1・・・・・・P−Ll)(q=0.1・
・・・・・LJ−1)が形成される。ここで、K(a、
o)は分;^又なので、p=0のときにq=l〜Qとし
てもよい。
すなわち第4図において、Aのような入力音声信号(I
IAI)に対してBのような過渡点が検出されている場
合に、この信号の全体のパワーヌ4クトルはCのように
なっている。そして例えば「H→A」のJ 7It点の
i4ワース綬クトルがDのようであったとすると、この
信号がエンファシスされてEのようになシ、メルスケー
ルで圧縮されてFのようになる。この信号がI) F 
TされてGのようになり、Hのように前後の16フレ一
ム分がマトリクスされ、この信号がl114次時間11
tl!lt方向にDl”Tされて例えば(8X3=)2
4の過渡点ノぐラメータK(p、q)が形成される。
この様にして得られた過渡パラメータ抽出部12+から
の過渡点ノやラメータK(p、q)が音声判定部(27
)に供給され、この音声判定部シηにおいて音声48号
の認識判定がなされる。以下、この音声判定部(2ηに
ついて説明する。
過渡)Rラメータ抽出部(1カのDFT回路(261か
らの過渡点パラメータK(p、q)が音声判定部(27
)のマノ・ラノビス距隔3L出回路例に供給されると共
に、メモリ装fK((ハ)からのクラスタ糸数がマノ・
マノビス距離算出回路(2〜に供給されて各クラスタ糸
数とのマノ・マノビス距離が1゛r出される。とこてク
ラスタ糸数は板数の話者の発音から上述と同様に過渡点
i+ラメータを抽出し、これを音韻の内容に応じて分類
し統計解析して得られたものである。
そしてこの3′)、出されたマハラノビス距離が判定回
路(30)に供給され、検出された過渡点が、何の音m
lから例の音韻への過渡点であるかが判定され、出力端
子(3υに取シ出される。
すなわち例えは゛はい”1いいえ“0(ゼロ)#〜“9
(キュウ)“の12単語について、あらかじめ多数(百
Å以上)の話者の音声を前述の装置に供給し、過渡点を
検出し過渡点パラメータを抽出する。この過渡点パラメ
ータを例えば第5図に示すようなテーブルに分類し、こ
の分類(クラスタ)ごとに統計解析する。図中*は無音
を示す。
これらの:+1・”・1渡点・ぞラメータについて、任
意のサンゾルをRr”’、)n (r=1 、2−・・
24 ) (ald、クラスタ指標で例えばa = 1
は* −+H、a = 2はH−+ Aに対応する。n
は話者布付)として、共分散マトリクス Arにl)s五E(■tr(?)。1戸)(B3(7)
。Rs” ) −・・+16)但し、”r”” = ”
 (Rr(2”n )Eはアンサンゾル平均 を計数し、この逆マトリクス B台’s = (At”、)u)〒)S     ・・
・・・・・・・・・・・・・anを求める。
ここで任意の過渡点パラメータKrとクラスタaとの距
離が、マハラノビスの距離 ・・・・・・・・・・・・・・・(IICで求められる
。
従ってメモリ装置i’r、 (2!l)に上述のl3r
(?)s及びRr(a)を求めて記憶しておくことによ
り、マハラノビス距離算出回路(2Jにて入力音声の過
渡点)4ラメータとのマハラノビス距離が算出される。
これによってマハラノビス距離算出回路128)から 
   1人力音声の過渡点ごとに各クラスタとのJIχ
小距離と湿潤点のlljfl位が取り出される。これら
が−!1′4」定回路(30)に供給され、入力音声が
勲音に方っだ時点において認識判定を行う。例えば各単
語ごとに、各過渡点・ぐラメータとクラスタとの最小距
離の千力根の咋均値による単語距離を求める。なお過渡
点の一部脱落を考L・工して各単語は脱落を想定した複
数のタイプについてヰ誰距離を求める。ただし過渡点の
順位1.71係がテーブルと異なっているものはリノエ
クトする。そしてこの単語距離が最小になる単語を認識
判定する。
こうして音声認識が行われるわけで−あるか、ル[かる
枯成よυなる咄声1.13識装置によれば音声の過渡点
の音韻の変化を検出しているので、時1f4jiPlI
Iの変動がなく、不特定話者についても良好な認識を行
うことができる。
また過奴点において上述のようなパラメータの抽出を行
ったことによシ、一つの過渡点を例えば24次元で認識
することができ、認識を梗めて容易かつ正確に行うこと
ができる。
ところで、この様な音声認識装置の過渡パラメータ抽出
部(2)においては、低次元の過渡点パラメータJ((
p、q)により各音韻の変化例えばH−+ A 、 A
→I舗間の音4?ハラメータを分離性の良いパラメータ
に正札するために、音感分析部(1)からの音声信号の
音砦パラメータ時系列からなる信妬の周波数帖力向及び
時間軸方向の両方向K i)セ゛Tを行ない、その夫々
の低次成分を取シ出す様にしているのであるが、この低
次成分例えばP(n)とこの低次成分以外の成分をOと
したものから? 1.)F Tによυp」−生しブζも
のをQ(n)(n=1,2.・・・・・・30)とした
時、なる二」ζ誤差Aを小さくできる程、よシ効果的な
圧縮が行なわれた皇になる。しかしながら、上述の時間
的11方向におけるD F Tによる圧縮の如く低次成
分として3次元や4次元4を度であると破裂音の様に音
声の過渡部が比較的急峻に変化する場合、二来課差Aが
相当大きなものとなり良好な圧縮ができないという不都
合があった。
弁明の目的 本発明は斯かる点に鑑み音声信号から効果的な・Pラメ
ータを抽出して、不特定話者に対する音声の認誠率が高
い音声缶’3 B::を装置1:tを得ることを目的と
する。
光明の概要 本犯明は、マイクロホンを崩し、このマイクロホンから
の音声イロ号を聴感上の処理を施した音響パラメータ時
系列に):換し、この音セ・クラメータ1;η系列の時
間的汲化をガウス分m lQJ数でモデル化する様にし
だ音声認識装置でりシ、斯かる本発明によれば、音声信
号から効果的なノぐラメータを抽出して、不特定話者に
対する音声の13識率が高いものを1(Iることかでき
る。
実施例 以下、第7図乃至第11図を参照し、なから本発明)°
1ノお認識装置6の一実施例につき睨明しよう。この2
137図乃至第11図において第1図乃至第6図と対応
する7115分に同−符号を付してその詳細な睨明は′
II l’6する。
本例においては#、s 4図Cに示すノ々ワースベクト
ルを帯域分割したものや、イj¥域通過フィルタの出力
を整流し一足区間毎に平?i?化したような音;ill
 /やラメータ■錨1渡8B(80msec4呈度)に
おける時間的変化がン!37図A乃至Fに示ずような形
状に分類することができることにガイ目し、これらの形
状を賞、8図に示す如きガウス分布14’j数にてモデ
ル化するようにしたものである。
&59図において、θ乃はメモリ装置を示し、このメモ
リ装置(,1りは例えば1行32ワードの記1が部が1
6行マトリクス状に配されたもので読み込まれるスペク
トルパラメータX(i)を各ワードごとに順次記憶  
 □すると共に、クロック冗生器(6)からの5.12
 m sec間隔のフレームクロックが倶硲されて、各
行のパラメータを111−+次AVt力向ヘシフトする
。従って、こO) −e IJ g 5i (3化1゛
“′”°°°間隔0°″−ド″′1スイクトルパラメー
タX(i)が16フレーム(81,92m5ec)分配
tヒされ、フレームクロックごとにm+a次新しいパラ
メータに更新される。更に、過渡点検出部(13)から
の湿潤点検出信号’(t)がこのメモリ装置(321に
供給され、この遇γル゛点検出偏号T(t)のタイミン
グに和尚するス被りトルノやラメータX(i)を8イ1
1゛目の行にシフトした時点でメモリ装置・:r: (
32)の6ノ゛シみ出しを行なう。この様にしてメモリ
装置1色のト・ハみ出しは、各ワードごとに16フレ一
ム分の信号を本゛Iワカ向に訟。
み出す。
このメモ!J 装置1>?、 l慢からの鍋汀部におけ
る時間的変化に応じ/こ各ワードごとの16フレ一ム分
の15.’ −’3をモデル化回路1131に供胎する
。このモデル化回路1、S鴫は、メモリ装置^シC葡か
らの過渡部における時世的変化に応じ/こ各ワードごと
の16フレ一ム分の信号に対して第8図に示す如きガウ
ス分布関数x(n) =、eb(n−c)”を用いてモ
デル化することにより、音ノi叩パラメータ時系列の過
渡部における時間的変化を低次元、このJl、、J合a
、b及びCの3次元のノやラメータに圧縮し、これによ
シ音−1)5ノやラメータ時系列の時間馴力向の圧縮を
行なうものである。ここで、とのモデル化回路(33)
について更に説明する。
このモデル化回路(、■は、メモリ製放(32からの音
J、トパラメータ時系タリの過渡部における時間的変化
に応じた各ワードごとの16フレ一ム分のイ1.刊が第
7図A乃至■、1に示す如く単酬;FA増加するもの、
単調ニア、H<少するもの、単調釘コ加した後車シ、゛
」減少するもの、平坦なもの、比較的急1唆に変化する
もつ及び急峻に変化するものに、%y略分づ;[1する
ことができるハ、これに21j; 81dに示ずガウス
分布l□:’、1 p、Ly X(rl)=a−eb(
’−C)2の−BjX分又は全体にてモデル化し、この
ガウス分布1λi数を決定するa、b及びCをむ出する
ものでめる。
寸ず、過渡部におけるIi’lj lif的変比変化じ
た信号をx(n)(n=1 、2 、==・、 L) 
、(nはフレーム截)とすると、 X(+、) 〜a、eb(n−c)2・、、、、、、、
、、、、、、、 illのようにモデル化が可tIトで
ある。そこで、X(’) −a−6” Cn−02・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1.20
1’/(n) −1−OgX(n)        “
、、°=−°−=−゛°−−−−−−−(21)y(n
)=AogQ(,1)=b(n−c)2−1−Loga
  −=−127Jとおき、)j7.小二乗推定により
a、b及びCを決定する。即ち、 とおいて、Aが最小となるtaga + b及びCを決
定する。
(29式より ・・・・・・・・・・・・・・・V41・・・・・・・
・・・・・・・・(25)・・・・・・・・・・・・・
・・06)ここで、 fill                     
n=1とおくと、0勾、(2r、)及び(2II+)式
は大々LAoga+(Lc2+q−2cp )b−α−
0,・、、、、、、’、 (24)/(q−2cp+c
2L)Aoga+(t−4cs+6c (1−4c”p
+c’L)b−(γ−2Cβ+C2α)=0・・・CJ
5)’bβ−bcα−pbtoga+LbcAoga 
−b s+3b cq−3b”c”p+b3c3L =
 O・・・・・・・・・Q6)′とあられされる。そし
て、これら@4)’ l 12ω′及び(413)’式
を連立してtoga t b及びCを〕11畦くのであ
る75二、Cに就いて4次、bK就いて2次の項を含む
為、IIE想型最適化手法等によシ近似自勺(C8+<
手法では1ノアルタイムでの処理としては適用不可Rヒ
である。
そこで、ガウス分布l月数の最大値を取るm1t=cが
過渡部から極端に「jはておらす1−1(≦C≦L+に
なるルチ囲(τ在るとする。この様な条件のもとでCを
変化させ、各Cの変化の段階でCを定敬とみなしてto
ga及びbを解く。そこで、 Lc2+q−2Cp=E t−4cs+−6cmq−4c3p+c’L=Fγ−2
0β+Cα=G とおくと、(」′及び1251 ’式は夫々Ltoga
+Eb−α=O・・叩曲・・曲曲曲(2復”J:Dto
ga+JIlb +G== O・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・(25)11とあられさi
tl これら(2C及び(25)“式よシと各Cの値に
応じてtoga及びbを夫々求めることができる。とこ
ろで、音iJν・やラメータを圧縮したときにより効果
的な圧縮をするためには二東課たAがよシ小さな仙をと
る様にする必要があシ、本例の二乗誤差Aは A−δ+L(joga) +b F−21aga−α+
 2 bFtOga −2bG  ・曲・i2!l)と
あられされる。そこで、1−に≦C≦L + i(の範
囲において二乗誤差Aが最小となるAog a及びbを
夫夫求めれば伯終的により効果的な圧縮を行なうことが
できるAoga、b及びCを夫々決定することができる
。
この様にしてがウス分布関数を決定する1、oga。
b及びCを算出することができ、これら一連の処理を分
割された帯域ごとに行ない、(分割された帯域33 M
 (本例においては32である。))×3次元の音η’
、’t ijラメータ時系列の時間的変化の包絡特性を
抽出できる。第10図及び第11図はモデル化回路C3
3)の一連の処理手順を示すフローチャートである。こ
の8g10図及び第11図において、ブロック(33a
)にて分割された帯域を示す変数iの初期値1が設定さ
れ、ブロック(33b)にて(2/) 、 +25)及
びCら)式を11ヱき換えによシfL〕単化して1i4
)’ 、 (7■′及び(シロ)7式に夫々変換するた
めにα、β、r、δ、p、q、s及びtが夫々算出され
、ブロック(33c)にて影〕数iに対応する帯域にお
ける最小の二乗FA i!1Aとそのときのtag a
 、 b及びCとが変iy、A(nin + amin
 I l)min及びC口〕inとして夫々求められる
。このブロック(33c)の処理手順を第11図にザブ
ルーチンとして示す。ブロック(33d)にてガウス分
布1カ数の最大値のJ!4 j、:J Cを変化する範
囲(1−4)以上(L十K )以下の初期値(1−K)
が変数Cに設定され、ブロック(33e)にてCを足載
とみなして+J41’ l f2s’及びf31i)’
式を1シ(き換えにより簡単化して(24)“+ !2
:il“及び(26)“式に夫々変換するためにE、F
及びGが夫々nI出され、ブロック(33f)にて定数
にみなされたCK対応するtoga、b及び二9 B5
4差Aが夫々p−出され、ブロック(33g)にてCが
初期値(1−K)に等しいかどうかが判断され、等しい
場合にはブロック(33h)にて二乗誤差Aが最小の二
乗誤差Aを示す変数A+ni nに置き換えられると共
に、そのときのAoga。
b及びCが変&1. amin * bmin及びCm
1nK置き換えられ、ブロック(33i)にて座4,1
”icをハ「定の範囲(L+K )まで変化したかどう
かが変数Cが目標値(L+K)に等しいかどうかが判断
はれ、等しく々い場合ブロック(33j)にて座標Cを
1つ移動するように変1d cに1が加えられ、再びブ
ロック(33e)及び(33f )にて処理がなされた
後ブロック(33g)にて変数cが初5U+値(1−K
)に等しくないことが判断され、ブロック(3310に
て二乗誤差Aが最小の二乗誤差Aを示す変数へninよ
シも小さいかどうかが判断され、小さいセノテ合にはブ
ロック(33h)にて上述と同様にA111jn * 
amj n + ’)Injn及びCm1nがtt’t
き換えられ、小さくない揚台にはブロック(33i)に
て変数Cが目4?′、’i f直(L+K)に卑?しい
かどうかが判しrされ、等しくない場合にはブロック(
33j )以下上述と同様の処理がなされ、り)シい場
合にはこのサブルーチンにおける処理が終了即ちブロッ
ク(33c )の処理が終了し、このブロック(33c
)にて変数iに対応する帯域における最小の二乗誤差A
   ′とそのときのtog a 、 b及びCとが変
数Am1n * amintt)m i n及びCm1
nとして夫々求められ、ブロック(33/、)にて変数
iに対応する帯域におけるtoga、     ′b及
びCが夫々変数Q(1,i) −Q(2,i)及びQ(
3,i)     ’として求められ、ブロック(33
m)にて分割された   □帯域の夫々に対してtog
a、b及びCが夫々求められたかどうかを分割された帯
域を示す変数1が分   ・割された帯域数Mに等しい
かどうかによシ判断し、等しくなければブロック(33
n)にて処理する分割された帯域を心動するように変数
iに1を加え再   :びブロック(33b)以下上述
と同様の処理を行ない、   ・ブロック(33m)に
て分割された帯域全体に亘って上述の処理がなされたこ
とが変数iが分割された帯域数M K等しいことによシ
判断され、このモデル化回路63)における一連の処理
が終了する。この様にしてモデル化回路(33Iにて過
渡部における時間的変化に応じた信号に対するガウス分
布関数Xω)=a−eb(n−0)2を用いたモデル化
がなされ、音?ξ“1゛・クラメータ時系列の過渡部に
おける時間的変化としての16フレ一ム分の信号がa、
b及びCの3次元のローカルノやラメータQ(1,1)
 、 Q(2,1)・Q(a、1) 。
Q(1,2) 、 Q(2,2) 、 Q(3,2)−
=Q(t、i) 、 Q(2,i) 。
Q(a、 +) l (i−11’2・・・・・・32
)に圧縮される。このo −カル” ラメI Q(1,
,1) r Q(2,1) ? Q(3,1) IQ(
1,2) 、 Q(2,2) 、 Q(3,2)−=Q
(x、i) 、 Q(2,i) IQ(3,i)、(i
=1,2.・・・・・・32)カメモリ装置0aに供給
される。このメモリ装置C34)は例えば1行3ワード
の記憶UISが32行マトリクス状に配されたもので、
ローカルパラメータQ(1,1) 、 Q(2,1) 
、実3.1) 。
Q(1,2) 、Q(2,2) IQ(3,2) 、−
°°Q(t、 i) IQ(2,i) IQ(a、i)
 f (t==i l 21・・・・・・32)が順次
記憶されると共に、上述のクロック発生器(6)からの
5.12m5ec間隔のフレームクロックが供給されて
各行の/ぐラメークが11:・1次4iり方向ヘシフト
される。これによってメモリ装置(34)には5.12
m5eC間隔の3次元のローカルパラメータQ、(1,
1) 、 Q(z、x)’+ Q(3,1) IQ(1
,2) 、 Q(2,2)・Q(3,2) 、 −=Q
(x、i) 、 Q(z’、i)。
Q(3,i)、(i=1,2.・・・・・・32)が3
2ワ一ド分記憶され、フレームクロックごとに111:
1次シフトされKf’8み出しがなされる。そして、こ
のメモリ装置(34)からのfi)Cみ出されたKg号
Q(t、t) 、Q(1,2) 、・・・・・・Q(1
,i) t’シ(2,1) 、 Q(2,2) 、 °
−°Q(2,i) 、 Q(a、t)lQ(3,2) 
、・・・・・・Q(3,t) I (1=1 + 2 
+・・・・・・32)がDF’T回ビド39に供給され
る。このI) I!”l’回路(3つにおいて供給され
た信号に対するD’ F Tが従来と同様に行なわれる
。このようにして周波数軸力向における32ワードの信
号がP例えば8ワードに圧縮される。
このDFTを各次元ごとに行ない、全体で(3X8)の
24ワードの過渡点・ぞラメータK(p、q) ((p
= 1゜2、・・・・・・、5)(q=1.2.3))
が形成される。
また本例においてはメモリ装置(29)に記憶しておく
クラスタ糸数は複数の話者の発音から上述と同様に過渡
点パラメータを抽出し、これを音韻の内容に応じて分類
し統計解析して得られたものである。
その他は従来と同様に桁数する。
斯かる41′;成によれば、音声分析部(1)にてマイ
クロホン(2)に得られた音声信号が信号処刑きれた音
11“(・・母うメータ時系列として重み付けされた・
やワースベクトル信号がイ(fられ、この重み付けされ
たパワースペクトル信号が過渡・ぐラメータ抽出部n2
+及び過渡点検出部(I3)に夫々供給される。そして
、この過渡・ぐラメータ抽出部0′IJにおいて、ルみ
付けされた・やワースベクトル451号がiii::域
分割回路(f41にて32の帯域に分割され、この32
の帯域に分割された信号が対数回路(【51にて車み付
は宿による冗長j9が1)ト除されスペクトルノぐラメ
ータX(i)(i=1 、2 。
・・・・・・M)がイ4tられ、このスペクトルノやラ
メータX(i)(i−1,2,・・・・・・M)がクロ
ック発生器(6)からの5、12 m sec間隔のフ
レームクロックごとにメモリ装置f’e t3邊に順次
6jerみ込まれる。また、過渡点検出部(1謙にて音
声分析部(1)からの矩み付けされたパワースペクトル
信号が信号処理きれ過渡点検出部+’3’T(t)が有
られ、この過渡点検出信号T(t)が過渡・ぐラメータ
抽出部(1りのメモリ装置f321に供給される。そし
て、このメモリ装置(櫻にて過渡部における時間的変化
に応じた各ワードごとの16フレ一ム分のイト1゛号が
順次1t71+み出され、この各ワードごとの16フレ
一ム分の信号がモデル化回路((至)に供給され、この
モデル化回路C(3)にて過渡部における時間的変化に
応じた各ワードごとの16フレ一ム分の信号1c対して
上述の如きガウス分布15−16′iによるモデル化が
行なわれる。このモデル化により、各ワードごとに二乗
誤差Aが小さくより効果的な圧縮を行なうことができる
ところのa、b及びCからなる3次元のローカル・9ラ
メータQ(l、 1 )・Q(2,1)・Q(3,1)
 eQ(1,2)・Q(2,2)・Q(3,2)・−°
°Q(1,i )・Q、(2、i )。
Q(3,i) e (t=i 121・・・・・・32
)が得られる。ここで、音i1$−’4ラメータ時系列
の時間的変化の包絡特性が抽出される。そして、このロ
ーカルパラメータQ(1,1) 、 Q(2,x) 、
 Q(a、t)’ 、 Q(1,2) IQ(2,2)
IQ(3,2) 、・・・・・・Q(i、i) 、Q(
2,i) IQ(3,i)・(i−1.2.・・・・・
・32)がクロック発生器(6)からの5.12m5e
e間l’+”Aのフレームクロックごとにメモリ族)R
1(34に11ffi次r’li;み込霊れ、このメモ
リ製置G(41がらフレームクロックごとにl1lrt
 ?〕(ローカル)ぐラメータQ(1,1) 。
Q(1,2)、・・・・・・Q(t、i) 、 Q(z
、t) 、 Q(2,2) 、・曲・Q(z、i) 、
Q(a、t) 、Q(3,2) 、・・・・・・Q(3
,i) 、(i =1.2.・・・・・・32)が読み
出されDFT回路−39に供給きれ、このjJFT回路
1灼のJ、) FTにょシ周波数輔方向における32ワ
ードからなる信号がP゛次元えば8次元のパラメータに
圧縮され、過渡パラメータK(p、q)がイ!tられる
。ここで、音l;!yfラメータ時系列ノスペクトルの
包絡特性が抽出さnる。この様にして過渡・ぐラメータ
抽出部(laにてPxQ+/l]えば(’8X3)次元
の過渡パラメータK(p、q)が・1゛fられる。
そして、この過渡・ぐラメータK(p、q)が音声判定
部(27)にて従来と同様過渡・ぐラメータK(p、q
)の処理がなされ、検出された過渡点が何の音韻から伺
の音111」への過渡ルであるかが認謀判定され、その
(g号が出力ψ:;、1子(3υにイシ1られる。
以上述べた如く本例によれば、二乗誤差Aが比較的小さ
な値をとるようにして音響パラメータ時系列の時間軸力
向である時間的変化をガウス分布j味I数X(H) =
 a−eb(n−” f−E チル化し、とのがウス分
布13′、i数を決定するa、b及びCからなる3次元
の・ぐラメータを得ることにより音Q)、?、 /fラ
メータ時系列の時間的変化の包絡特性を抽出するように
した為、破裂音等の音声の’)D 11部が比較的急峻
に変化する場合にも、音4’+−パラメータ助系列の時
間軸方向の圧Jimをより効果的に行なうことができる
。
従って、音7B’(+パラメータを分子l性の良いパラ
メータに圧お(1することができ、音声の認識率の高い
ものを得ることができる。
尚、本発明は上述実施例に限らず本発明の要旨を逸脱す
ることなくその他1中々のtr4i成を取シ得ることは
勿論である。
応用例 上述実施例においては、音声認識装置の過渡・ぐラメー
タ抽出部における音IQ+パラメータ時系列の時1t4
i軸方向の圧縮をガウス分布関数によるモデル化にて行
ない、音声のu Wf+(をするようにした場合につい
て述べたけれども、この認識結((トの信号をうへ明の
効果 本発明音声Wg! R装置によれば、マイクロホンを有
し、このマイクロボンからの音声イB号を聴感上の処理
を施した音〜:ij /#ラメータ時系列に変tAし、
この音f1θ1〉・ぐラメータ++H5系列の時間的り
(化をがウス分布!・91数X(n’) −a−e”(
n−0)2テモy” ル化スル様K シで、ガウス分布
関数を決定するa、b及びCからなる3−次元の・ぐラ
メータを得ることにより、音の・ぐラメータ時系列の時
間的変化の包絡特性を抽出するようにした為、破裂音等
の音声の過渡部が比1iB+7.的急峻に変化する場合
にも、音響・ぐラメータ時系列を時間i+11力向にお
いて分雅性の良い・ぐラメータに圧縮することができ、
音声の認識率の高いものをイ;することができる。
【図面の簡単な説明】
!、!”11図、第3図、第4図、第5図、第6図及び
1157図は音声認識装置のH’l明に供する遣い図、
第2図は従来の音1色;it:g五′、−酊、置の例を
示ずイ1、成図、第8図はガ゛ウス分布し−j故のf:
jを示すN′−図、第9図は本発明音声認識装置の一実
施例を示す’i7j+成図、第10図及び第11図は夫
々モデル化回路の処理手!ip、’tをフローチャート
にて示す線図である。 け)は音声分析部、(2)はマイクロホン、0々は過渡
パラメータ抽出部、(脂は応奴点IIi出部、(27)
は音声刊足部、(:j功及び134)はメモ17 、’
l遇i汽、(熾はモデル化回路、1(ωはDFTLI!
回路である。 第5図 第7図 A          B 第6図 第8図 ( 第10図 第1’il1 手続補正書 1、事件の表示 昭和57年特許願第204173  号2、発明の名称
 音声認n装置 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 住所 東京部品用凶兆品用6丁目7番35号名称(21
8)  ソニー株式会社 代表取締役 大 賀 典 雄 4、代 理 人 東京都新宿区西新宿1丁目8番1号(
新組ビル)置東京(03)343−5821 (代表)
(338B)  弁理士 伊    藤    貞5、
補正命令の日付   昭和  年  月  日6、補正
により増加する発明の数 7、補正の対象  明PJU苔の発明の詳細ダず丙′り
柵8、補正の内容 (1)  明細魯中、第8負第12行「2M点」とある
を「2八4−1点」k訂正する。 (2)同、同頁第13行「DFTを行う。」とあるなr
zM−2点のDFTを行う。」に訂正する。 (3)同、同頁第14行〜第17行 r  X(□、=、Σ8(i)w″′1−02M −バー士匹) 但し、W   ==e2)、1 2=q−1 m = 0.1 −−−−− 2M−1」 とあるを 「X(m) =  ;  x(H) W面1−0   
     2M−4 m = 0.1−−−−−2M−3J に訂正する。 (4)同、第9負第3行〜第6行 となり、これらより とあるを となり、これらより に訂正する。 (5)同、第10万第7行〜第10行 [x(1) : X(2M−i−t)        
 ・・・・・・・・・・(8)とおくと、ローカルパラ
メータL(p)は・・・・・・・・・・(9)」 とあるな r  x(i)= x(2n−i−2)       
”・・・…・・(8)とおくと、ローカルパラメータL
(1))は+x(H−1)CQS−・・・・・・・・・
・(9)」−1 に訂正する。 (6)  同、棺15貞第14行「定数なので、」とあ
るな「音声波形のパワーを表硯しているので、パワー正
規化のため」に訂正する。 以   上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. マイクロホンを有し、該マイクロホンからの音声信号を
    聴感上の処理を施した音#り”ラメータ時系列に変換し
    、該音幹・母うメータ時系列の時間的俊化をガラス分布
    関数でモデル化する様にしたことを特徴とする音声認識
    装置。
JP57204173A 1982-11-20 1982-11-20 音声認識装置 Pending JPS5994800A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101808814B (zh) 2007-09-27 2013-02-06 株式会社Ihi 冲压角度控制装置、冲压机械设备以及冲压角度控制方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101808814B (zh) 2007-09-27 2013-02-06 株式会社Ihi 冲压角度控制装置、冲压机械设备以及冲压角度控制方法
US8418606B2 (en) 2007-09-27 2013-04-16 Ihi Corporation Press angle control device, press machine facility, and press angle control method

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