JPS6069697A - 音声認識装置 - Google Patents
音声認識装置Info
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- JPS6069697A JPS6069697A JP58178691A JP17869183A JPS6069697A JP S6069697 A JPS6069697 A JP S6069697A JP 58178691 A JP58178691 A JP 58178691A JP 17869183 A JP17869183 A JP 17869183A JP S6069697 A JPS6069697 A JP S6069697A
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- JP
- Japan
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- signal
- circuit
- parameter
- supplied
- parameters
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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。
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
本発明は不特定話者を対象とした音声認識装置に関する
。
。
バ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Ii語認識によ
るものがずでに実用化されている。これは認識対象とす
る全゛Cの単語について特定話者にこれらを発音させ、
バンドパスフィルタバンク等によりその音響パラメータ
を検出して記憶(登録)し°ζおく。そして特定話者が
発声したときその音響パラメータを検出し、登録された
各単語の音響パラメータと比較し、これらが一致したと
きその単語であるとの認識を行う。
るものがずでに実用化されている。これは認識対象とす
る全゛Cの単語について特定話者にこれらを発音させ、
バンドパスフィルタバンク等によりその音響パラメータ
を検出して記憶(登録)し°ζおく。そして特定話者が
発声したときその音響パラメータを検出し、登録された
各単語の音響パラメータと比較し、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(5〜20m5ec
)毎に抽出される音響パラメータの時系列を伸縮して時
間軸を整合させる。これによって発声速度の変動に対処
させるようにしζいる。
と異なっている場合には、一定時間(5〜20m5ec
)毎に抽出される音響パラメータの時系列を伸縮して時
間軸を整合させる。これによって発声速度の変動に対処
させるようにしζいる。
ところがこの装置の場合、認識対象とする全ての単語に
ついてそのli詔の全体の音響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、膨大な記憶容量と演
算を必要とする。このため認識語い数に限界があった。
ついてそのli詔の全体の音響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、膨大な記憶容量と演
算を必要とする。このため認識語い数に限界があった。
これに対して音韻(日本語でいえばローマ文表記したと
きのA、I、U、E、O,’に、S、T等)あるいは音
節(KA、 Kl、 Kll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等)のように音韻的特徴が非常に短いものを音
響パラメータのみで一つの音韻に特定することは極めて
困難である。
きのA、I、U、E、O,’に、S、T等)あるいは音
節(KA、 Kl、 Kll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等)のように音韻的特徴が非常に短いものを音
響パラメータのみで一つの音韻に特定することは極めて
困難である。
さらに不特定話者を認1対象とした場合には、音響パラ
メータに個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
で例えば一つの単語について複数の音響パラメータを登
録して近似の音響パラメータを認識する方法や、単語全
体を固定次元のパラメータに変換し、識別函数によって
判別する方法が提案されζいるが、いずれも膨大な記憶
容9を必要としたり、演W量が多く、認識語い数が極め
て少くなってしまう。
メータに個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
で例えば一つの単語について複数の音響パラメータを登
録して近似の音響パラメータを認識する方法や、単語全
体を固定次元のパラメータに変換し、識別函数によって
判別する方法が提案されζいるが、いずれも膨大な記憶
容9を必要としたり、演W量が多く、認識語い数が極め
て少くなってしまう。
ところで音韻の発声現象を観察すると、母音や摩擦音(
S、H等)等の音韻は長く伸して発声することができる
。例えば“はい”という発声を考えた場合に、この音韻
Cよ第1図Aに示すように、1無音−H−A−1−・無
音」に変化する。これに対して同じ“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
準定常部の長さは発声ごとに変化し、これによって時間
軸の変動を生じる。ところがこの場合に、各音韻間の過
渡部< g++線で示す)は比較的時間軸の変動が少い
ことが判明した。
S、H等)等の音韻は長く伸して発声することができる
。例えば“はい”という発声を考えた場合に、この音韻
Cよ第1図Aに示すように、1無音−H−A−1−・無
音」に変化する。これに対して同じ“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
準定常部の長さは発声ごとに変化し、これによって時間
軸の変動を生じる。ところがこの場合に、各音韻間の過
渡部< g++線で示す)は比較的時間軸の変動が少い
ことが判明した。
そこで本願発明者は先にこの点に着目し゛ζ以−トのよ
うな装置を提案した。
うな装置を提案した。
第2図において、マイクロフォン(1)に供給された音
声信号がマイクアンプ(2)、5.5kllz122’
Fのローパスフィルタ(3)を通じてAD変換回路(4
)に供給される。またクロック発生器(5)からの12
.5ktlz(80μsec間隔)のサンプリングクロ
ックがAD変換回路(4)に供給され、このタイミング
で音声信号がそれぞれ所定ビット数(=1ワード)のデ
ジタル信号に変換される。
声信号がマイクアンプ(2)、5.5kllz122’
Fのローパスフィルタ(3)を通じてAD変換回路(4
)に供給される。またクロック発生器(5)からの12
.5ktlz(80μsec間隔)のサンプリングクロ
ックがAD変換回路(4)に供給され、このタイミング
で音声信号がそれぞれ所定ビット数(=1ワード)のデ
ジタル信号に変換される。
このデジタル信号が、周波数分析用のバンドパスフィル
タ(61)、(62)・・・ (630)に供給され、
人間の聴覚特性に合せた周波数メルスケールに応じて例
えば30の帯域に分割される。この分割された各帯域の
信号がエンファシス回路(71)、(72)・・・ (
730)に供給され、人間の聴覚特性に合せた面域増強
が行われる。このイ、1号が絶対値回路(8I)、(8
2)・・・(83n)に供給されて一極性とされ、平均
値回路(91)、(92)・・・ (9so)に(」(
給されて信号の包絡線が取り出される。
タ(61)、(62)・・・ (630)に供給され、
人間の聴覚特性に合せた周波数メルスケールに応じて例
えば30の帯域に分割される。この分割された各帯域の
信号がエンファシス回路(71)、(72)・・・ (
730)に供給され、人間の聴覚特性に合せた面域増強
が行われる。このイ、1号が絶対値回路(8I)、(8
2)・・・(83n)に供給されて一極性とされ、平均
値回路(91)、(92)・・・ (9so)に(」(
給されて信号の包絡線が取り出される。
こよによって例えば5.12m5ec間の256ワード
のデジタル信号が、音響的特徴を保存したまま30ワー
ドに圧縮される。
のデジタル信号が、音響的特徴を保存したまま30ワー
ドに圧縮される。
この信号が対数回路(101)、(102) ・・・(
+030)に(j(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(71)、
(72)・・・ (73o)でのvth付は等による冗
長度が排除される。ここで、例えばTの時間長に含まれ
るn4個のサンプリングデータによっ°ζ表される波形
函数を Un f T(t) ’ ・−+11 としたとき、これを周波数分析して、対数を取った対数
パワースペクトル 1ogl On f T<+> l 8 o 3 (2
1をスペクトルパラメータX巾(i=o、1・・・29
)と称する。
+030)に(j(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(71)、
(72)・・・ (73o)でのvth付は等による冗
長度が排除される。ここで、例えばTの時間長に含まれ
るn4個のサンプリングデータによっ°ζ表される波形
函数を Un f T(t) ’ ・−+11 としたとき、これを周波数分析して、対数を取った対数
パワースペクトル 1ogl On f T<+> l 8 o 3 (2
1をスペクトルパラメータX巾(i=o、1・・・29
)と称する。
ごのスペクトルパラメータX (+)が1illt l
)k的フーリエ変換(T) F T) lr+ll/R
(11)に供給される。ごごでこのDFTH路(11)
におい°(、例えば分割された帯域の数をMとすると、
このM次元スペクトルパラメータX+i+ (i −0
,1・= M−1)を2M−1点の実数対称パラメータ
とみなして2M−2点のD F Tを行う。従って m=0.1.= 2M−3 となる。さらにこのD F Tを行う函数は偶函数とみ
なされるため ト」 となり、これらより となる。このDFTによりスペクトルの包絡特性を表現
1−る音@’パラメータが抽出される。
)k的フーリエ変換(T) F T) lr+ll/R
(11)に供給される。ごごでこのDFTH路(11)
におい°(、例えば分割された帯域の数をMとすると、
このM次元スペクトルパラメータX+i+ (i −0
,1・= M−1)を2M−1点の実数対称パラメータ
とみなして2M−2点のD F Tを行う。従って m=0.1.= 2M−3 となる。さらにこのD F Tを行う函数は偶函数とみ
なされるため ト」 となり、これらより となる。このDFTによりスペクトルの包絡特性を表現
1−る音@’パラメータが抽出される。
このようにしてDFTされたスペクトラムパラメータX
(1)について、O〜P−1(例えばP=8)次までの
P次元の値を取り出し、これをローカルパラメータL−
(P) (p−0+1・・・P−1)とするととなり、
ここでスペクトルパラメータが対称であることを名慮し
て x++)’ x (2M−i−2) とおくと、ローカルパラメータL (P)は但し、p=
0.1・・・ P−1 えば8)ワードに圧縮される。
(1)について、O〜P−1(例えばP=8)次までの
P次元の値を取り出し、これをローカルパラメータL−
(P) (p−0+1・・・P−1)とするととなり、
ここでスペクトルパラメータが対称であることを名慮し
て x++)’ x (2M−i−2) とおくと、ローカルパラメータL (P)は但し、p=
0.1・・・ P−1 えば8)ワードに圧縮される。
この1′:1−カルパラメータL (P)がメモリ装置
(12)に供給される。このメモリ装置(12)は1行
Pワードの記憶部が例えば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 (P)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(5)
からの5.12m5ec間隔のフレームクロックが(1
給されて、各行のパラメータが舶自炊方向ヘシフトされ
る。これによってメモリ装w(14)には5、12m
sec間隔のP次元のローカルパラメータL (P)が
16フレーム(81,92m5ec )分記憶され、フ
レームクロックごとに順次新しいパラメータに更新され
る。
(12)に供給される。このメモリ装置(12)は1行
Pワードの記憶部が例えば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 (P)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(5)
からの5.12m5ec間隔のフレームクロックが(1
給されて、各行のパラメータが舶自炊方向ヘシフトされ
る。これによってメモリ装w(14)には5、12m
sec間隔のP次元のローカルパラメータL (P)が
16フレーム(81,92m5ec )分記憶され、フ
レームクロックごとに順次新しいパラメータに更新され
る。
さらに音声過渡点検出回路(20)が以)のように構成
される。すなわち平均値回路(91)〜(930)から
のそれぞれの帯域の信号の量に応じた信号V(n+(n
=Q、l・・・29)がバイアス伺き対数回路(21z
)、(212) ・・・(2130)に供給されて v 七m−log(V+n+ 一番−3) ・−−+7
1が形成される。また信号V (n)が累算平均回路(
22)に供給されて 0 が形成され、この信号Vaが対数回路(21X)に供給
されて v’a−log (va+B) ・・・(8)が形成さ
れる。そし”ζごれらの信号が演算回路(23)に41
(給されて V(n)−va−v(n)°°°(9)が形成される。
される。すなわち平均値回路(91)〜(930)から
のそれぞれの帯域の信号の量に応じた信号V(n+(n
=Q、l・・・29)がバイアス伺き対数回路(21z
)、(212) ・・・(2130)に供給されて v 七m−log(V+n+ 一番−3) ・−−+7
1が形成される。また信号V (n)が累算平均回路(
22)に供給されて 0 が形成され、この信号Vaが対数回路(21X)に供給
されて v’a−log (va+B) ・・・(8)が形成さ
れる。そし”ζごれらの信号が演算回路(23)に41
(給されて V(n)−va−v(n)°°°(9)が形成される。
ごごで上述のような信号V (n)を用いることにより
、この信号は音韻から音韻への変化に対して斉次(n
−” (1,i・・・29)の変化が同程度となり、音
韻の種類による変化甲のばらつきを回避できる。また対
数をとり演算を行って正規化パラメータV fn)を形
成したことにより、人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
13を加算して演算を行ったことにより、仮りにB−+
■とするとパラメータV (n)= Oとなることから
明らかなように、人力音声の微少成分(ノイズ等)に対
する感度を一トげろことができる。
、この信号は音韻から音韻への変化に対して斉次(n
−” (1,i・・・29)の変化が同程度となり、音
韻の種類による変化甲のばらつきを回避できる。また対
数をとり演算を行って正規化パラメータV fn)を形
成したことにより、人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
13を加算して演算を行ったことにより、仮りにB−+
■とするとパラメータV (n)= Oとなることから
明らかなように、人力音声の微少成分(ノイズ等)に対
する感度を一トげろことができる。
このパラメータV (111がメモリ装置(24)に供
給されて鵠→−1(例えば9)フレーム分が記憶される
。この記憶された信号が演W回路(25)に(1(給さ
れて 但し GPI−(1; w + t≦■≦w + t
lが形成され、この信号とパラメータV (II+が演
算回路(26)に供給されて ・・・ (11) が形成される。このT(が過渡点検出パラメータであっ
て、このTtがピーク’111別回路(27)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。
給されて鵠→−1(例えば9)フレーム分が記憶される
。この記憶された信号が演W回路(25)に(1(給さ
れて 但し GPI−(1; w + t≦■≦w + t
lが形成され、この信号とパラメータV (II+が演
算回路(26)に供給されて ・・・ (11) が形成される。このT(が過渡点検出パラメータであっ
て、このTtがピーク’111別回路(27)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。
ここでパラメータTjが、フレームtを挾んで+iit
後w −) l/−ムー4゛っで定義されζいるので、
不要な凹凸や多極を11ニジるおそれがない。なお第3
し1は例えば゛ゼロ゛という発声を、サンプリング周波
数12.5kllz 、12ヒツトデジタルデータとし
、フレーム周期−5,12m sec 、帯域数N−3
0、バイアスB=0、検出フレーム数2w+ 1−9で
上述の検出を行った場合をポしている。図中Aは音声波
形、13は音fill、Cは検出信月であって、「無音
−Z」IZ−F、j l F、−RJ I R−Oj
l’O−無音」の各過渡部で1jj−)Yなビークを発
/−1する。ここで無音部にノイス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()になる。
後w −) l/−ムー4゛っで定義されζいるので、
不要な凹凸や多極を11ニジるおそれがない。なお第3
し1は例えば゛ゼロ゛という発声を、サンプリング周波
数12.5kllz 、12ヒツトデジタルデータとし
、フレーム周期−5,12m sec 、帯域数N−3
0、バイアスB=0、検出フレーム数2w+ 1−9で
上述の検出を行った場合をポしている。図中Aは音声波
形、13は音fill、Cは検出信月であって、「無音
−Z」IZ−F、j l F、−RJ I R−Oj
l’O−無音」の各過渡部で1jj−)Yなビークを発
/−1する。ここで無音部にノイス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()になる。
この過渡点検出信号i” (t+がメモリ装置(12)
にイ」(給され、この検出信号のタイミングに相当する
「J−カルパラメータ1.、 (P)が8番目の行にシ
フトされた時点でメモリ装置(12)の読み出しが行わ
れる。ごごCメモリ装置(12)の読み出しは、各次元
Pごとに16フレ一ム分の信号が横方向に読み出される
。そして読め出された信号がDFT回路(13)に供給
される。
にイ」(給され、この検出信号のタイミングに相当する
「J−カルパラメータ1.、 (P)が8番目の行にシ
フトされた時点でメモリ装置(12)の読み出しが行わ
れる。ごごCメモリ装置(12)の読み出しは、各次元
Pごとに16フレ一ム分の信号が横方向に読み出される
。そして読め出された信号がDFT回路(13)に供給
される。
この回路03)において+j4Sと同様にD F Tが
行われ、音響パラメータの時系列変化の包絡へ・着11
が抽出される。このDFTされた信υの内から0〜Q−
1(例えばQ−3)次までのQ次ノしの値を取り出す。
行われ、音響パラメータの時系列変化の包絡へ・着11
が抽出される。このDFTされた信υの内から0〜Q−
1(例えばQ−3)次までのQ次ノしの値を取り出す。
ごのl) F Tを各次元■)ご、とに行い、全体でP
XQ(−24)ワードの過渡点パラメータに+p、q+
) (p−0,1・・・P−1) (q =0.l・・
・Q−1)が形成される。ここで、K (o、 o+は
音声波形のパワーを表現しているので、パワー11−現
化のためp−Oのときにq=1−Qとしてもよい。
XQ(−24)ワードの過渡点パラメータに+p、q+
) (p−0,1・・・P−1) (q =0.l・・
・Q−1)が形成される。ここで、K (o、 o+は
音声波形のパワーを表現しているので、パワー11−現
化のためp−Oのときにq=1−Qとしてもよい。
ずなわぢ第4図において、Aのような入力11声信号(
HAI)に対してBのよ・)な過渡点が検出されζいる
場合に、この信号の全体のパワースペクトルはCのよう
になっている。そして例えば1−H−AJの過渡点のバ
ワースベクI−ルが1〕のようであったとすると、この
信月−がコーンファシスされてEのようになり、メルス
ケールでIIE ti?iされてFのようになる。この
信号がDFT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ックスされ、この信号力<ll
口次時間軸も方向にDFTされて過渡点パラメータK
(P、 9)が形成される。
HAI)に対してBのよ・)な過渡点が検出されζいる
場合に、この信号の全体のパワースペクトルはCのよう
になっている。そして例えば1−H−AJの過渡点のバ
ワースベクI−ルが1〕のようであったとすると、この
信月−がコーンファシスされてEのようになり、メルス
ケールでIIE ti?iされてFのようになる。この
信号がDFT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ックスされ、この信号力<ll
口次時間軸も方向にDFTされて過渡点パラメータK
(P、 9)が形成される。
この過渡点パラメータK (p、 q)がマハラノビス
距離算出回IM(M)に供給されると共に、メモリ装置
(15)からのクラスタ糸数が回路(14)に供給され
て各クラスタ系数とのマハラノビス距離が算出される。
距離算出回IM(M)に供給されると共に、メモリ装置
(15)からのクラスタ糸数が回路(14)に供給され
て各クラスタ系数とのマハラノビス距離が算出される。
ここでクラスタ糸数は複数の話者の発音から上述吉同様
に過渡点パラメータを抽出し、これを音韻の内容に応じ
゛(分類し統計解析して得られたものである。
に過渡点パラメータを抽出し、これを音韻の内容に応じ
゛(分類し統計解析して得られたものである。
そしてこの算出されたマハラノビス距離が判定量11
(16) に供給され、検出された過渡点が何の音韻か
ら何の音ffJ1への過渡点であるかが判定され、出力
端子(17)に取り出される。
(16) に供給され、検出された過渡点が何の音韻か
ら何の音ffJ1への過渡点であるかが判定され、出力
端子(17)に取り出される。
すなわち例えば“はい”いいえ″0(ゼロ)へ・“9
(キュウ)′の12m語について、あらかじめ多数(白
人以−1−)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図にボずようなテーブルに分10
し、この公知(クラスタ)ごとに統計解析する。図中*
ば無音を丞す。
(キュウ)′の12m語について、あらかじめ多数(白
人以−1−)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図にボずようなテーブルに分10
し、この公知(クラスタ)ごとに統計解析する。図中*
ば無音を丞す。
これらの過渡点パラメータについて、任意のサンプルヲ
R昌’+ (r ”’ 1+ 2・・・24) (aは
クラスタ指標で例えばa−1は*−H,a =−2はl
−1−Aに対応する。nは話者番号)として、共分散マ
トリクス Eはアンサンプル平均 を計数し、この逆マトリクス B同一(A沈)“t、S ・・・ (13)をめる。
R昌’+ (r ”’ 1+ 2・・・24) (aは
クラスタ指標で例えばa−1は*−H,a =−2はl
−1−Aに対応する。nは話者番号)として、共分散マ
トリクス Eはアンサンプル平均 を計数し、この逆マトリクス B同一(A沈)“t、S ・・・ (13)をめる。
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、マハラノビス距離 9 (Kr −Rqゝ) ・・・(14) でめられる。
離が、マハラノビス距離 9 (Kr −Rqゝ) ・・・(14) でめられる。
従ってメモリ装置(15)に上述のB pd及びR%i
llをめ′(記+QI、(おくごとにより、マハラノビ
ス距離算出回1/g(14)にて入力音声の過渡点パラ
メータとのマハラノヒス距離が算出される。
llをめ′(記+QI、(おくごとにより、マハラノビ
ス距離算出回1/g(14)にて入力音声の過渡点パラ
メータとのマハラノヒス距離が算出される。
これによって回路(14) ’から人力音声の過渡点ご
とに各クラスタとの最少距離と過渡点の順位が取り出さ
れる。これらが判定回路(16)に供給され、入力音声
が無音になった時点におい”C認識判定を行う。例えば
各単語ごとに、各過渡点パラメータとクラスタとの最少
距離の]I/方根の平均値による単語距離をめる。なお
過渡点の一部脱落を考慮して各1Jl j*は脱落を想
定した複数のタイプについて単語距離をめる。ただし過
渡点の順位関係がテーブルと異なっているものはリジェ
クトする。そしてこの単語距離が最少になる単語を認識
′111定する。
とに各クラスタとの最少距離と過渡点の順位が取り出さ
れる。これらが判定回路(16)に供給され、入力音声
が無音になった時点におい”C認識判定を行う。例えば
各単語ごとに、各過渡点パラメータとクラスタとの最少
距離の]I/方根の平均値による単語距離をめる。なお
過渡点の一部脱落を考慮して各1Jl j*は脱落を想
定した複数のタイプについて単語距離をめる。ただし過
渡点の順位関係がテーブルと異なっているものはリジェ
クトする。そしてこの単語距離が最少になる単語を認識
′111定する。
このようにして音声認識が行われるわけであるが、この
装置によれば音声の過渡点の音韻の変化を検出し′Cい
るので、時間軸の変動がなく、不特定話者についても良
好な認識を行うことができる。
装置によれば音声の過渡点の音韻の変化を検出し′Cい
るので、時間軸の変動がなく、不特定話者についても良
好な認識を行うことができる。
また過渡点において上述のようなパラメータの抽出を行
ったごとにより、一つの過渡!jλを例えば24次元で
認識することができ、認識を極めて容易かつ1ト確に行
うことができる。
ったごとにより、一つの過渡!jλを例えば24次元で
認識することができ、認識を極めて容易かつ1ト確に行
うことができる。
なお上述の装置において120名の話者にて学習を行い
、この120名以外の話者にて十述の12単語について
実験を行−2た結果、98.2%の平均認識率が得られ
た。
、この120名以外の話者にて十述の12単語について
実験を行−2た結果、98.2%の平均認識率が得られ
た。
さらに十述の例で“はい”のl’ H→A」と“8(ハ
チ)”のJ’ H−A 、1は同じクラスタに分類1′
1J能である。従って認識すべき耳d角の音韻数をαと
してα02個のクラスタをあらかじめ計算し゛ζクラス
タ係数をメモリ装置1ffi(15)に記憶させて才昌
1ば、種々の単語の認識に適用でき、多くの語いの認識
を容易に行うことができる。
チ)”のJ’ H−A 、1は同じクラスタに分類1′
1J能である。従って認識すべき耳d角の音韻数をαと
してα02個のクラスタをあらかじめ計算し゛ζクラス
タ係数をメモリ装置1ffi(15)に記憶させて才昌
1ば、種々の単語の認識に適用でき、多くの語いの認識
を容易に行うことができる。
ところがこの装置において、エンファシス回路(71)
〜(73o)はそれぞれ所定の定数を乗算するものであ
って、乗算器が必要とされる。この場合にデジタルの乗
算器は構成が複雑であり、このような乗算器を各帯域ご
とに設けることは回路構成上好ましくない。またコンピ
ュータを用いてソフトウェアで処理“」−る場合にも多
くの複雑な演算が必要となり、問題eあった。
〜(73o)はそれぞれ所定の定数を乗算するものであ
って、乗算器が必要とされる。この場合にデジタルの乗
算器は構成が複雑であり、このような乗算器を各帯域ご
とに設けることは回路構成上好ましくない。またコンピ
ュータを用いてソフトウェアで処理“」−る場合にも多
くの複雑な演算が必要となり、問題eあった。
またl−述の装置において、入力音声信号に含まれるノ
イズ成分がパラメータの精度を劣化させ、これによゲC
、+E、 67fな認識が行えない場合が多くある。そ
の場合に、例えば入力端にてノイズ量を評価してノイズ
の除去を行うと、周波数帯域にかかわらず一率に除去が
行われることになり、ノイズの周波数特P]゛によ−、
では一部の帯域で必要以上に信号成分が除去されてしま
うおそれがあった。
イズ成分がパラメータの精度を劣化させ、これによゲC
、+E、 67fな認識が行えない場合が多くある。そ
の場合に、例えば入力端にてノイズ量を評価してノイズ
の除去を行うと、周波数帯域にかかわらず一率に除去が
行われることになり、ノイズの周波数特P]゛によ−、
では一部の帯域で必要以上に信号成分が除去されてしま
うおそれがあった。
発明のt−=t rl’=1
本発明はこのような点にかんがみ、簡単な構成で良好な
音声認識が行えるようにするものである。
音声認識が行えるようにするものである。
発明の概!粉
本発明は、人力音声信号を周波数分析して上記人力音声
信号の特徴を抽出するようにした音声認識装置′におい
て、上記人力音声信号の無音部を検出し、−上記、周波
数分析後の各:iIV域の信号にて上記無音部の信号レ
ベルを測定し、この信号レベルをその帯域の信号から減
算してノイズを除去するようにしたことを特徴とする音
声認識装置“ごあって、これによれば簡単な構成で良好
な音FT認&籠を行うことができる。
信号の特徴を抽出するようにした音声認識装置′におい
て、上記人力音声信号の無音部を検出し、−上記、周波
数分析後の各:iIV域の信号にて上記無音部の信号レ
ベルを測定し、この信号レベルをその帯域の信号から減
算してノイズを除去するようにしたことを特徴とする音
声認識装置“ごあって、これによれば簡単な構成で良好
な音FT認&籠を行うことができる。
実施例
第6図において、バンドパスフィルタ(61)〜(63
0)の前段にエンファシス回路(7)力(6> ctら
れる。そしてこのコーンファシス回1/3 +71に4
′−; (1)’て、例えば低域側の1〜16番の帯域
では信号力<無?ili −1lEでバンドパスフィル
タ(61)〜(611;)&こイj(給され、高域側の
11〜30番の帯域では信号“差ろ3−1ri+118
(3])を通じてバンドパスフィルタ(61T)〜(6
30)に供給される。
0)の前段にエンファシス回路(7)力(6> ctら
れる。そしてこのコーンファシス回1/3 +71に4
′−; (1)’て、例えば低域側の1〜16番の帯域
では信号力<無?ili −1lEでバンドパスフィル
タ(61)〜(611;)&こイj(給され、高域側の
11〜30番の帯域では信号“差ろ3−1ri+118
(3])を通じてバンドパスフィルタ(61T)〜(6
30)に供給される。
このエンファシス回路(7)におむ1て、’f=4 分
l+i tM(31)の特性は y(n)−x(m x(n−1)−′(15)で現わさ
れ、この式をZ変換すると Y(n+= (I Z−1)X+n+ ・・・(16)
となる。さらにこの回路の伝達関数H<z)番まl H
(Z) 12= l H(Z) ・H(Z−”) l=
+2−2CO3ωT1 ・・ (17)となり、第7図
にンバずように低域側で小、西域側で犬となる特性とな
っζいる。そしてこの伝達関数が1となるのは、角周波
数ωがπ/2となる点ごある。一方十述のメルスケール
で30の帯域に分;’i’l した場合に、角周波数の
がπ/2の点は、16番と17番の帯域の間になゲごい
る。そこで上述のように1〜16番の帯域で無補正、1
7〜30番の帯域で差分とするごとにより、第8図に示
すように人間の聴覚特性に合せた面域増強を行うことが
できる。
l+i tM(31)の特性は y(n)−x(m x(n−1)−′(15)で現わさ
れ、この式をZ変換すると Y(n+= (I Z−1)X+n+ ・・・(16)
となる。さらにこの回路の伝達関数H<z)番まl H
(Z) 12= l H(Z) ・H(Z−”) l=
+2−2CO3ωT1 ・・ (17)となり、第7図
にンバずように低域側で小、西域側で犬となる特性とな
っζいる。そしてこの伝達関数が1となるのは、角周波
数ωがπ/2となる点ごある。一方十述のメルスケール
で30の帯域に分;’i’l した場合に、角周波数の
がπ/2の点は、16番と17番の帯域の間になゲごい
る。そこで上述のように1〜16番の帯域で無補正、1
7〜30番の帯域で差分とするごとにより、第8図に示
すように人間の聴覚特性に合せた面域増強を行うことが
できる。
またそれぞれの帯域の平均値回路(91)”・(り30
)からの信号がノイズ除去回路(32z)〜(32ao
)に供給される。一方AD変換回路(4)からの信号
が無音状態の検出回路(33)に供給され、この検出信
号が除去回路(321)〜(32so )にイハ給され
る。そし°(除去回路(32s )〜(32so )に
て、無音状態での信号(ノイズ)が測定され、この平均
値(またはビークイ^あるいはこれらを演算して得た値
)をスレショルドレベルNとしテ、入力(yt W x
かこのレベルNより小のとき0、大のとき(x−N)の
信号が出力される。この信号が対数回路(101)〜(
1030)に供給される。
)からの信号がノイズ除去回路(32z)〜(32ao
)に供給される。一方AD変換回路(4)からの信号
が無音状態の検出回路(33)に供給され、この検出信
号が除去回路(321)〜(32so )にイハ給され
る。そし°(除去回路(32s )〜(32so )に
て、無音状態での信号(ノイズ)が測定され、この平均
値(またはビークイ^あるいはこれらを演算して得た値
)をスレショルドレベルNとしテ、入力(yt W x
かこのレベルNより小のとき0、大のとき(x−N)の
信号が出力される。この信号が対数回路(101)〜(
1030)に供給される。
すなわちノイズ除去回路(321) ”・(3230)
において、−の帯域の除去回路に第9図Aにボずような
信号が供給されている場合に、検出回路(33)にて無
音部が検出され、この部分のイイ号の例えば平均値から
なるスレショルドレベルNによって第9図Bに示すよう
な信号が出力される。そしてこの場合にノイズレベルが
各帯域ごとに測定されており、ノイズの周波数特性に応
じたノイズ除去が行われる。
において、−の帯域の除去回路に第9図Aにボずような
信号が供給されている場合に、検出回路(33)にて無
音部が検出され、この部分のイイ号の例えば平均値から
なるスレショルドレベルNによって第9図Bに示すよう
な信号が出力される。そしてこの場合にノイズレベルが
各帯域ごとに測定されており、ノイズの周波数特性に応
じたノイズ除去が行われる。
他は第2図と同様に構成される。
こうしてこの装置において音声認識が行われるわけであ
るが、この装置によれば乗算器を用いずに簡単な差分回
路のみで人間の聴覚特性に合せた良好なエンファシスを
行うことができる。またソフトウェアで処理する場合に
も演算量を少くすることができる。
るが、この装置によれば乗算器を用いずに簡単な差分回
路のみで人間の聴覚特性に合せた良好なエンファシスを
行うことができる。またソフトウェアで処理する場合に
も演算量を少くすることができる。
さらにノイズの周波数特性に応じたノイズ除去を行うこ
とができ、パラメータの精度が極めて向上する。
とができ、パラメータの精度が極めて向上する。
発明の効果
本発明によれば、簡単な構成で良好な音声認識が行える
ようになった。
ようになった。
第1図は音声の説明のための図、第2図〜第5図は従来
の装置の説明のための図、第6図は本発明の一例の系統
図、第7図〜第9図はその説明のための図である。 (1)はマイクロフォン、(3)はローパスフィルタ、
(4)はAD変換回路、(5)はクロック発生器、(6
)はバンドパスフィルタ、(7)はエンファシス回路、
(8)は絶対値回路、(9)は平均値回路、(Imは対
数回路、(11) 、(13)は離散的フーリエ変換回
路、(12)。 (15)はメモリ装置、(14)はマハラノビス距離算
出回路、(16)は判定回路、(17)は出刃端子、(
20)は過渡点検出回路、(31)は差分回路、(32
)はノイズ除去回路、(33)は無音部検出回路である
。 第5図 r続ネ市、’iE Mす: 昭和58年10月270 昭41158年特許願第178691号2、発明の名称
、′4戸1認識装置 3、捕+l−を4゛る者 ’+3(1との関係 特許用1頭人 件 所 東京部品用区北品用6丁目7番35号名4E+
・(218)ソニー株式会社 代表取締役 人 負 典 t、1F 4、代理人 6、補11−によりJ1q加才る発明の数8、補11−
の内容 +1.1 明細書中、第5頁5〜7行1−こよによって
・・・圧縮される。」とあるを削除する。 イ2) 同、第8頁5行1’16行」とあるを1−83
行」と訂正する。 (3)同、同頁8行l−5,12m sec間隔のフレ
ームクロック」とあるを[0,96m sec間隔のク
ロック]と訂正する。 (7I) 同、同頁11行f’ 5.12m sec
Jとあるを[0,96rnsecJと訂正する。 (5)同、同頁12〜13行「16フレーム・・・フレ
ームクロック」とあるを「83ポインI−(78,78
m5ec )分記憶され、クロック」と訂正する。 (6)同、第10頁5行及び最下行にそれぞれ1−フレ
ーム」とあるをFポイント」と訂iEする。 (7)同、第11頁4〜5行1−フレーム周期」とある
を1−ポイント間隔」と訂正する。 (8)同、同頁19行及び第12頁20行にそれぞれ[
−16フレーム」とあるをrB3ポイント」と訂正する
。 (9)回向中、第8図を別紙の通り訂正する。 以 −ヒ
の装置の説明のための図、第6図は本発明の一例の系統
図、第7図〜第9図はその説明のための図である。 (1)はマイクロフォン、(3)はローパスフィルタ、
(4)はAD変換回路、(5)はクロック発生器、(6
)はバンドパスフィルタ、(7)はエンファシス回路、
(8)は絶対値回路、(9)は平均値回路、(Imは対
数回路、(11) 、(13)は離散的フーリエ変換回
路、(12)。 (15)はメモリ装置、(14)はマハラノビス距離算
出回路、(16)は判定回路、(17)は出刃端子、(
20)は過渡点検出回路、(31)は差分回路、(32
)はノイズ除去回路、(33)は無音部検出回路である
。 第5図 r続ネ市、’iE Mす: 昭和58年10月270 昭41158年特許願第178691号2、発明の名称
、′4戸1認識装置 3、捕+l−を4゛る者 ’+3(1との関係 特許用1頭人 件 所 東京部品用区北品用6丁目7番35号名4E+
・(218)ソニー株式会社 代表取締役 人 負 典 t、1F 4、代理人 6、補11−によりJ1q加才る発明の数8、補11−
の内容 +1.1 明細書中、第5頁5〜7行1−こよによって
・・・圧縮される。」とあるを削除する。 イ2) 同、第8頁5行1’16行」とあるを1−83
行」と訂正する。 (3)同、同頁8行l−5,12m sec間隔のフレ
ームクロック」とあるを[0,96m sec間隔のク
ロック]と訂正する。 (7I) 同、同頁11行f’ 5.12m sec
Jとあるを[0,96rnsecJと訂正する。 (5)同、同頁12〜13行「16フレーム・・・フレ
ームクロック」とあるを「83ポインI−(78,78
m5ec )分記憶され、クロック」と訂正する。 (6)同、第10頁5行及び最下行にそれぞれ1−フレ
ーム」とあるをFポイント」と訂iEする。 (7)同、第11頁4〜5行1−フレーム周期」とある
を1−ポイント間隔」と訂正する。 (8)同、同頁19行及び第12頁20行にそれぞれ[
−16フレーム」とあるをrB3ポイント」と訂正する
。 (9)回向中、第8図を別紙の通り訂正する。 以 −ヒ
Claims (1)
- 人力音声信号を同波数分析して上記入力音声信号の特徴
を抽出するようにした音声認識装置において、−ト記人
力音声信号の無音部を検出し、上記周波数分析後の各帯
域の信号にて上記無音部の信号レベルを測定し、この信
号レベルをその帯域の信号から減算してノイズを除去す
るようにしたことを特徴とする音声認識装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58178691A JPS6069697A (ja) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | 音声認識装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58178691A JPS6069697A (ja) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | 音声認識装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6069697A true JPS6069697A (ja) | 1985-04-20 |
Family
ID=16052859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58178691A Pending JPS6069697A (ja) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | 音声認識装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6069697A (ja) |
-
1983
- 1983-09-27 JP JP58178691A patent/JPS6069697A/ja active Pending
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