JPS6135497A - 音声認識装置 - Google Patents
音声認識装置Info
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- JPS6135497A JPS6135497A JP15781384A JP15781384A JPS6135497A JP S6135497 A JPS6135497 A JP S6135497A JP 15781384 A JP15781384 A JP 15781384A JP 15781384 A JP15781384 A JP 15781384A JP S6135497 A JPS6135497 A JP S6135497A
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- Japan
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- standard pattern
- unit
- standard
- pattern group
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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
3ベーノ
本発明に音声の内容を自動的に認識するための音声認識
装置に関するも−のである。
装置に関するも−のである。
従来例の構成とその問題点
従来の音声認識装置のブロック図の一例を第1図に示す
、まずあらかじめ多数話者の音声データをクラスタリン
グ手法等を用いてグループ分けし、音素あるいに音節の
単位で標準パタン群を作成し、標準パタン格納部11に
格納しておく。ここでに説明のため標準パタン格納部1
1中の標準パタン群1に男性のみのデータで、標準パタ
ン群2げ女性のみのデータとし各群毎に6種類の標準パ
タンか用意されているとする。
、まずあらかじめ多数話者の音声データをクラスタリン
グ手法等を用いてグループ分けし、音素あるいに音節の
単位で標準パタン群を作成し、標準パタン格納部11に
格納しておく。ここでに説明のため標準パタン格納部1
1中の標準パタン群1に男性のみのデータで、標準パタ
ン群2げ女性のみのデータとし各群毎に6種類の標準パ
タンか用意されているとする。
さてマイク1より入力された入力音声にAD変換器2に
よりAD変換でれた後に一方に信号処理回路3へ送られ
、プリエンファシス、窓計算を行って線形予測分析プロ
セッサ4へ送られる。AD変換された他方の信号にセグ
メンテーション部5に送られ、ここで帯域パワー計算、
音声区間の検出、有声無声無音判定、子音のセグメンテ
ーションを行い、結果をメインメモリ7に転送する。線
形予測分析プロセッサ4で得たLPGパラメータを用い
、類似度計算部6げ次の手順で類似度計算を行う。まず
標準パタン格納部11に格納された標準パタン群1の中
の標準パタンを類似度計算部6に転送し、フレーム毎に
類似度計算を行い、メインメモリ7に転送する。同様に
して標準パタン群2についても行う。メインプロセッサ
8げメインメモリ7を参照しフレーム毎に最も類似度の
高かった標準パタンに相当する音素又に音節を認識結果
として採用し、これとセグメンテーション部5の結果を
用いて音素又は音節の系列を作成する。
よりAD変換でれた後に一方に信号処理回路3へ送られ
、プリエンファシス、窓計算を行って線形予測分析プロ
セッサ4へ送られる。AD変換された他方の信号にセグ
メンテーション部5に送られ、ここで帯域パワー計算、
音声区間の検出、有声無声無音判定、子音のセグメンテ
ーションを行い、結果をメインメモリ7に転送する。線
形予測分析プロセッサ4で得たLPGパラメータを用い
、類似度計算部6げ次の手順で類似度計算を行う。まず
標準パタン格納部11に格納された標準パタン群1の中
の標準パタンを類似度計算部6に転送し、フレーム毎に
類似度計算を行い、メインメモリ7に転送する。同様に
して標準パタン群2についても行う。メインプロセッサ
8げメインメモリ7を参照しフレーム毎に最も類似度の
高かった標準パタンに相当する音素又に音節を認識結果
として採用し、これとセグメンテーション部5の結果を
用いて音素又は音節の系列を作成する。
そしてできた系列を単語辞書12と照合する事によって
単語認識を行い、結果を出力部9に送る。
単語認識を行い、結果を出力部9に送る。
この従来例の欠点げ、標準パタン格納部11に格納され
ている標準パタン群全部に対して類似度計算を常に行な
わねばならないために ■ 類似度計算部6の計算量が大きなものとなり、高速
演算の要求される高価なものとなる。
ている標準パタン群全部に対して類似度計算を常に行な
わねばならないために ■ 類似度計算部6の計算量が大きなものとなり、高速
演算の要求される高価なものとなる。
■ 標準パタン群を複数個用意し、全ての標準パタン群
を対象としてその中で最も類似度の5ベ−ノ 高い音素を認識に用いる方法であるために、似かよった
音素の数が多くなり互いの混同が増加することにより認
識性能を低下させる。
を対象としてその中で最も類似度の5ベ−ノ 高い音素を認識に用いる方法であるために、似かよった
音素の数が多くなり互いの混同が増加することにより認
識性能を低下させる。
■ 用意されたいずれの標準パタンにも該当しない音声
を持つ使用者に対して認識性能が大きく低下してしまう
。
を持つ使用者に対して認識性能が大きく低下してしまう
。
という欠点があった。
発明の目的
本発明に前記欠点を解消し、類似度計算部の計算量を軽
減して低価格化すると共に認識性能を大幅に向上し、か
つ標準パタンからにずれた音声の性質を持つ人に対して
も使用を可能とし、不特定多数の使用者に対して高い信
頼度で使用することのできる音声認識装置を提供するこ
とを目的とする。
減して低価格化すると共に認識性能を大幅に向上し、か
つ標準パタンからにずれた音声の性質を持つ人に対して
も使用を可能とし、不特定多数の使用者に対して高い信
頼度で使用することのできる音声認識装置を提供するこ
とを目的とする。
発明の構成
本発明は上記目的を達成するもので、入力音声よりフレ
ーム周期ごとに得られたスペクトル又はそれに類似する
情報(以下スペクトル情報と記す)を算出する音響分析
部と、入力音声の音声区間の6ページ 検出と音素毎のセグメンテーションを行うセグメンテー
ション部と、多数話者からなる標準音声信号から、性質
の類似した話者ごとに分類された複数の標準パタン群を
予め格納する標準パタン格納部と、前記標準パタン格納
部の標準パタン群と前記スペクトル情報とを用いて音素
ごとの類似度を求める類似度計算部と、前記類似度計算
部とセグメンテーション部の結果から少なくとも母音部
を決定し、その中心フレームを示す位置情報を選択する
プロセッサ部と、前記プロセッサ部からの位置情報に基
づき、標準パタン格納部内の標準パタン群の選択を少な
くとも行う学習部と、前記プロセッサ部で作成された音
素又は音節系列と比較する単語辞書を格納する単語辞書
部とを具備することを特徴とする音声認識装置を提供す
るものでめる0 実施例の説明 以下に本発明の実施例を図面を用いて説明する。
ーム周期ごとに得られたスペクトル又はそれに類似する
情報(以下スペクトル情報と記す)を算出する音響分析
部と、入力音声の音声区間の6ページ 検出と音素毎のセグメンテーションを行うセグメンテー
ション部と、多数話者からなる標準音声信号から、性質
の類似した話者ごとに分類された複数の標準パタン群を
予め格納する標準パタン格納部と、前記標準パタン格納
部の標準パタン群と前記スペクトル情報とを用いて音素
ごとの類似度を求める類似度計算部と、前記類似度計算
部とセグメンテーション部の結果から少なくとも母音部
を決定し、その中心フレームを示す位置情報を選択する
プロセッサ部と、前記プロセッサ部からの位置情報に基
づき、標準パタン格納部内の標準パタン群の選択を少な
くとも行う学習部と、前記プロセッサ部で作成された音
素又は音節系列と比較する単語辞書を格納する単語辞書
部とを具備することを特徴とする音声認識装置を提供す
るものでめる0 実施例の説明 以下に本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第2図に本発明の一実施例における音声認識装置のブロ
ック図を示す。
ック図を示す。
本実施例においてに、あらかじめ多数話者の音声を収集
して男性9女性、子供・・・というようにグループ分け
しておく。さらに、各グループ毎に音声の中を音素単位
に分けておく。
して男性9女性、子供・・・というようにグループ分け
しておく。さらに、各グループ毎に音声の中を音素単位
に分けておく。
以下の実施例でに男性(グループ1)と女性(グループ
2)の2つのグループのみで各グループ内の音声を12
Ll、lil、1ull red。
2)の2つのグループのみで各グループ内の音声を12
Ll、lil、1ull red。
101、鼻音の6個に分けた場合を例に説明する。
まず標準パタン格納部33に格納する内容を説明する。
まずグループ1の音声における音素iのLPGケプスト
ラム係数の平均値を IM 1(1)= (M i 1(1)、 M i 2
(1)、・・・・・・、 Mij(1)、・・・・・・
。
ラム係数の平均値を IM 1(1)= (M i 1(1)、 M i 2
(1)、・・・・・・、 Mij(1)、・・・・・・
。
Mlp(1))
とする。(1)ニゲループ1でるることを示し、pに分
析次数である。又、6個の音素に共通の共分散行列を\
−1)とし、その逆行列Xw−+(1) (そのjj′
要素をδj j’とする)を求めて、このsw−1(1
)と平均値IMi(1)を標準パタン格納部33に標準
パータン群1として格納する。同様にグループ2の音声
で平均値IM 1(2)と逆行列Xw−+(z)を求め
、標準パタン群2に入れる。
析次数である。又、6個の音素に共通の共分散行列を\
−1)とし、その逆行列Xw−+(1) (そのjj′
要素をδj j’とする)を求めて、このsw−1(1
)と平均値IMi(1)を標準パタン格納部33に標準
パータン群1として格納する。同様にグループ2の音声
で平均値IM 1(2)と逆行列Xw−+(z)を求め
、標準パタン群2に入れる。
σらに、グループ1について逆行列、、−+(1)の(
Lj’)要素をδjj’として、音素iの1次に対する
重み係数を で求める。又、音素iの平均距離di(1)を、di(
1)= IMi(’)tXW−(1) 1M1(’)
(2)で求める(tU転置行列を表わす。)
。
Lj’)要素をδjj’として、音素iの1次に対する
重み係数を で求める。又、音素iの平均距離di(1)を、di(
1)= IMi(’)tXW−(1) 1M1(’)
(2)で求める(tU転置行列を表わす。)
。
グループ2にツイテもa 1i(2) 、 61(2)
を求め、a i j(”)、 cl i(’)、 a
i j(2)、 d 1(2)をバッフ 736にあら
かじめ格納しておく。
を求め、a i j(”)、 cl i(’)、 a
i j(2)、 d 1(2)をバッフ 736にあら
かじめ格納しておく。
本実施例でに重み係数aij、平均距離diをバッファ
36に格納する場合について説明するが、これらに標準
パタン格納部33に格納しても良く、その場合にバッフ
ァ36げ不必要となる。
36に格納する場合について説明するが、これらに標準
パタン格納部33に格納しても良く、その場合にバッフ
ァ36げ不必要となる。
またスペクトル情報としては一例としてLPCケプスト
ラム係数を用いた場合について述べる。
ラム係数を用いた場合について述べる。
次に本実施例の特徴部である学習部32の第1の機能で
ある標準パタン群の自動選択について第9ベーノ 2図のブロック図及び第3図のフローチャートを用いて
説明する。
ある標準パタン群の自動選択について第9ベーノ 2図のブロック図及び第3図のフローチャートを用いて
説明する。
処理イに示すように任意の言葉、例えば[ハジメJ (
hazime ) という音声をマイク31に入力さ
れたとする。かかる音声ij A / D変換器21で
ム/D変換され(処理口)、一方に信号処理回路22へ
、他方にセグメンテーション部26へ送うれる。信号処
理回路22でに処理ハに示すようにフレーム毎にプリエ
ンファシス、ハミング窓による窓計算を行った後、その
結果を線形予測分析プロセッサ23へ送る。線形予測分
析プロセッサ23に線形予測分析を行なって1.PCケ
プストラム係数’C” (’ 1v C2,・・・・・
・、cj、・・・・・・、、Cp)を求め(処理二)、
類似度計算部24へ送る。
hazime ) という音声をマイク31に入力さ
れたとする。かかる音声ij A / D変換器21で
ム/D変換され(処理口)、一方に信号処理回路22へ
、他方にセグメンテーション部26へ送うれる。信号処
理回路22でに処理ハに示すようにフレーム毎にプリエ
ンファシス、ハミング窓による窓計算を行った後、その
結果を線形予測分析プロセッサ23へ送る。線形予測分
析プロセッサ23に線形予測分析を行なって1.PCケ
プストラム係数’C” (’ 1v C2,・・・・・
・、cj、・・・・・・、、Cp)を求め(処理二)、
類似度計算部24へ送る。
一方、セグメンテーション部26に帯域フィルタ計算を
行ない(処理ホ)、又線形予測分析プロセッサ23で求
めたLPGケプストラム係数係数用いて有声無声判定、
音声区間の検出(処理へ)、子音hazimeのlhl
、lzl、1mlのセグメンテーションおよび子音判別
(処理ト)を行ない1oへ一/゛ その結果をメインメモリ27に送る(処理チ)。
行ない(処理ホ)、又線形予測分析プロセッサ23で求
めたLPGケプストラム係数係数用いて有声無声判定、
音声区間の検出(処理へ)、子音hazimeのlhl
、lzl、1mlのセグメンテーションおよび子音判別
(処理ト)を行ない1oへ一/゛ その結果をメインメモリ27に送る(処理チ)。
また学習部32の選択部34にバッファ36の中に予め
準備きれたaij(1)、 di(1)を類似度計算部
24に送る(処理り)。類似度計算部24でに処理ヌに
示すように次式でグループ1の音素1に対する類似度1
1(1)を求める。
準備きれたaij(1)、 di(1)を類似度計算部
24に送る(処理り)。類似度計算部24でに処理ヌに
示すように次式でグループ1の音素1に対する類似度1
1(1)を求める。
j=1
類似度げベイズ判定やコハラノビス距離等の統計的距離
尺度に基づくもの示好適でるる。同様にグループ2につ
いても/1.(2)を求め、これらをメインメモリ27
に転送する(処理ル)。
尺度に基づくもの示好適でるる。同様にグループ2につ
いても/1.(2)を求め、これらをメインメモリ27
に転送する(処理ル)。
メインプロセッサ28にセグメンテーション結果と、母
音・鼻音に対する類似度を参照して処理、1の如く母音
O鼻音部hazime (r) l a l トl i
1とTmlとTel+を決定し、決定した母音・鼻音
部の中から、最も母音又は鼻音らしい中心フレーム(中
央の位置又は類似度最大の位置)を各母音・鼻音部に対
して選び、その位置情報を学習部32中の選択部34に
与える。
音・鼻音に対する類似度を参照して処理、1の如く母音
O鼻音部hazime (r) l a l トl i
1とTmlとTel+を決定し、決定した母音・鼻音
部の中から、最も母音又は鼻音らしい中心フレーム(中
央の位置又は類似度最大の位置)を各母音・鼻音部に対
して選び、その位置情報を学習部32中の選択部34に
与える。
選択部34に中心フレームにおける類似度、、(1)の
総和L(1)を次式で求める(処理ワ)。
総和L(1)を次式で求める(処理ワ)。
n=11=1
ここでKげ予め用意されている音素の種類の数(この場
合1−jK=6)、Jj中心フレームの数である0 さらに標準パタン群2の場合についても同様にL(2)
を求め、L(1)とL(2)の大きさを比較してL(1
)が太きければその音声に標準パタン群1に属すると決
定する(処理力)。この場合その音声がどの標準パタン
群に属するかの比較に、最大類似度になる標準パタンの
数で比較しても良い。例えば入力音声中の母音又げ鼻音
の第1番目(lhazimθの1a1)の中心フレーム
における類似度B 、(1)。
合1−jK=6)、Jj中心フレームの数である0 さらに標準パタン群2の場合についても同様にL(2)
を求め、L(1)とL(2)の大きさを比較してL(1
)が太きければその音声に標準パタン群1に属すると決
定する(処理力)。この場合その音声がどの標準パタン
群に属するかの比較に、最大類似度になる標準パタンの
数で比較しても良い。例えば入力音声中の母音又げ鼻音
の第1番目(lhazimθの1a1)の中心フレーム
における類似度B 、(1)。
C2(1)、・・・・・・、ek(1)ト4.(2)、
42(2)、・・・・・・、1−2)ヲ求め、Max(
(11(1)、 e、、(1い、、、、1. 、、(1
)、 1 、(2)、 12(2)e・・・・・・、(
lk”)が、71(1)の場合、標準パタン群1に属す
ると考える。これをN個(ここでH1ja+。
42(2)、・・・・・・、1−2)ヲ求め、Max(
(11(1)、 e、、(1い、、、、1. 、、(1
)、 1 、(2)、 12(2)e・・・・・・、(
lk”)が、71(1)の場合、標準パタン群1に属す
ると考える。これをN個(ここでH1ja+。
1i1.Inl、Ielの4個)の中心フレームについ
て求め、使用者の音声は属する回数の多い標準パタン群
に最終的に属すると決定する方法である。この機能を学
習部32に持たせることにより同様に標準パタン群の自
動選択を行なうことができる。
て求め、使用者の音声は属する回数の多い標準パタン群
に最終的に属すると決定する方法である。この機能を学
習部32に持たせることにより同様に標準パタン群の自
動選択を行なうことができる。
従って以後入力された音声については選択された標準パ
タン群1[対応する、バッファ26内のデータのみを用
いて類似度計算をすれば良く、従来のようにバッファ2
6内の全標準パタン群に対応するデータについて類似度
計算を行なう必要がないので、計算量を大幅に減少させ
ることができるとともに、音素同士の混同をなくし認識
性能を向上させることができる。
タン群1[対応する、バッファ26内のデータのみを用
いて類似度計算をすれば良く、従来のようにバッファ2
6内の全標準パタン群に対応するデータについて類似度
計算を行なう必要がないので、計算量を大幅に減少させ
ることができるとともに、音素同士の混同をなくし認識
性能を向上させることができる。
次に本発明の第2の実施例として、前記実施例よりもさ
らに高い認識率を得たい場合、第、1の機能のみでに認
識が著しく困難なとき、たとえば標準パタンに入力者の
音声が適していないような場合にげ、第1の機能に加え
てさらに以下に述べる第2の機能を働かせる例について
述べる○すなわち本実施例は、学習部に第2の機能とし
13ペ−) て標準パタンの自動修正機能を付加するもので、これに
、音声認識装置が使用者に対して入力内容を指示するこ
とによって必要な情報を得、その使用者の声の認識に最
も適した形の標準パタンに修正C1話者適合の能力を付
加したものである。
らに高い認識率を得たい場合、第、1の機能のみでに認
識が著しく困難なとき、たとえば標準パタンに入力者の
音声が適していないような場合にげ、第1の機能に加え
てさらに以下に述べる第2の機能を働かせる例について
述べる○すなわち本実施例は、学習部に第2の機能とし
13ペ−) て標準パタンの自動修正機能を付加するもので、これに
、音声認識装置が使用者に対して入力内容を指示するこ
とによって必要な情報を得、その使用者の声の認識に最
も適した形の標準パタンに修正C1話者適合の能力を付
加したものである。
以下第2図と第4図を用いて説明する。音声認識装置が
使用者に対しある定められた言葉、例えば「ナニヌネノ
」(naninuneno )と発声するように指示し
、マイク31からその音声が入力されたとする(処理ヨ
)。その音声は第1の機能の場合と同様の手順で処理さ
れる。すなわちA/D変換器21でA/D変換され(処
理口)、信号処理回路22でプリエンファシス、窓計算
を行なった(処理ハ)後、線形予測分析プロセッサ23
でLPGケプストラム係数を求め(処理二)、学習部3
2の選択部34を介してバッファ36内に格納されたa
ij、dj を類似度計算部24へ転送しく処理り)
、類似度計算部24で前記(3)式を用いて類似度計算
を行ない(処理ヌ)、その結果をメインメモリ27へ転
送する(処理ル)。
使用者に対しある定められた言葉、例えば「ナニヌネノ
」(naninuneno )と発声するように指示し
、マイク31からその音声が入力されたとする(処理ヨ
)。その音声は第1の機能の場合と同様の手順で処理さ
れる。すなわちA/D変換器21でA/D変換され(処
理口)、信号処理回路22でプリエンファシス、窓計算
を行なった(処理ハ)後、線形予測分析プロセッサ23
でLPGケプストラム係数を求め(処理二)、学習部3
2の選択部34を介してバッファ36内に格納されたa
ij、dj を類似度計算部24へ転送しく処理り)
、類似度計算部24で前記(3)式を用いて類似度計算
を行ない(処理ヌ)、その結果をメインメモリ27へ転
送する(処理ル)。
14ベーノ
一方A/D変換δれた音声に、帯域フィルタ計算(処理
ホ)、有声無声判定及び音声区間検出(処理へ)、子音
セグメンテーション及び子音判別(処理ト)を経て(こ
こでf3 naninunenoの子音1nT)メイン
メモリ27に転送さf′L(処理チ)、処理オに示すよ
うに第1の機能の場合と同様の手順で母音・鼻音部の決
定を行ない、それぞれnaninunenoの中の+a
+、+i+、+ut、+61゜lotおよびInlの中
心部を自動検出し、その位置情報を学習部32中の選択
部34及び修正部35[与える。
ホ)、有声無声判定及び音声区間検出(処理へ)、子音
セグメンテーション及び子音判別(処理ト)を経て(こ
こでf3 naninunenoの子音1nT)メイン
メモリ27に転送さf′L(処理チ)、処理オに示すよ
うに第1の機能の場合と同様の手順で母音・鼻音部の決
定を行ない、それぞれnaninunenoの中の+a
+、+i+、+ut、+61゜lotおよびInlの中
心部を自動検出し、その位置情報を学習部32中の選択
部34及び修正部35[与える。
選択部34でに前記(4)式を用いて標準パタン群ごと
に類似席料りを求め(処理ワ)、類似席料の大きい方の
標準パタン群にその音声が属すると判定しておく(処理
力)。
に類似席料りを求め(処理ワ)、類似席料の大きい方の
標準パタン群にその音声が属すると判定しておく(処理
力)。
一方修正部35に、線形予測分析プロセッサ23から送
られた音素iの中心部に対応するLPCケプヌトラム係
数をC1jとし、標準パタン格納部33から、選択部3
4の第1の機能の選択結果に基づく標準パタン群の平均
値Mij(1)、逆行列の15、−、− > (j、j’)要素δjj′を読み出し、使用者の声に適
合した平均値M(ゴ1)を M’1j(1)= (WMij(1)+ Cij )/
(W+1 ) (5)で求める(処理夕)。ここで
wHあらかじめ求めである定数である。
られた音素iの中心部に対応するLPCケプヌトラム係
数をC1jとし、標準パタン格納部33から、選択部3
4の第1の機能の選択結果に基づく標準パタン群の平均
値Mij(1)、逆行列の15、−、− > (j、j’)要素δjj′を読み出し、使用者の声に適
合した平均値M(ゴ1)を M’1j(1)= (WMij(1)+ Cij )/
(W+1 ) (5)で求める(処理夕)。ここで
wHあらかじめ求めである定数である。
この平均値の求め方に以下のようにしても良い。
すなわちある音素のα次における新しい平均値Mαを求
めるために多重回帰分析法を利用する。
めるために多重回帰分析法を利用する。
α次の特徴パラメータの推定に対し、その音素にかかわ
る全データを使用する方法である。
る全データを使用する方法である。
あらかじめ用意した多数話者の平均値Qα(R)、学習
データV(R)の間に次式の関係を仮定する。
データV(R)の間に次式の関係を仮定する。
QJR)=bシ十μV(R)+Ed(1)(6)α:1
,2.・・・・・・、j、・・・・・・、p EαR
:誤差p:パラメー タの次数 R=1.2.・・・・・・、k k:用意し
た話者の人 数 汐み=(ハ1* β”2* −−* βAj −−−*
β=p)b’a、 p’ta の最小2乗推定値を
bα、βα とすると、ある音素の平均値の推定値Mα
に入力でれた学習データのLPGケプストラム係数Φ=
(C1゜C2,・・・・・・、 Cj、・・・・・・
、cp)を使用[−で次式で求めることができる。
,2.・・・・・・、j、・・・・・・、p EαR
:誤差p:パラメー タの次数 R=1.2.・・・・・・、k k:用意し
た話者の人 数 汐み=(ハ1* β”2* −−* βAj −−−*
β=p)b’a、 p’ta の最小2乗推定値を
bα、βα とすると、ある音素の平均値の推定値Mα
に入力でれた学習データのLPGケプストラム係数Φ=
(C1゜C2,・・・・・・、 Cj、・・・・・・
、cp)を使用[−で次式で求めることができる。
、(K)を用いて、次式で求められる。
ここで、
Sαjj’= E (Vaj(R)−Vaj)(Va
j’(”)−Vaj’)R=1 ただし、vαコ、Qαケソレソレvαj(R)、Qα(
R)(R−1,2,・・・・・・、K)の平均値、Sα
jj’げSαjj’の逆行列の要素を表わす。
j’(”)−Vaj’)R=1 ただし、vαコ、Qαケソレソレvαj(R)、Qα(
R)(R−1,2,・・・・・・、K)の平均値、Sα
jj’げSαjj’の逆行列の要素を表わす。
また
17 ・\−7゛
すなわち、あらかじめ多数話者のデータを用いて(8)
式でβαj、(11)式でbαを求めて修正部35に入
れておけば新しい平均値Vαを(7)式で算出すること
ができる。
式でβαj、(11)式でbαを求めて修正部35に入
れておけば新しい平均値Vαを(7)式で算出すること
ができる。
このようにして得られた平均値Mij(1)を用いて、
修正部36において新しい重み係数、’1j(1)を平
均距離di(1)を d′i(1)=IM′i(1)t7−1(1)IMZl
)(13)で求め(処理し)、このILij(1)およ
びd′1(1)を新しい標準パタン群としてバッファ3
6に登録する(処理ン)。従って次に入力された音声に
対してに第3図で示したフローチャートの処理イル処理
ヌに従って類似度計算を次式 で計算し、メインメモリ27に転送され、メイン1日A
−ノ プロセッサ28でこの結果とセグメンテーション部26
の結果を用いて音素又は音節の系列を作成し、単語辞書
メモリ29内の単語辞書と照合して単語認識を行ない、
その結果を出力部3oに送る。
修正部36において新しい重み係数、’1j(1)を平
均距離di(1)を d′i(1)=IM′i(1)t7−1(1)IMZl
)(13)で求め(処理し)、このILij(1)およ
びd′1(1)を新しい標準パタン群としてバッファ3
6に登録する(処理ン)。従って次に入力された音声に
対してに第3図で示したフローチャートの処理イル処理
ヌに従って類似度計算を次式 で計算し、メインメモリ27に転送され、メイン1日A
−ノ プロセッサ28でこの結果とセグメンテーション部26
の結果を用いて音素又は音節の系列を作成し、単語辞書
メモリ29内の単語辞書と照合して単語認識を行ない、
その結果を出力部3oに送る。
このように、標準パタンの内容を自動修正することによ
り、標準パタンに合わない使用者の声に対し認識性能を
向上させることができる。
り、標準パタンに合わない使用者の声に対し認識性能を
向上させることができる。
以上述べた学習部32の第1の機能および第2の機能が
働くことにより、使用者に適した標準パタン群が自動的
に選択され、かつその選択された標準パタンの内容が最
もその使用者の声の認識に適合するように自動修正され
、いかなる使用者の声に対しても安定した、高い認識率
を得ることのできる、信頼性の高い音声認識装置として
使用することができる。
働くことにより、使用者に適した標準パタン群が自動的
に選択され、かつその選択された標準パタンの内容が最
もその使用者の声の認識に適合するように自動修正され
、いかなる使用者の声に対しても安定した、高い認識率
を得ることのできる、信頼性の高い音声認識装置として
使用することができる。
前述の実施例の処理手順の全体のフローを第6図を用い
て説明する。
て説明する。
まず第1の実施例の場合について述べる。使用者によっ
て任意の音声が最初に入力される(判断ツ)と、音声認
識装置は音響分析を行なう(処理19 ・・ 7 ネ)。次に標準パタン群の選択かいなかを判断しく判断
す)、標準パタン群選択の作業のため、セグメンテーシ
ョン、音素判別(1)を行なう(処理う)。この結果に
基づいて類似度の総和の最も大きい標準パタン群を選択
する。
て任意の音声が最初に入力される(判断ツ)と、音声認
識装置は音響分析を行なう(処理19 ・・ 7 ネ)。次に標準パタン群の選択かいなかを判断しく判断
す)、標準パタン群選択の作業のため、セグメンテーシ
ョン、音素判別(1)を行なう(処理う)。この結果に
基づいて類似度の総和の最も大きい標準パタン群を選択
する。
次に標準パタン群の修正が必要か否かを判断しく判断つ
)、その必要がない場合に上記選択された標準パタン群
を標準パタンメモリへ転送する(処理イ)。その結果と
セグメンテーション結果を用いて音素認識を行ない(処
理))、その結果を単語辞書と照合して単語認識を行な
い(処理ヲ入認識単語を出力して(処理り)最初の入力
待ちにもどる。
)、その必要がない場合に上記選択された標準パタン群
を標準パタンメモリへ転送する(処理イ)。その結果と
セグメンテーション結果を用いて音素認識を行ない(処
理))、その結果を単語辞書と照合して単語認識を行な
い(処理ヲ入認識単語を出力して(処理り)最初の入力
待ちにもどる。
次に入力された音声に対してげすでに標準ノくタン群の
選択に終了しているため、登録された標準パタン群を用
いて処理ヤで示すセグメンテーション・音素判別(2)
を行ない、処理ノ、処理オを経て認識結果が出力される
。
選択に終了しているため、登録された標準パタン群を用
いて処理ヤで示すセグメンテーション・音素判別(2)
を行ない、処理ノ、処理オを経て認識結果が出力される
。
ここでセグメンテーションe音素判別の(1)と(2)
のちがいHl(2)が選ばれた1組の標準パタン群での
み計算すれば良いのに対し、(1)は標準パタン格納部
に存在する全ての標準パタン群に対して計算が必要なこ
とであり、(1)の作業にかなり大きな演算量を要する
ことである。しかしく1)に使用開始直後の音声にしか
作動しないため、実用上問題にはならない。
のちがいHl(2)が選ばれた1組の標準パタン群での
み計算すれば良いのに対し、(1)は標準パタン格納部
に存在する全ての標準パタン群に対して計算が必要なこ
とであり、(1)の作業にかなり大きな演算量を要する
ことである。しかしく1)に使用開始直後の音声にしか
作動しないため、実用上問題にはならない。
次に第2の実施例の場合について述べる。第6図におい
て内容が指定された音声(例えば「ナニヌネノ」という
音声)が入力され(判断ツ)、第1の実施例と同様の手
順により音響分析(処理ネ)、セグメンテーション・音
素判別(1)(処理う)、標準パタンの選択(処理ム)
を行なう。次に選択された標準パタン群の内容をその音
声に適合するように修正する(処理マ)。その結果を標
準メモリへ転送しく処理イ)、第1の実施例と同様に音
素認識(処理))、単語認識(処理ヲ)を行ない、認識
結果を出力(処理り)1最初の入力待ちにもどる、 次に入力された音声に対してげすでに標準パタン群の選
択および修正が終了しているため、修正21八−7′ 後の標準パタン群を用いてセグメンテーション・音素判
別(2)を行ない、音素認識(処理))、単語認識(処
理ヲ)して認識結果が出力される。
て内容が指定された音声(例えば「ナニヌネノ」という
音声)が入力され(判断ツ)、第1の実施例と同様の手
順により音響分析(処理ネ)、セグメンテーション・音
素判別(1)(処理う)、標準パタンの選択(処理ム)
を行なう。次に選択された標準パタン群の内容をその音
声に適合するように修正する(処理マ)。その結果を標
準メモリへ転送しく処理イ)、第1の実施例と同様に音
素認識(処理))、単語認識(処理ヲ)を行ない、認識
結果を出力(処理り)1最初の入力待ちにもどる、 次に入力された音声に対してげすでに標準パタン群の選
択および修正が終了しているため、修正21八−7′ 後の標準パタン群を用いてセグメンテーション・音素判
別(2)を行ない、音素認識(処理))、単語認識(処
理ヲ)して認識結果が出力される。
なお自動選択(第1の機能)と自動修正(第2の機能)
の両機能を有する場合、前実施例でに特定の音声に基づ
いて標準パタン群の自動選択、自動修正を行なう例につ
いて述べたが、始めに任意の音声に基づいて標準パタン
群の自動選択を行ない、次に特定の音声を入力して自動
修正を行なっても良いことにもちろんである。
の両機能を有する場合、前実施例でに特定の音声に基づ
いて標準パタン群の自動選択、自動修正を行なう例につ
いて述べたが、始めに任意の音声に基づいて標準パタン
群の自動選択を行ない、次に特定の音声を入力して自動
修正を行なっても良いことにもちろんである。
第1の実施例の効果を確かめるため、男性グループ10
名、女性グループ10名の音声を用いて標準パタン群の
自動選択の評価を行なった。例えば女性AKの音声がど
ちらの標準パタン群に属するかを選択する実験条件とし
て、男性グループの標準パタン群に男性10名の音声を
用いて構成し、女性グループの標準パタン群[AKを除
く他の9名の音声で構成し評価した。その結果、最初の
入力音声で女性C8を除き20名中19名が男性は男性
グループに、女性に女性グループに正しく判22ヘ一) 定できることがわかった。正しく判定できなかった女性
C3ld入力音声の内容によって男性グループに入った
り女性グループに入ったりし、不安定であるが、標準パ
タン群の自動修正を行なえば安定した認識率の得られる
ことがわかった。
名、女性グループ10名の音声を用いて標準パタン群の
自動選択の評価を行なった。例えば女性AKの音声がど
ちらの標準パタン群に属するかを選択する実験条件とし
て、男性グループの標準パタン群に男性10名の音声を
用いて構成し、女性グループの標準パタン群[AKを除
く他の9名の音声で構成し評価した。その結果、最初の
入力音声で女性C8を除き20名中19名が男性は男性
グループに、女性に女性グループに正しく判22ヘ一) 定できることがわかった。正しく判定できなかった女性
C3ld入力音声の内容によって男性グループに入った
り女性グループに入ったりし、不安定であるが、標準パ
タン群の自動修正を行なえば安定した認識率の得られる
ことがわかった。
第2の実施例の効果を確かめるために、女性10名を対
象にフレーム単位での音素認識率の評価を行なった。評
価に5母音および鼻音(Inl。
象にフレーム単位での音素認識率の評価を行なった。評
価に5母音および鼻音(Inl。
InlとlN1)を対象とし、平均認識率とバラツキを
表わす標準偏差を用いて行なった。結果を第6図に、横
軸を話者側にして示す。41に従来の方法による、用意
された全ての標準パタン群を用いて最大類似度を得る標
準パタンに相当する音素を認識結果とすることにより求
めた認識率でるる。平均認識率に74.6係、標準偏差
に6.01%である。42は第1の機能である自動選択
の効果を示すもので、女性が正しく女性グループに選択
された場合に、女性グループ専用の標準パタン群を使用
することにより従来より性能を向上できることがわかる
。平均認識率1’j79.4%、標準偏差げ5.34チ
である。平均認識率に従来より4.8チ向上し、バラツ
キも減少する。43げ第2の機能である自動修正の効果
を示すもので、入力音声の内容が既知の場合[(例えば
「ナニヌネノ」)、その入力音声を用いて女声グループ
専用の標準パタン群の内容を修正することによって性能
を大幅に向上できることがわかる。平均認識率ij 8
5.0係、標準偏差げ2.Cz4である。平均認識率に
従来に比し10.4%の大幅な向上が得られる。特に従
来認識率の低かった話者YI、YM、KKが改善される
ことにより、バラツキに従来の半分以下になり、話者に
依存しない安定な認識が実現できる○ 発明の効果 以上述べたように本発明に、音声認識装置に学習部を設
け、あらかじめ多数話者の音声をグループ分けしてグル
ープ毎に用意された標準パタン群を、入力音声によって
自動的に選択し、またその入力音声の内容が既知な場合
に、選択された標準パタン群を自動修正することにより
次の効果を得ることかできる。
表わす標準偏差を用いて行なった。結果を第6図に、横
軸を話者側にして示す。41に従来の方法による、用意
された全ての標準パタン群を用いて最大類似度を得る標
準パタンに相当する音素を認識結果とすることにより求
めた認識率でるる。平均認識率に74.6係、標準偏差
に6.01%である。42は第1の機能である自動選択
の効果を示すもので、女性が正しく女性グループに選択
された場合に、女性グループ専用の標準パタン群を使用
することにより従来より性能を向上できることがわかる
。平均認識率1’j79.4%、標準偏差げ5.34チ
である。平均認識率に従来より4.8チ向上し、バラツ
キも減少する。43げ第2の機能である自動修正の効果
を示すもので、入力音声の内容が既知の場合[(例えば
「ナニヌネノ」)、その入力音声を用いて女声グループ
専用の標準パタン群の内容を修正することによって性能
を大幅に向上できることがわかる。平均認識率ij 8
5.0係、標準偏差げ2.Cz4である。平均認識率に
従来に比し10.4%の大幅な向上が得られる。特に従
来認識率の低かった話者YI、YM、KKが改善される
ことにより、バラツキに従来の半分以下になり、話者に
依存しない安定な認識が実現できる○ 発明の効果 以上述べたように本発明に、音声認識装置に学習部を設
け、あらかじめ多数話者の音声をグループ分けしてグル
ープ毎に用意された標準パタン群を、入力音声によって
自動的に選択し、またその入力音声の内容が既知な場合
に、選択された標準パタン群を自動修正することにより
次の効果を得ることかできる。
■ 使音者の声に最も適した標準パタン群が選択でき、
高い認識精度を得ることができる。
高い認識精度を得ることができる。
■ 必要に応じて、選択された標準パタン群を使用者の
声に合うように修正することにより、不特定多数の使用
者に安定した高い認識精度を得ることができる。
声に合うように修正することにより、不特定多数の使用
者に安定した高い認識精度を得ることができる。
■ 計算骨を大幅に減らすことにより、音声認識装置の
低価格化と高速化をげかることができる。
低価格化と高速化をげかることができる。
第1図に従来の音声認識装置のブロック図、第2図に本
発明の一実施例における音声認識装置のブロック図、第
3図は本発明の一実施例における標準パタン群の自動選
択機能を説明するフローチャート、第4図に本発明の他
の実施例における標準パタン群の自動修正機能を説明す
るフローチャート、第5図に本発明の音声認識装置の認
識手順の一例を示すフローチャート、第6図に本実施例
による音素認識率を従来例と比較した図である。 23・・・・・・線形予測分析プロセッサ、24・・・
・・・類25べ一7′ 低度計算部、26・・・・・・セグメンテーシ目ン部、
28・・・・・・メインブロセリサ、29・・・・・・
単語辞書メモリ、32・・・・・・学習部、33・・・
・・・標準パタン格納部、34・・・・・・選択部、3
6・・・・・・修正部、36・・・・・・′くラフ70
発明の一実施例における音声認識装置のブロック図、第
3図は本発明の一実施例における標準パタン群の自動選
択機能を説明するフローチャート、第4図に本発明の他
の実施例における標準パタン群の自動修正機能を説明す
るフローチャート、第5図に本発明の音声認識装置の認
識手順の一例を示すフローチャート、第6図に本実施例
による音素認識率を従来例と比較した図である。 23・・・・・・線形予測分析プロセッサ、24・・・
・・・類25べ一7′ 低度計算部、26・・・・・・セグメンテーシ目ン部、
28・・・・・・メインブロセリサ、29・・・・・・
単語辞書メモリ、32・・・・・・学習部、33・・・
・・・標準パタン格納部、34・・・・・・選択部、3
6・・・・・・修正部、36・・・・・・′くラフ70
Claims (3)
- (1)入力音声よりフレーム周期ごとに得られたスペク
トル又はそれに類似する情報(以下スペクトル情報と記
す)を算出する音響分析部と、入力音声の音声区間の検
出と音素毎のセグメンテーションを行うセグメンテーシ
ョン部と、多数話者からなる標準音声信号から、性質の
類似した話者ごとに分類された複数の標準パタン群を予
め格納する標準パタン格納部と、前記標準パタン格納部
の標準パタン群と前記スペクトル情報とを用いて音素ご
との類似度を求める類似度計算部と、前記類似度計算部
とセグメンテーション部の結果から少なくとも母音部を
決定し、その中心フレームを示す位置情報を選択するプ
ロセッサ部と、前記プロセッサ部からの位置情報に基づ
き、標準パタン格納部内の標準パタン群の選択を少なく
とも行う学習部と、前記プロセッサ部で作成された音素
又は音節系列と比較する単語辞書を格納する単語辞書部
とを具備することを特徴とする音声認識装置。 - (2)学習部が、プロセッサ部で得られた位置情報に基
づき、統計的距離尺度による類似度和の最も大きい標準
パタン群又は最大類似度になる標準パタンの数の最も多
い標準パタン群を選択する選択部と、前記選択結果に基
づく標準パタン群を、プロセッサ部で得られた位置情報
に基づき修正する修正部とで構成されていることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の音声認識装置。 - (3)標準パタン格納部が第1と第2の格納部からなり
、第1の格納部に少なくとも共分散逆行列及び平均値が
、第2の格納部に重み係数及び平均距離が標準パタン群
ごとに格納されていることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の音声認識装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15781384A JPS6135497A (ja) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | 音声認識装置 |
| US07/441,225 US5131043A (en) | 1983-09-05 | 1989-11-20 | Method of and apparatus for speech recognition wherein decisions are made based on phonemes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15781384A JPS6135497A (ja) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | 音声認識装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6135497A true JPS6135497A (ja) | 1986-02-19 |
| JPH0424720B2 JPH0424720B2 (ja) | 1992-04-27 |
Family
ID=15657851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15781384A Granted JPS6135497A (ja) | 1983-09-05 | 1984-07-27 | 音声認識装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6135497A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58209800A (ja) * | 1982-05-31 | 1983-12-06 | 松下電器産業株式会社 | 音素判別方法 |
-
1984
- 1984-07-27 JP JP15781384A patent/JPS6135497A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58209800A (ja) * | 1982-05-31 | 1983-12-06 | 松下電器産業株式会社 | 音素判別方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0424720B2 (ja) | 1992-04-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |