JPS6147439B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6147439B2 JPS6147439B2 JP55030753A JP3075380A JPS6147439B2 JP S6147439 B2 JPS6147439 B2 JP S6147439B2 JP 55030753 A JP55030753 A JP 55030753A JP 3075380 A JP3075380 A JP 3075380A JP S6147439 B2 JPS6147439 B2 JP S6147439B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voiced
- unvoiced
- input
- speech
- parameters
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は音声認識装置に関する。
近年、人間の音声に関する分析研究が進み、音
声の特徴を表わすパラメータをその音声から抽出
する手法が多数開発されつつある。そして斯様な
音声パラメータを用いた音声認識装置が実現され
ている。
声の特徴を表わすパラメータをその音声から抽出
する手法が多数開発されつつある。そして斯様な
音声パラメータを用いた音声認識装置が実現され
ている。
この音声パラメータとしては情報量ができるだ
け小さくしかも認識に有効なものが望まれてお
り、現在の所、周波数スペクトルを表わす10〜20
チヤネル程度のバンドパスフイルタに依る検波出
力値、及び線形予測係数の一種である10次程度の
偏自己相関係数等が用いられている。
け小さくしかも認識に有効なものが望まれてお
り、現在の所、周波数スペクトルを表わす10〜20
チヤネル程度のバンドパスフイルタに依る検波出
力値、及び線形予測係数の一種である10次程度の
偏自己相関係数等が用いられている。
斯様な音声認識装置は、入力音声の音声パラメ
ータを、予め貯えてある多数の標準的な参照音声
の音声パラメータと比較演算して最も類似の参照
音声パラメータを選定し、この参照パラメータを
有する参照音声をこの時の入力音声と認識するも
のである。然るに人間の音声は、たとえ同じ話者
が同じ単語をくり返し発声したとしても、単語の
発声時間長にかなりの変動がみられる事から実用
的な認識率を得る為には音声パラメータの比較演
算に際して入力音声と参照音声の両音声パラメー
タの時間軸整合を行なう必要がある。
ータを、予め貯えてある多数の標準的な参照音声
の音声パラメータと比較演算して最も類似の参照
音声パラメータを選定し、この参照パラメータを
有する参照音声をこの時の入力音声と認識するも
のである。然るに人間の音声は、たとえ同じ話者
が同じ単語をくり返し発声したとしても、単語の
発声時間長にかなりの変動がみられる事から実用
的な認識率を得る為には音声パラメータの比較演
算に際して入力音声と参照音声の両音声パラメー
タの時間軸整合を行なう必要がある。
現在、斯様な時間軸整合手段としては、音声認
識を単語単位で行なう事とし、入力音声の時間長
を参照音声の時間長に合せて線形な時間軸の伸縮
を行なう線形整合手段、並びに動的計画法の手法
を用いて両パターン間の２乗誤差を最小にするべ
く非線形な伸縮を行なう非線形整合手段がある。
この非線形整合手段を音声認識装置に用いた場合
は、上記線形整合手段を用いた場合より認識率の
向上が図れるが、その計算処理量が膨大となるの
で通常のマイクロプロセツサでは実時間処理が困
難である。
識を単語単位で行なう事とし、入力音声の時間長
を参照音声の時間長に合せて線形な時間軸の伸縮
を行なう線形整合手段、並びに動的計画法の手法
を用いて両パターン間の２乗誤差を最小にするべ
く非線形な伸縮を行なう非線形整合手段がある。
この非線形整合手段を音声認識装置に用いた場合
は、上記線形整合手段を用いた場合より認識率の
向上が図れるが、その計算処理量が膨大となるの
で通常のマイクロプロセツサでは実時間処理が困
難である。
本発明は斯る現状に鑑み、人間の音声の時間長
変動が殆んどの場合有声音区間の時間長変動に依
存している事に着目して為されたものであり、音
声の有声音区間と無声音区間の夫々に於ける入力
音声パラメータと参照音声パラメータとの時間軸
整合を図つた音声認識装置を提供するものであ
る。
変動が殆んどの場合有声音区間の時間長変動に依
存している事に着目して為されたものであり、音
声の有声音区間と無声音区間の夫々に於ける入力
音声パラメータと参照音声パラメータとの時間軸
整合を図つた音声認識装置を提供するものであ
る。
第１図は本発明音声認識装置の構成を示すブロ
ツク図であり、同図に於て、１は入力音声を音声
信号に変換するマイクロフオン、２は該音声信号
を増巾する増巾器、３は増巾器２で得られる音声
信号から入力音声の特徴パラメータを抽出する音
声特徴抽出手段であつて、詳しくは音声帯域
（100Hz〜4KHz程度）内に1/4オクターブ程度の通
過帯域間隔を設けた複数のバンドパスフイルタ
４，４…と、該バンドパスフイルタ４，４…から
の夫々の周波数帯域成分を順次選択して取り出す
マルチプレクサ５と、該マルチプレクサ５からの
各周波数帯域成分値をデイジタル量の入力音声パ
ラメータに変換するＡ／Ｄ変換器６と、から構成
されている。７は上記増巾器２からの音声信号に
基いて入力音声の有声音区間と無声音区間とを判
定し有声無声パターンを得る判定手段、８は入力
音声記憶手段であり、該判定手段７から得られる
有声無声パターンと共に上記音声特徴抽出手段３
から得られる入力音声パラメータを一時的に貯え
るものである。９は参照音声記憶手段であり、参
照音声の有声無声パターンと参照音声パラメータ
とを関連付けて複数対貯えたものである。１０は
上記入力音声記憶手段８の有声無声パターンと参
照音声記憶手段９の有声無声パターンとの時間軸
に於ける比較を行なう比較手段であつて、入力音
声の有声音区間或いは無音声区間の時間長に対す
る参照音声の有声音区間或いは無音声区間の時間
長の比を対応する夫々の区間について導出するも
のである。１１は時間軸整合手段であつて、該比
較手段１０からの比較結果に基き、入力音声記憶
手段８の入力音声パラメータの有声音区間並びに
無声音区間の夫々に於て、時間軸に対する比例伸
長或いは比例短縮を行なうものである。１２は認
識処理手段であり、上記参照音声パラメータの参
照音声パラメータと、上記時間軸整合手段１１に
依つてこの参照音声パラメータに合せて時間軸整
合された入力音声パラメータと、の演算を多数の
参照パラメータに対して実行し、最も類似と判定
された参照パラメータが示す参照音声をこの時の
入力音声であると認識して入力音声に対応する信
号を出力するものである。
ツク図であり、同図に於て、１は入力音声を音声
信号に変換するマイクロフオン、２は該音声信号
を増巾する増巾器、３は増巾器２で得られる音声
信号から入力音声の特徴パラメータを抽出する音
声特徴抽出手段であつて、詳しくは音声帯域
（100Hz〜4KHz程度）内に1/4オクターブ程度の通
過帯域間隔を設けた複数のバンドパスフイルタ
４，４…と、該バンドパスフイルタ４，４…から
の夫々の周波数帯域成分を順次選択して取り出す
マルチプレクサ５と、該マルチプレクサ５からの
各周波数帯域成分値をデイジタル量の入力音声パ
ラメータに変換するＡ／Ｄ変換器６と、から構成
されている。７は上記増巾器２からの音声信号に
基いて入力音声の有声音区間と無声音区間とを判
定し有声無声パターンを得る判定手段、８は入力
音声記憶手段であり、該判定手段７から得られる
有声無声パターンと共に上記音声特徴抽出手段３
から得られる入力音声パラメータを一時的に貯え
るものである。９は参照音声記憶手段であり、参
照音声の有声無声パターンと参照音声パラメータ
とを関連付けて複数対貯えたものである。１０は
上記入力音声記憶手段８の有声無声パターンと参
照音声記憶手段９の有声無声パターンとの時間軸
に於ける比較を行なう比較手段であつて、入力音
声の有声音区間或いは無音声区間の時間長に対す
る参照音声の有声音区間或いは無音声区間の時間
長の比を対応する夫々の区間について導出するも
のである。１１は時間軸整合手段であつて、該比
較手段１０からの比較結果に基き、入力音声記憶
手段８の入力音声パラメータの有声音区間並びに
無声音区間の夫々に於て、時間軸に対する比例伸
長或いは比例短縮を行なうものである。１２は認
識処理手段であり、上記参照音声パラメータの参
照音声パラメータと、上記時間軸整合手段１１に
依つてこの参照音声パラメータに合せて時間軸整
合された入力音声パラメータと、の演算を多数の
参照パラメータに対して実行し、最も類似と判定
された参照パラメータが示す参照音声をこの時の
入力音声であると認識して入力音声に対応する信
号を出力するものである。
尚、斯様な本発明音声認識装置に用いられる音
声の有声無声に対する判定手段の一例を第２図に
示す。同図に於て、１３は音声信号の高域成分の
みを取り出すハイバスフイルタ、１４はこのフイ
ルタ１３からの高域成分値を所定のしきい値電圧
と比較するコンパレータ、１５は該コンパレータ
１４から得られる零交叉波数を計数するカウン
タ、１６は単位時間当りのカウンタ１５に依る計
数値の大小を判別する判別器であり、この様な構
成の判定手段は零交叉波に依る有声無声判定手段
として一般的なものである。
声の有声無声に対する判定手段の一例を第２図に
示す。同図に於て、１３は音声信号の高域成分の
みを取り出すハイバスフイルタ、１４はこのフイ
ルタ１３からの高域成分値を所定のしきい値電圧
と比較するコンパレータ、１５は該コンパレータ
１４から得られる零交叉波数を計数するカウン
タ、１６は単位時間当りのカウンタ１５に依る計
数値の大小を判別する判別器であり、この様な構
成の判定手段は零交叉波に依る有声無声判定手段
として一般的なものである。
斯様な本発明音声認識装置を用いて数を認識さ
せる場合を具体的に示す。この場合０〜９までの
標準的な音声パラメータ並びに有声無声パターン
を予め参照音声記憶手段に貯えておく事に依つて
認識動作が可能になる。この認識動作中に、話者
がマイクロフオン１に向つて例えばichiと発声す
ると、この入力音声信号は増巾器２で増巾され音
声特徴抽出手段３に入力されると共に有声無声の
判定手段７に導入される。該音声特徴抽出手段３
に於ては、夫々異なる通過帯域を有する複数のバ
ンドパスフイルタ４から得られるichiなる入力音
声の各周波数成分がマルチプレクサ５とＡ／Ｄ変
換器６を介して順次出力されデイジタル量の入力
音声パラメータが得られる。一方、上記判定手段
７に於ては、ichiなる入力音声の有声音区間であ
る(i)の２区間に対して第３図ａ，ｂに模式的に示
す如く、例えばＬレベル、無声音区間である
（ch）の区間に対して例えばＨレベルの２値信号
を出力する事になる。斯様にして判定手段７から
得られた（有）（無）（有）の順で表わされるichi
なる入力音声の有声無声パターンと、上記音声特
徴抽出手段３から得られるichiなる入力音声パラ
メータとは共に上記入力音声記憶手段８に貯えら
れる。その後、該入力音声記憶手段８から先ず有
声無声パターンが上記比較手段１０に伝送され、
該比較手段１０に於て上記参照音声記憶手段９の
０〜９の数に対する参照音声の有声無声パターン
との比較が行なわれる。この時、先ず有声無声パ
ターンの有声音区間と無声音区間の順序と数に対
する比較が為され、この場合、参照音声の内から
３区間の（有）（無）（有）の順序の有声無声パタ
ーンを有する１（ICHI）と６（ROKU）が選ば
れる。次にこれ等選ばれた参照音声の内、第３図
ｄと同図ｅに模式的に示す如き有声無声パターン
と参照音声パラメータとを有する１（ICHI）の
参照音声に関して、入力音声の第１有声音区間(i)
に対する参照音声の第１有声音区間（Ｉ）の時間
長比を導出し、更に無声音区間（ch）（CH）、と
第２音声音区間(i)，（Ｉ）についても同様の時間
長比を導出する。これ等の比較結果に基き上記時
間軸整合手段１１に於てichiなる入力音声パラメ
ータを第３図ｃに模式的に示す如くその有声音区
間並びに無声音区間の夫々に対して時間軸の線形
な伸縮を行ない、ichiの入力音声パラメータと
ICHIの参照音声パラメータとの時間軸整合が為
される。斯様に時間軸整合されたichiの入力音声
パラメータとICHIの参照パラメータとは上記認
識処理部１２に於て演算処理されその結果が一時
的に貯えられる。斯様な音声パラメータの処理を
上記比較手段１０に於て選ばれるもう一方の６
（ROKU）の参照パラメータに就ても同様に行な
い、この認識処理手段１２での演算処理結果に基
いてichiなる入力音声を１と認識し、この１に対
する信号が該認識処理手段１２から出力される。
せる場合を具体的に示す。この場合０〜９までの
標準的な音声パラメータ並びに有声無声パターン
を予め参照音声記憶手段に貯えておく事に依つて
認識動作が可能になる。この認識動作中に、話者
がマイクロフオン１に向つて例えばichiと発声す
ると、この入力音声信号は増巾器２で増巾され音
声特徴抽出手段３に入力されると共に有声無声の
判定手段７に導入される。該音声特徴抽出手段３
に於ては、夫々異なる通過帯域を有する複数のバ
ンドパスフイルタ４から得られるichiなる入力音
声の各周波数成分がマルチプレクサ５とＡ／Ｄ変
換器６を介して順次出力されデイジタル量の入力
音声パラメータが得られる。一方、上記判定手段
７に於ては、ichiなる入力音声の有声音区間であ
る(i)の２区間に対して第３図ａ，ｂに模式的に示
す如く、例えばＬレベル、無声音区間である
（ch）の区間に対して例えばＨレベルの２値信号
を出力する事になる。斯様にして判定手段７から
得られた（有）（無）（有）の順で表わされるichi
なる入力音声の有声無声パターンと、上記音声特
徴抽出手段３から得られるichiなる入力音声パラ
メータとは共に上記入力音声記憶手段８に貯えら
れる。その後、該入力音声記憶手段８から先ず有
声無声パターンが上記比較手段１０に伝送され、
該比較手段１０に於て上記参照音声記憶手段９の
０〜９の数に対する参照音声の有声無声パターン
との比較が行なわれる。この時、先ず有声無声パ
ターンの有声音区間と無声音区間の順序と数に対
する比較が為され、この場合、参照音声の内から
３区間の（有）（無）（有）の順序の有声無声パタ
ーンを有する１（ICHI）と６（ROKU）が選ば
れる。次にこれ等選ばれた参照音声の内、第３図
ｄと同図ｅに模式的に示す如き有声無声パターン
と参照音声パラメータとを有する１（ICHI）の
参照音声に関して、入力音声の第１有声音区間(i)
に対する参照音声の第１有声音区間（Ｉ）の時間
長比を導出し、更に無声音区間（ch）（CH）、と
第２音声音区間(i)，（Ｉ）についても同様の時間
長比を導出する。これ等の比較結果に基き上記時
間軸整合手段１１に於てichiなる入力音声パラメ
ータを第３図ｃに模式的に示す如くその有声音区
間並びに無声音区間の夫々に対して時間軸の線形
な伸縮を行ない、ichiの入力音声パラメータと
ICHIの参照音声パラメータとの時間軸整合が為
される。斯様に時間軸整合されたichiの入力音声
パラメータとICHIの参照パラメータとは上記認
識処理部１２に於て演算処理されその結果が一時
的に貯えられる。斯様な音声パラメータの処理を
上記比較手段１０に於て選ばれるもう一方の６
（ROKU）の参照パラメータに就ても同様に行な
い、この認識処理手段１２での演算処理結果に基
いてichiなる入力音声を１と認識し、この１に対
する信号が該認識処理手段１２から出力される。
本発明の音声認識装置は、以上の説明から明ら
かな如く、入力音声から抽出した有声無声パター
ンと参照音声の有声無声パターンとを比較する比
較手段と、この比較結果に基いて入力音声から抽
出した入力音声パラメータと参照音声パラメータ
との時間軸整合を両パラメータの対応する有声音
区間と無声音区間との夫々に於て行なう時間軸整
合手段と、時間軸整合された入力音声パラメータ
と参照音声パラメータとの演算を多数の参照パラ
メータに対して実行して入力音声を認識する認識
処理手段と、を備えているので、音声パラメータ
の有効な時間軸整合が可能となる。従つて、従来
の線形時間軸整合手段を用いた場合より高い認識
率が得られ、従来の非線形時間軸整合手段を用い
た場合より、時間軸整合手段に於ける処理時間を
大巾に短縮する事ができる。
かな如く、入力音声から抽出した有声無声パター
ンと参照音声の有声無声パターンとを比較する比
較手段と、この比較結果に基いて入力音声から抽
出した入力音声パラメータと参照音声パラメータ
との時間軸整合を両パラメータの対応する有声音
区間と無声音区間との夫々に於て行なう時間軸整
合手段と、時間軸整合された入力音声パラメータ
と参照音声パラメータとの演算を多数の参照パラ
メータに対して実行して入力音声を認識する認識
処理手段と、を備えているので、音声パラメータ
の有効な時間軸整合が可能となる。従つて、従来
の線形時間軸整合手段を用いた場合より高い認識
率が得られ、従来の非線形時間軸整合手段を用い
た場合より、時間軸整合手段に於ける処理時間を
大巾に短縮する事ができる。
又、本発明音声認識装置は、有声無声パターン
に対しての上記比較手段１０と、音声パラメータ
に対しての上記認識処理手段１２と、の２つの比
較処理手段を有しているが、この第１段目の比較
処理手段である比較手段１０に於て、入力音声の
有声無声パターンと形態が大きく異なる有声無声
パターンを有する参照音声をこの比較の時点で認
識の対象から除外する事が非常に有効である。即
ち、有声無声パターンが夫々時間長の異なる有声
音区間と無声音区間との組合せで成つている事か
ら、入力音声の有声音区間と無声音区間の順序と
数を両有声無声パターンの比較時の許容基準とし
て、これ等区間の時間長を無視した大略の比較処
理を行ない、認識の対象とするべき参照パターン
を選択して、第２段目の比較処理手段である認識
処理手段１２に依つて音声パラメータを比較演算
し最終的な認識を行なう。従つて該認識処理手段
１２に於ける演算処理量が低減し、処理時間の短
縮につながる。
に対しての上記比較手段１０と、音声パラメータ
に対しての上記認識処理手段１２と、の２つの比
較処理手段を有しているが、この第１段目の比較
処理手段である比較手段１０に於て、入力音声の
有声無声パターンと形態が大きく異なる有声無声
パターンを有する参照音声をこの比較の時点で認
識の対象から除外する事が非常に有効である。即
ち、有声無声パターンが夫々時間長の異なる有声
音区間と無声音区間との組合せで成つている事か
ら、入力音声の有声音区間と無声音区間の順序と
数を両有声無声パターンの比較時の許容基準とし
て、これ等区間の時間長を無視した大略の比較処
理を行ない、認識の対象とするべき参照パターン
を選択して、第２段目の比較処理手段である認識
処理手段１２に依つて音声パラメータを比較演算
し最終的な認識を行なう。従つて該認識処理手段
１２に於ける演算処理量が低減し、処理時間の短
縮につながる。
以上の効果に依り、本発明は高い認識率を有し
ながらも応答時間の短い音声認識装置を実現する
ものであり、その有益性大なるものである。
ながらも応答時間の短い音声認識装置を実現する
ものであり、その有益性大なるものである。
第１図は本発明音声認識装置の構成を示すブロ
ツク図、第２図は本発明装置に用いられる判定手
段の構成を示すブロツク図、第３図は音声パラメ
ータと有声無声パターンとを表わす模式図であ
り、３は音声特徴抽出手段、７は判定手段、８は
入力音声記憶手段、９は参照音声記憶手段、１０
は比較手段、１１は時間軸整合手段、１２は認識
処理手段、を夫々示している。
ツク図、第２図は本発明装置に用いられる判定手
段の構成を示すブロツク図、第３図は音声パラメ
ータと有声無声パターンとを表わす模式図であ
り、３は音声特徴抽出手段、７は判定手段、８は
入力音声記憶手段、９は参照音声記憶手段、１０
は比較手段、１１は時間軸整合手段、１２は認識
処理手段、を夫々示している。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 入力音声を音声信号に変換するマイクロフオ
ンと、該音声信号から入力音声の特徴パラメータ
を抽出する音声特徴抽出手段と、上記音声信号に
基いて入力音声の有声音区間と無声音区間とを判
定する判定手段と、上記音声特徴抽出手段から得
られる入力音声パラメータと共に上記判定手段か
ら得られる有声無声パターンを一時的に貯える人
力音声記憶手段と、これとは別に、参照音声パラ
メータと有声無声パターンとを関連付けて複数貯
えた参照音声記憶手段と、上記入力音声記憶手段
の有声無声パターンと上記参照音声記憶手段の複
数の有声無声パターンとの対応する有声又は無声
の各区間の時間軸に対する比較を行なう比較手段
と、該比較手段からの時間長比較結果に基いて入
力音声記憶手段の入力音声パラメータと参照音声
記憶手段の参照音声パラメータとの線形な時間軸
整合を両パラメータの対応する有声又は無声の各
区間単位で夫々行なう時間軸整合手段と、該時間
軸整合手段に依つて時間軸整合された入力音声パ
ラメータと参照音声パラメータとの演算を多数の
参照音声パラメータに対して実行し、この入力音
声パラメータと最も類似と判定された参照音声パ
ラメータの音声を入力音声であると認識する認識
処理手段と、から成る事を特徴とする音声認識装
置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の音声認識装置に
於いて、上記比較手段には所定の許容基準が設け
られており、参照音声記憶手段の有声無声パター
ンと入力音声記憶手段の有声無声パターンとの差
異が該許容基準から外れる場合には、この有声無
声パターンに関連付けられた参照音声パラメータ
を入力音声パラメータの演算対象から除外する事
を特徴とする音声認識装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3075380A JPS56126897A (en) | 1980-03-10 | 1980-03-10 | Voice recognision device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3075380A JPS56126897A (en) | 1980-03-10 | 1980-03-10 | Voice recognision device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56126897A JPS56126897A (en) | 1981-10-05 |
| JPS6147439B2 true JPS6147439B2 (ja) | 1986-10-18 |
Family
ID=12312435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3075380A Granted JPS56126897A (en) | 1980-03-10 | 1980-03-10 | Voice recognision device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56126897A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6048098A (ja) * | 1983-08-26 | 1985-03-15 | 三菱電機株式会社 | 話者照合装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5939760B2 (ja) * | 1976-05-24 | 1984-09-26 | 博也 藤崎 | 音声認識装置 |
-
1980
- 1980-03-10 JP JP3075380A patent/JPS56126897A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56126897A (en) | 1981-10-05 |
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