JPS6314359B2 - - Google Patents

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JPS6314359B2
JPS6314359B2 JP57217431A JP21743182A JPS6314359B2 JP S6314359 B2 JPS6314359 B2 JP S6314359B2 JP 57217431 A JP57217431 A JP 57217431A JP 21743182 A JP21743182 A JP 21743182A JP S6314359 B2 JPS6314359 B2 JP S6314359B2
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JP
Japan
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vowel
frame
stationary
correlation coefficient
consonant
Prior art date
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Expired
Application number
JP57217431A
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English (en)
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JPS59107398A (ja
Inventor
Yoshiteru Mifune
Hidekazu Tsuboka
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP57217431A priority Critical patent/JPS59107398A/ja
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Publication of JPS6314359B2 publication Critical patent/JPS6314359B2/ja
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【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は単音節認識における子音と母音の境界
を検出する境界検出装置に関する。 従来例の構成とその問題点 従来の単音節認識装置における子音と母韻の境
界の検出のための処理構成は、語頭の特徴ベクト
ルから語尾の方向に向つて順次フレーム間距離D
=dist(Xti、Xti+1)を計算し、前記フレーム間距
離Dが一定の閾値以上になるフレームを子音と母
音の境界としていた。しかしこのような構成で
は、やや処理時間は早くなるものの、元来子音と
母音の境界付近では非定常なわたり部分が存在す
るために、フレーム間距離Dが変動を受け易く、
検出精度に大きな問題が有り、著しい認識率の低
下の原因となつていた。そこでやや検出精度を向
上させる方式においては、語頭と語尾の音声区間
の検出を終了した後に、前記音声区間の定常部付
近(例えば、全音声区間の比率(例えば3/4)
に位置するフレーム)のフレームを中心に数フレ
ームの平均ベクトルを計算し、語頭のフレームの
特徴ベクトルの距離を順次語尾の方向に計算し、
この値が一定の閾値以下になるフレームを子音と
母音の境界としていた。しかしこの方式の場合に
おいても、母音の定常フレームの中心を全単音節
区間の一定比率のフレームとしていたために、極
端に母音部の終了が非定常となるような話者の場
合には、子音と母音の境界の著しい検出誤りが発
生した。さらに発話終了後に処理実行を開始して
いたために、単音節認識処理の実時間化が本質的
に不可能であつた。また処理アルゴリズム作成時
には、境界フレームを検出するための閾値の設定
が話者ごとに変動するために非常に繁雑であつ
た。 発明の目的 本発明は上記従来の問題点を解消するもので、
わたり部の変動や、話者変動に基づく母音定常部
のゆらぎを吸収し、また話者による母音と子音の
距離変動からくるアルゴリズムの繁雑さを正規化
相関係数を用いることで取り除き、子音と母音の
境界検出精度を安定して向上させかつ、実時間処
理を可能とする子音と母音の境界検出装置を提供
することを目的とするものである。 発明の構成 本発明は、入力音声の電力系列によつて語頭を
検出し、特徴ベクトル系列{Xti}中の各フレー
ムと前もつて記憶した母音標準パターン(A/
i/u/E/o/X)との距離を計算し、一定の
閾値θvより小さくなるフレームが一定区間以上連
続する場合にそのフレームの区間{isss〜iess}を
入力音声の母音定常区間とし、前記母音定常区間
の中心フレームの平均ベクトル{Xav=1/Nj+N/2k=j-N/2 Xk}(N:平均フレーム数、j:入力音声の母音
定常部の中心フレーム)を計算し、前記平均ベク
トルXavと定常部以前のフレームm(misss)と
の正規化相関係数C0
【式】を語頭 方向に順次計算し、正規化相関係数C0が前もつ
て記憶した閾値θC0(θC0<1)以下になるフレー
ムを子音と母音の境界として検出し、電力系列に
よる語尾の検出をもつて処理の終了とすることに
よつて、子音と母音のわたり部の変動を吸収し、
話者による母音定常区間の変動も吸収することに
より子音の境界の検出精度を安定して向上させか
つ処理時間を短縮し、単音節音声認識の認識率の
改善と実時間処理を達成し実用化を図つたもので
ある。 実施例の説明 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第1図は本発明の一実施例における子音と母
音の境界検出装置のブロツク図を示すものであ
る。入力部は、A/D変換器1と、入力音声信号
の語頭と語尾を例えば電力系列の変化を一定の閾
値によつて検出する音声区間検出手段2と、音声
時系列から一定時間間隔ごとに例えばフイルタの
バンクの出力系列あるいはLPC係数の出力系列
等の特徴ベクトル系列{Xti}に変換する特徴系
列変換手段3と、特徴ベクトル系列{Xti}を一
定区間記憶する特徴系列記憶部4からなる。5
は、入力系列の特徴ベクトルXtiと母音標準パタ
ーン5″との距離を距離計算手段5′によつて計算
し、一定の閾値θv以下の区間を母音定常区間とす
る定常部検出手段である。6は、定常部検出手段
5によつて検出された母音定常区間の中心フレー
ム付近の数フレームから母音定常部平均ベクトル
Xav6′を計算する母音定常部平均ベクトル計算
手段である。子音と母音の境界検出部は、特徴系
列記憶部4に記憶された母音定常区間以前の特徴
ベクトルXnとの正規化相関係数C0を求める正規
化相関係数計算手段7と、正規化相関係数C0
一定の閾値θC08″以下になるかを検出する比較手
段8′を具備する境界フレーム検出手段8からな
る。9は音声の語頭を音声区間検出手段2より音
声開始点10の信号として入力した後、特徴系列
変換手段3からの特徴ベクトル系列{Xti}3′
を特徴系列記憶部4に記憶する指示をする一方、
定常部検出手段5からの定常区間開始点14およ
び定常区間終了点15を信号として入力し、特徴
系列記憶部4に定常フレーム指示信号12を出力
して母音定常部平均ベクトル計算手段6によつて
母音定常部平均ベクトルXav6′を計算させ、さ
らに母音定常部平均ベクトル{Xav}6′と定常
区間開始点14以前の特徴ベクトルXnを比較フ
レーム指示信号3に与えることによつて正規化相
関係数C0を正規化相関係数計算手段7によつて
求め、境界フレーム検出手段8によつて検出した
境界フレーム信号8を入力し、子音母音境界フ
レーム出力16を出力する総合制御手段である。 以上のように構成された本実施例の境界検出装
置について、第2図を用いてその動作を説明す
る。第2図において、17は入力単音節音声(C
+V)の原波形を示している。3″は特徴系列変
換手段3の出力としての特徴ベクトル系列
{Xti}3′を示し、この入力信号の特徴ベクトル
系列3″の中の語頭の音声開始点10と語尾の音
声終了点11が示されている。さらに、18は定
常部検出手段5によつて検出される定常区間開始
点14と定常区間終了点15に狭まれた母音定常
区間を示す。また6″は母音定常区間18の中心
付近の数フレームの平均値によつて求まる母音定
常平均ベクトルXav6′を示す。19は母音定常
平均ベクトルXav6″と定常区間開始点14以前
のフレーム20との正規化相関係数の計算の様子
を示す。また21は語頭方向へ向う正規化相関係
数の変化の様子と閾値θC08″による境界フレーム
信号8の出力の様子を示す。 入力音声は、A/D変換器1によつてデイジタ
ル系列に変換され、特徴系列変換手段3によつて
一定時間間隔ごとに特徴ベクトル系列3′に変換
される。また音声区間検出手段2によつて電力系
列から音声開始点10が検出されると、特徴系列
記憶部4において一定区間ごとの特徴ベクトル系
列の記憶3″が開始され、同時に定常部検出手段
5において各フレームと母音標準パターン5″と
の距離を距離計算手段5によつて計算し、一定の
閾値以下になる区間を母音定常区間として定常区
間開始点14と定常区間終了点15を信号として
検出する。母音定常区間16は特徴系列記憶部4
の特徴ベクトルを介して母音定常部平均ベクトル
計算手段6によつて母音定常部平均ベクトルXav
6′を計算し、定常区間開始点14以前のフレー
ムに対して、正規化相関係数計算手段7によつて
正規化相関係数を計算21し、一定の閾値θC0
8″以下にはじめてなるフレームを境界フレーム
信号8として検出し、子音母音境界フレーム出
力16とする。語尾の検出は上記の処理と並列し
て音声区間検出手段2によつて行ない、音声終了
として次の発話に対する待機状態にする。この並
列処理によつて実時間処理を可能にしている。 以上の構成をとることによつて子音と母音境界
におけるわたり部の変動や話者変動に基づく母音
定常部のゆらぎを吸収して、子音と母音の境界検
出精度を安定して向上させることが出来、さらに
実時間処理が図れる。 第3図〜第6図に前記の処理構成を実際にア段
26音節に適用した場合の例を示している。同図に
おいて、横軸は語頭からの継続時間(ms)を示
しており、縦軸は、母音定常平均ベクトルXav
母音定常区間以前のフレームmとの正規化相関係
数C0
【式】を図示している。同図 において明確なように、いずれの単音節において
も正規化相関係数は0.3まで単調減少であり、子
音と母音のわたりの変動を受けていない。また第
3図において、無声破裂音と(p/t/k)と無
声摩擦音(s/c/h)の子音区間の継続長の相
異も明確であり、また第4図において、半母音
(Y/W)の相異も明確である。さらに、第5図、
第6図に示したように拗音における非拗音との子
音区間の継続長の相異が明確であり、また、第5
図に示したように、無声破裂性の拗音(PYA/
CYA/KYA)と無声摩擦性拗音(SYA/
HYA)における子音区間継続長の相異は明確で
ある。前記全単音節について拗音も含めると、正
規化相関係数0.6までは完全に定常的に単調減少
していることがわかる。単音節認識装置の報告に
よると母音定常部もやや含むような区間のマツチ
ングが高い認識率を得ることが出来るので、初め
て正規化相関係数0.8以下となるフレームを境界
フレームとする事も考えられる。 発明の効果 以上本発明によれば、子音と母音の検出処理構
成を、電力系列による語頭検出を行ない、語頭検
出後に特徴ベクトル系列と母音標準パターンとの
距離を計算し、一定の閾値以下となるフレームが
一定長以上連続する区間{isss〜iess}を母音定常
区間とし、母音定常区間中央が数フレームの母音
定常平均ベクトルXavを求め、母音定常区間以前
のフレームm{m<isss}との正規化相関係数C0
【式】を順次計算し、一定の閾 値θC0(θC0<1)以下に初めてなるフレームを子
音と母音の境界フレームとし、語尾の検出を並列
処理し、次の発話に備えるようにしたので、子音
と母音の境界におけるわたり部の変動や話者変動
による母音定常部区間のゆらぎを吸収して、子音
と母音の境界検出精度を安定して向上させること
ができ、さらに実時間処理も可能となり、実用化
が達成されるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第2図は第1図に示した装置の動作を説明するた
めの図、第3図〜第6図は第1図の装置にア段26
単音節を適用した場合の正規化相関係数の時間推
移を示す図である。 1……A/D変換器、2……音声区間検出手
段、3……特徴系列変換手段、3′,3″……特徴
ベクトル系列、4……特徴系列記憶部、5……定
常部検出手段、5′……距離計算手段、5″……母
音標準パターン、6……母音定常部平均ベクトル
計算手段、6′……母音定常手段ベクトル、7…
…正規化相関係数計算手段、8……境界フレーム
検出手段、8′……比較手段、8″……閾値θC0
8……境界フレーム信号、9……総合制御手
段、10……音声開始点、11……音声終了点、
12……定常フレーム指示信号、13……比較フ
レーム指示信号、14……定常区間開始点、15
……定常区間終了点。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 入力音声を特徴ベクトルXtiの時系列パター
    ン{Xt1、Xt2…XtN}に変換する特徴系列変換手
    段と、入力信号から音声区間を切り出す音声区間
    検出手段と、特徴ベクトル系列の中で、母音標準
    パターンとの距離が一定の第1の閾値以下のフレ
    ームが一定区間長以上続く区間を母音定常区間と
    して検出する定常部検出手段と、前記母音定常区
    間の平均ベクトルと前記母音定常区間以前のフレ
    ームとの正規化相関係数を計算する正規化相関係
    数計算手段とを有し、前記定常区間から順次語頭
    方向に、前記正規化相関係数計算手段によつて求
    めた値が一定の第2の閾値以下であるかを比較
    し、はじめて前記第2の閾値以下となつたフレー
    ムを子音と母音の境界フレームとすることを特徴
    とする子音と母音の境界検出装置。
JP57217431A 1982-12-10 1982-12-10 子音と母音の境界検出装置 Granted JPS59107398A (ja)

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JP57217431A JPS59107398A (ja) 1982-12-10 1982-12-10 子音と母音の境界検出装置

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JPS59107398A JPS59107398A (ja) 1984-06-21
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