JPS5842098A - 音声認識装置 - Google Patents

音声認識装置

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JPS5842098A
JPS5842098A JP56140525A JP14052581A JPS5842098A JP S5842098 A JPS5842098 A JP S5842098A JP 56140525 A JP56140525 A JP 56140525A JP 14052581 A JP14052581 A JP 14052581A JP S5842098 A JPS5842098 A JP S5842098A
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外川 文雄
厚夫 田中
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    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L15/00Speech recognition
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L25/00Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00
    • G10L25/03Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 characterised by the type of extracted parameters
    • G10L25/15Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 characterised by the type of extracted parameters the extracted parameters being formant information

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  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Information Retrieval, Db Structures And Fs Structures Therefor (AREA)

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】 本発明は音声認識方式の改良に関し、特に入力された単
語等の音声を認識する音声認識方式に関するものである
一般に入力された単語等音声を認識する場合、人力され
・たQt語等の音声情報を例えば音響処理して単音節音
声毎の特徴ベクトル人カバターンを得ると共に、この入
カバターンと予め記憶されていル単音m Tit 声標
準パターンをパターンマツチング法等により照合し、入
力された音声情報を単音節列として認識し、この認識さ
れた単音節列と単語等辞書の内容とを照合して入力され
た音声に対する゛単語を認識している。
しかし、このような方法によれば、単音筋入カバターン
と単音節音声標準パターンとの照合に際し、ある程度の
あいまいさがあり、例えば「5月晴れ1に対する音声入
力が単音節列「/SA/TU/に工/PA/RE/J 
’(第1候補)と認識される場合が多々あり、単語等の
認識率が低くなっていた。また単音筋入カバターンと単
音節音声標準パターンとの照合に際し、ある程度候補を
多く、例えば第4の単音節の認識候補としてPA、TA
A、BA等が得られる場合、このそれぞれの単音節列と
単語等辞書との照合を行なって単語等の認識率をある程
度高めることが出来るが、照合時ff[が良くなり、ま
た誤認識が多くなる問題点がちった。
本発明は」二記諸(天に鑑みて成されたものであり、?
1語等の音声認識腎おいて、アソシアトロンの連想記憶
モデルに括く連想処理により辞書照合を行なうように成
してtll、語等の認識率及び認識処理時間を改善した
音声Hp識方式を提供することを目的とし、この目的を
達成するため、本発明は、人力された音声を音響処理し
て第1の単音節列等の認識信号列を得る認識手段と、こ
の認識手段により得られた上記の第1の認識−信号列を
アソシアトロンの連想記憶モデルに基く連想処理を行な
い修正された第2の単音節列等の認識信号列を得る連想
1処理手段と、この連想処理手段により得られた上記の
第2の認識信号列と照合される単語等辞書を備え、この
照合結果により上記入力された音声に対応する単語等を
認識するように成されている。。
以下、本発明の実施例VC″)いて詳細に説明する。
まず本発明の詳細な説明に先ケち、本発明の音声認識方
式に用いられる連想記憶モデルとその処理原理について
説明する。
アソシアトロンの連想記憶モデルは自己想起型の分゛散
型多重連憇記憶であり、欠けた或いは変形したあいまい
な入カバターンに対し、最も相関の強い記憶パターンを
出力するのがこのアソシアトロンの連想記憶モデルの基
本的な特性である。
このアソシアトロンの連想記憶モデルにおけるパターン
の記憶及び想起の原理は下記の5つの式%式% (なお以下肉太の文字はベクトルを表わす)−パター”
  Xk =(Xkl+ xkz・””kl+””Xk
L )+T:転置     −・・・・・・(1)成分
X keは、1,0.−1(7)8値を′!″6・  
  、 記 憶(K個);M=1mij)=、E’  Mk−・
川・・−・−・(2)k=1 Mk=Xk−Xk ・・・・山・・・旧・・・・−(3
)懇 起 ;  Z−φ(M−Y〕・・萌・・・・・・
・・・(4)但しYは入力、Zは想起パター ンである。
1−記憶(1)に示されたパターンXkは、成分Xk。
が1.0.−1の3値をとる語長りの列ベクl−/しで
ある。また記憶は式(2)及び(3)ニ従ってパターン
X の相関行列Mkの多重行列Mとして行なう。
一方入カバターンYに対して式(4)原び(5)に従っ
て入カバターンYと記憶行列Mとの行列演算によって想
起パターンZを想起する。但し、この想起パターンZの
各成分は式(5)に従って量子化される。
以Eがアソシアトロンの連想記憶モデルにおけるパター
ンの記憶及び想起の原理であるが、このアソシアトロン
の記憶及び想起の簡単な例を第1図乃至第3図に示す。
なお、この例では記憶行列Mは各成分m1.1を式(5
)で量子化している。
第1図は標準パターンXにおいてL=9.に−3とした
場合の3つのパターンxle’ )(2,x3It示し
、また図中@は“19口は“−ビ、1]は“0′を表わ
している。
この第1図に示された3つのパターンX” + 、 X
 2+x3  は式I2)及び(3)によって処理され
、第2図に示す相関行列Mとして記憶される。一方第3
図(5)。
(b)、’(c)に示す入カバターンY(YYY)A’
    BI    C に対し式(4)及び(5)によって記憶マトリックスM
との間で演算処理し、その結果として第3図(d)。
(e)、 (f’)に示すパターンZ(ZA、ZB、Z
c)を想起することになる。
の処理が行なわれてパターンZが入カバターンYより想
起される。
以上のようにしてあいまいな入カバターンY(YA、Y
Rは欠けたパターンでありYcは変形したパターンであ
る)に対し、この入カバターンYに最も相関の強い記憶
パターンが想起される。
本発明は、このようなアソシアトロンの連想記憶モデ)
vにおけるパターン修正原理、特に変形したパターンを
修正する特性を音声認識の辞書照合に適用するものであ
り、音響的に類似度の高い音声に対1〜で強い相関を与
えるようにパターンを作成することにより、」−記の連
想処理を可能としたものである。
次に本発明の一実施例を説明する。
第4図はli音節音声標準パターンを用いた音7i4認
識の辞書照合部に上記の連想記憶モデ/I/に枯く連想
処理を適用した装置の処理ブロック図である。
第4図において、入力端子lに加えられた(lt語音声
信号は単音節認識部2に入力され名。該中r″1節認識
部2は従来公知のものであり、例えば入力端子1に加え
られた単語音声信号が音響処理部3により単音節毎に特
徴抽出処理が行なわれ、各1i音節毎の特徴パターンが
バッファメモリ4に一時記憶される。一方記憶装置5に
は各単音節mの標準パターンPi(i=1〜102)が
記憶されており、この標準パターンP1が順次記憶制御
装置6により読み出されてバッファメモリ7に一時記憶
される。次いで前記のバッファメモリ4に記憶された入
力音声の!!4音節入力特徴パターンとバッファメモリ
7に記憶された標準中音節の特徴バタ、−ンがマ′ンチ
ンクd1算手段に加えられ、マツチング計算が行なわれ
、同様の動作が繰返されて最も近似したものが、第1候
補として、また順次近似したものが次候補として選出さ
れその結果が記憶手段9に第1の単音節認識信号列とし
て記憶される。
上記単音節認識部2において認識された第1の単音節認
識信号列を記憶している記憶手段9の内容は候補選択手
段10を介して連想記憶部11A及び想起処理部JIB
より成る連想処理部11に入力され、この連想処理部1
1により第1の単音節認識信号列が修正され、そお結果
が第2の単音節認識信号列として出力されて記憶手段1
2に一時記憶される。この記憶手段12に記憶された第
2の91音節認識信号列と単語辞書記憶手段13の内容
が参照手段14により参照され、一致すればその結果が
出力部15に出力され、不一致の場合には候補選択手段
10を動作させて記憶手段9に記憶されている次候補の
第1の単音節認識信号列を連想処理部11に入力するよ
うに構成されている。
」二記連想処理部11は記憶手段16を有しており、該
記憶部“段16には前記したアソシアトロンの連想記憶
モデルに従って以下に述べる方法により作成された単語
辞書記憶手段13に対応した記憶行列Mが記憶されてお
り、この記憶行列Mに従って入力される第1の単音節信
号列から第2の単音節信号列を想起して出力する。
次に記憶行列Mの作成方法について説明する。
まず記憶装置5に記憶され、記憶制御装置6を介して読
出された単音節禰準パターンP1はこの単吾節標準パタ
ーンP−,の相対距離分布を基にした“1″、“−1”
 の2値を成分とする語長LS−32の符号5i(i=
lγ102)に変換されてメモリー7に記憶されている
この単音節符号S1は単音節音声標準パターンP・ の
相対距離行列D((1,jl、(dijはi弔■ 音節とj単音節の距離)に基いて、次の方法で中音節を
語長L S = 32の符号に符号化されていム即ち最
長7v巨離法による階す的クラスタリングで102の単
音節(あ〜ん、及びが〜びょ)を31クラスターに区分
し、各クラスターに“1゛、““−1“ の2値を成分
とする語長32の直交符号を割当てる。また各直交符号
を中心にハミング距離半径2Q円周上に在りかつ相互相
関距離が4になる符号を同じクラスター内の各単音節に
与えてi単音節の符号S1を得る。このように単音節の
符°号S1を作成することにより同一クラスター内に在
る符号の相互相関距離、即ちハミング距離は4であり、
一方クラスター間に在る符号の相互ハミング距離は少く
とも12となる。
ことで上記階層的クラスタリング法とは、1階饗で、最
小距離を与えるカテゴリx、y2同一クラスターに併合
するとき、他のカテゴリZとの距離d((x、、ylZ
)を d−(Cx、 V)、 Z)=rr+t〆(d(x、 
Z)、 d(Y、 z) )−(7)で定義する方法で
あり、またハミング距離とは2つの符号 a : (aIn a2+ ”’* an) r  b
 ;−(bIn 62m ”’*b )の距離dHを で定義したときの距離である。
ト記連恕記憶部11Aにおいて18は単語辞書記憶手段
13の記憶内容を符号si による単語パターンに変換
する符号化処理手段であり、この符号化処理手段18に
より符号S1による単語パターンXkが作成される。こ
の単語パターンXkは単語辞書記憶手段13に記憶され
た単語の最大単音節数N=5として Xk−(A+ + A2r ”’+ Ane ”;AN
、A1 、 A2. ・=、 An。
・・−ANI   ・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・曲・・・・・曲・叩・(6)の如く構成
される。
ここでAnは第n音節の単音節符号を表わし、Anii
:Anの反転符号を表わしている。但し、空の音節部は
成分0で構成するように成されている。
従って単語パターンXkは成分1.−1の出現頻度が等
しい語長L=LS −N・2=320の列ベクトルで表
現されることになる。
上記の′様にして符号化処理手段18によって単語辞書
記憶手段13に記憶された辞書の単語は単語パターンX
kに変換された後、相関演算・行列多重化処理手段19
に入力され、該相関演算・行列多重化処理手段19によ
り上記した式(3)に従って自己相関演算が施され、更
に上記した式(2)に従って各単語に対応した相関行列
を多重して記憶行列間が作成され、このようにして作成
された記憶行列Vが記憶手段16に単語情報として記憶
されている。
一方連想処理部+1の想起処理部11Bは音響処理油3
を含む単音節認識部2により出力される単音節認識信号
列を符号化処理手段20によって符号S1による入力単
語パターンYに変換し7、行列演算部21において上記
した式(4)及び(5)に従って記憶手段16に記憶さ
れている記憶行列0Mとの。
間で行列演算が実行されて修正された単語パターン2が
想起される。このように想起された単語パターンZは復
号化手段22により、単語辞書記憶手段13に記憶され
ている情報と同一のコード体系の単音節信号列に変換さ
れて想起単音節列(第2の単音節列)として出力され、
記憶手段12に一時記憶される。この記憶手段12に記
憶された想起単音節列は、E述した様に参照手段14に
より単語辞書記憶手段13の記憶内容との間で辞書参照
が打なわれ、一致したものが参照されればその結果が出
力部15に出力される。
上記の如き装置により単語音声の認識実験を行なった結
果、本発明による連想処理によってリジェクト率が改善
されることが確認された。
即ち対象単語として読本難い漢字語句50単語(最大単
音節数5.平均3.2)について男性話者3名が各10
回、単音節の離散発声で、いづれも2秒以内に発声した
合計1500個の単語音声を音声試料として用いると共
に、表1に示す単音節認識方式で認識された単音節候補
に対し、(1)、第1候補の単音節列を辞書照合した方
法(II)、候補順に単音節列を辞書照合した方法(I
ll)、(−II)に本発明の連想処理を施して辞書照
合した方法 の3方法′で認識実験を行なった結果、表2に示すよう
な結果が得られた。
正答率形 (エラー率%) 本表記以外は、リジェクト 表2.単語音声認識結果 −に記憶2に示す結果より上記3方法を比較すると(I
I)は(1)より平均36.9形、(II+)は(II
)より平均13.5%!Jジエクト率が改善されている
即ち、本発明(■の方法)によれば、例えば「五月晴れ
」という音声入力に対する単音節認識結果の第1候補「
SA」 「TU」「K■」 「PAl[REJに対して
本連想処理により単語辞書記憶手段13に記憶さKてい
る「五月晴れ」に対応【−たrSATUKよりAREJ
 が想起され、従来の方法に比べてリジェクト率及び認
識速度が改善される結果が得られた。
なお2法において候補単音節列は、単音節認識の照合距
離qmn (第n音節の第m候補tli音節の照合距離
)の和が小さい組合せ n の順に選定されたものが用いられた。
以上述べた様に本発明の音声認識方式における連想処理
を施すことにより単語等の辞書内容に沿って認識情れた
単音節列が有効に修正されるため認識率及び認識処理時
間が改善される等の優れた効果が生じる。
なお本発明に用いた連想記憶モデルは記憶が多重である
ため、記憶する語い数が増加すれば記憶内容がぼやけ記
憶容量に限度があるが、少数の音声標準パターンを装置
に登録するだけで、話題毎に°記憶・連想処理を行うこ
とが出来るという優れた利点があり、また単音節の距離
分布に基く、より最適な符号化によって、その修正能力
をより向上させることも可能であり、大語いの単語音声
認識に用いてより有効である。
なお本発明の実施例において連想処理は単音節r′f声
標準標準パターンいた単語音声認識の辞書照合処理部に
適用した例を示したが、本発明はこれに限定されるもの
でなく、例えば音韻標準パターンを用いた単語音声認識
の辞書照合処理に用いても良く、また記憶行列Mを階1
的に構成し、文室弔位、更には話題単位で連想処理を行
っても良い。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は本発明の音声認識方式に用いられる
アソシアトロンの連想記tflモデルによる連想処理過
程を示す説明図、第4図は本発明を用いた一実施例装置
の構成を示すブロック図である。 1・・・中語音戸■信号の入力される入力端子、2・・
・tg音節認識部、 訃・・音W憔理部、 5・・・単音節標準パターン記憶装置、9・・・第1の
単音節知識信号列記憶手段、11・・・連想処理部、 12・・・第2の単音節認識信号列記憶i段13・・・
単語辞書記憶手段、 14・・・辞書参照手段 x’   xi’   r’ 〕・ /L61 ((:)       (7)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、 人力された音声を音響処理し第1の認識信号列を
    得る認識手段と、該認識手段により得られた上記第1の
    認識、信号列をアソシアトロンの連想記憶モデルに基く
    連g処理を行ない修正された第2の認識信号列を得る連
    想処理手段と、該連想処理手段により得られた上記第2
    の認識信号列と照合される単語等辞書を備え、−F記照
    合結果によりL記入力された音声に対応する単語等を認
    識するように成したことを特徴とする音声認識方式。
JP56140525A 1981-09-04 1981-09-04 音声認識装置 Granted JPS5842098A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56140525A JPS5842098A (ja) 1981-09-04 1981-09-04 音声認識装置
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US06/414,956 US4581756A (en) 1981-09-04 1982-09-03 Recognition of speech or speech-like sounds using associative memory
EP82304648A EP0074769B1 (en) 1981-09-04 1982-09-03 Recognition of speech or speech-like sounds using associative memory

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JPS6332397B2 JPS6332397B2 (ja) 1988-06-29

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EP (1) EP0074769B1 (ja)
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US4581756A (en) 1986-04-08
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