JPS60254100A - 音声認識方式 - Google Patents

音声認識方式

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JPS60254100A
JPS60254100A JP59108668A JP10866884A JPS60254100A JP S60254100 A JPS60254100 A JP S60254100A JP 59108668 A JP59108668 A JP 59108668A JP 10866884 A JP10866884 A JP 10866884A JP S60254100 A JPS60254100 A JP S60254100A
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広田 敦子
裕 飯塚
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、音声認識方式に関し、特に精度良く音声区間
の検出を行う音声区間検出に関するものである。
(背景技術) 従来の音声認識装置のブロック図を第1図に示す。第1
図において、■は信号入力端子、2は周波数分析部、3
は音声取込制御部、4は取込開始信号、5は音声区間検
出部、6は取込終了信号、7は始端・終端情報、8は認
識部、9は出力端子の如く構成されてお9、以下各部の
説明をする。
周波数分析部2は、第2図に示す如く構成されておシ、
人力音声信号11は前置増幅器12により適邑なレベル
に増幅され、約201JHz7>・ら6000Hzまで
を対数尺度で等間隔に分割されたN個のバンド・ぐスフ
ィルタ群i3、全波整流器群14、およびローパスフィ
ルタ群15により分析され、さらに、あらかじめ定めら
れた時間周期(以後サンプル周期と記す)毎にマルチプ
レクサ16を順次切り換えなからAD変換器17によっ
て量子化され、サンプル周期毎にN個の分析結果18を
出力する。
音声取込制御部3(は、取込開始信号4を受信したのち
、周波数分析部2の分析結果18を音声区間検出部5お
よび認識部8へ一定時間、寸たけ確かに音声の入力が終
了したと判断する寸で出力する。音声の入力終了の判断
法としては、たとえば、各サンプル周期毎のN個のデ゛
−夕の平均値(以後7、 V−ムyeワー、!: 記−
r ) ヲ利用して、フレーl、パワーがあらかじめ設
定された閾値を越えるものが、ある一定数存在したのち
、閾値を越えないものが連続一定数続いたとき音声の入
力が終了したと判断する方法がある。
音声区間検出部5におけるブロック図を第3図に示す。
第3図において、18は分析結果、21はパラメータ演
算部、6は取込終了信号、22はブロック化部、23は
音声区間判定部、7は始端終端情報の如く構成され、以
下詳細に説明する。
パラメータ演算部21は、分析結果18から音声区間検
出に使用する(])式て定義されるパラメータをめる部
分である。
P−a、・X(1) 、IJ、ま ただしa ;第3番目の分析結果のス被りトル傾斜マ 
;第3番目の分析結果の平均値 また、スにクトル傾劇a、すなわち最少2乗近似直線の
傾きは、第3番目のN個の分析結果をX Hjとすると
(iiN分割されたバンドパスフィルタ群の周波数の低
いものから順にイ」けられた番号)、a は(2)式に
よってめられる。
置き換えることができ、(2)式は(3)式に変形され
る。
めることかできる。
また、んはΣX 1JをNで除すことによって得!=1 られる。第4図は、Pl、を演算するブロック図であり
、以下図に従って説明する。
第3番目のN個の分析結果x r 、+ (’−1,2
 r・・・N)が順番に出力されるものとすると、加算
器101結果を乗算器103と除算器106に出力され
る。
ない、さも(で補数器104によって−cl・ΣX の
i=+ 1J 値をめ、加算器1.05の一方に入力される。また、X
1Jのデータ出力と同期して働くカウンタ107OIj
j力と、Xljと)NR’ −x l Jを乗算器10
8によってめ、乗算器108の出力に接続されている加
算器109と、さらにそれに接続されている″″110
G・て1蛋1′°゛・Jをめ7′員Cへ) ができる。レジスター10の出力、δ+ −x r j
jo算器111の一方の入力に接続さ涯ており、乗算器
111の他方の入力にはNがセットされていて、乗算器
111ではN ′、蛋、i °x H・が演算され・加
算器105のもう一方に入力される。加算器105でサ
ンプルデータのス被りトル傾&4. をめら五1.1 その結果は乗算器113の一方の入力となる。また除算
器1067は・、蛋1x・JをN1除す員によってXJ
がめられ、その結果は乗算器113の他方の入力となり
、乗算器113によってP、(−a−x、)をめること
ができる。以上の演算をサンプル周期毎に行在って、各
サンプル時のPの値を全て演算することができる。
ブロック化部22は、パラメータ演算部21の結果PJ
を取込終了信号6を検出するまで受け取り、取込終了信
号6を検出後、音声のプロ、り化(音声であると思われ
る部分のかたまりの検出)を行なう部分て、第5図にブ
ロック図を示し、第5図に従って説明する。
、e−yメータ演算部21の各サンプル周期毎(D P
j ―:1、順次p−クラメータメモ+J 200に格納さ
れているので、それを順番に読取し絶対値回路201に
よって絶対値化され、IP、lを比較器202の一方に
入力する。比較器202の他方の入力には、IP−の閾
値PTHがセットされている。比較器202では、IP
71≧PTHのときにはα出力に、IPj I 〈PT
Hのときにはβ出力にそれぞれ有意信号を出力する。
カウンタ203は、IPjl≧PTHのときカウントア
ツプし、IPjl〈P、Hのときクリアされるようにな
っており、IP−≧PTI(となる連続量をカウントす
る。また、カウンタ203の出力は、常にレジスタ20
4にセットされている。レジスタ204にセットされて
いる値(IP、l≧PTHである連続数)は、比較器2
05に入力され、比較器205の他方の入力にはKがセ
ットされており、IP−≧PTl(である連続量(以下
ブロック長吉記す)かに以上のとき、比較器205の出
力Cに有意信号が出力される。
ブロック長がK(K≧2の自然数)以上(C信号出力時
)で、かつ、比較器202のβ出力(1pJl <PT
H)が表われたタイミング1AND回路206によって
捕える。カウンタ207は、AND回路206の出力か
ら出力寸でのPを読み出した、1 量を数えるもので、減H器208によってカウンタ7の
出力からレジスタ204の結果(ブロック長)を差し引
くことにより、ブロック間の距離(時間)をめることが
できる。寸たカウンタ209は、Pの読出しと同期して
カウントしておす、減算器21.0によってカウンタ2
09の結果からレジスタ204の出力(ブロック長)を
引くことによって、当該ブロックの先頭をめられる。
加算器211とレジスタ212によりIPjl≧PTl
□の部分の累積をめ、プロ、りの大きさを表わすSll
なるものをめ、AND回路206の信号を検出したとき
、レジスタ213にセットすると同時に、レジスタ21
3の出力(以下ブロック量と記す)、減算器210の出
力(ブロック先頭情報)、レジスタ204の出力(ブロ
ック長)、および減算器208のiJJ力(ブロック間
距離)をプロ、ツクテーブル214に登録する。このよ
うにして取込んだ邦全てについてブロック化が行なうこ
とができる。
音声区間判定部23ば、ブロック化部22で得られたブ
ロックテーブル214から、次のようにして音声区間の
判定を行なっていた。すなわち、ブロック量の最大値と
彦るブロックを検出し、それを音声区間の中心として前
後のブロックについて、ブロック間距離が一定値以下で
あれば当該ブロックも童声区間に含めるという方法で、
音声区間の判定を行なっていた。
認識部8は、音声取込制御部3に取込開始信号を送ると
ともに、音声取込制御部3からの分析結果を格納してお
き、さらに音声区間検出部5からの始端終端情報7を受
けると、あらかじめ用意されている内容既知の標準パタ
ーンとの類似度演算を行ない、最も類似度の高い標準・
ぐターンと同一内容の音声が入力されたと判断し、その
結果を出力する。
しかしながら、上記従来の技術における音声区間検出で
は、 (1)入力音声の強弱によりスペクトル傾斜ajが変化
するため、不安定な・ぐラメータすなわち、Pjが不安
定々・やラメークである。
(2) スペクトル傾斜ajは、音韻、話者による変化
とともにマイクの特性等によって往往にして、音声部に
おいても0に近い値を取り、結果としてPもOに近い値
となり、プロ、り化を誤捷る。
(3) ノイズが大きい場合、ノイズとの区別(特に子
音)がつけにくい。
という欠点があった。
(発明の課題) この発明の目的は誤認識をなくして認識率の向上をはか
ることの出来る音声認識方式を提供することにあり、そ
の特徴は、音声区間検出時に、音声・やターンからノイ
ズノやターンを差し引くことによシ、音声区間検出をよ
り精度よく行ない、認識率を上げる手段を提供するもの
で、以下詳細に説明する。
(発明の構成および作用) 第6図(は、本発明のブロック図であり、100は入力
端子、200は周波数分析部、300は対数変換部、4
00はス硬りトル変換部、500は音声区間決定部であ
り、対数変換部データ部501、ノイズパターン検出部
502、減算回路503、乗算回路504、加算回路5
05、除算回路506、P)ぐラメータメモリ507、
比較器1 508、FLAG 509、スムージング1
510、スムージング2 511、ブロック化5]2、
比較器2513、ブロック決定514、音声区間決定5
15、MAXBLKテーブル516から成る、600は
再サンプル部、700は距離演算部、800は標準パタ
ーンメモリ、900は判定部、1000は認識結果出力
端子である。
このよう々構成において、入力端子100から入力され
る入力音声信号は、周波数分析部200に入力され、複
数の周波数帯域に対応した君子化信号U(i、j)とし
て周波数分析され、対数変換部300に送られる。
対数変換部300に送られたデータは、スにクトル情報
と、・やワー情報等となり、スぜクトル変換部400へ
はスにクトル情報、音声区間決定部500へはスイクト
ル情報及び・ぐワー情報が送られる。
対数変換部300では第(4)式の割算が行なわれる。
周波数分析データをuに、Dとする。
U(i、D ””1〜19 j=1〜■O≦u(1,D
≦2047 対数変換データを■(i、Dとする。
V(i、j) i「9J=1〜■ とこでiは周波数(] ch〜19ch)を示し、Jは
時間(1フレーム〜(1)フレーム)を示す。寸だ前処
理部からの入力データをu(1,Dとする。U(1,;
) +−1〜19 j=1〜ω O≦U(11j)≦2
047 対数変換ビット数をNBとする。ここではNH
−4である。
U(i、j)>0 ここて入カバターンの・ぐワーPOW(J)及び入力・
ぐターンの10フレーム・やワーの計算式を第(5)式
第(6)式で定義する。
k −= ’(J−1)/] O+1 但し、j=(k−])才10+1とする。
ノイズレベルは第(7)式で定義する。
ノイズレベル測定区間をに=に、〜に2とした時、但し
、k2=に、+2とする ここで切り出しスライスレベルL1を L 1 = NLEVEL+LO として、はじめてPOWlo(k3)がLlよりも大き
くPOW 10 (k3 + 1 )がLlよりも大き
い点に3から40フレーム逆のぼったフレームJlヲ j+=(k31)才10+1−40 として、仮の音声始りh1フレーム5TFR1をSTF
Rl−Mi′A(J、1) とする。
終端検出は1(4かに2+1よりも大きく、かつPOW
 ]、0 < k4 )がLlよりも小さいか等しくな
った時に、仮の音声終端フレームEDFR1をEDFR
1= (k4−1 ) * ] O−]+9とする。
さて、対数変換部300より計算された対数変換デ゛−
タV(i 、 j )は−1対数変換済デ一タ部501
へ送られた後、ノイズノやターンNPAT(i )をめ
るためノイズパターン検出部502にて、ノイズパター
7 NPAT(i )を割算する。但し、ノイズレベル
測定区間をに=に、−に2とした時、J2及びJ3の値
を第(8)式において計算する。
ノイズパターンNPAT(i )をめる式を第(9)式
に示す。
j=sTFR1〜EDFR1 次に、減算回路503、乗算回路504、力ll算回路
505、除算回路506、において、対数変換法データ
部501に格納されている■(i、、i)及びノイズ、
ノやターン検出部502において、第(9)式より1つ
たNPAT(i)を用い、ノイズ・ぐターンを差し引い
た・ぐワ一の割算を第00)式により行なう。
P(、i)=上r ((:V(i、、j)−NPAT(
i)/4)2→−9(10)]9□テ・。
2−J”−、(i[J)式より寸ったP(、i)はPパ
ラメータメモリ507へ格納され、比較器]508によ
り次の第(11)式の比較を行なう。
第1、印式において、スライスレベルL2がP(j)よ
りも大きい場合は、Fr、Ac(j)−oとする。また
L2がP(j)よりも等しいか小さい場合はFbAG(
J)= 1とする。第(11)式において決定されたF
LAG(J)の値は、FLAG 509へ格納され、F
LAG(J)の値−に応じて、スムージング1510あ
るいけスムージング2511へ送うれる。スムージング
15」OではFLAG(jl二〇の場合の操作を行ない
FLAG(、i−]) = 0であり、FLAG(J+
1 )−〇である時ば、FLAG(、r)=oとする。
寸だ、スムージング25」1ではFLAG (:r )
=1の砺合の操作を行ないFLAG(j−] )=1で
あり、FLAG(j+] ) −1である時は、FLA
G(j ) −1とする。
次にブロック化512においてFLAG(J) = 1
が4フレーム以」一連続し、その区間の、pow 1 
(z) −よΣ:P(j)がp□w 1 (/−)≧L
3、すなわちPOW 1. (/i)がスライスレベル
L3よりも太きいか等しい場合のものをブロック表する
ブO,り数をBLKSとし、ブロックlの先頭フレーム
f:5(t)、ブロックlの最終フレームラE(,4)
どする。ブロックlのノイズ・Pターンを差り引いた・
ぐワーP (j)の加算値は第(12)式によりめられ
る。
ブロックlのフレーム数は第(13)式によりめられる
FR](t)二E(71−5(t)+ 1 ・ ・ (
13)寸だ、前プロ、り(1−1)との間隔は第(14
)式によりめられる。
=2(t)=s(t)−E(1−1,) ・・(14)
ここでtlを音声先頭プロ、り、12を音声最終ブロッ
クとして比較器2 513において、音声先頭プロ、り
tlについては、第(I5)式の条件を満たしている限
りt、 =t1−1とする。
FR2(4)≦iV[IN(POWI(4])/SC1
+SC2,5C3) −(15)捷だ音声最終プロ、り
12については、第(1G)式の条件を満たしている限
りJ−2−t2+1とする。
FR(22+1.)≦MIN(POWI(tz+1)/
SC]+SC2,5C3)−f16)ここでSCI〜S
C3は定数でありSCに16 、 SC2二8゜5C3
−30である。
以上の式より、最大ブロックを中心に前後のブロックを
音声区間のブO7りとして取シ込むがどうかの判定を行
ない、音声区間として採用する。
このようにして決定された音声区1141プロ、り候補
である音声光[相]ブロックL1及び音声最終ブロック
・t2の値はブロック決定514に送られる。
次に音声区間決定4]7に用いる認識語の最大ブロック
数のテーブルMAXB LKテーブル1118を説明す
る。
最大ブロック数MAXBLKO例を第8図に示す。
左側が力テコ’IJ(16語)を示し、右側tqt:、
予め発声データからめた各力テコ゛りの最大ブロック数
を示す。これらの認識語セットの中で最大のMAXBL
Kをジぶ。例えば認識語の中に「モーイチドJを含むな
ら1VIAXB LK二3とする。
音声区間決定部515において、 BLKS≦MAXBLK とする時、すなわちプロ、り数BLKSが最大ブロック
数MAXBLKよりも小さいか等しい場合であればすべ
てのプロ、7りを音声区間とする。逆にBLKS ) 
MAXBLK とする時、すなわちプロ、り数BLKが最大プロ。
り数MAXBLK 、1:夕も大きい場合、例え(げ第
7図においてブロック数BLKS = :3で)2大プ
ロ、り数MAXBLK = 2であれば■または■の紹
み合わせが考えられ、■及び■のブロックの組み合わせ
の各々ノハワーpp (t)をめた後PPの比較を行な
いプロ、りのパワーPP(t)が最大となるブロックの
組合せを音声区間とする。ブロックのパワーPP(t)
は第(17)式によりめられる。
t=1〜BLKS−MAXBLK+1 第(I7)式よりめられたS(/l−+)は音声先頭プ
ロ、りであシ、E(22)は音声最終ブロックとなり、
音声始端フレーム5TFRば − 5TFR,= S(L、) 寸だ音声終端フレームEDFRは EDFR二E(、−52) となる。丑だ、入力・ぐターンフレーム数IFRは次の
第(18)式で表わされる。
TFR二EDFR−5TFR+ 1 ・・・(18)処
理終了の判定は、音声最終ブロックt2が以下の第卸式
の条件を全て満たした時、処理を終了とする。
すなわち、L 1が1<4 、に4’−1−1、k4+
2 、 k4−1−3 。
k 4 +4 +のいずれに対しても太きいか等しい場
合は、処理終了となる。
−1だ第(I9)式の条件が満たされなかった場合は、
認識を打ち切り pow】、o(k4)≦L1 すなわちLlが大きいか等しくなる次のに4の値をめる
このように決定された音声区間5TFR及びE[)FR
は、スペクトル変換部400から送られるW(i、j)
と同時に再サンプル部500に送られる。再サンプル部
500では、音声の時間軸の正規化を行われる。時間軸
の正規化の方法は従来公知の技術であり、リニアマツチ
ング方法で(は、音声区間を認識装置の条件によって定
められた一定数に、時間的に等間隔に分割、再サンプル
する方法である。
そして、距離演算部700において、同様に作成された
標準バタンメモリ800の出力との距離演算を行ないそ
の結果を判定部900へ送る。
判定部900ては、トータル距離との距離値の比較を行
ない、最も小さいトータル距離のカテがす名を認識結果
として、認識結果出力瑞子1000から出力する。
す、上器1明したように、本発明では、音声区間検出時
に音声パターンからノイズ・ぐターンを差し引くととに
より、音声区間検出をより精度よく行ない、認識率を上
げることができる。
(以下余白) (発明の効果) 本発明は、音声区間検出の際に、音声のノイズパターン
の情報を音声パターン情報から差し引くととにより、音
声区間検出をより精度よく行なうことができ、音声認識
装置の認識性能を向上するのに効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の音声認識装置のブロック図、第2図は第
1図の周波数分析部の詳細ブロック図、第3図は第1図
の音声区間検出部のブロック図、第4図は第3図の・ぐ
ラメータ演算部の詳細ブロック図、第5図は第3図のプ
ロ、り化部の詳細図、第6図は本発明の音声認識装置の
プrj7り図、第7図は音声区間のブロックの組合せを
示す図、第8図は音声の最大ブロック数を示す図である
。 1・・入力端子、2・周波数分析部、3 ・音声取込制
御部、4・・・取込開始信号、5・・音声区間検出部、
6・・・取込終了信号、7・・・始端・終端情報、8・
・・認識部、9・・・出力端子、11・入力音声信号、
12・・・前置増幅器、13・−バンドパスフィルタ群
、■4・・全波整流器群、15・ローパスフィルタ群、
16・・マルチプレクサ、17・・AD変換器、18・
・・分析結果、21・・・パラメータ演算部、22・・
ブロック化部、23・音声区間判定部、101,1.0
5゜109・・加算器、102,110・・・レジスタ
、103.108,111,113・・・乗算器、10
4 補数器’1 106.112・・・除算器、107
・・・カウンタ、200・ Pパラメータ演算部J、2
01・絶対値回路、202,205・比較器、203,
207,209・ カウンタ、204..212,21
3・レジスタ、206・・AND回路、208,210
 減算器、211 ・加算器、214・ブロックテーブ
ル、100・入力端子、200・・周波数分析部、3’
OO・・・対数変換部、400・・・スペクトル変換部
、500・・・音声区間決定部、501・・対数変換部
、502 ノイズ・々タン検出部、503・減算回路、
504・乗算回路、505 ・加算回路、506・・・
除算回路、507・ Pパラメータメモリ、508・・
・比較器1.509・・・FLAG、、510・・スム
ージング1.511・・・スムージング2.512・・
・ブロック化、513・・比較器2 ’、)12 、、
 514・・ブロック決定、515・・・音声区間決定
、516・・・MAXBLK 、、 600・・・再サ
ンプル部、70〇 −距離演算部、、SOO・・標準・
ぐタンメモリ、900・・・判定部、、1000・・認
識結果出力端子。 特許出願人 沖電気工業株式会社 特許出願代理人 弁理士 山 本 恵 − 第1図 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 入力音声信号を周波数分析し、その結果を対数変換し、
    分析されたスペクトル特性の正規化を行ない、一定のデ
    ータ長に再サンプルして入力音声・ぐターンを作成し、
    該パターンと標準パターンとの距離演算を行な帆、距離
    最小の認識カテゴリを認識判定する音声認識方式におい
    て;対数変換法データを格納する手段と;対数変換法デ
    ータを用い、ノイズ・ぐ夕〜ンを演算する手段と;音声
    ・ぐターンからノイズパターンを差し引いたパワーヲ演
    算する手段と;演算したパワー情報から音声区間フラッ
    グをめ、スムージングを行なう手段と;スムージング〉
    行なった音声区間フラッグにより、音声ブロック候補を
    める手段と;該音声ブロック候補を用い、最大ブロック
    (MAXBLK)テーブルを参照しながら音声区間決定
    を行なう手段とを有することを特徴とする音声認識方式
JP59108668A 1984-05-30 1984-05-30 音声認識方式 Granted JPS60254100A (ja)

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JP59108668A JPS60254100A (ja) 1984-05-30 1984-05-30 音声認識方式

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JPH0424717B2 JPH0424717B2 (ja) 1992-04-27

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02232697A (ja) * 1989-03-06 1990-09-14 Nippondenso Co Ltd 音声認識装置
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