KR102449840B1 - Method and apparatus for user adaptive speech recognition - Google Patents

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KR102449840B1
KR102449840B1 KR1020170136510A KR20170136510A KR102449840B1 KR 102449840 B1 KR102449840 B1 KR 102449840B1 KR 1020170136510 A KR1020170136510 A KR 1020170136510A KR 20170136510 A KR20170136510 A KR 20170136510A KR 102449840 B1 KR102449840 B1 KR 102449840B1
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Abstract

사용자 적응적 음성 인식 방법 및 장치가 개시된다. 일 실시예에 따르면, 음성 인식을 위한 방법은 사용자의 개별적인 특성을 나타내는 식별 벡터를 음성 데이터로부터 추출하고, 서브 뉴럴 네트워크에 식별 벡터를 포함하는 서브 입력 벡터를 입력하여 스케일링 팩터를 결정하고, 스케일링 팩터가 적용된 메인 뉴럴 네트워크에 음성 데이터를 입력하여 인식 결과를 획득하는 단계들을 포함한다.A user adaptive voice recognition method and apparatus are disclosed. According to an embodiment, a method for speech recognition extracts an identification vector representing an individual characteristic of a user from speech data, inputs a sub-input vector including the identification vector to a sub-neural network, determines a scaling factor, and determines the scaling factor. and obtaining a recognition result by inputting voice data into a main neural network to which A is applied.

Description

사용자 적응적인 음성 인식 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR USER ADAPTIVE SPEECH RECOGNITION}User adaptive speech recognition method and apparatus

아래 실시예들은 사용자 적응적 음성 인식 방법 및 장치에 관한 것이다.The following embodiments relate to a user adaptive voice recognition method and apparatus.

최근 들어, 입력 패턴을 특정 그룹으로 분류하는 문제를 해결하는 방안으로써, 인간이 지니고 있는 효율적인 패턴 인식 방법을 실제 컴퓨터에 적용시키려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 연구 중 하나로, 인간의 생물학적 신경 세포의 특성을 수학적 표현에 의해 모델링한 인공 뉴럴 네트워크(artificial neural network)에 대한 연구가 있다. 입력 패턴을 특정 그룹으로 분류하는 문제를 해결하기 위해, 인공 뉴럴 네트워크는 인간이 가지고 있는 학습이라는 능력을 모방한 알고리즘을 이용한다. 이 알고리즘을 통하여 인공 뉴럴 네트워크는 입력 패턴과 출력 패턴들 사이의 사상(mapping)을 생성해낼 수 있는데, 이를 인공 뉴럴 네트워크가 학습 능력이 있다고 표현한다. 또한, 인공 뉴럴 네트워크는 학습된 결과에 기초하여 학습에 이용되지 않았던 입력 패턴에 대하여 비교적 올바른 출력을 생성할 수 있는 일반화 능력을 가지고 있다.Recently, as a way to solve the problem of classifying input patterns into specific groups, research to apply an efficient pattern recognition method possessed by humans to an actual computer is being actively conducted. As one of these studies, there is a study on artificial neural networks that model the characteristics of human biological nerve cells by mathematical expressions. To solve the problem of classifying input patterns into specific groups, artificial neural networks use algorithms that mimic the human ability to learn. Through this algorithm, an artificial neural network can generate a mapping between input patterns and output patterns, which is expressed as an artificial neural network having the ability to learn. In addition, the artificial neural network has a generalization ability that can generate a relatively correct output for an input pattern that has not been used for learning based on the learned result.

일 실시예에 따르면, 음성 인식을 위한 방법은 사용자의 개별적인 특성을 나타내는 식별 벡터를 음성 데이터로부터 추출하는 단계; 상기 식별 벡터를 포함하는 서브 입력 벡터를 서브 뉴럴 네트워크에 입력하는 단계; 상기 서브 뉴럴 네트워크의 출력에 기초하여 스케일링 팩터를 결정하는 단계; 상기 스케일링 팩터가 적용된 메인 뉴럴 네트워크에 상기 음성 데이터를 입력하는 단계; 및 상기 메인 뉴럴 네트워크에서 출력된 상기 음성 데이터의 인식 결과를 획득하는 단계를 포함한다.According to an embodiment, a method for speech recognition includes extracting an identification vector representing an individual characteristic of a user from speech data; inputting a sub-input vector including the identification vector into a sub-neural network; determining a scaling factor based on an output of the sub-neural network; inputting the voice data to a main neural network to which the scaling factor is applied; and obtaining a recognition result of the voice data output from the main neural network.

상기 메인 뉴럴 네트워크는 리커런트 뉴럴 네트워크를 포함하고, 상기 스케일링 팩터는 상기 리커런트 뉴럴 네트워크 내 히든 유닛의 상태를 조절할 수 있다. 상기 메인 뉴럴 네트워크는 리커런트 뉴럴 네트워크를 포함하고, 상기 리커런트 뉴럴 네트워크를 위한 가중치들은 미리 훈련되고, 상기 스케일링 팩터는 상기 가중치들을 이용하여 연산된 히든 유닛의 히든 상태 벡터를 스케일링할 수 있다.The main neural network may include a recurrent neural network, and the scaling factor may adjust a state of a hidden unit in the recurrent neural network. The main neural network may include a recurrent neural network, weights for the recurrent neural network may be trained in advance, and the scaling factor may scale a hidden state vector of a hidden unit calculated using the weights.

상기 메인 뉴럴 네트워크는 딥 뉴럴 네트워크를 포함하고, 상기 스케일링 팩터는 상기 딥 뉴럴 네트워크 내 히든 레이어의 출력을 조절할 수 있다. 상기 메인 뉴럴 네트워크는 딥 뉴럴 네트워크를 포함하고, 상기 딥 뉴럴 네트워크를 위한 가중치들은 미리 훈련되고, 상기 스케일링 팩터는 상기 가중치들을 이용하여 연산된 히든 레이어의 출력 벡터를 스케일링할 수 있다.The main neural network may include a deep neural network, and the scaling factor may adjust an output of a hidden layer in the deep neural network. The main neural network may include a deep neural network, weights for the deep neural network may be trained in advance, and the scaling factor may scale an output vector of a hidden layer calculated using the weights.

상기 식별 벡터에 대응하여 상기 음성 데이터의 인식 결과에는 상기 사용자의 개별적인 특성이 반영될 수 있다. 상기 서브 입력 벡터는 상기 음성 데이터를 더 포함할 수 있다. 상기 스케일링 팩터는 스케일링 정도를 결정하는 제1 파라미터 및 스케일링 범위를 제한하는 제2 파라미터를 포함할 수 있다.The individual characteristics of the user may be reflected in the recognition result of the voice data corresponding to the identification vector. The sub-input vector may further include the voice data. The scaling factor may include a first parameter that determines a scaling degree and a second parameter that limits a scaling range.

상기 서브 뉴럴 네트워크는 상기 서브 입력 벡터의 입력에 반응하여 상기 스케일링 팩터의 결정을 위한 성분을 출력하도록 미리 훈련되고, 상기 메인 뉴럴 네트워크는 상기 음성 데이터의 입력 및 상기 스케일링 팩터의 적용에 반응하여 상기 인식 결과를 출력하도록 미리 훈련될 수 있다. 상기 서브 뉴럴 네트워크 및 상기 메인 뉴럴 네트워크는 함께 학습될 수 있다.The sub-neural network is pre-trained to output a component for determination of the scaling factor in response to the input of the sub-input vector, and the main neural network is the recognition in response to the input of the speech data and application of the scaling factor It can be pre-trained to output results. The sub-neural network and the main neural network may be trained together.

일 실시예에 따르면, 음성 인식을 위한 장치는 프로세서; 및 컴퓨터에서 읽을 수 있는 명령어를 포함하는 메모리를 포함하고, 상기 명령어가 상기 프로세서에서 실행되면, 상기 프로세서는 사용자의 개별적인 특성을 나타내는 식별 벡터를 음성 데이터로부터 추출하고, 상기 식별 벡터를 포함하는 서브 입력 벡터를 서브 뉴럴 네트워크에 입력하고, 상기 서브 뉴럴 네트워크의 출력에 기초하여 스케일링 팩터를 결정하고, 상기 스케일링 팩터가 적용된 메인 뉴럴 네트워크에 상기 음성 데이터를 입력하고, 상기 메인 뉴럴 네트워크에서 출력된 상기 음성 데이터의 인식 결과를 획득한다.According to an embodiment, an apparatus for speech recognition includes a processor; and a memory including computer-readable instructions, wherein when the instructions are executed by the processor, the processor extracts an identification vector representing the individual characteristics of the user from the voice data, and a sub-input including the identification vector A vector is input to a sub-neural network, a scaling factor is determined based on an output of the sub-neural network, the speech data is input to a main neural network to which the scaling factor is applied, and the speech data output from the main neural network to obtain the recognition result of

도 1은 일 실시예에 따른 음성 인식을 위한 장치를 나타낸 도면.
도 2는 일 실시예에 따른 메인 뉴럴 네트워크 및 서브 뉴럴 네트워크를 나타낸 도면.
도 3은 일 실시예에 따른 리커런트 모델의 개념을 나타낸 도면.
도 4는 일 실시예에 따른 리커런트 뉴럴 네트워크에서의 음성 인식 과정을 나타낸 도면.
도 5는 일 실시예에 따른 딥 뉴럴 네트워크에서의 음성 인식 과정을 나타낸 도면.
도 6은 일 실시예에 따른 음성 인식을 위한 장치를 나타낸 도면.
도 7은 일 실시예에 따른 훈련을 위한 장치를 나타낸 도면.
1 is a diagram illustrating an apparatus for voice recognition according to an embodiment;
2 is a diagram illustrating a main neural network and a sub-neural network according to an embodiment;
3 is a diagram illustrating a concept of a recurrent model according to an embodiment.
4 is a diagram illustrating a speech recognition process in a recurrent neural network according to an embodiment.
5 is a diagram illustrating a speech recognition process in a deep neural network according to an embodiment.
6 is a diagram illustrating an apparatus for voice recognition according to an embodiment.
Fig. 7 shows an apparatus for training according to an embodiment;

본 명세서에서 개시되어 있는 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 기술적 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 실시예들은 다양한 다른 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.Specific structural or functional descriptions disclosed in this specification are merely illustrative for the purpose of describing embodiments according to technical concepts, and the embodiments may be embodied in various other forms and are limited to the embodiments described herein. doesn't happen

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 이해되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various elements, but these terms should be understood only for the purpose of distinguishing one element from another element. For example, a first component may be termed a second component, and similarly, a second component may also be termed a first component.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" are intended to designate that the described feature, number, step, action, component, part, or combination thereof exists, and includes one or more other features or numbers, steps, actions, It should be understood that the possibility of the presence or addition of components, parts or combinations thereof is not precluded in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present specification. does not

이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in each figure indicate like elements.

도 1은 일 실시예에 따른 음성 인식을 위한 장치를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 음성 인식을 위한 장치(100)는 메인 뉴럴 네트워크(110) 및 서브 뉴럴 네트워크(120)를 포함한다. 장치(100)는 아래에서 설명되는 적어도 하나의 동작을 위한 명령어들을 저장하는 메모리 및 해당 명령어들을 실행하는 프로세서를 포함할 수 있고, 메인 뉴럴 네트워크(110) 및 서브 뉴럴 네트워크(120)는 장치(100)의 메모리에 명령어의 형태로 저장될 수 있다. 메인 뉴럴 네트워크(110) 및 서브 뉴럴 네트워크(120) 각각은 딥 뉴럴 네트워크(deep neural network), 혹은 리커런트 뉴럴 네트워크(recurrent neural network)를 포함할 수 있다.1 is a diagram illustrating an apparatus for voice recognition according to an embodiment. Referring to FIG. 1 , the apparatus 100 for speech recognition includes a main neural network 110 and a sub-neural network 120 . The device 100 may include a memory that stores instructions for at least one operation described below and a processor that executes the instructions, and the main neural network 110 and the sub-neural network 120 are the device 100 . ) in the memory in the form of instructions. Each of the main neural network 110 and the sub-neural network 120 may include a deep neural network or a recurrent neural network.

메인 뉴럴 네트워크(110)는 음성 데이터를 수신하고, 음성 데이터에 대응하는 인식 결과는 출력할 수 있다. 음성 데이터는 음성 시퀀스로 지칭될 수도 있으며, 복수의 음성 프레임들을 포함할 수 있다. 복수의 프레임들 각각은 사용자의 음성 입력에 기초하여 획득된 음성 신호로부터 추출된 특징 벡터들에 대응할 수 있다. 예를 들어, 장치(100)는 음성 신호에서 특징을 추출하여 음성 데이터를 생성할 수 있다.The main neural network 110 may receive voice data and output a recognition result corresponding to the voice data. Voice data may be referred to as a voice sequence and may include a plurality of voice frames. Each of the plurality of frames may correspond to feature vectors extracted from a voice signal obtained based on a user's voice input. For example, the apparatus 100 may generate voice data by extracting features from a voice signal.

메인 뉴럴 네트워크(110)는 음향 모델을 포함할 수 있다. 이 경우, 메인 뉴럴 네트워크(110)에서 출력된 인식 결과는 음성 데이터에 포함된 각 프레임의 음향 점수를 포함할 수 있다. 음향 모델은 음성 인식 엔진을 위한 것으로, 음성 인식 엔진은 음향 모델, 및 디코더를 포함할 수 있다. 음향 모델은 입력된 음성 신호의 각 프레임이 어떤 발음에 가까운지에 대한 정보를 제공할 수 있다. 디코더는 음향 모델이 제공하는 정보에 기초하여, 입력된 음성이 어떤 단어에 가까운지, 혹은 어떤 문장에 가까운지 계산할 수 있다.The main neural network 110 may include an acoustic model. In this case, the recognition result output from the main neural network 110 may include the sound score of each frame included in the voice data. The acoustic model is for a speech recognition engine, and the speech recognition engine may include an acoustic model and a decoder. The acoustic model may provide information on which pronunciation each frame of the input voice signal is close to. The decoder may calculate which word or sentence the input voice is close to, based on information provided by the acoustic model.

장치(100)는 음성 데이터로부터 식별 벡터(identity vector)를 추출하고, 식별 벡터에 기초하여 서브 입력 벡터를 구성할 수 있다. 식별 벡터는 음성 데이터의 매 프레임마다 추출되거나, 혹은 음성 데이터에서 미리 정해진 주기로 추출되거나, 혹은 음성 데이터에서 단일의 식별 벡터가 추출될 수 있다. 아래에서는 매 프레임에 관해 일정한 값을 갖는 단일의 식별 벡터가 이용되는 것을 가정한다. 식별 벡터는 사용자의 개별적인 특성을 나타낼 수 있다. 일례로, 식별 벡터는 음성으로부터 추출된 음향 파라미터의 분포를 GMM(Gaussian mixture model)으로 모델링했을 때, 각 가우시안들의 평균 값들을 연결하여 만든 GMM 슈퍼벡터가 가지고 있는 변이성을 표현하는 벡터일 수 있다. 서브 입력 벡터는 서브 뉴럴 네트워크(120)에 입력되는 벡터를 나타낸다. 예를 들어, 서브 입력 벡터는 식별 벡터를 포함하거나, 혹은 식별 벡터와 함께 음성 데이터를 더 포함할 수 있다.The apparatus 100 may extract an identity vector from voice data and construct a sub-input vector based on the identification vector. The identification vector may be extracted for every frame of the voice data, or may be extracted from the voice data at a predetermined period, or a single identification vector may be extracted from the voice data. It is assumed below that a single identification vector having a constant value is used for every frame. The identification vector may represent individual characteristics of the user. As an example, the identification vector may be a vector expressing the variability of the GMM supervector created by connecting the average values of each Gaussian when the distribution of the acoustic parameters extracted from the voice is modeled with a Gaussian mixture model (GMM). The sub-input vector represents a vector input to the sub-neural network 120 . For example, the sub-input vector may include an identification vector or may further include voice data together with the identification vector.

장치(100)는 식별 벡터를 포함하는 서브 입력 벡터를 서브 뉴럴 네트워크(120)에 입력할 수 있다. 서브 뉴럴 네트워크(120)는 서브 입력 벡터의 입력에 반응하여 스케일링 팩터의 결정을 위한 성분을 출력하도록 미리 훈련될 수 있다. 장치(100)는 서브 뉴럴 네트워크(120)의 출력에 기초하여 스케일링 팩터를 결정하고, 결정된 스케일링 팩터를 메인 뉴럴 네트워크(110)에 적용할 수 있다.The apparatus 100 may input a sub-input vector including the identification vector to the sub-neural network 120 . The sub-neural network 120 may be pre-trained to output a component for determining a scaling factor in response to an input of a sub-input vector. The apparatus 100 may determine a scaling factor based on the output of the sub-neural network 120 , and apply the determined scaling factor to the main neural network 110 .

일 실시예에 따르면, 서브 뉴럴 네트워크(120)는 리커런트 뉴럴 네트워크를 포함할 수 있다. 이 경우, 타임 스텝 t에서의 서브 입력 벡터는 타임 스텝 t-1에서 히든 상태 벡터, 타임 스텝 t에서 음성 데이터 및 식별 벡터로 구성될 수 있다. 서브 입력 벡터가 타임 스텝 별로 생성되므로, 스케일링 팩터는 음성 데이터의 매 타임 스텝 별로 결정될 수 있다. 장치(100)는 음성 데이터를 인식하는 동안 매 타임 스텝 별로 스케일링 팩터를 결정하여 메인 뉴럴 네트워크(110)에 적용할 수 있다.According to an embodiment, the sub-neural network 120 may include a recurrent neural network. In this case, the sub-input vector at time step t may be composed of a hidden state vector at time step t-1, and voice data and an identification vector at time step t. Since the sub-input vector is generated for each time step, the scaling factor may be determined for each time step of the voice data. The apparatus 100 may determine a scaling factor for each time step while recognizing voice data and apply it to the main neural network 110 .

다른 실시예에 따르면, 서브 뉴럴 네트워크(120)는 딥 뉴럴 네트워크를 포함할 수 있다. 이 경우, 서브 입력 벡터는 식별 벡터로 구성될 수 있다. 다시 말해 식별 벡터가 서브 입력 벡터로서 서브 뉴럴 네트워크(120)에 입력될 수 있다. 서브 입력 벡터가 타임 스텝과 무관하게 동일한 값을 가지므로, 스케일링 팩터는 음성 데이터에 관해 한번만 결정될 수 있다. 이러한 스케일링 팩터는 대표 스케일링 팩터로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 장치(100)는 메인 뉴럴 네트워크(110)를 통한 인식 동작 전에 음성 데이터로부터 식별 벡터를 추출하여 서브 뉴럴 네트워크(120)에 입력할 수 있고, 서브 뉴럴 네트워크(120)의 출력에 기초하여 대표 스케일링 팩터를 결정할 수 있다. 장치(100)는 대표 스케일링 팩터를 저장하고, 음성 데이터를 인식하는 동안 메인 뉴럴 네트워크(110)에 대표 스케일링 팩터를 적용할 수 있다.According to another embodiment, the sub-neural network 120 may include a deep neural network. In this case, the sub-input vector may be composed of an identification vector. In other words, the identification vector may be input to the sub-neural network 120 as a sub-input vector. Since the sub-input vectors have the same value irrespective of the time step, the scaling factor can be determined only once for the speech data. This scaling factor may be referred to as a representative scaling factor. For example, the device 100 may extract an identification vector from voice data before a recognition operation through the main neural network 110 and input it to the sub-neural network 120 , and based on the output of the sub-neural network 120 , Thus, a representative scaling factor may be determined. The device 100 may store the representative scaling factor and apply the representative scaling factor to the main neural network 110 while recognizing voice data.

장치(100)는 스케일링 팩터가 적용된 메인 뉴럴 네트워크(110)에 음성 데이터를 입력하고, 메인 뉴럴 네트워크(110)에서 출력된 음성 데이터의 인식 결과를 획득할 수 있다. 메인 뉴럴 네트워크(110)는 음성 데이터의 입력 및 스케일링 팩터의 적용에 반응하여 음성 데이터의 인식 결과를 출력하도록 미리 훈련될 수 있다. 메인 뉴럴 네트워크(110)는 서브 뉴럴 네트워크(120)의 출력에 기초하여 동작하므로, 메인 뉴럴 네트워크(110) 및 서브 뉴럴 네트워크(120)는 동시에 함께 훈련될 수 있다.The apparatus 100 may input voice data to the main neural network 110 to which the scaling factor is applied, and obtain a recognition result of the voice data output from the main neural network 110 . The main neural network 110 may be pre-trained to output a recognition result of speech data in response to an input of speech data and application of a scaling factor. Since the main neural network 110 operates based on the output of the sub-neural network 120 , the main neural network 110 and the sub-neural network 120 can be trained together at the same time.

실시예에 따르면, 메인 뉴럴 네트워크(110)에 사용자의 개별적인 특성이 반영될 수 있다. 예를 들어, 발음 습관이나 사투리와 같은 사용자의 개별적인 특성은 음성 인식의 정확도를 떨어뜨리는 요인으로 작용할 수 있다. 또한, 음향 모델을 특정한 사용자의 개별적인 특성에 기초하여 미리 학습시킬 경우, 해당 음향 모델은 해당 사용자 이외의 다른 사용자에게는 사용될 수 없다. 실시예에 따르면, 식별 벡터에 대응하여 음성 데이터의 인식 결과에 사용자의 개별적인 특성이 반영될 수 있다. 또한, 서브 뉴럴 네트워크(120)가 식별 벡터에 기초하여 스케일링 팩터의 결정 성분을 출력하도록 미리 훈련되며, 서브 뉴럴 네트워크(120)를 이용하여 사용자 적응적인 음성 인식이 수행될 수 있다.According to an embodiment, individual characteristics of a user may be reflected in the main neural network 110 . For example, a user's individual characteristics, such as a pronunciation habit or a dialect, may act as a factor that reduces the accuracy of speech recognition. In addition, when the acoustic model is trained in advance based on the individual characteristics of a specific user, the corresponding acoustic model cannot be used by users other than the corresponding user. According to the embodiment, the individual characteristics of the user may be reflected in the recognition result of the voice data corresponding to the identification vector. In addition, the sub-neural network 120 is pre-trained to output the determining component of the scaling factor based on the identification vector, and user adaptive speech recognition can be performed using the sub-neural network 120 .

도 2는 일 실시예에 따른 메인 뉴럴 네트워크 및 서브 뉴럴 네트워크를 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 메인 뉴럴 네트워크(210)는 제1 히든 레이어(211) 및 제n 히든 레이어(213)를 포함한다. 도 2에는 설명의 편의를 위해 메인 뉴럴 네트워크(210) 내에 두 개의 히든 레이어들이 도시되어 있으나, 메인 뉴럴 네트워크(210)는 하나의 히든 레이어, 혹은 셋 이상의 히든 레이어들을 포함할 수 있다. 또한, 도 2에 도시되지는 않았지만 메인 뉴럴 네트워크(210)는 입력 레이어 및 출력 레이어를 더 포함할 수 있다. 메인 뉴럴 네트워크(210)의 히든 레이어들은 복수의 노드들을 포함할 수 있다. 메인 뉴럴 네트워크(210)에서 인접한 레이어에 속한 각 노드는 시냅스들을 통해 서로 연결될 수 있고, 시냅스들에는 미리 훈련된 가중치가 부여될 수 있다. 메인 뉴럴 네트워크(210)는 음성 데이터의 입력에 반응하여 음성 데이터의 인식 결과를 출력할 수 있다.2 is a diagram illustrating a main neural network and a sub-neural network according to an embodiment. Referring to FIG. 2 , the main neural network 210 includes a first hidden layer 211 and an n-th hidden layer 213 . Although two hidden layers are shown in the main neural network 210 for convenience of explanation in FIG. 2 , the main neural network 210 may include one hidden layer or three or more hidden layers. Also, although not shown in FIG. 2 , the main neural network 210 may further include an input layer and an output layer. The hidden layers of the main neural network 210 may include a plurality of nodes. In the main neural network 210 , each node belonging to an adjacent layer may be connected to each other through synapses, and pre-trained weights may be assigned to the synapses. The main neural network 210 may output a recognition result of the voice data in response to the input of the voice data.

메인 뉴럴 네트워크(210) 내 각 히든 레이어들에 관하여 스케일링 팩터에 기초한 스케일링 동작이 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 히든 레이어(211)에 관하여 제1 스케일링 팩터에 기초한 스케일링 동작이 수행될 수 있고, 제n 히든 레이어(213)에 관하여 제n 스케일링 팩터에 기초한 스케일링 동작이 수행될 수 있다. 일 실시예에 따라 메인 뉴럴 네트워크(210)가 리커런트 뉴럴 네트워크를 포함하는 경우, 스케일링 팩터에 의해 메인 뉴럴 네트워크(210) 내 히든 유닛의 상태가 조절될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따라 메인 뉴럴 네트워크(210)가 딥 뉴럴 네트워크를 포함하는 경우, 스케일링 팩터에 의해 리커런트 뉴럴 네트워크 내 히든 레이어의 출력이 조절될 수 있다. 도 2에는 메인 뉴럴 네트워크(210) 및 서브 뉴럴 네트워크(220)가 딥 뉴럴 네트워크와 같이 도시되어 있으나, 메인 뉴럴 네트워크(210) 및 서브 뉴럴 네트워크(220)는 딥 뉴럴 네트워크로 제한되는 것은 아니며, 리커런트 뉴럴 네트워크와 같은 다른 종류의 뉴럴 네트워크일 수 있다.A scaling operation based on a scaling factor may be performed with respect to each hidden layer in the main neural network 210 . For example, a scaling operation based on a first scaling factor may be performed on the first hidden layer 211 , and a scaling operation based on an n-th scaling factor may be performed on the n-th hidden layer 213 . According to an embodiment, when the main neural network 210 includes a recurrent neural network, a state of a hidden unit in the main neural network 210 may be adjusted by a scaling factor. Also, according to an embodiment, when the main neural network 210 includes a deep neural network, an output of a hidden layer in the current neural network may be adjusted by a scaling factor. 2, the main neural network 210 and the sub-neural network 220 are shown as a deep neural network, but the main neural network 210 and the sub-neural network 220 are not limited to a deep neural network, It may be another kind of neural network, such as a current neural network.

도 2를 참조하면, 서브 뉴럴 네트워크(220)는 제1 네트워크(221) 및 제n 네트워크(223)를 포함한다. 도 2에는 설명의 편의를 위해 서브 뉴럴 네트워크(220) 내에 두 개의 네트워크들이 도시되어 있으나, 서브 뉴럴 네트워크(220)는 메인 뉴럴 네트워크(210) 내 히든 레이어들의 수에 대응하는 네트워크들을 포함할 수 있다. 제1 네트워크(221) 및 제2 네트워크(223)를 포함하는 서브 뉴럴 네트워크(220) 내 각 네트워크는 입력 레이어, 히든 레이어 및 출력 레이어를 포함할 수 있다. 서브 뉴럴 네트워크(220) 내 각 네트워크의 히든 레이어들은 복수의 노드들을 포함할 수 있다. 해당 각 네트워크에서 인접한 레이어에 속한 각 노드는 시냅스들을 통해 서로 연결될 수 있고, 시냅스들에는 미리 훈련된 가중치가 부여될 수 있다. 서브 뉴럴 네트워크(220) 내 각 네트워크는 서브 입력 벡터 데이터의 입력에 반응하여 스케일링 팩터를 결정하기 위한 성분을 출력할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the sub-neural network 220 includes a first network 221 and an n-th network 223 . Although two networks are shown in the sub-neural network 220 for convenience of explanation in FIG. 2 , the sub-neural network 220 may include networks corresponding to the number of hidden layers in the main neural network 210 . . Each network in the sub-neural network 220 including the first network 221 and the second network 223 may include an input layer, a hidden layer, and an output layer. Hidden layers of each network in the sub-neural network 220 may include a plurality of nodes. In each corresponding network, each node belonging to an adjacent layer may be connected to each other through synapses, and pre-trained weights may be assigned to the synapses. Each network in the sub-neural network 220 may output a component for determining a scaling factor in response to an input of sub-input vector data.

예를 들어, 제1 네트워크(221)의 출력에 기초하여 제1 스케일링 팩터가 결정될 수 있고, 제n 네트워크(223)의 출력에 기초하여 제n 스케일링 팩터가 결정될 수 있다. 아래에서 설명되겠지만, 스케일링 팩터는 서브 뉴럴 네트워크(220) 내 각 네트워크의 출력 자체로 결정될 수도 있고, 서브 뉴럴 네트워크(220) 내 각 네트워크의 출력에 관한 일정한 가공에 기초하여 결정될 수 있다. 서브 뉴럴 네트워크(220)가 리커런트 뉴럴 네트워크를 포함하는 경우, 여기서의 서브 뉴럴 네트워크(220) 내 각 네트워크의 출력은 서브 뉴럴 네트워크(220) 내 각 네트워크의 히든 상태를 의미할 수 있다. 서브 뉴럴 네트워크(220)가 딥 뉴럴 네트워크를 포함하는 경우, 식별 벡터가 서브 입력 벡터로서 서브 뉴럴 네트워크(220)에 입력될 수 있고, 서브 뉴럴 네트워크(220)의 출력에 기초하여 스케일링 벡터가 획득될 수 있다. 획득된 스케일링 팩터는 대표 스케일링 팩터로서 메모리 등의 저장 장치에 저장될 수 있고, 메인 뉴럴 네트워크(210)의 인식 동작 시 메인 뉴럴 네트워크(210)에 적용될 수 있다.For example, a first scaling factor may be determined based on an output of the first network 221 , and an n-th scaling factor may be determined based on an output of the n-th network 223 . As will be described below, the scaling factor may be determined by the output of each network in the sub-neural network 220 , or may be determined based on a certain processing of the output of each network in the sub-neural network 220 . When the sub-neural network 220 includes a recurrent neural network, the output of each network in the sub-neural network 220 may mean a hidden state of each network in the sub-neural network 220 . When the sub-neural network 220 includes a deep neural network, an identification vector may be input to the sub-neural network 220 as a sub-input vector, and a scaling vector may be obtained based on the output of the sub-neural network 220 . can The obtained scaling factor may be stored in a storage device such as a memory as a representative scaling factor, and may be applied to the main neural network 210 during a recognition operation of the main neural network 210 .

도 3은 일 실시예에 따른 리커런트 모델의 개념을 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 리커런트 모델은 회기 루프를 가질 수 있다. 리커런트 모델의 출력이 리커런트 모델에 다시 입력됨으로써 입력 Xt로부터 새로운 출력 Ot가 출력될 수 있다. 예를 들어, 리커런트 모델은 노드(310)를 포함할 수 있고, 노드(310)의 출력이 노드(310)에 다시 입력될 수 있다. 리커런트 뉴럴 네트워크는 리커런트 모델에 기초하여 구현될 수 있다. 아래에서 노드(310)와 연관된 값을 지시하는 파라미터는 상태 파라미터로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 상태 파라미터는 노드(310)의 출력 값 등을 포함할 수 있다.3 is a diagram illustrating a concept of a recurrent model according to an embodiment. Referring to FIG. 3 , the recurrent model may have a regression loop. A new output Ot may be output from the input Xt by inputting the output of the current model back to the current model. For example, the recurrent model may include node 310 , and the output of node 310 may be input back to node 310 . A recurrent neural network may be implemented based on a recurrent model. Hereinafter, a parameter indicating a value associated with the node 310 may be referred to as a state parameter. For example, the state parameter may include an output value of the node 310 and the like.

예를 들어, 리커런트 모델은 LSTM(long short term memory) 또는 GRUs(gated recurrent units)로 구현될 수 있다. 리커런트 모델에서 노드(310)는 복수의 게이트(gate)들을 포함할 수 있고, 노드(310)의 상태 파라미터는 노드(310)의 셀 상태를 나타내는 벡터 값을 포함할 수 있다. 노드(310)의 셀 상태를 나타내는 벡터는 상태 벡터로 지칭될 수 있다. 상태 벡터는 노드(310)의 게이트에 기초하여 제어될 수 있다. 입력 Xt는 음성 데이터에서 타임 스텝 t에 리커런트 모델로 입력되는 프레임을 나타낼 수 있고, 출력 Ot는 타임 스텝 t 에 리커런트 모델로부터 출력되는 프레임 데이터를 나타낼 수 있다.For example, the recurrent model may be implemented in long short term memory (LSTM) or gated recurrent units (GRUs). In the current model, the node 310 may include a plurality of gates, and the state parameter of the node 310 may include a vector value indicating the cell state of the node 310 . A vector representing the cell state of the node 310 may be referred to as a state vector. The state vector may be controlled based on the gate of node 310 . The input Xt may represent a frame input from the recurrent model at a time step t in speech data, and the output Ot may represent frame data output from the recurrent model at a time step t.

도 4는 일 실시예에 따른 리커런트 뉴럴 네트워크에서의 음성 인식 과정을 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 메인 뉴럴 네트워크는 리커런트 뉴럴 네트워크일 수 있고, 펼쳐진(unfolded) 상태에서 히든 유닛들(410, 420)을 포함할 수 있다. 히든 유닛들(410, 420) 각각은 전술된 노드에 대응할 수 있다. 도 4에는 메인 뉴럴 네트워크에 관하여 타임 스텝 t-1에서의 히든 유닛(410) 및 타임 스텝 t에서의 히든 유닛(420)이 도시되어 있으나, 메인 뉴럴 네트워크는 이보다 더 많은 수의 히든 유닛들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 메인 뉴럴 네트워크가 펼쳐진 길이는 음성 데이터의 길이, 또는 음성 데이터의 윈도우 사이즈에 대응할 수 있다. 또한, 히든 유닛들(410, 420)은 하나의 레이어에 포함되며, 메인 뉴럴 네트워크는 히든 유닛들(410, 420)이 포함된 레이어 이외에 더 많은 레이어들을 포함할 수 있다. 일반적인 리커런트 뉴럴 네트워크의 히든 상태 벡터는 수학식 1로 나타낼 수 있다.4 is a diagram illustrating a speech recognition process in a recurrent neural network according to an embodiment. Referring to FIG. 4 , the main neural network may be a recurrent neural network, and may include hidden units 410 and 420 in an unfolded state. Each of the hidden units 410 and 420 may correspond to the above-described node. 4 shows the hidden unit 410 at time step t-1 and the hidden unit 420 at time step t with respect to the main neural network, but the main neural network may include a larger number of hidden units than this. can For example, the extended length of the main neural network may correspond to the length of the voice data or the window size of the voice data. In addition, the hidden units 410 and 420 are included in one layer, and the main neural network may include more layers in addition to the layer including the hidden units 410 and 420 . A hidden state vector of a general recurrent neural network can be expressed by Equation (1).

Figure 112017103736282-pat00001
Figure 112017103736282-pat00001

수학식 1에서,

Figure 112017103736282-pat00002
는 타임 스텝 t에서 히든 상태 벡터를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00003
는 tanh(hyperbolic tangent) 및 ReLU(rectified linear unit)와 같은 비선형 연산을 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00004
는 히든 가중치를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00005
은 타임 스텝 t-1에서 히든 상태 벡터를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00006
는 입력 가중치를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00007
는 타임 스텝 t에서 입력 벡터를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00008
는 바이어스를 나타낸다.
Figure 112017103736282-pat00009
,
Figure 112017103736282-pat00010
Figure 112017103736282-pat00011
각각은 모든 타임 스텝에 관해 동일한 값을 가질 수 있다.
Figure 112017103736282-pat00012
의 차원은
Figure 112017103736282-pat00013
,
Figure 112017103736282-pat00014
의 차원은
Figure 112017103736282-pat00015
,
Figure 112017103736282-pat00016
의 차원은
Figure 112017103736282-pat00017
,
Figure 112017103736282-pat00018
의 차원은
Figure 112017103736282-pat00019
일 수 있다.
Figure 112017103736282-pat00020
는 리커런트 뉴럴 네트워크에서 히든 유닛의 수를 나타낸다. 아래에서 메인 뉴럴 네트워크에 관해서는 수학식 1의 표기(notation)를 사용하고, 서브 뉴럴 네트워크에 관해서는 수학식 1의 표기에 햇(hat)을 씌워 사용한다.In Equation 1,
Figure 112017103736282-pat00002
denotes the hidden state vector at time step t,
Figure 112017103736282-pat00003
represents non-linear operations such as hyperbolic tangent (tanh) and rectified linear unit (ReLU),
Figure 112017103736282-pat00004
represents the hidden weight,
Figure 112017103736282-pat00005
denotes the hidden state vector at time step t-1,
Figure 112017103736282-pat00006
represents the input weight,
Figure 112017103736282-pat00007
denotes the input vector at time step t,
Figure 112017103736282-pat00008
represents the bias.
Figure 112017103736282-pat00009
,
Figure 112017103736282-pat00010
and
Figure 112017103736282-pat00011
Each can have the same value for all time steps.
Figure 112017103736282-pat00012
the dimension of
Figure 112017103736282-pat00013
,
Figure 112017103736282-pat00014
the dimension of
Figure 112017103736282-pat00015
,
Figure 112017103736282-pat00016
the dimension of
Figure 112017103736282-pat00017
,
Figure 112017103736282-pat00018
the dimension of
Figure 112017103736282-pat00019
can be
Figure 112017103736282-pat00020
denotes the number of hidden units in the current neural network. In the following, the notation of Equation 1 is used for the main neural network, and a hat is used to cover the notation of Equation 1 for the sub-neural network.

일 실시예에 따르면, 서브 뉴럴 네트워크는 리커런트 뉴럴 네트워크를 포함할 수 있다. 이 경우, 서브 뉴럴 네트워크는 메인 뉴럴 네트워크에 대응하는 레이어들 및 히든 유닛들을 포함할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 서브 뉴럴 네트워크에는 타임 스텝 별로 생성된 서브 입력 벡터가 입력될 수 있다. 이 경우, 서브 입력 벡터는 수학식 2로 나타낼 수 있다.According to an embodiment, the sub-neural network may include a recurrent neural network. In this case, the sub-neural network may include layers and hidden units corresponding to the main neural network. According to the present embodiment, a sub-input vector generated for each time step may be input to the sub-neural network. In this case, the sub-input vector may be expressed by Equation (2).

Figure 112017103736282-pat00021
Figure 112017103736282-pat00021

수학식 2에서,

Figure 112017103736282-pat00022
는 타임 스텝 t에서 서브 입력 벡터를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00023
은 타임 스텝 t-1에서 히든 상태 벡터를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00024
는 타임 스텝 t에서 음성 데이터를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00025
는 식별 벡터를 나타낸다. 수학식 2에서
Figure 112017103736282-pat00026
는 일정한 값을 갖는다.In Equation 2,
Figure 112017103736282-pat00022
denotes the sub-input vector at time step t,
Figure 112017103736282-pat00023
denotes the hidden state vector at time step t-1,
Figure 112017103736282-pat00024
represents the voice data at time step t,
Figure 112017103736282-pat00025
denotes an identification vector. in Equation 2
Figure 112017103736282-pat00026
has a constant value.

Figure 112017103736282-pat00027
의 입력에 반응하여, 서브 뉴럴 네트워크는 스케일링 팩터를 결정하기 위한 성분을 출력할 수 있다. 여기에서 해당 성분을 출력한다는 것은 해당 성분을 셀 상태 값으로 저장하는 것을 포함할 수 있다. 해당 성분은 수학식 3으로 나타나는 서브 뉴럴 네트워크의 히든 상태 벡터를 포함할 수 있다.
Figure 112017103736282-pat00027
In response to an input of , the sub-neural network may output a component for determining a scaling factor. Here, outputting the corresponding component may include storing the corresponding component as a cell state value. The corresponding component may include a hidden state vector of the sub-neural network represented by Equation (3).

Figure 112017103736282-pat00028
Figure 112017103736282-pat00028

수학식 3에서,

Figure 112017103736282-pat00029
는 타임 스텝 t에서 히든 상태 벡터를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00030
는 히든 가중치를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00031
는 입력 가중치를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00032
는 tanh 및 relu와 같은 비선형 연산을 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00033
는 타임 스텝 t에서 서브 입력 벡터를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00034
는 바이어스를 나타낸다.
Figure 112017103736282-pat00035
,
Figure 112017103736282-pat00036
Figure 112017103736282-pat00037
각각은 모든 타임 스텝에 관해 동일한 값을 가질 수 있다.
Figure 112017103736282-pat00038
의 차원은
Figure 112017103736282-pat00039
,
Figure 112017103736282-pat00040
의 차원은
Figure 112017103736282-pat00041
,
Figure 112017103736282-pat00042
의 차원은
Figure 112017103736282-pat00043
일 수 있다.
Figure 112017103736282-pat00044
는 서브 뉴럴 네트워크의 히든 유닛의 수를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00045
는 메인 뉴럴 네트워크의 히든 유닛의 수를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00046
는 음성 데이터의 차원을 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00047
는 식별 벡터의 차원을 나타낸다.In Equation 3,
Figure 112017103736282-pat00029
denotes the hidden state vector at time step t,
Figure 112017103736282-pat00030
represents the hidden weight,
Figure 112017103736282-pat00031
represents the input weight,
Figure 112017103736282-pat00032
represents non-linear operations such as tanh and relu,
Figure 112017103736282-pat00033
denotes the sub-input vector at time step t,
Figure 112017103736282-pat00034
represents the bias.
Figure 112017103736282-pat00035
,
Figure 112017103736282-pat00036
and
Figure 112017103736282-pat00037
Each can have the same value for all time steps.
Figure 112017103736282-pat00038
the dimension of
Figure 112017103736282-pat00039
,
Figure 112017103736282-pat00040
the dimension of
Figure 112017103736282-pat00041
,
Figure 112017103736282-pat00042
the dimension of
Figure 112017103736282-pat00043
can be
Figure 112017103736282-pat00044
represents the number of hidden units in the sub-neural network,
Figure 112017103736282-pat00045
represents the number of hidden units in the main neural network,
Figure 112017103736282-pat00046
represents the dimension of the voice data,
Figure 112017103736282-pat00047
denotes the dimension of the identification vector.

Figure 112017103736282-pat00048
Figure 112017103736282-pat00049
에 기초하여 결정되므로, 사용자 별로 다르게 얻어질 수 있다.
Figure 112017103736282-pat00050
를 이용하여 메인 뉴럴 네트워크를 스케일링하기 위한 스케일링 팩터
Figure 112017103736282-pat00051
가 결정될 수 있다. 일 실시예에 따르면,
Figure 112017103736282-pat00052
Figure 112017103736282-pat00053
로 이용될 수 있다. 이 경우,
Figure 112017103736282-pat00054
Figure 112017103736282-pat00055
는 같다. 다른 실시예에 따르면, 성능 향상을 위해
Figure 112017103736282-pat00056
로 저차원의 벡터
Figure 112017103736282-pat00057
가 생성되고,
Figure 112017103736282-pat00058
로 다시 고차원의 벡터
Figure 112017103736282-pat00059
가 생성되고,
Figure 112017103736282-pat00060
Figure 112017103736282-pat00061
로 이용될 수 있다. 이 경우,
Figure 112017103736282-pat00062
Figure 112017103736282-pat00063
보다 작고, 여기서
Figure 112017103736282-pat00064
Figure 112017103736282-pat00065
의 차원을 나타낸다.
Figure 112017103736282-pat00066
는 수학식 4로 나타낼 수 있고,
Figure 112017103736282-pat00067
는 수학식 5로 나타낼 수 있다.
Figure 112017103736282-pat00048
Is
Figure 112017103736282-pat00049
Since it is determined based on , it may be obtained differently for each user.
Figure 112017103736282-pat00050
A scaling factor for scaling the main neural network using
Figure 112017103736282-pat00051
can be determined. According to one embodiment,
Figure 112017103736282-pat00052
go
Figure 112017103736282-pat00053
can be used as in this case,
Figure 112017103736282-pat00054
Wow
Figure 112017103736282-pat00055
is equal to According to another embodiment, in order to improve the performance
Figure 112017103736282-pat00056
low-dimensional vector
Figure 112017103736282-pat00057
is created,
Figure 112017103736282-pat00058
high dimensional vector back to
Figure 112017103736282-pat00059
is created,
Figure 112017103736282-pat00060
go
Figure 112017103736282-pat00061
can be used as in this case,
Figure 112017103736282-pat00062
Is
Figure 112017103736282-pat00063
smaller, where
Figure 112017103736282-pat00064
Is
Figure 112017103736282-pat00065
represents the dimension of
Figure 112017103736282-pat00066
can be expressed by Equation 4,
Figure 112017103736282-pat00067
can be expressed by Equation 5.

Figure 112017103736282-pat00068
Figure 112017103736282-pat00068

수학식 4에서,

Figure 112017103736282-pat00069
Figure 112017103736282-pat00070
에 기초한 저차원의 벡터를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00071
는 히든 가중치를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00072
는 타임 스텝 t에서 히든 상태 벡터를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00073
는 바이어스를 나타낸다.
Figure 112017103736282-pat00074
Figure 112017103736282-pat00075
각각은 모든 타임 스텝에 관해 동일한 값을 가질 수 있다.
Figure 112017103736282-pat00076
의 차원은
Figure 112017103736282-pat00077
,
Figure 112017103736282-pat00078
의 차원은
Figure 112017103736282-pat00079
일 수 있다.In Equation 4,
Figure 112017103736282-pat00069
Is
Figure 112017103736282-pat00070
represents a low-dimensional vector based on
Figure 112017103736282-pat00071
represents the hidden weight,
Figure 112017103736282-pat00072
denotes the hidden state vector at time step t,
Figure 112017103736282-pat00073
represents the bias.
Figure 112017103736282-pat00074
and
Figure 112017103736282-pat00075
Each can have the same value for all time steps.
Figure 112017103736282-pat00076
the dimension of
Figure 112017103736282-pat00077
,
Figure 112017103736282-pat00078
the dimension of
Figure 112017103736282-pat00079
can be

Figure 112017103736282-pat00080
Figure 112017103736282-pat00080

수학식 5에서,

Figure 112017103736282-pat00081
Figure 112017103736282-pat00082
에 기초한 고차원의 벡터를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00083
Figure 112017103736282-pat00084
에 기초한 저차원의 벡터를 나타낸다.
Figure 112017103736282-pat00085
가 스케일링 팩터로 이용될 경우, 메인 뉴럴 네트워크의 히든 상태 벡터는 수학식 6으로 나타낼 수 있다.In Equation 5,
Figure 112017103736282-pat00081
Is
Figure 112017103736282-pat00082
represents a high-dimensional vector based on
Figure 112017103736282-pat00083
Is
Figure 112017103736282-pat00084
represents a low-dimensional vector based on .
Figure 112017103736282-pat00085
When is used as a scaling factor, the hidden state vector of the main neural network can be expressed by Equation (6).

Figure 112017103736282-pat00086
Figure 112017103736282-pat00086

수학식 6에서,

Figure 112017103736282-pat00087
는 타임 스텝 t에서 히든 상태 벡터를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00088
는 스케일링 팩터를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00089
는 tanh 및 relu와 같은 비선형 연산을 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00090
는 히든 가중치를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00091
은 타임 스텝 t-1에서 히든 상태 벡터를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00092
는 입력 가중치를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00093
는 타임 스텝 t에서 음성 데이터를 나타내고,
Figure 112017103736282-pat00094
는 바이어스를 나타낸다.
Figure 112017103736282-pat00095
,
Figure 112017103736282-pat00096
Figure 112017103736282-pat00097
각각은 모든 타임 스텝에 관해 동일한 값을 가질 수 있다.
Figure 112017103736282-pat00098
의 차원은
Figure 112017103736282-pat00099
,
Figure 112017103736282-pat00100
의 차원은
Figure 112017103736282-pat00101
,
Figure 112017103736282-pat00102
의 차원은
Figure 112017103736282-pat00103
,
Figure 112017103736282-pat00104
의 차원은
Figure 112017103736282-pat00105
일 수 있다.
Figure 112017103736282-pat00106
는 리커런트 뉴럴 네트워크에서 히든 유닛의 수를 나타낸다.In Equation 6,
Figure 112017103736282-pat00087
denotes the hidden state vector at time step t,
Figure 112017103736282-pat00088
represents the scaling factor,
Figure 112017103736282-pat00089
represents non-linear operations such as tanh and relu,
Figure 112017103736282-pat00090
represents the hidden weight,
Figure 112017103736282-pat00091
denotes the hidden state vector at time step t-1,
Figure 112017103736282-pat00092
represents the input weight,
Figure 112017103736282-pat00093
represents the voice data at time step t,
Figure 112017103736282-pat00094
represents the bias.
Figure 112017103736282-pat00095
,
Figure 112017103736282-pat00096
and
Figure 112017103736282-pat00097
Each can have the same value for all time steps.
Figure 112017103736282-pat00098
the dimension of
Figure 112017103736282-pat00099
,
Figure 112017103736282-pat00100
the dimension of
Figure 112017103736282-pat00101
,
Figure 112017103736282-pat00102
the dimension of
Figure 112017103736282-pat00103
,
Figure 112017103736282-pat00104
the dimension of
Figure 112017103736282-pat00105
can be
Figure 112017103736282-pat00106
denotes the number of hidden units in the current neural network.

수학식 6에서,

Figure 112017103736282-pat00107
는 스케일링 전의 히든 상태 벡터이자 스케일링 대상이다. 메인 뉴럴 네트워크에서
Figure 112017103736282-pat00108
Figure 112017103736282-pat00109
는 미리 훈련되며, 스케일링 팩터
Figure 112017103736282-pat00110
는 미리 훈련된
Figure 112017103736282-pat00111
Figure 112017103736282-pat00112
를 이용하여 연산된 스케일링 전의 히든 상태 벡터인
Figure 112017103736282-pat00113
를 스케일링하는 것으로 볼 수 있다. 만약, 스케일링 팩터로
Figure 112017103736282-pat00114
대신
Figure 112017103736282-pat00115
가 사용될 경우, 수학식 6에서
Figure 112017103736282-pat00116
대신
Figure 112017103736282-pat00117
또는
Figure 112017103736282-pat00118
가 대입될 수 있다. 스케일링 대상이
Figure 112017103736282-pat00119
인 경우, 스케일링 대상이
Figure 112017103736282-pat00120
Figure 112017103736282-pat00121
인 경우에 비해 연산량이 적은 이점이 있다.In Equation 6,
Figure 112017103736282-pat00107
is a hidden state vector before scaling and is a scaling target. in the main neural network
Figure 112017103736282-pat00108
and
Figure 112017103736282-pat00109
is pre-trained, the scaling factor
Figure 112017103736282-pat00110
is pre-trained
Figure 112017103736282-pat00111
and
Figure 112017103736282-pat00112
The hidden state vector before scaling calculated using
Figure 112017103736282-pat00113
It can be seen as scaling If the scaling factor is
Figure 112017103736282-pat00114
instead
Figure 112017103736282-pat00115
If is used, in Equation 6
Figure 112017103736282-pat00116
instead
Figure 112017103736282-pat00117
or
Figure 112017103736282-pat00118
can be substituted. scaling target
Figure 112017103736282-pat00119
If , the scaling target is
Figure 112017103736282-pat00120
and
Figure 112017103736282-pat00121
Compared to the case of , there is an advantage that the amount of computation is small.

수학식 6에서,

Figure 112017103736282-pat00122
에서
Figure 112017103736282-pat00123
는 스케일링 정도를 결정하고,
Figure 112017103736282-pat00124
는 스케일링 범위를 제한할 수 있다. 스케일링 결과가 과도하게 크거나 과도하게 작으면 오히려 인식의 정확도가 떨어질 수 있는데, 실시예에 따르면
Figure 112017103736282-pat00125
를 통해 스케일링 범위가 적정하게 유지될 수 있다. 예를 들어,
Figure 112017103736282-pat00126
는 아래 수학식 7에 기초하여 연산될 수 있다.In Equation 6,
Figure 112017103736282-pat00122
at
Figure 112017103736282-pat00123
determines the degree of scaling,
Figure 112017103736282-pat00124
may limit the scaling range. If the scaling result is excessively large or excessively small, the recognition accuracy may rather decrease.
Figure 112017103736282-pat00125
Through this, the scaling range can be properly maintained. for example,
Figure 112017103736282-pat00126
can be calculated based on Equation 7 below.

Figure 112017103736282-pat00127
Figure 112017103736282-pat00127

도 4를 참조하면, 서브 뉴럴 네트워크의 히든 유닛(430)에 기초하여 스케일링 팩터가 결정될 수 있고, 메인 뉴럴 네트워크의 히든 유닛(410)의 히든 상태 벡터 및 결정된 스케일링 팩터에 기초하여 메인 뉴럴 네트워크의 히든 유닛(420)의 히든 상태 벡터가 결정될 수 있다. 도 4에는 히든 유닛(420)을 위한 스케일링 팩터 및 히든 유닛(420)의 히든 상태 벡터가 결정되는 것이 도시되어 있으나, 전술된 사항에 따라 도 4에 도시되지 않은 메인 뉴럴 네트워크의 모든 히든 유닛을 위한 스케일링 팩터 및 히든 상태 벡터가 결정될 수 있다. 히든 유닛(420)의 히든 상태 벡터에 대응하는 출력 및 히든 유닛(430)의 히든 상태 벡터에 대응하는 출력에 기초하여 인식 결과가 결정될 수 있다.Referring to FIG. 4 , a scaling factor may be determined based on the hidden unit 430 of the sub-neural network, and a hidden state vector of the hidden unit 410 of the main neural network and a hidden state of the main neural network based on the determined scaling factor may be used. A hidden state vector of the unit 420 may be determined. 4 shows that the scaling factor for the hidden unit 420 and the hidden state vector of the hidden unit 420 are determined. However, according to the foregoing, for all hidden units of the main neural network not shown in FIG. A scaling factor and a hidden state vector may be determined. A recognition result may be determined based on an output corresponding to the hidden state vector of the hidden unit 420 and an output corresponding to the hidden state vector of the hidden unit 430 .

다른 실시예에 따르면, 서브 뉴럴 네트워크는 딥 뉴럴 네트워크를 포함할 수 있다. 이 경우, 서브 뉴럴 네트워크는 메인 뉴럴 네트워크에 대응하는 레이어들을 포함할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 서브 뉴럴 네트워크에는 서브 입력 벡터로서 식별 벡터가 입력될 수 있다. 서브 뉴럴 네트워크는 식별 벡터의 입력에 반응하여 스케일링 팩터를 결정하기 위한 성분을 출력할 수 있고, 서브 뉴럴 네트워크의 출력에 기초하여 스케일링 팩터가 결정될 수 있다. 이 경우, 서브 입력 벡터가 타임 스텝과 무관하게 동일한 값을 가지므로, 스케일링 팩터는 음성 데이터에 관해 한번만 결정될 수 있다. 이러한 스케일링 팩터는 대표 스케일링 팩터로 지칭될 수 있다. 대표 스케일링 팩터는 메인 뉴럴 네트워크의 인식 동작 전에 미리 획득되어 저장될 수 있고, 메인 뉴럴 네트워크가 음성 데이터를 인식하는 동안 메인 뉴럴 네트워크에 적용될 수 있다.According to another embodiment, the sub-neural network may include a deep neural network. In this case, the sub-neural network may include layers corresponding to the main neural network. According to the present embodiment, an identification vector may be input as a sub-input vector to the sub-neural network. The sub-neural network may output a component for determining the scaling factor in response to the input of the identification vector, and the scaling factor may be determined based on the output of the sub-neural network. In this case, since the sub-input vectors have the same value irrespective of the time step, the scaling factor can be determined only once for the speech data. This scaling factor may be referred to as a representative scaling factor. The representative scaling factor may be obtained and stored in advance before the recognition operation of the main neural network, and may be applied to the main neural network while the main neural network recognizes voice data.

대표 스케일링 팩터는 특정 사용자의 음성 인식 과정에서 미리 정해진 주기로 획득될 수 있다. 예를 들어, 대표 스케일링 벡터는 발성(utterance)마다, 사용자에 의해 지정된 시점마다, 혹은 사용자에 의해 지정된 주기마다 획득될 수 있다. 대표 스케일링 벡터가 획득되면 메모리 등의 저장 장치에 저장될 수 있고, 대표 스케일링 벡터가 다시 획득되기 전까지 계속하여 사용될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면 매 타임 스텝 별로 스케일링 벡터를 결정하여 메인 뉴럴 네트워크에 적용하는 경우에 비해 계산에 소요되는 비용이 감소될 수 있다.The representative scaling factor may be acquired at a predetermined period in the process of recognizing a specific user's voice. For example, the representative scaling vector may be obtained for every utterance, every time point designated by the user, or every period designated by the user. When the representative scaling vector is acquired, it may be stored in a storage device such as a memory, and may be continuously used until the representative scaling vector is acquired again. Therefore, according to the present embodiment, the calculation cost can be reduced compared to the case where the scaling vector is determined for each time step and applied to the main neural network.

도 5는 일 실시예에 따른 딥 뉴럴 네트워크에서의 음성 인식 과정을 나타낸 도면이다. 아래 도 5를 참조한 설명은 메인 뉴럴 네트워크가 딥 뉴럴 네트워크를 포함하는 것을 가정한다. 서브 뉴럴 네트워크는 딥 뉴럴 네트워크 또는 리커런트 뉴럴 네트워크를 포함할 수 있다. 도 5를 참조하면, 메인 뉴럴 네트워크는 히든 레이어들(510, 520)을 포함한다.5 is a diagram illustrating a speech recognition process in a deep neural network according to an embodiment. The description with reference to FIG. 5 below assumes that the main neural network includes a deep neural network. The sub-neural network may include a deep neural network or a recurrent neural network. Referring to FIG. 5 , the main neural network includes hidden layers 510 and 520 .

서브 뉴럴 네트워크는 식별 벡터에 기초하여 스케일링 팩터를 결정하는 성분을 출력할 수 있다. 서브 뉴럴 네트워크가 딥 뉴럴 네트워크를 포함하는 경우, 서브 뉴럴 네트워크의 동작에는 도 4의 설명에서 순환적인 특성을 제외한 사항이 적용될 수 있다. 스케일링 팩터가 결정된 이후, 스케일링 팩터는 히든 레이어 내 각 노드의 출력에 적용될 수 있다. 예를 들어, 노드(515)에서 노드(525)로의 출력에 스케일링 팩터가 적용될 수 있다. 스케일링 팩터는 모든 시냅스로 전달되는 모든 출력에 관해 결정되거나, 각 노드 별로 결정될 수 있다. 메인 뉴럴 네트워크의 가중치들은 서브 뉴럴 네트워크의 가중치들과 함께 미리 훈련된다. 스케일링 팩터는 미리 훈련된 메인 뉴럴 네트워크의 가중치들을 이용하여 연산된 히든 레이어의 출력 벡터를 스케일링할 수 있다. 스케일링 팩터의 적용에 대응하여 사용자의 개별적인 특성이 메인 뉴럴 네트워크의 인식 결과에 반영될 수 있다.The sub-neural network may output a component that determines the scaling factor based on the identification vector. When the sub-neural network includes a deep neural network, the operation of the sub-neural network may be applied with the exception of the cyclical characteristic in the description of FIG. 4 . After the scaling factor is determined, the scaling factor may be applied to the output of each node in the hidden layer. For example, a scaling factor may be applied to the output from node 515 to node 525 . The scaling factor may be determined with respect to all outputs transmitted to all synapses or may be determined for each node. The weights of the main neural network are pre-trained together with the weights of the sub-neural network. The scaling factor may scale the output vector of the hidden layer calculated using weights of the pre-trained main neural network. In response to the application of the scaling factor, individual characteristics of the user may be reflected in the recognition result of the main neural network.

도 6은 일 실시예에 따른 음성 인식을 위한 장치를 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 음성 인식을 위한 장치(600)는 프로세서(610) 및 메모리(620)를 포함한다. 메모리(620)는 메인 뉴럴 네트워크(621) 및 서브 뉴럴 네트워크(623)을 저장할 수 있다. 프로세서(610)는 메모리(620)에서 메인 뉴럴 네트워크(621) 및 서브 뉴럴 네트워크(623)에 관련된 데이터를 획득하고, 메인 뉴럴 네트워크(621) 및 서브 뉴럴 네트워크(623)에 관련된 동작을 처리할 수 있다. 프로세서(610)는 사용자의 개별적인 특성을 나타내는 식별 벡터를 음성 데이터로부터 추출하고, 식별 벡터를 포함하는 서브 입력 벡터를 서브 뉴럴 네트워크에 입력하고, 서브 뉴럴 네트워크의 출력에 기초하여 스케일링 팩터를 결정하고, 스케일링 팩터가 적용된 메인 뉴럴 네트워크에 음성 데이터를 입력하고, 메인 뉴럴 네트워크에서 출력된 상기 음성 데이터의 인식 결과를 획득할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 메모리(620)는 언어 모델 및 디코더를 더 포함할 수 있다. 프로세서(610)는 언어 모델 및 디코더를 이용하여 최종 인식 결과를 생성할 수 있다. 그 밖에, 장치(600)에는 전술된 사항이 적용될 수 있으며, 보다 상세한 설명은 생략한다.6 is a diagram illustrating an apparatus for voice recognition according to an embodiment. Referring to FIG. 6 , the apparatus 600 for voice recognition includes a processor 610 and a memory 620 . The memory 620 may store a main neural network 621 and a sub-neural network 623 . The processor 610 may obtain data related to the main neural network 621 and the sub-neural network 623 from the memory 620, and process operations related to the main neural network 621 and the sub-neural network 623. have. The processor 610 extracts an identification vector representing an individual characteristic of a user from voice data, inputs a sub-input vector including the identification vector to the sub-neural network, and determines a scaling factor based on the output of the sub-neural network, Voice data may be input to the main neural network to which the scaling factor is applied, and a recognition result of the voice data output from the main neural network may be obtained. According to an embodiment, the memory 620 may further include a language model and a decoder. The processor 610 may generate a final recognition result using a language model and a decoder. In addition, the above may be applied to the device 600 , and a detailed description thereof will be omitted.

도 7은 일 실시예에 따른 훈련을 위한 장치를 나타낸 도면이다. 도 7을 참조하면, 훈련을 위한 장치(700)는 프로세서(710) 및 메모리(720)를 포함한다. 메모리(720)는 메인 뉴럴 네트워크(721) 및 서브 뉴럴 네트워크(723)을 저장할 수 있다. 프로세서(710)는 메모리(720)에서 메인 뉴럴 네트워크(721) 및 서브 뉴럴 네트워크(723)를 획득할 수 있다. 프로세서(710)는 트레이닝 데이터에 기초하여 메인 뉴럴 네트워크(721) 및 서브 뉴럴 네트워크(723)를 훈련시킬 수 있다. 트레이닝 데이터(701)는 트레이닝 입력 및 트레이닝 출력을 포함할 수 있다. 트레이닝 입력은 메인 뉴럴 네트워크(721) 및 서브 뉴럴 네트워크(723)에 입력되는 입력 데이터로, 예컨대 음성 데이터를 포함할 수 있다. 트레이닝 출력은 트레이닝 입력에 매핑된 데이터로, 예컨대 트레이닝 입력이 메인 뉴럴 네트워크(721) 및 서브 뉴럴 네트워크(723)에 입력됨에 따라 메인 뉴럴 네트워크(721)에서 출력되어야 하는 레이블(label)일 수 있다. 예를 들어, 트레이닝 입력이 음성 데이터인 경우, 트레이닝 출력은 입력된 음성 데이터에 대응하는 문장의 발음 확률일 수 있다.7 is a diagram illustrating an apparatus for training according to an embodiment. Referring to FIG. 7 , an apparatus 700 for training includes a processor 710 and a memory 720 . The memory 720 may store a main neural network 721 and a sub-neural network 723 . The processor 710 may acquire a main neural network 721 and a sub-neural network 723 from the memory 720 . The processor 710 may train the main neural network 721 and the sub-neural network 723 based on the training data. Training data 701 may include a training input and a training output. The training input is input data input to the main neural network 721 and the sub-neural network 723 , and may include, for example, voice data. The training output is data mapped to the training input, and may be, for example, a label to be output from the main neural network 721 as the training input is input to the main neural network 721 and the sub-neural network 723 . For example, when the training input is voice data, the training output may be a pronunciation probability of a sentence corresponding to the input voice data.

프로세서(710)는 트레이닝 입력으로부터 트레이닝 출력이 산출되도록 메인 뉴럴 네트워크(721) 및 서브 뉴럴 네트워크(723)를 훈련시킬 수 있다. 메인 뉴럴 네트워크(721) 및 서브 뉴럴 네트워크(723)를 훈련시킨다는 것은 메인 뉴럴 네트워크(721) 및 서브 뉴럴 네트워크(723)의 파라미터를 훈련시키는 것, 메인 뉴럴 네트워크(721) 및 서브 뉴럴 네트워크(723)를 갱신하는 것, 혹은 메인 뉴럴 네트워크(721) 및 서브 뉴럴 네트워크(723)의 파라미터를 갱신하는 것을 포함할 수 있다.The processor 710 may train the main neural network 721 and the sub-neural network 723 to produce a training output from the training input. Training the main neural network 721 and the sub-neural network 723 means training the parameters of the main neural network 721 and the sub-neural network 723, the main neural network 721 and the sub-neural network 723 updating , or updating parameters of the main neural network 721 and the sub-neural network 723 .

프로세서(710)는 트레이닝 입력의 음성 데이터로부터 식별 벡터를 추출하여 식별 벡터를 포함하는 서브 입력 벡터를 서브 뉴럴 네트워크(723)에 제공하고, 서브 뉴럴 네트워크(723)가 스케일링 팩터의 결정을 위한 성분을 출력하도록 서브 뉴럴 네트워크(723)를 훈련시킬 수 있다. 장치(700)는 메인 뉴럴 네트워크(721)에 스케일링 팩터를 적용하고, 메인 뉴럴 네트워크(721)가 트레이닝 입력의 음성 데이터에 대응하는 인식 결과를 출력하도록 메인 뉴럴 네트워크(721)를 훈련시킬 수 있다. 메인 뉴럴 네트워크(721)는 서브 뉴럴 네트워크(723)의 출력에 기초하여 동작하므로, 메인 뉴럴 네트워크(721) 및 서브 뉴럴 네트워크(723)는 동시에 함께 훈련될 수 있다.The processor 710 extracts an identification vector from speech data of the training input and provides a sub-input vector including the identification vector to the sub-neural network 723, and the sub-neural network 723 determines the scaling factor. We can train the sub-neural network 723 to output. The device 700 may apply a scaling factor to the main neural network 721 and train the main neural network 721 to output a recognition result corresponding to the voice data of the training input. Since the main neural network 721 operates based on the output of the sub-neural network 723 , the main neural network 721 and the sub-neural network 723 can be trained together at the same time.

트레이닝 입력은 다양한 유형의 음성 데이터를 포함할 수 있다. 따라서, 서브 뉴럴 네트워크(723)는 사용자 별 특성에 맞는 스케일링 팩터를 위한 성분을 출력할 수 있고, 메인 뉴럴 네트워크(721)는 사용자 별 특성에 맞는 인식 결과를 출력할 수 있다.The training input may include various types of speech data. Accordingly, the sub-neural network 723 may output a component for a scaling factor suitable for the characteristics of each user, and the main neural network 721 may output a recognition result suitable for the characteristics of each user.

이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(Arithmetic Logic Unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(Field Programmable Gate Array), PLU(Programmable Logic Unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The embodiments described above may be implemented by a hardware component, a software component, and/or a combination of a hardware component and a software component. For example, the apparatus, methods, and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate (FPGA). Array), a programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions, may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For convenience of understanding, although one processing device is sometimes described as being used, one of ordinary skill in the art will recognize that the processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that may include For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may comprise a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, which configures a processing device to operate as desired or is independently or collectively processed You can command the device. The software and/or data may be any kind of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device, to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. , or may be permanently or temporarily embody in a transmitted signal wave. The software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited drawings, those skilled in the art may apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.

Claims (20)

음성 인식을 위한 방법에 있어서,
사용자의 개별적인 특성을 나타내는 식별 벡터를 음성 데이터로부터 추출하는 단계;
상기 식별 벡터를 포함하는 서브 입력 벡터를 서브 뉴럴 네트워크에 입력하는 단계;
상기 서브 뉴럴 네트워크의 출력에 기초하여 스케일링 팩터를 결정하는 단계;
상기 스케일링 팩터가 적용된 메인 뉴럴 네트워크에 상기 음성 데이터를 입력하는 단계; 및
상기 메인 뉴럴 네트워크에서 출력된 상기 음성 데이터의 인식 결과를 획득하는 단계
를 포함하고,
상기 메인 뉴럴 네트워크는 리커런트 뉴럴 네트워크를 포함하고,
상기 리커런트 뉴럴 네트워크를 위한 가중치들은 미리 훈련되고, 상기 스케일링 팩터는 상기 가중치들을 이용하여 연산된 히든 유닛의 히든 상태 벡터를 스케일링하는,
방법.
A method for speech recognition, comprising:
extracting an identification vector representing an individual characteristic of a user from voice data;
inputting a sub-input vector including the identification vector into a sub-neural network;
determining a scaling factor based on an output of the sub-neural network;
inputting the voice data to a main neural network to which the scaling factor is applied; and
obtaining a recognition result of the voice data output from the main neural network;
including,
The main neural network includes a recurrent neural network,
Weights for the current neural network are trained in advance, and the scaling factor scales a hidden state vector of a hidden unit computed using the weights.
Way.
제1항에 있어서,
상기 메인 뉴럴 네트워크는 리커런트 뉴럴 네트워크를 포함하고, 상기 스케일링 팩터는 상기 리커런트 뉴럴 네트워크 내 히든 유닛의 상태를 조절하는, 방법.
According to claim 1,
The main neural network includes a recurrent neural network, and the scaling factor adjusts a state of a hidden unit in the recurrent neural network.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 메인 뉴럴 네트워크는 딥 뉴럴 네트워크를 포함하고, 상기 스케일링 팩터는 상기 딥 뉴럴 네트워크 내 히든 레이어의 출력을 조절하는, 방법.
According to claim 1,
The main neural network includes a deep neural network, and the scaling factor adjusts an output of a hidden layer in the deep neural network.
제1항에 있어서,
상기 메인 뉴럴 네트워크는 딥 뉴럴 네트워크를 포함하고, 상기 딥 뉴럴 네트워크를 위한 가중치들은 미리 훈련되고, 상기 스케일링 팩터는 상기 가중치들을 이용하여 연산된 히든 레이어의 출력 벡터를 스케일링하는, 방법.
According to claim 1,
The method of claim 1, wherein the main neural network includes a deep neural network, weights for the deep neural network are trained in advance, and the scaling factor scales an output vector of a hidden layer computed using the weights.
제1항에 있어서,
상기 식별 벡터에 대응하여 상기 음성 데이터의 인식 결과에는 상기 사용자의 개별적인 특성이 반영되는, 방법.
According to claim 1,
The method of claim 1, wherein individual characteristics of the user are reflected in the recognition result of the voice data corresponding to the identification vector.
제1항에 있어서,
상기 서브 입력 벡터는 상기 음성 데이터를 더 포함하는, 방법.
According to claim 1,
The sub-input vector further comprises the speech data.
제1항에 있어서,
상기 스케일링 팩터는 스케일링 정도를 결정하는 제1 파라미터 및 스케일링 범위를 제한하는 제2 파라미터를 포함하는, 방법.
According to claim 1,
The scaling factor includes a first parameter for determining a scaling degree and a second parameter for limiting a scaling range.
제1항에 있어서,
상기 서브 뉴럴 네트워크는 상기 서브 입력 벡터의 입력에 반응하여 상기 스케일링 팩터의 결정을 위한 성분을 출력하도록 미리 훈련되고,
상기 메인 뉴럴 네트워크는 상기 음성 데이터의 입력 및 상기 스케일링 팩터의 적용에 반응하여 상기 인식 결과를 출력하도록 미리 훈련되는, 방법.
According to claim 1,
the sub-neural network is pre-trained to output a component for determining the scaling factor in response to an input of the sub-input vector;
wherein the main neural network is pre-trained to output the recognition result in response to the input of the speech data and the application of the scaling factor.
제1항에 있어서,
상기 서브 뉴럴 네트워크 및 상기 메인 뉴럴 네트워크는 함께 학습되는, 방법.
According to claim 1,
The method of claim 1, wherein the sub-neural network and the main neural network are trained together.
제1항, 제2항, 및 제4항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 명령어들을 포함하는 하나 이상의 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능 저장매체.A computer-readable storage medium storing one or more programs comprising instructions for performing the method of any one of claims 1, 2, and 4 to 10. 음성 인식을 위한 장치에 있어서,
프로세서; 및
컴퓨터에서 읽을 수 있는 명령어를 포함하는 메모리
를 포함하고,
상기 명령어가 상기 프로세서에서 실행되면, 상기 프로세서는 사용자의 개별적인 특성을 나타내는 식별 벡터를 음성 데이터로부터 추출하고, 상기 식별 벡터를 포함하는 서브 입력 벡터를 서브 뉴럴 네트워크에 입력하고, 상기 서브 뉴럴 네트워크의 출력에 기초하여 스케일링 팩터를 결정하고, 상기 스케일링 팩터가 적용된 메인 뉴럴 네트워크에 상기 음성 데이터를 입력하고, 상기 메인 뉴럴 네트워크에서 출력된 상기 음성 데이터의 인식 결과를 획득하고,
상기 메인 뉴럴 네트워크는 리커런트 뉴럴 네트워크를 포함하고,
상기 리커런트 뉴럴 네트워크를 위한 가중치들은 미리 훈련되고, 상기 스케일링 팩터는 상기 가중치들을 이용하여 연산된 히든 유닛의 히든 상태 벡터를 스케일링하는, 장치.
A device for voice recognition, comprising:
processor; and
memory containing computer-readable instructions
including,
When the instruction is executed by the processor, the processor extracts an identification vector representing an individual characteristic of a user from voice data, inputs a sub-input vector including the identification vector to a sub-neural network, and outputs the sub-neural network determine a scaling factor based on , input the voice data to a main neural network to which the scaling factor is applied, and obtain a recognition result of the voice data output from the main neural network,
The main neural network includes a recurrent neural network,
Weights for the current neural network are trained in advance, and the scaling factor scales a hidden state vector of a hidden unit computed using the weights.
제12항에 있어서,
상기 메인 뉴럴 네트워크는 리커런트 뉴럴 네트워크를 포함하고, 상기 스케일링 팩터는 상기 리커런트 뉴럴 네트워크 내 히든 유닛의 상태를 조절하는, 장치.
13. The method of claim 12,
The main neural network includes a recurrent neural network, and the scaling factor adjusts a state of a hidden unit in the recurrent neural network.
삭제delete 제12항에 있어서,
상기 메인 뉴럴 네트워크는 딥 뉴럴 네트워크를 포함하고, 상기 스케일링 팩터는 상기 딥 뉴럴 네트워크 내 히든 레이어의 출력을 조절하는, 장치.
13. The method of claim 12,
The main neural network includes a deep neural network, and the scaling factor adjusts an output of a hidden layer in the deep neural network.
제12항에 있어서,
상기 메인 뉴럴 네트워크는 딥 뉴럴 네트워크를 포함하고, 상기 딥 뉴럴 네트워크를 위한 가중치들은 미리 훈련되고, 상기 스케일링 팩터는 상기 가중치들을 이용하여 연산된 히든 레이어의 출력 벡터를 스케일링하는, 장치.
13. The method of claim 12,
The main neural network includes a deep neural network, weights for the deep neural network are trained in advance, and the scaling factor scales an output vector of a hidden layer calculated using the weights.
제12항에 있어서,
상기 식별 벡터에 대응하여 상기 음성 데이터의 인식 결과에는 상기 사용자의 개별적인 특성이 반영되는, 장치.
13. The method of claim 12,
The apparatus of claim 1, wherein individual characteristics of the user are reflected in the recognition result of the voice data corresponding to the identification vector.
제12항에 있어서,
상기 서브 입력 벡터는 상기 음성 데이터를 더 포함하는, 장치.
13. The method of claim 12,
The sub-input vector further comprises the speech data.
제12항에 있어서,
상기 스케일링 팩터는 스케일링 정도를 결정하는 제1 파라미터 및 스케일링 범위를 제한하는 제2 파라미터를 포함하는, 장치.
13. The method of claim 12,
The scaling factor includes a first parameter for determining a scaling degree and a second parameter for limiting a scaling range.
제12항에 있어서,
상기 서브 뉴럴 네트워크는 상기 서브 입력 벡터의 입력에 반응하여 상기 스케일링 팩터의 결정을 위한 성분을 출력하도록 미리 훈련되고,
상기 메인 뉴럴 네트워크는 상기 음성 데이터의 입력 및 상기 스케일링 팩터의 적용에 반응하여 상기 인식 결과를 출력하도록 미리 훈련되는, 장치.
13. The method of claim 12,
the sub-neural network is pre-trained to output a component for determining the scaling factor in response to an input of the sub-input vector;
and the main neural network is pre-trained to output the recognition result in response to the input of the speech data and the application of the scaling factor.
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