TW201118854A - Method and apparatus for builiding phonetic variation models and speech recognition - Google Patents
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Description
201118854 六、發明說明· 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於語音變異模型建立之技術領域,更係關 於應用該语音變異模型以進行語音辨識之技術領域。 【先前技術】 一種語言往往隨著地域、使用者之背景而存在各種不 同之腔調。除此之外’某語言在受其他語言的影響下往 往又會產生新的腔調。舉例而言,華語被闊南語影響而有 「台灣國語」(閩南語式華語’或簡稱「台灣腔」)、英文 被中文影響而有「中式英語」等。這些相對某標準注二不 標準的腔調即所謂的「語音變異」。然而,由於語音賴 裝置通常無法對不標等的語音進行辨識,因此這些語音變 異皆會使語音辨識裝置的辨識率劇降。 雖然某些習知的語音辨識裝置亦會建立「語音變里模 型」而對不標準的語音進行辨識.,但「語音變異模型:的 建立必需依靠對這些不標準的腔調進行廣泛而大量的收集 始得以完成,相當耗費人力和時間,並且,有限的非標準 語音語料僅能t)l丨練及建立.出有限的語音變異模型,進而迭 成整體語音辨識率不佳。單-語言本身即可能具有各種= 音變異,遑論全球近7000種語言又會彼此交錯影響,要收 集所有的變異語料幾乎不可行。 θ 因此,如何設計出一種語音變異模型建立方法或裝 置,使其能在少量收集非標準語音語料的情況下達成理想 語音辨識率,實乃一重要課題。 IDEAS98015/0213-A42241,TW/Final/ 4 201118854 【發明内容】 本發明接也 語料資料庫,::種語音變異模型建立裝置,包括一語音 該語言之複藥彻X、己錄浯5之至少一標準語音模型以及 以驗證.出該馨兆非標準語音語料;一語音變異驗證器,甩 之複數個語音錄標準語音語斜與該至少—標準語音模型間 等語音變異^異j 一語音變異轉換計算器,用以依據該 換函式所需之一居音變異轉換函式’產生該語音變異轉 據該語音變異魅數;以及一語音變異模型產生器,用以依 模型,產生至,換函式及其係數、以及該至少-標準語音 本發明4:語音變異模型。 &置,用以輪語音辨識系統,包括:-語音輸入 建立裝置,用以浯音;一種本發明前述之語音變異模型 置,用以依據鼓ft至)一语音變異模变;一語音辨識裂 立裝置所產生之乂標準°。θ模型及該語音變異模型建 本發明另接视日變異模型,對該語音進行辨識。 異模型建立才種^3變異模型建立方法。該語音變 以及該語言之福二挺.提供一語言之至少一標準語音模型 語音語料與讀至小語m驗證出該等非標準 依據該等語音“準語音模型間之複數個語音變里. 變異轉換函式所需變㈣換函式’產生該語音 及其係數1及該至少一標準二:語::異轉換函式 變異模型。 早”杈型,產生至少一語音 本發明另提供一種語音辨識方法。該纽 括:經由—語音輸人裝置輸人—語音;經由i發明前= IDEAS98015/0213-A42241 -TW/Final/ . ^ 201118854 方法產生至少-語音變異模型;以及依據該至少 音模型及所產生之至卜語音變異模型,對該語音進= 識。 藉由執行本發明之方法,可減少非標準語音語料的收 集’解決未㈣非標準語音贿即無㈣練出語 型的問題,並且能夠以鑑別方法來觸並剔除 ;^ 變異模型,進而提升語音辨識裝置❹統的整體語音^ 率 【實施方式】 下文為介紹本發明之最佳實施例。各實施例用以說明 本發明之原理’但非用㈣縣發明。本發明之範.圍當以 後附之權利要求項為準。 第1圖係為習知語音辨識裝置示意圓。語音辨識裝置 100包括前處理模組110、聲學模型.比對模组12〇、辨^士 果解碼模組13G、聲學模型訓練模組·、語音辭典資科^ 150及語法規則資料庫16〇。前處理模組11〇對輸入之語音 進行初步的處理之後,將處理過之語音輸出至聲學模型比 對模組12〇。聲學模型比對模組谓接著將該處理過的語 音與聲學翻辑模組14G訓練出的聲學模型進行比對, 其中’舉例而言,上述聲學模型可為某語言之標準語音模 型,或是非標準語音模型(即變異語音模型)。最後,辨識 結果解碼模組130參照語音辭典資料庫15〇及語法規則資 料庫160而對聲學模型比對模組12〇比對之結果進行語意 辨識,進而產生最終辨識結果。舉例而言,該辨識結果解 碼模組130所產生的最終辨識結果為一段可被理解的字 IDEAS98015/0213-A42241-TW/Finai/ 201118854 ο 2來說,若語音辨識裝置·在輸人語音之後以完 辨識’可經由-前處理一對輸 行之二程圖=理理模組u°所執 ς9Λ0 處理私序200包括:接收語音類比訊 ^ S202、语音取樣s2〇4、往立切蛊丨 幻08、预強蜩S210 曰切割S206、端點偵測 調S210、乘上漢明窗S212、 相關係數求取S216、Lpc來备七、〇頂㈣⑵4自 幻20、輸出語音特徵防2等=取切8、求取倒頻譜係數 劲―m 2 4步驟,用以在前處理程序S200 仃後棘A語音特徵以供該聲 聲學模型比對之用。 比對模組1.2〇進订 聲學模型訓練模組14()可提供 1〇進行聲學模型比對所需之比對基礎。;3 = 型訓練模组140所執行之+驟^ 第3圖為聲學杈 300 #衽.你立步,L程圖。聲學模型訓練流程 模紐:ΓΓ302(包括收集標準或非標準之語 «枓)、模鈕初始化S304、利 算相似度S3G6、判、MVlterbl)演算法計 之結果為是,則進人最後步步驟讓 果為否,則重新評估S308。就辨H聲學模型别2 ;若結 語音單元都錢立_敲;;,其所有的 立,舉例而言,可使用隱藏式馬?夫型二聲學模型之建 一_,由於其非本發::重夫 肤,蓉與婼剂夕^ 幻°。曰進行比對之基礎,因 而盆:隹建 日辨識中佔有舉足輕重的地位, 而其中收集語音語料S302又县後 IDEAS980l5/0213-A42241-TW/Fmal/ 立聲學模型之基本考 ^ / i- 201118854 驟。而本發明之主要目的,係為了減輕收集過多 =語料所產生之負擔,提供一種系統化自動擴增語音變 /、杈型之裝置及方法,其實施方式說明如後。 、第4圖為依照本發明一實施例之語音變異模型建立方 法的流程圖。本發明之語音變異模型建立方法4 步驟S402,提供—語言之至少—標準語音㈣ S4〇4 ’提供該語言之複數個非標準語音語料; 驗證出該轉鮮語音語料與該至少—標準語音模’ 複數個語音變異;步騾S408,依據該等語音變異以二组 產生該語音變異轉換函式所需之係數# 乂驟S41G,依據該語音變異轉換函式及其係數、 二=語音模型,產生至少一語音變異模型;以及;驟 以將所產生的該等語音變異模型中鑑別度低纽 音變異模型予㈣除。為使上述發明易於理解文將〜 一實施例作更詳盡的說明。 、从 以建立華語.的語音變異模型之作說明。在此實 中,按照上述㈣S402提供「標準華語」之語音模型,」 中該標準語音難包括「標準華語」t所有語音單元之^ 學模型。之後,按照上述步驟S404提供複數個之「.台灣 -」(閩南語式華語)語音語料。值得注意的是,本發明 目的即在於減少非鮮語音語料之收集量,因此,此 不而麵:供所有「台灣國語」的語音語料。 " 之後,本實施例進入步驟S406。此步驟可驗證出該等 有限的「台灣國語」語料與「標準華語」發明模型間複數 個語音變異。簡單地說,驗證,係指去「聽取」一語音之 IDEAS98015/0213-A42241 -TW/Final/ 201118854 語音是否標準。詳細地說,驗證的方法可藉由比較一待驗 證語料與另一標準語料在聲學模型相似度關係而判斷該待 驗證語料是否相對該標準語料發生變異。一般而言,語言 可分類為複數種語音特徵,且標準語音模型及非標準語音 語料皆可分別對應該等語音特徵其中之一,因此本發明可 利用對應至該標準語音模型的語音特徵而對各個非標準語 音語料進行驗證。上述語音特徵可應用國際語音字母 (International Phonetic Alphabet,IPA),如下表 1 所示,但 本發明不必以此為限: «表1»
語音類別 中英文對照 有聲破裂音(Voiced plosive) B、D、G 無聲破裂音(Unvoiced plosive) P、T、K 摩擦音(Fricatives) F、S、SH、H、X、V、 ΤΗ、DH 塞擦音(Affricatives) Ζ、ΖΗ、C、CH、J、Q、 CH、JH 鼻音(Nasals) Μ、N、NG 流音(Liquids) R、L 滑音(Glides) W、Y 前部母音(Front vowels) I、ER、V、El、IH、 EH、AE IDEAS98015/0213-A42241 -TW/Final/ 9 201118854
中央母音(Central vowels) ENG、AN、ANG、ΕΝ、 AH、UH 後部圓唇母音(Back rounded vowels) 〇 後部非圓唇母音(Back A、U、OU、AI、AO、 unrounded vowels) E、EE、OY、AW 舉例而言,驗證的方法包括直接去計算該等非標準語 音語料(「台灣國語」語料)與該標準語音模型(「標準華語」 浯音模型)在語音特徵參數上之差距,其中該語音特徵參數 可以是「梅爾修頻譜參數」(MFCC, Mel-frequency cepstral coefficient ) ’而差距可以利用「歐氏距離」伽也和姐 distance)或「馬氏距離」(Mahalanobis Distance)作為判斷基 準。更詳鈿地說,步驟406可藉由驗證s.enone(音素解碼二 態的聚類結果稱為“senone,,)模型而找出待驗證語料中語音 變異之senone,公式如下: 户一-(七i〇g^ Ac_)-i〇g洲夂一公式⑴ s (χ I ^ - m 〇d ) = ^~.Σ s (χ \ λ η) Λ = 1 公式(2) 其中’當PVerification(x)<閥值’則χ為可能語音變異。 PVedficati〇n(x)為senonex語音正確之信心值;g為辨識記 分函式;χ為以senone為單位之語音資料;Ac〇rrect為。 之正確語音模型,·又anti_model 4與χ正確語音模型最相x 的語音模型集;N為所取與x正確語音模型最相似 = 模型集之模型數量。值得注意的是,在另一實施例中 IDEAS98015/0213-A42241-IW/FinaV 10 锻 201118854 作為比較基準的語音模型不限於「 例而言,如第5圖所示,若一實示準語音模型」等。舉 準語音模型X0(例如:標準華語、)施例中在取得該語言之標 數個其他周邊語音模型Xl〜X4(m外又另取得該語言之複 東腔、湖南腔等),則步驟S4% :北京腔、上海腔、廣 準語音紗X,(台灣腔)分別 步驗證出該等非標 語)與該等周邊語音模型間χι'〜;=ί音模型颂標準華 腔、湖南腔)之複數個語音變異。⑦腔、上海腔、廣東 之後,本實施例進入步驟S4〇8,依據步驟概 變異轉換函式以產生該語音變異轉換函 η::, U ctA D) :¾疋非線性關係(例如 y=axA2+bx+e ),並迴歸或是碰演算法計算轉換函 式。正常發音之模型參數輸入轉換函式Y=AX+R,可獲得 發音變異之模型的參數。 半,γμ)=ρ(χ,γ 剔=Σ\ίκ,Α(^) 9 ν? Μ 以及; 舉例而言,步驟S408可使用EM演算法而取得該語音 變異轉換函式,其公式如下:
. . __ U 公式(3) \(Ά) = 6々,|Ά(χ,) 他丨 A,,+R;,I:7y) ^ bA\) = N{TLt^pzxj) 公式(4-1 〜3) 其中,7Γ為初始機率;a為狀態轉移機率;b為狀態觀測 機率;q為狀態變數;J為狀態指標;t為時間指標了 £為 變異數。EM演算法中包括E步驟及M步驟,其中E步驟 中Q函式之求取如下所示: IDEASQSOl^is-towiSv^^l O , A ) log ^(O ,q\ λ') [ 201118854 〇(λ'\λ) = I 〇,A)l〇gP(Osir I λ') 公式(5) •j· gj, \ο^Ρ{0^\λ') = \ο%π^ + Σ \ogaqt_xqt + Σ \〇gbqt (〇r)公式(6) 0 = {X,Y} = {x1,y1,...>xr5y7,} 公式(7) 此外’ M步驟中最大化Q函式之求取如下所示: λr = arg max Q {λ'\λ) λ ' 典巧(〇 Σ^ι(〇 /=1 π,. Μ •Η ΣΓ=送沿狀_d〇rΑ/彳 奶)χ,ν \ί=1 八 μ Y.rAMy, -Α/χ,) R ·: Σ^〇) /=1 τ:Σ。⑺(y,- ΑΛ-H - α/χ,-r ./=1 31 J J ’ ~τ ----ί>ω 公式(8) 公式(9) 公式(10) 公式(11) 公式(12) 公式(13) 公式(14) 公式(15) 之後,本實施例進入步驟S41〇,依據該語音變異轉換 函式以及步驟S408取得之係數、以及該至少一標準語音模 型’產生至少一語音變異模型(在本實施例中,即「台灣國 語」)。之後,本實施例進入步驟S412,將所產生的該等語 音變異核型中鑑別度低的語音變異模料以剔除。詳細地 IDEAS98015/0213-A42241 -TW/Final/ 12 201118854 說¥步驟S41 〇所產生語音變里 變異模型之間的混淆程产為古睥、:中之-與其他語音 鑑別性〜m H時’判斷該語音變異模型之 音語料亦可依據提供該複數非標準語 識,當語音變異模独進行語音辨 判斷該語音變===結=錯誤率為高時, 本發明另可Μ # 為 卜’為了進行鑑別, 中分佈之㈣^產生複數個語音變異模型在機率空間 距離’ §其中—語音變異模型與其他注 Ϊ之==時,判斷該語音變異模型之鑑別性:低:、或 兹立變^^據對應該語言之複數聲學模型和所產生 靠近模型之間的關係,驗證該最靠近語 音變異模型之鑑恥是否為低。 w近… ^上賴實施财僅以單„_(華 一最佳實施例中,本發明 變里㈣士、、+ 個語言執行上述語音 " 法,進而產生複數個跨語今扭立轡里槿 舉例而言,在一眚竑加士 刀双推廣到極致。 言(例如:^ ’可域域㈣提供複數個語 等汪。、日語)之鮮語音模型、並提供該 純準語音語 式華語、日式英語中至少一者)、驗證出該等非 料與該標準語音模型間(在此實施例為:華語 2數個語音變異、依據該等語音變異以及複數個語音變 ”轉換函式產生該語音變異轉換函式所需之係數、並 該語音變異轉換函式及其係數以及該㈣準語音模 IDEAS98015/0213-Α42241 -TW/Final/ 13 [. 5 201118854 此實施例為:墓士丑^ ^ ,,, 莘5吾、英語、日語)產生複數個語音變異槿划 (例如:中式裳.往 山, 、、t 華祖 武央;σ、中式曰語、英式華語、英式曰語、日式 βσ日式英語)。本發明所屬技術領域中具有通常 可依據本發H神自行.減。 識者 本發明之語音變異模型建立方法已於前文介 此外,其你& w ψ 土於則述方法,本發明另提供一種語音辨識方法, 第6圖即依據本發明—實施例之語音辨識方法流程圖。本 發月之5§音辨識方法包括:執行前述之語音變異模型建立 方而建立至少—語音變異模型、於步S610中經由 立。。S輪入裴置輸入一語音、於步驟s62〇中依據該標準語 曰模型與該等語音變異模型對該語音進行辨識、以及於步 驟S630中計算各語音變異模型下對該語音進行辨識而產 =之各辨識結果的可能性機率值。在取得各辨識結果的可 =值之後’可取射可能性機率值最高者作為辨識 一 ^述發明不限於單一語言之各種腔調,亦可對多種語 二之多種腔調進行辨識。本發明之方法包括提供複數個語 =’,分別為該複數個語言分別產生對應之複數個語音變異 扠型,以及,依據該複數種語言之至少一標準語音模型及 其所建立之至少一語音變異模型,對該語音進行多語言之 語音辨識。藉由使用本發明的方法,吾人在曰常生活中失 雜多種語言、腔調的說話習慣亦不妨礙本發明對語音辨識 之效果,熟悉本技藝人士可依據本發明之精神自行推廣應 用領域’本文將不再贅述。 ^ 除了上述s吾音變異模型建立方法、語音辨識方法之 IDEAS98015/0213-A42241 -TW/Final/ 14 201118854 外,本發明又提供-種語音變異模型建立裳置 之語音變異模型建立裝置之方塊圖: 別用二—r:變異模型建立裝置7°°的各個元件係分 s= 語音變異模型建立方法之各個步驟 ::1別敘述如下:語音變異模型建立裝置· 匕括$曰料資料庫702、一語音變異驗證器7〇6、一語 音變異轉換計算器7G8 一語音變異模型產生器71〇以及 一語音變異模型鑑別器712。其中該語音語料資料庫722
用以紀錄一語言之至少一標準語音模型722以及該語言之 複數個非標準語音語料724(對應步驟S4〇2、S4〇4);該語 音變異驗證器706用以驗證出該等非標準語音語料與該至 少一標準語音模型間之複數個語音變異(對應步驟S4〇6); 該語音變異轉換計算器708用以依據該等語音變異以及一 語音變異轉換函式,產生該語音變異轉換函式所需之係數 (對應步驟S408);該語音變異模型產生器410用以依據該 語音變異轉換函式及其係數、以及該至少一標準語音模 型’產生至少一語音變異模型(對應步驟S410)。該語音變 異模型鑑別器710用以將所產生的該等語音變異模型中鑑 別度低的語音變異模型予以剔除(對應步驟S412)。本發明 之語音變異模型建立裝置700的詳細實施方式、所利用之 演算法皆可參照前述關於語音變異模梨建立方法之實施 例’本文不再贅述。 同樣地,本發明之語音變異模蜜建立裝置700不限於 單一語言之多種腔調,其亦可運用於多種語言及多種腔調 之上。舉例而言’當語音變異模型建立裝置7⑻中之該語 κ IDEAS98015/0213-A42241-TW/Finay 201118854 二^料貝料庫702紀錄了複數個語言(例如華語、英語及日 =注立變異模型產生11 71G可用以產生複數個跨語 ^純型(例如··中式英語、中式日語、英式華語、 央式曰語、曰式華語、曰式英語)。 β本ί明ί語音變異模型建立裝置已於前文介紹完畢。 第8圖述裝置,本發明另提供一種語音辨識系統, ρ依據本發明一實施例之語音辨識系統示意 發明之語音辨識系統8〇〇包括一語音輸入農置^ 述之語音變異模型建立裝置·、—語音辨識裝置如削 =識結果可能性計算器83〇。該語音變異模型建立: 置700,如同前述,可用以建立至少一 裝 該語音輪入裝置81〇在轸^ "模型,當 衣亙δ.川在輸入一浯音之後,該語 82〇即可依據該至少_標準語音模型及 =裝置 立裝置所產生之至少一語音變異模型,對型建 識。之後,该辨識結果可能性計算器83〇可用以仃辨 音變異模型下對該語音進行辨識而產生之 二十^語 能性機率值,在取得各辨識結果的可能性機率2;^的可 取其中可能性機率值最高者作為辨識結果而輪出之谈’可 此外’本發明另提供一種電腦程式產品,里 一電子,備,該電子設備讀取該電腦程式產品時執錯存於 音變異模型建立方法。由於該電腦程式產品所仃〜語 已於前文說明,故在此不再贅述。 仃之方法 藉由使用本發明之裝置或方法,語音辨識 大幅提升,以下提供一實驗證明之。本實驗目的此皆可 施本發明與實施先前技術在語音辨識率上之差異比較實 ffiEAS98015/0213-A42241 -TW/Final/ 16 "。本發明 201118854 包含下列四組實施方案: 方案1:僅在實施如本發明「語音變里模型 之步驟S402後,即對待測語音進行辨識。由於 方法_ 行本發明方法之其他步驟難〜S412,故執 在此=案中’步驟S4〇2中之標準語音模型係取自=° 國計算語言學學會台灣口音英語資料庫」,民 語的學生π說英語共955句。待測語音為如^ ^英 清楚之英語聲音檔; 。3、錄製
方案L實施本發明之步驟S4〇2、S4〇4而不姑 驟S406〜S412,之後對相同於方案1的待測語音進行辨1步 方案2屬於習知技術。在此方案中,步驟S4〇2如同5 而步驟S404從集的非標準語音語料係同樣取自基民b 計算語言學學會台灣σ音英語資料庫」,内 ^ 語的學生口說英語220句; 卜土^央 方案.3 :實施本發明之步驟S4〇2、S4〇4而不 驟S406〜S412’之後對相同於方案!的待測語音進行辨識。 方案3屬於習知技術。在此方案中,步驟以〇2如同方案1 而步驟S4G4從集的非標準語音語料係同樣取自「中華民’ 計算語言學學會台灣σ音英語f料庫」内容為非主修英努 的學生口說英語660句; / 'π 方案4:實施本發明之所有步驟S4〇2〜S4i2之後對 相同於方案1的待測語音進行辨識。在此方案中,步驟以⑽ 如同方案1 ’而步驟S404收集的非標準語音語料係同樣取 自「中華民國計算語言學學會台灣口音英語資料庫」,内 容為非主修英語的學生口說英語22〇句。 roEAS98015/0213-A42241 -TW/Final/ Γ 201118854 ----- 39
產生語音變異 模型之數$ |辨識率
表2 中「產生 作用,但除方案4的姐土、、」類同本發明步驟S410之 音變異轉換函式」產日,1異模型係依照本發明使用「語 由於方案1未收集任柯餘皆依照習如技術產生。其中, 變異模型,使得其對不音語料’故無法產生語音 準語音語料220句後H—般習知技術’其在收集非標 率約鄉。方案3產生:=音變異模型共39個,辨識 但由於方案3相對方案2案2數量之變音變異模型, =雖_ 之,,準:::: 二驟⑷2而使用本發明之幾別方法,故相對貫:宰本2發= 除了 U個鑑別度較低之語音變異模型,並且,由於實施^ 發驟:非S:的緣故’使得方案*在僅收 =之一 音語㈣情況下減達成相同的辨 識率’並相對方案2有較高的辨識率。由上述提供的4 數據可知,經由執行本發明「語音變異模型建立方^驗 可減少非標準語音語料的收集,解決未收集非二 IDEAS98015/0213-A42241 -TW/FinaV 丁 日邊 1〇 201118854 料即無法訓練出語音變異模型的問題,並且能夠以鑑別方 法來判斷並剔除無用的語音變異模型,進而提昇語音辨識 裝置或系統的整體語音辨識率。 本發明雖以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定 本發明的範圍,任何熟習此項技藝者,在不脫離本發明之 精神和範圍内,當可做些許的更動與潤飾,因此本發明之 保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 Φ 【圖式簡單說明】 第1圖為語音辨識裝置示意圖; 第2圖為前處理模組所執行之步驟流程圖; 第3圖為聲學模型訓練模組所執行之步驟流程圖; 第4圖為依照本發明一實施例之語音變異模型建立方 法的流程圖; 第5圖為步驟S406中驗證出語音變異的示意圖; 第6圖即依據本發明一實施例之語音辨識方法流程圖; φ 第7圖為依據本發明一實施例之語音變異模型建立裝 置之方塊圖; 第8圖即依據本發明一實施例之語音辨識系統示意圖。 【主要元件符號說明】 100〜語音辨識裝置; 110〜前處理模組; 120〜聲學模型比對模組; 130〜辨識結果解碼模組; IDEAS98015/0213-A42241 -TW/Final/ 19 201118854 140〜聲學模型訓練模組; 150〜語音辭典資料庫; 160〜語法規則資料庫; χ〇〜標準語音模型; XI〜周邊語音模型; X2〜周邊語音模型; 又3~周邊語音模型; X4〜周邊語音模型; X’〜非標準語音語料; 700〜語音變異模型建立裝置; 702〜語音語料資料庫; 706〜語音變異驗證器; 708〜語音變異轉換計算器; 710〜語音變異模型產生器; 712〜語音變異模型鑑別器; 722〜標準語音模型; 724〜非標準語音語料; 800〜語音辨識系統; 810〜語音輸入裝置; 700〜語音變異模型建立裝置; 820〜語音辨識裝置; 830〜辨識結果可能性計算器。 E)EAS98015/0213-A42241 -TW/Final/ 20
Claims (1)
- 2〇Πΐ8854 七、申請專利範圍: 一種語音變異模型建立裝置,包括. 一語音語料資料庫,用 少— 音語料與該至2標準語錢型 语音變異轉換計算器, 異以及-語音變異轉換函式,產變j語音變 需之係數;以及 4變異轉換函式所 一語音變異模型產生恶 轉換函式及其係數、以及該至少-標異 少一語音變異模型。 °。曰叙1 ’產生至 2. 如申請專利範圍第〗項所逑之 類為複數種語音概,且縣少該語言係分 語音語料係分別對應該二 3. 如申請專利範圍第2項所述之裝置, 異驗證器係驗證對應同-語音特徵之 音變 與該標準語音模型間之該複數個語音變/ 語料 =【係依據該語音特徵之語音變異及對; 之曰憂異轉換函式,產生該語音變里 4 寺徵 數;以及’該語音變異模型產生器依據對應需之係 c換函式及其係數、以及該語音 準π曰模型’產生該至少一語音變異模型。 ^ 4·如申請專利範圍第i項所述之裂置,其中,該語立错 n)EAS98015/0213-A42241-TW/Final/ 21 珥欠 • T r· 201118854 異轉換計算器,更 變異轉換函.式,等語音變異以及-語音 5如魏該⑺θ變異轉換函式之係數。 如U利範圍第1項所述之裝置,更包括: 从一語音變異模型鑑別器,用以將所產生的該耸 "ΎΓ型巾鐘财低㈣音變賤鮮關除。μ 相範㈣_5韻述之裝置 異模=別器係依據當該等所產生語音變異模型;;: :=語音變異模型之間的混潰程度為高時,判= 扣曰變異模型之鑑別性為低。 里專利範圍第5項所述之裝置,其中,該語音變 ;=別·據提供該複數非標準語音語料、且使用 =等所產生語音變異_料行語請識,當其中—狂立 型該語音變^ 8.如申請專利範圍第5項所述之裝置, ===據其所產生複數個語音變異模型= 異模型之距離為小時7斷!;^音變變^模型與其他語音變 9如由& W , 日㈣模型之鑑別性為低。 .如申印專利範圍第5項所述之裝置 異模型鑑別器係依據對應該語言之複 語音變異模型中最靠逬模型之間的關係== 音變異模型之鑑別性衫為低。 …^罪近 10.如申請專利範圍第2項所述之 變異驗證器係經由計算該等非標準㈣音 模型在其對應語音特徵之參數上之-“=:= IDEAS98015/0213-Α42241 -TW/Final/ n % ”丘 Λ 緣寻 201118854 it °。::::該標準語音模型間之該等語音變異。 特徵炎數卿iG項所述之裝置,其中該“ 離。數係為-梅爾倒頻譜參數、-歐氏距離或-馬: 語料範圍第1項所述之裝置,其中該語音 語音變異㈣器更2語言之複數個周邊語音模型,而該別與該標準語音模;非標準_ 變異。 該4周邊浯音模型間之複數個語音 準:音語料係分複 準語音語:與=:=等::,_ =之參數上之-差距,=二=: :=標準語音模型間、該等周邊語音模型間之複 14.如申請專利範圍第1 變異轉換計算器係使用一 EM 換函式所需之係數。 項所述之裝置,其中該語音 / 臾算法而產生該語音變異轉 15.如申請專利範圍第丨項所述之裝置,其中該纽音 語料資料庫更紀錄了複數個語言其個別之至少一標準 X;: 杈型及其對應之複數個非標準語音語料,·該語音變異驗證 器更包含用以分別驗證出各語言之複數個語音變異.笋立 變異轉換計#器更包含分麟各語言產生對應的語音變= IDEAS98015/0213-A42241 -TW/Final/ 23 I < 201118854 轉換函式所需之係數;以及該語音變異 語言分別產生對應之複數個語音變異 用以分別為該複數個語言厶κ丨丨姦从犯二、生态更匕3 模型。 16· -種語音辨識系統,包括: 一語音輪入裝置,用以輸入一語音; 變異模型 建立裝置;:申”專·®第1項所述之語音 :及f::!異模型建立襄置所產生之至少: ^對該语音進行辨識。 Π.如申請專利範圍第 包括: "辨識裝置’用以域該至少—標準語音模 語音變異模 16碩所述之語音辨識系統,更 模型下對^缺計算11,以計算各語音變盈 率值。”進订辨識而產生之各辨識結果的可能性機 二迷之語音辨識系統,其 =,語音變異模裝= 生盗更用以分別為該複數個狂士八 、、至產 音變異模型,·以及,該語“生對應之複數個語 語言之至少-標準語音模型及^^用以依據該複數種 模型,對該語音進行多語言之語音辨^至少一語音變異 19. 一種語音變異模型 提供-語言之二包括以下步驟: 複數個非標準語音語料; 丁 > °。3杈型以及該語言之 IDEAS98015/0213-A42241 -TW/Final/ 201118854 翻間之準語音語料與該至少_ 標準語音 依據該等語音變異以及一逆立 生該語音變異轉換函式所需之係數^及,、轉換函式,產 依據該語音變異轉換函式及 一=語音模型.,產生至少-語音變異模:該至少 20· *申請專利範圍第㈣所述之方法, 满刀類為複數種語音特徵,且該 立、W言 ·=個非標準語音語料係分別對應該複=心== 步二述之方法,其+該方法 與該標準語音模型間之複數語音語料 之語音變異及對應該語音發立依據該語音特徵 語音特函式所需之係數;以及,依據對應該 二=準:!:轉換函式及其係數'以及該語音特徵 至夕標杨音模型,產生至少— 更勺請專利範圍第19項所述之方法,其中該方法 複二:ί:4語音變異以及-語音變異轉換函式,產生 複數、,且該浯a變異轉換函式之係數。 t如申請專利範圍第19項所述之方法,其中該方法 更U括.將所產生的該等語音 變異模型予以剔除。 没低的。。音 更包m 12 3 _述之m中該方法 等所產生語音變異 IDEAS98015/0213-A42241-TW/Finaiy ,、今 25 *-二-j 201118854 他語音變異模型之 模型之鑑別性為低。、此/王又為高時,判斷該語音變異 更二項Μ之方法’其中該方法 產⑼立ί 該複數非標準語音語料、且使詩算所 刑夕^ '異模型以進行語音辨識,當1中一注立里描 型之辨識結果的錯誤率為古拉^田八中。口《變異模 別性為低。 ‘·、、呵、,判斷該語音變異模型之鑑 更包項所述之方法’其中該方法 分佈之距離:當其中語:變異模型在機率空間中 之距離為小時,判斷與其他語音變異模型 27...如申請專利範圍第幻項所逃之方法,其中 更匕括.依據對應該語言之 〜法 異模型中最靠近模型之間 二語音變 模型之❹】性以輕。I錄錢語音變異 在Λ8· *申請專利範圍第加項所述之方法,1中节方> 係經由計算該等非標準 -中該方法 應語音特徵之參數上之一】準語音模型在其對 語料與該標準語音模二=二=#出該等非標準語音 特徵所述,方法’其中該語音 離。 ㈣_°日參數、-歐氏距離或-馬氏距 30.如申請專利範圍第19項所述之方法,其中 更包括:提供該語言之複數_邊語音模型,1 尊非標準語音語料分職該標準語音模型、 IDEAS98015/0213-Α42241 -TW/Final/ ^ 寻周遺 5口曰 26 201118854 模型間之複數個語音變異。 語言 準語音模型及該等周邊」語音語料與該標 上之-差距, 語音3,間、:等周邊語音模型間之複心 田如申请專利範圍第19項所述之方法,其中兮* :用—现演算法以產生該語音變異轉換函式所 *申請專利範園第19項所述之方法, 匕括.提供複數個語言其個別之至少-桿準达立^决 :音變異;分別為各語言產生對應 ;:複 式所需之係數;以及,分別為該複數個語古分別j換函 之複數個語音變異模型。 σ刀別產生對應 34. —種語音辨識方法,包括: 經由一語音輸入器輸入一語音. ―語音變=,:r範,9項所述之方法產生至少 音變異模型及所產生之至少1 3.5 .如申請專利範圍第3 包括: 幻4销叙料賴方法,更 IDEAS98015/0213-A42241'TW/Final/ 27 201118854 計算各語音變異模型下對該語音進行辨識而產生 之各辨識結果的可能性機率值。 36. 如申請專利範圍第34項所述之語音辨識方法,其 中該方法更包括:提供複數個語言,分別為該複數個語言 分別產生對應之複數個語音變異模型;以及,依據該複數 種語言之至少一標準語音模型及其所建立之至少一語音變 異模型,對該語音進行多語言之語音辨識。 37. —種電腦程式產品,係儲存於一電子設備,該電 子設備讀取該電腦程.式產品時執行一語音變異模型建立方 法,其包括: 提供一語言之至少一標準語音模型以及該語言之 複數個非標準語音語料; 驗證出該等非標準語音語料與該至少一標準語音 模型間之複數個語音變異; 依據該等語音變異以及一語音變異轉換函式,產 生該語音變異轉換函式所需之係數;以及 依據該語音變異轉換函式及其係數、以及該 至少一標準語音模型,產生至少一語音變異模型。 IDEAS98015/0213-A42241 -TW/Final/ 28
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