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JP3039408B2 - Sound classification method - Google Patents
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JP3039408B2 - Sound classification method - Google Patents

Sound classification method

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JP3039408B2
JP3039408B2 JP8350940A JP35094096A JP3039408B2 JP 3039408 B2 JP3039408 B2 JP 3039408B2 JP 8350940 A JP8350940 A JP 8350940A JP 35094096 A JP35094096 A JP 35094096A JP 3039408 B2 JP3039408 B2 JP 3039408B2
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vector sequence
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hmm
input
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、過渡音(物をたた
いたりしたときなどに発生する短い時間内で過渡的に発
生する音)や音声を、処理装置を用いて自動的に類別す
る方式に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention automatically classifies transient sounds (sounds that occur transiently in a short period of time when hitting an object, etc.) and sounds using a processing device. It is about the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】過渡音からその発生源を類別したり、音
声から発話された語を認識する方式として、HMM(隠
れマルコフモデル)やNN(ニューラルネットワーク)
を用いる方式が広く知られている。さらに、HMMやN
Nを単独で用いた場合よりも高い類別能力を得るため、
両者を組み合わせて用いる方法も提案されている。
2. Description of the Related Art HMM (Hidden Markov Model) and NN (Neural Network) are methods for classifying the source of a transient sound and recognizing words spoken from speech.
Is widely known. Furthermore, HMM and N
In order to obtain a higher classification ability than using N alone,
A method of using both in combination has also been proposed.

【0003】図10にHMMとNNを組み合わせた従来
の音類別方式の構成を示す。このシステムを用いて類別
を行うには、あらかじめシステムに含まれるパラメータ
を学習によって決めなければならない。まず、以下に学
習過程について説明する。
FIG. 10 shows a configuration of a conventional sound classification system combining an HMM and a NN. To perform classification using this system, parameters included in the system must be determined in advance by learning. First, the learning process will be described below.

【0004】音データは適当な前処理によって特徴ベク
トル列に変換される。類別すべきカテゴリー数をIとす
る。各カテゴリーに属する学習用データを用い、各カテ
ゴリーに対応する隠れマルコフモデル、HMM1,HM
M2,HMM3,…,HMMIを作成する。次に各々の
学習用データを全HMMで処理し、最大の尤度を示すH
MMを用いて特徴ベクトル列の伸縮を取り除いた長さを
規格化した特徴ベクトル列を作成する。最後にこのよう
にして得られた長さを規格化した特徴ベクトル列を用い
てNNが所望の類別出力を出すように学習させる。
[0004] Sound data is converted into a feature vector sequence by appropriate preprocessing. Let I be the number of categories to be categorized. Hidden Markov model, HMM1, HM corresponding to each category using learning data belonging to each category
M2, HMM3,... HMMI are created. Next, each learning data is processed by all HMMs, and H indicating the maximum likelihood is obtained.
A feature vector sequence is created by using the MM to standardize the length of the feature vector sequence from which expansion and contraction has been removed. Finally, the NN is trained so as to output a desired classified output using the feature vector sequence obtained by standardizing the length obtained in this manner.

【0005】つぎに類別過程について述べる。まず入力
音は特徴ベクトル列に変換され、前記特徴ベクトル列を
全HMMに入力する。次に最大の尤度を示すHMMを用
いて長さを規格化した特徴ベクトル列を作成する。最後
に長さを規格化した特徴ベクトル列をNNに入力し、N
Nの出力で音を類別する。
Next, the classification process will be described. First, the input sound is converted into a feature vector sequence, and the feature vector sequence is input to all HMMs. Next, a feature vector sequence whose length has been normalized using an HMM indicating the maximum likelihood is created. Finally, a length-normalized feature vector sequence is input to NN, and N
Classify sounds by N outputs.

【0006】図11に前記従来例のNNを示す。これは
3層パーセプトロンで、長さを規格化した特徴ベクトル
列を入力とし、その音が属するカテゴリーに対応する出
力のみがアクティブになるように学習される。
FIG. 11 shows an NN of the conventional example. This is a three-layer perceptron, which receives a feature vector sequence whose length is standardized as input, and learns that only the output corresponding to the category to which the sound belongs becomes active.

【0007】しかしながら、本従来方式ではHMMが特
徴ベクトル列の長さの規格化にのみ利用されており、H
MMが有する類別能力は有効に使われていない。音デー
タによってはHMMの方がNNより正しい類別結果を示
す場合があり、HMMの類別能力の有効利用によって、
より高い類別能力を有する方式が望まれる。
However, in the conventional method, the HMM is used only for normalizing the length of the feature vector sequence.
The classification ability of MM is not being used effectively. Depending on the sound data, the HMM may show a more accurate classification result than the NN.
A system with higher categorization capability is desired.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来方式の問題点は、
HMMが特徴ベクトル列の長さの規格化にのみ用いられ
ており、HMMが有する類別能力はもっぱら規格化に採
用するHMMを決めるためだけにしか利用されていない
ため、HMMが有する類別能力が有効に利用されていな
いことである。
Problems with the conventional method are as follows.
Since the HMM is used only for normalization of the length of the feature vector sequence, and the classification capability of the HMM is used only for determining the HMM to be used for the standardization, the classification capability of the HMM is effective. It is not used for.

【0009】音の種類によってはHMMの方がNNより
正しい類別結果を示す場合があり、HMMによる類別結
果の有効利用が望まれる。
Depending on the type of sound, the HMM may show a more accurate classification result than the NN, and it is desired to effectively use the classification result by the HMM.

【0010】本発明の目的は、HMMによる類別結果も
有効に利用することによって、より高い類別能力を有す
る音類別方式を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a sound classification system having a higher classification capability by effectively utilizing the classification result by the HMM.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、類別す
べきカテゴリーに対応する隠れマルコフモデル(HM
M)と、類別すべきカテゴリーに対応する出力を有する
多層パーセプトロンからなり、入力特徴ベクトル列の長
さ(ベクトルの数)と、前記隠れマルコフモデルのうち
入力特徴ベクトル列に対して最大尤度を示す隠れマルコ
フモデルを用いて長さを規格化した特徴ベクトル列と、
前記各カテゴリーに対応する隠れマルコフモデルの入力
特徴ベクトル列に対する対数尤度を入力特徴ベクトル列
の長さで割ったものを前記多層パーセプトロンの入力と
することを特徴とする音類別方式が得られる。
According to the present invention, a hidden Markov model (HM) corresponding to a category to be classified is provided.
M) and a multi-layer perceptron having an output corresponding to the category to be categorized. The length (number of vectors) of the input feature vector sequence and the maximum likelihood of the hidden Markov model with respect to the input feature vector sequence are A feature vector sequence whose length has been standardized using the hidden Markov model shown,
A sound classification method is obtained in which a log likelihood of an input feature vector sequence of the Hidden Markov Model corresponding to each category is divided by the length of the input feature vector sequence as an input to the multilayer perceptron.

【0012】さらに、本発明によれば、前記入力特徴ベ
クトル列の長さと、前記した各カテゴリーに対応する隠
れマルコフモデルの入力特徴ベクトル列に対する対数尤
度を入力特徴ベクトル列の長さで割ったものとが、多層
パーセプトロンの中間層を経ず、多層パーセプトロンの
出力層に直接入力することを特徴とする音類別方式が得
られる。
Further, according to the present invention, the length of the input feature vector sequence and the log likelihood of the Hidden Markov Model corresponding to each category with respect to the input feature vector sequence are divided by the length of the input feature vector sequence. The sound classification method is characterized in that the sound is directly input to the output layer of the multilayer perceptron without passing through the intermediate layer of the multilayer perceptron.

【0013】[0013]

【作用】本発明では、図1に示すように、規格化特徴ベ
クトル列に加えて、規格化前の特徴ベクトル列の長さお
よび各HMMの規格化対数尤度もNNの入力とすること
により、自動的にNNがHMMの類別結果をも考慮して
総合的に類別することができる。なお、NNとHMMの
類別能力を総合的にどのように考慮して判断するのか
は、NNの学習によって自動的に最適な考慮の仕方を決
める。
According to the present invention, as shown in FIG. 1, in addition to the normalized feature vector sequence, the length of the feature vector sequence before normalization and the normalized log likelihood of each HMM are also input as NN inputs. In addition, the NN can automatically perform comprehensive classification in consideration of the classification result of the HMM. It should be noted that how to classify and determine the classifying ability of the NN and the HMM comprehensively is determined automatically and optimally by the learning of the NN.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発
明の第1の実施の形態の構成を示すブロック図である。
まず、任意の与えられた入力音は、特徴抽出器によって
特徴ベクトル列に変換される。前記特徴ベクトル列は、
類別すべき各カテゴリーに対応する隠れマルコフモデル
HMM1,HMM2,HMM3,…,で処理され、各H
MMの規格化対数尤度が求められる。前記規格化対数尤
度のなかで最大の値を持つ尤度(最大尤度)を与えるH
MMを用い、前記特徴ベクトル列に含まれる特徴ベトク
ルの数すなわち特徴ベクトル列の長さが規格化される。
前記長さを規格化された特徴ベクトル列と、前記各HM
Mから求められた規格化対数尤度と、規格化する前の特
徴ベクトル列の長さはNNに入力される。前記NNは前
記入力を処理し、推定される類別結果を出力する。以下
各部について詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the first exemplary embodiment of the present invention.
First, any given input sound is converted into a feature vector sequence by a feature extractor. The feature vector sequence is
HMM1, HMM2, HMM3,... Corresponding to each category to be classified
The normalized log likelihood of the MM is determined. H that gives the likelihood having the maximum value (maximum likelihood) in the normalized log likelihood
Using the MM, the number of feature vectors included in the feature vector sequence, that is, the length of the feature vector sequence is standardized.
A sequence of feature vectors whose lengths are standardized,
The normalized log likelihood obtained from M and the length of the feature vector sequence before normalization are input to NN. The NN processes the input and outputs estimated classification results. Hereinafter, each part will be described in detail.

【0015】図1の特徴抽出器は、入力音をその特徴を
よく表現するベクトルすなわち特徴ベクトルの系列に変
換するものである。本発明は特徴ベクトルとして何を用
いてもよいが、特徴ベクトルの典型的なものとしてはパ
ワースペクトルが挙げられる。図2にパワースペクトル
を用いた特徴抽出の例を示す。まず、入力音はその特徴
を損なわないような間隔でサンプリングされる。サンプ
リングされた入力音は、時間方向に適当な区間に分けら
れる。図の例では区間1から区間4までの四区間に分け
られている。この区間は互いに重なりあってもよい。次
に各区間のサンプリングデータに高速フーリエ変換(F
FT)を施し、その結果得られた離散的フーリエ係数の
絶対値の自乗をとって各区間に対応する離散的パワース
ペクトルを求める。前記離散的パワースペクトルを成分
とするベクトルが区間iに対応する特徴ベクトルx
i (i=1〜4)であり、元の入力音はこのようにして
得られた特徴ベクトルの列X=x1 2 3 4 に変換
される。
The feature extractor shown in FIG. 1 converts an input sound into a vector that expresses its features well, that is, a sequence of feature vectors. Although the present invention may use any feature vector, a typical feature vector is a power spectrum. FIG. 2 shows an example of feature extraction using a power spectrum. First, the input sound is sampled at intervals that do not impair its characteristics. The sampled input sound is divided into appropriate sections in the time direction. In the example of the figure, the section is divided into four sections from section 1 to section 4. The sections may overlap each other. Next, fast Fourier transform (F
FT), and the square of the absolute value of the discrete Fourier coefficient obtained as a result is obtained to obtain a discrete power spectrum corresponding to each section. A vector having the discrete power spectrum as a component is a feature vector x corresponding to the section i.
i (i = 1 to 4), and the original input sound is converted into a sequence of feature vectors X = x 1 x 2 x 3 x 4 thus obtained.

【0016】HMMは状態間の確率的遷移と、各状態に
おける特徴ベクトルの確率的出力を特徴とするモデルで
ある。一つのHMMは、最初に状態iに居る確率{πi
|i=1〜N}と、状態iから状態jへの遷移確率{a
ij|i,j=1〜N}と、状態iで特徴ベクトルxを出
力する確率密度{bi (x)|i=1〜N}で指定され
る。ここで、NはHMMの状態数である。
The HMM is a model characterized by stochastic transition between states and stochastic output of a feature vector in each state. One HMM has a probability of being initially in state i {π i
| I = 1 to N} and the transition probability {a from state i to state j}
ij | i, j = 1 to N} and the probability density {b i (x) | i = 1 to N} of outputting the feature vector x in the state i. Here, N is the number of states of the HMM.

【0017】与えられた特徴ベクトル列X=x1 2
3 …xT をHMMが出力する確率すなわち尤度は図3に
示すViterbiアルゴリズムで求められる(ここで
求められるのは厳密には確率そのものではなく確率に比
例する量であるが、簡単のため確率と呼ぶことにす
る。)。図3において、ステップV1は最初に状態iに
居て特徴ベクトルx1 を出力する確率ξ1 (i)の計算
と、最適状態遷移経路を保持するための変数の初期化
(第2式)を行っている。このステップV1はすべての
状態(i=1〜N)に渡って行われる。ステップV2
は、特徴ベクトル列x12 3 …xt を出力して状態
に至る状態遷移経路のうち最大の特徴ベクトル列出力確
率を与えるものを求めるもので、ξt (i)はその出力
確率、ψt (i)はその経路においてxt-1 を出力した
ときの状態を表す。以下に示す数1はiを1からNまで
変えたときの[ ]内の式の最大値である。
Given feature vector sequence X = x 1 x 2 x
3 ... Although probability i.e. the likelihood of x T output by the HMM is a quantity proportional to the probability rather than the probability itself strictly being asked in obtained (where Viterbi algorithm shown in FIG. 3, the probability for simplicity I will call it.) In FIG. 3, a step V1 calculates the probability ξ 1 (i) of outputting the feature vector x 1 in the state i first, and initializing variables (formula 2) for holding the optimal state transition path. Is going. This step V1 is performed over all states (i = 1 to N). Step V2
Is a feature transition sequence that outputs a feature vector sequence x 1 x 2 x 3 ... X t and finds a state transition path that gives a maximum feature vector sequence output probability among the state transition paths, and ξ t (i) is the output probability , Ψ t (i) represent the state when x t−1 is output on the path. Equation 1 shown below is the maximum value of the expression in [] when i is changed from 1 to N.

【0018】[0018]

【数1】 以下に示す数2はその最大値を与えるiの値である。(Equation 1) Equation 2 shown below is the value of i that gives the maximum value.

【0019】[0019]

【数2】 ステップV2はすべての状態(j=1〜N)に渡って行
われ、また第2番目の特徴ベクトルから最後(第T番
目)の特徴ベクトルにわたって(t=2〜T)逐次実行
される。ステップV3は特徴ベクトル列X=x1 2
3 …xT を出力する状態遷移経路のうち出力確率が最大
である経路すなわち最適状態遷移経路の出力確率Pを求
めるものである。qT は最適状態遷移経路の最終状態で
ある。ステップV4は、qT からはじめて、最適状態遷
移経路を逆方向に辿るもので、これによって最適状態遷
移経路q1 2 3 …qT が求められる。
(Equation 2) Step V2 is performed in all states (j = 1 to N), and is sequentially executed from the second feature vector to the last (Tth) feature vector (t = 2 to T). Step V3 is a feature vector sequence X = x 1 x 2 x
3 ... output probability of the state transition path for outputting x T is for claiming output probability P path or optimum state transition path which is the maximum. q T is the final state of the optimal state transition paths. Step V4 is the first time the q T, intended to follow the optimal state transition path in the reverse direction, whereby an optimal state transition path q 1 q 2 q 3 ... q T is determined.

【0020】HMMのみでも次のように類別能力があ
る。まず、類別すべき各カテゴリーに対応するHMMを
あらかじめ学習によって決めておく。次に、任意に与え
られた特徴ベクトル列を各HMMが出力する確率(尤
度)を前記Viterbiアルゴリズムで求める。前記
尤度のうち最大の尤度を与えるHMMに対応するカテゴ
リーに前記特徴ベクトル列が属すると判断することによ
り類別がなされる。
The HMM alone has a classification capability as follows. First, HMMs corresponding to each category to be classified are determined in advance by learning. Next, the probability (likelihood) that each HMM outputs an arbitrarily given feature vector sequence is determined by the Viterbi algorithm. Classification is performed by determining that the feature vector sequence belongs to the category corresponding to the HMM that gives the maximum likelihood among the likelihoods.

【0021】次に、HMMを決めるパラメータ{πi
i=1〜N}、{aij|i,j=1〜N}、{b
i (x)|i=1〜N}を決める方法である学習につい
て説明する。
Next, the parameter {π i |
i = 1 to N}, {a ij | i, j = 1 to N}, {b
The learning which is a method of determining i (x) | i = 1 to N} will be described.

【0022】図4に学習の初期過程の概要図を示す。ま
ず、「ドアのノック音」、「靴音」等類別したい各カテ
ゴリーに対応する学習用音データを十分な数用意する
(例えば、同じノック音でも、叩く強さ、ドアの質、気
温、湿気等により様々に変わるが、それら種々のデータ
をノック音として一つのカテゴリーの学習用データとす
る。)。次に、各音データを前述の特徴抽出器で処理し
て学習用特徴ベクトル列に変換する。これらの学習用特
徴ベクトル列を図5に示すK−meansアルゴリズム
で処理し各カテゴリーに対応するHMMのパラメータを
決める。以下にK−Meansアルゴリズムについて説
明する。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an initial process of learning. First, a sufficient number of learning sound data corresponding to each category to be categorized such as “door knocking sound” and “shoe sound” (for example, even with the same knocking sound, tapping strength, door quality, temperature, humidity, etc.) , But these various data are used as knocking sounds and used as learning data of one category.) Next, each sound data is processed by the above-described feature extractor and converted into a learning feature vector sequence. These learning feature vector sequences are processed by the K-means algorithm shown in FIG. 5 to determine HMM parameters corresponding to each category. Hereinafter, the K-Means algorithm will be described.

【0023】まず、各カテゴリーに属する特徴ベクトル
をいくつかのクラスターに分類する(図4のクラスタリ
ング)。ここで、各カテゴリーのクラスター数はそのカ
テゴリーにおける最長学習用特徴ベクトル列の長さと等
しくする(これは一般に各カテゴリーごとに異なる)。
ただし特徴ベクトル列がT個の特徴ベクトルから成る場
合、Tをその特徴ベクトル列の長さと呼ぶ。特徴ベクト
ルのクラスタリングは種々の方法が適用可能であるが、
以下に典型的なクラスタリング法を記す。
First, feature vectors belonging to each category are classified into several clusters (clustering in FIG. 4). Here, the number of clusters in each category is set equal to the length of the longest learning feature vector sequence in that category (this generally differs for each category).
However, when the feature vector sequence is composed of T feature vectors, T is called the length of the feature vector sequence. Various methods can be applied to clustering of feature vectors,
A typical clustering method is described below.

【0024】まず、乱数を用いて各成分を生成したN個
のランダムな特徴ベクトルを作る。ここでNは最長学習
用特徴ベクトル列の長さである。これらのベクトルはセ
ントロイドと呼ばれ、各セントロイドに一つのクラスタ
ーが対応付けられる。次に、カテゴリー内の特徴ベクト
ルと各セントロイドとの距離を計算し、もっとも距離が
短いセントロイドに対応するクラスターにその特徴ベク
トルが属するものとする。このようにして、カテゴリー
内の全ての特徴ベクトルをクラスターに分類することが
できる。ここでベクトル間の距離はユークリッド距離を
用いる。各クラスターには1からNまで順に番号を付す
る。K−meansアルゴリズムではクラスターはHM
Mの状態に一対一に対応しており、したがってこの番号
はHMMの状態を表すインデックスとみなすことができ
る。このようにクラスタリングの後、各特徴ベクトルに
一意に状態が対応付けられ、したがって各特徴ベクトル
列には一つの状態遷移経路が対応付けられる。
First, N random feature vectors, each component of which is generated using random numbers, are created. Here, N is the length of the longest learning feature vector sequence. These vectors are called centroids, and one cluster is associated with each centroid. Next, the distance between the feature vector in the category and each centroid is calculated, and the feature vector is assumed to belong to the cluster corresponding to the shortest centroid. In this way, all feature vectors in a category can be classified into clusters. Here, the Euclidean distance is used as the distance between the vectors. Each cluster is numbered sequentially from 1 to N. In the K-means algorithm, the cluster is HM
It corresponds to the state of M on a one-to-one basis, and thus this number can be regarded as an index indicating the state of the HMM. After clustering in this manner, a state is uniquely associated with each feature vector, and therefore, one state transition path is associated with each feature vector sequence.

【0025】上述した学習の初期過程におけるクラスタ
リングが、K−meansアルゴリズム図5のステップ
K1である。K−meansアルゴリズムは各カテゴリ
ーごとに独立に施される。図5及び以下の説明は一つの
カテゴリーに関するものとする。図5ではクラスター数
すなわち状態数をNとしている。ステップK2,K3の
総和は、クラスターiに属する特徴ベクトルxt につい
て加算することを意味する。Ni はクラスターiに属す
る特徴ベクトルの数である。ステップK2のμi はクラ
スターiの平均ベクトルである。ステップK3の T
)は( )内のベクトルを転置するすなわち行ベクト
ルを列ベクトルに変換することを意味する。ただし、特
徴ベクトルXt は行ベクトルである。ステップK3のV
i はクラスターiの分散行列である。ステップK4はH
MMの初期状態がiである確率πiを与えるものであ
る。ステップK4の右辺の分子はカテゴリー内の学習用
特徴ベクトル列(例えばX1 2 3 …)のうち、第一
番目の特徴ベクトル(x1 )がクラスターiに属するも
のの数である。ステップK5は、状態iから状態jへの
遷移確率aijを与えるものである。右辺分子は、一つの
特徴ベクトル列(例えばX1 2 3 …)のなかでクラ
スターiに含まれる特徴ベクトルxt があって、次にク
ラスターjに含まれる特徴ベクトルxt+1 が来るような
並びの数(tは任意)を数え上げ、そのようにして得ら
れた数をすべての特徴ベクトル列について足し上げたも
のである。このようにしてすべての状態(i,j=1〜
N)に関するパラメータμi 、Vi 、πi 、aijを与え
ることにより、一つのHMMが指定される。なお、状態
iで特徴ベクトルxを出力する確率密度はガウシアン分
布を想定し、以下の数3に示す数式で計算される。
The above-described clustering in the initial stage of learning is the K-means algorithm step K1 in FIG. The K-means algorithm is applied independently for each category. FIG. 5 and the following description relate to one category. In FIG. 5, the number of clusters, that is, the number of states is N. Sum of Step K2, K3 means adding the feature vector x t belonging to the cluster i. N i is the number of feature vectors belonging to cluster i. Μ i in step K2 is the average vector of cluster i. T of step K3 (
) Means transposing the vector in (), that is, converting a row vector to a column vector. Here, the feature vector Xt is a row vector. V of step K3
i is the variance matrix of cluster i. Step K4 is H
This gives a probability π i that the initial state of the MM is i. The numerator on the right side of step K4 is the number of the feature vector sequence (for example, X 1 X 2 X 3 ...) In the category in which the first feature vector (x 1 ) belongs to the cluster i. Step K5 is for giving a transition probability a ij from the state i to the state j. Right molecules, there is a feature vector x t contained in cluster i, a feature vector x t + 1 to be subsequently included in the cluster j comes among one feature vector sequence (e.g., X 1 X 2 X 3 ...) The number of such arrangements (t is arbitrary) is counted up, and the number thus obtained is added up for all the feature vector sequences. In this way, all states (i, j = 1 to
One HMM is specified by giving parameters μ i , V i , π i , and a ij regarding N). Note that the probability density of outputting the feature vector x in the state i is calculated by the following mathematical formula 3 assuming a Gaussian distribution.

【0026】[0026]

【数3】 ここで、Cは特徴ベクトルの次元、det(Vi )はV
i の行列式、Vi -1はVi の逆行列である。
(Equation 3) Here, C is the dimension of the feature vector, and det (V i ) is V
The determinant of i , V i -1 is the inverse matrix of V i .

【0027】ステップK6においては、前述のVite
rbiアルゴリズムを用いて各学習用特徴ベクトル列の
最適状態遷移経路を求める。この最適状態遷移経路がも
しステップK1で与えられた状態遷移経路と異なる場
合、最適状態遷移経路にしたがって特徴ベクトルの再ク
ラスタリングを行う。すなわち、任意のtに対して、第
t番目の特徴ベクトルxt が最適状態遷移経路の第t番
目の状態qt に対応するクラスターに分類されるよう
に、各特徴ベクトル列の特徴ベクトルをクラスタリング
し直す。もし、ステップK6で再クラスタリングが必要
なければ、すなわちすべての学習用特徴ベクトル列につ
いてステップK1で与えられた状態遷移経路とVite
rbiアルゴリズムで求めた最適状態遷移経路が一致し
ていればK−meansアルゴリズムは終了する。もし
ステップK6において再クラスタリングがなされた場合
は、図5のステップK1から後のステップを再度実行す
る。次にステップK6に達したとき、そこであらためて
求めた最適状態遷移経路と前回求めた最適状態遷移経路
とが異なれば、新しく求めた最適状態遷移経路にしたが
って再クラスタリングを行い、再び図5のステップK1
の後から実行する。もし、再クラスタリングがなければ
K−meansアルゴリズムは終了する。このように、
ステップK6で再クラスタリングがなくなるまでステッ
プK1より後の処理を繰り返す。K−meansアルゴ
リズムが終了した時点で、HMMを定めるパラメータμ
i 、Vi 、πi 、aij(i,j=1〜N)が決まり、そ
のカテゴリーに対するHMMが求まったことになる。こ
のようにして、すべてのカテゴリーに対応するHMMを
求めるとHMMの学習過程は終了する。
In step K6, the aforementioned Vite
The optimum state transition path of each learning feature vector sequence is obtained using the rbi algorithm. If this optimal state transition path is different from the state transition path given in step K1, re-clustering of the feature vectors is performed according to the optimal state transition path. That is, for any t, the feature vectors of each feature vector sequence are clustered such that the t-th feature vector x t is classified into a cluster corresponding to the t-th state q t of the optimal state transition path. Do it again. If re-clustering is not required in step K6, that is, the state transition path and Vite given in step K1 for all learning feature vector sequences
If the optimal state transition paths obtained by the rbi algorithm match, the K-means algorithm ends. If re-clustering has been performed in step K6, steps subsequent to step K1 in FIG. 5 are executed again. Next, when the process reaches step K6, if the optimum state transition path newly obtained therefrom is different from the previously obtained optimum state transition path, re-clustering is performed according to the newly obtained optimum state transition path, and step K1 in FIG.
Execute after If there is no re-clustering, the K-means algorithm ends. in this way,
The processing after step K1 is repeated until there is no re-clustering in step K6. When the K-means algorithm ends, the parameter μ that determines the HMM
i , V i , π i , a ij (i, j = 1 to N) are determined, and the HMM for the category is determined. When the HMMs corresponding to all the categories are obtained in this way, the HMM learning process ends.

【0028】次に、HMMによる特徴ベクトル列の長さ
の規格化について説明する。過度音や音声は、その時々
で音の長さが様々に変化する。NN(ニューラルネッ
ト)はそのような音長の変化に対して弱いため、HMM
を使って音長の変化を取り除いた長さを規格化した特徴
ベクトル列を作り、それをNNの入力とする。この長さ
の規格化は次のように行う。まず、与えられた特徴ベク
トル列の最適状態遷移経路をViterbiアルゴリズ
ムで求める。次に、その最適状態遷移経路のなかで同じ
状態が連続して続く並びがあった場合、その並びに対応
する特徴ベクトル列をそれらのベクトルの平均ベクトル
で置き換える。
Next, normalization of the length of the feature vector sequence by the HMM will be described. Excessive sounds and voices have varying lengths of sound from time to time. Since the NN (neural network) is vulnerable to such a change in pitch, the HMM
Is used to create a feature vector sequence in which the length from which the change in the sound length has been removed is standardized, and this is used as the input of the NN. The standardization of this length is performed as follows. First, an optimal state transition path of a given feature vector sequence is obtained by the Viterbi algorithm. Next, when there is a sequence in which the same state continues continuously in the optimum state transition path, the sequence and the corresponding feature vector sequence are replaced with an average vector of those vectors.

【0029】また、HMMは、本来の音全体の土地中か
ら音が始まったり、途中で音が切れたりした場合でもあ
る程度類別する能力がある。このような欠落のある特徴
ベクトル列の場合、その最適状態遷移経路と該当カテゴ
リー内の他の特徴ベクトル列の最適状態遷移経路とを比
較して欠けている状態部分に、背景音に対応する特徴ベ
クトルあるいはすべての成分が0である特徴ベクトルを
補う。このようにしてカテゴリー内の総ての特徴ベクト
ル列の長さを揃える。さらに、異なるカテゴリー間の特
徴ベクトル列の長さも揃えるため、全カテゴリーの規格
化特徴ベクトル列を最も長い規格化特徴ベクトル列の長
さにあわせる。ここで、長さの不足分には背景音に対応
する特徴ベクトルあるいはすべての成分が0である特徴
ベクトルを、特徴ベクトル列の先頭に(あるいは最後に
でもよい)補う。このようにして、最も長い学習用規格
化特徴ベクトル列の長さ(以下これをTL とする)にす
べての特徴ベクトル列の長さをそろえる。このようにし
て出来た特徴ベクトル列を以下規格化特徴ベクトル列と
呼ぶ。
The HMM has the ability to classify to some extent even if the sound starts from the land of the original sound as a whole or is cut off halfway. In the case of such a missing feature vector sequence, comparing the optimal state transition path with the optimal state transition path of another feature vector sequence in the category, the missing part has a feature corresponding to the background sound. Complement the vector or feature vector where all components are zero. In this way, the lengths of all feature vector strings in the category are made uniform. Further, in order to make the lengths of the feature vector strings between different categories uniform, the lengths of the normalized feature vector strings of all the categories are adjusted to the length of the longest normalized feature vector string. Here, a feature vector corresponding to the background sound or a feature vector in which all components are 0 is supplemented at the beginning (or at the end) of the feature vector sequence for the insufficient length. In this way, the length of all feature vector sequences is made equal to the length of the longest standardized feature vector sequence for learning (hereinafter referred to as T L ). The feature vector sequence thus formed is hereinafter referred to as a normalized feature vector sequence.

【0030】次にNNについて述べる。本発明の第1の
実施の形態では、図6に示す3層パーセプトロンを用い
る。図6の黒丸●は入力をそのまま出力し次段の各入力
へ分配するものである。図6の大きい白丸○は、図7に
示すニューロンを表す。図7は、ニューロンjが、入力
k (k=1〜K)にそれぞれwikの重みを掛け、それ
らを加算したものと閾値θj との差をとったものを非線
形関数f( ) の引数とし、そのときの非線形関数f( )
の値を出力Sj とするものであることを示す。この非線
形関数f( ) は以下の数4に示されるように通常はシグ
モイド関数が用いられる。
Next, the NN will be described. In the first embodiment of the present invention, a three-layer perceptron shown in FIG. 6 is used. The black circles in FIG. 6 indicate that the input is output as it is and distributed to each input in the next stage. 6 represent the neurons shown in FIG. FIG. 7 shows that the neuron j multiplies the input s k (k = 1 to K) by weights of w ik , respectively, and calculates the difference between the sum and the threshold value θ j of the nonlinear function f (). As an argument, the nonlinear function f () at that time
Is used as the output Sj . As this nonlinear function f (), a sigmoid function is usually used as shown in the following equation (4).

【0031】[0031]

【数4】 上記した第1の実施の形態では、規格化特徴ベクトル
列、全HMMの規格化対数尤度、および規格化前の特徴
ベクトル列の長さをNNの入力とする。規格化対数尤度
とは、図3のViterbiアルゴリズムで求めた尤度
Pの対数をとり、それを規格化前の特徴ベクトル列の長
さで割ったもののことである。対数をとることによりN
Nの入力のダイナミックレンジを抑えることができ、ま
た規格化前の特徴ベクトル列の長さで割ることにより、
異なる長さをもつ特徴ベクトル列間での対等な尤度比較
が可能となる。
(Equation 4) In the first embodiment, the normalized feature vector sequence, the normalized log likelihood of all HMMs, and the length of the feature vector sequence before normalization are input to NN. The normalized log likelihood is obtained by taking the logarithm of the likelihood P obtained by the Viterbi algorithm in FIG. 3 and dividing the logarithm by the length of the feature vector sequence before normalization. By taking the logarithm, N
The dynamic range of N inputs can be suppressed, and by dividing by the length of the feature vector sequence before standardization,
Equal likelihood comparison between feature vector sequences having different lengths becomes possible.

【0032】特徴ベクトルの次元をCとすると、規格化
特徴ベクトル列は全部でCTL の成分からなる。また、
類別カテゴリーの数をIとすると、NNの全入力数Kは
CTL +I+1である。NNの出力層は類別カテゴリー
の数I個のニューロンからなり、特徴ベクトル列が属す
るカテゴリーに対応する出力のみがアクティブ(1)に
なり、他の出力はインアクティブ(0)になるように学
習される。中間層ニューロンの数Jは、少ない数から類
別結果を見ながら徐々に増やしていき、所望の類別能力
が得られるところで止めることで決定する。
[0032] The dimension of the feature vector when is C, normalized feature vector sequence consists of components of total CT L. Also,
Assuming that the number of classification categories is I, the total number K of inputs of the NN is CT L + I + 1. The output layer of the NN is composed of a number I of neurons of a category, and is trained so that only the output corresponding to the category to which the feature vector sequence belongs becomes active (1), and the other outputs become inactive (0). You. The number J of the intermediate layer neurons is determined by gradually increasing the number of neurons while observing the classification result from a small number, and stopping when the desired classification ability is obtained.

【0033】次にNNの学習アルゴリズムであるバック
プロパゲーションアルゴリズム(図8)について説明す
る。図8で、mは学習サンプルを表すインデックス(カ
テゴリーの枠を取り払って全学習用特徴ベクトル列にわ
たって付けた通し番号)、kは入力層のニューロン(入
力をそのまま出力する)を表すインデックス、jは中間
層のニューロンを表すインデックス、iは出力層のニュ
ーロンを表すインデックス、sk m は学習サンプルmの
k番目の成分、wijとθj はそれぞれ中間層ニューロン
jの重みと閾値、Sj m は学習サンプルmに対応する中
間層ニューロンjの出力、WijとΘi はそれぞれ出力層
ニューロンiの重みと閾値、Li m は学習サンプルmに
対する教師出力のi番目の成分で、その学習サンプルが
属するカテゴリーに対応する成分のみが1で他の成分は
0である。Iは出力層ニューロンの数(したがって類別
カテゴリーの数)、Jは中間層ニューロンの数、Kは入
力層ニューロンの数CTL +I+1である。ニューロン
のパラメータwik、θj 、Wij、Θi は、乱数によって
適当な初期値を与える。図8で、ステップB1及びB2
は学習サンプルmに対する中間層ニューロンjの出力を
計算しており、これをすべての中間層ニューロンについ
て求める。ステップB3は中間層ニューロンの出力から
出力層ニューロンiにおける非線形関数f( ) の引数を
計算する。ステップB4は、出力層ニューロンのパラメ
ータWijおよびΘi の改良値を計算するのに必要なパラ
メータDi m を求めるものである。このパラメータはす
べての出力層ニューロンについて計算する。ここでf
( ) はf( ) の微分である。ステップB5は、中間層ニ
ューロンのパラメータwikおよびθj の改良を計算する
のに必要なパラメータdj m を求めるもので、これをす
べての中間層ニューロンについて計算する。以上の処理
をすべての学習サンプルについて行う。ステップB6は
中間層ニューロンの重みパラメータをステップB7は中
間層ニューロンの閾値パラメータをそれぞれ改良するも
ので、右辺のwik、θj は従来値、左辺のそれは改良値
である。この改良をすべての中間層のパラメータについ
て行う。εは正の定数である。ステップB8は出力層ニ
ューロンの重みパラメータをステップB10は出力層ニ
ューロンの閾値パラメータをそれぞれ改良するもので、
右辺のwij、Θi は従来値、左辺のそれは改良値であ
る。この改良をすべての出力層のパラメータについて行
う。中間層および出力層のすべてのパラメータの従来値
と改良値の差が十分小さくなれば収束したものとして学
習を終了し、そうでなければ改良されたパラメータを使
って本アルゴリズムを最初から再実行する。以上のバッ
クプロパゲーションアルゴリズムによってNNのパラメ
ータが決定される。上記のように学習によってHMMと
NNのパラメータが決定されたのち、図1に示す処理に
よって類別を行うことができる。類別は次の手順で行
う。
Next, a back propagation algorithm (FIG. 8) which is a learning algorithm of the NN will be described. In FIG. 8, m is an index representing a learning sample (a serial number assigned to all the learning feature vector sequences by removing the category frame), k is an index representing a neuron of the input layer (input is output as it is), and j is an intermediate number. index representing the neuron layer, i is an index representing the neurons of the output layer, s k m k-th component of the learning samples m, w ij and theta j is the weight and the threshold of the hidden neuron j, respectively, S j m is learning samples m the corresponding hidden neuron j output, W ij and theta i is the weight and the threshold of each output layer neuron i, with L i m is the i th component of the teacher output for learning samples m, and the learning samples Only the component corresponding to the category to which it belongs is 1 and the other components are 0. I is the number of output layer neurons (and thus the number of category categories), J is the number of hidden neurons, and K is the number of input layer neurons, CT L + I + 1. The neuron parameters w ik , θ j , W ij , and Θ i give appropriate initial values by random numbers. In FIG. 8, steps B1 and B2
Is calculating the output of the hidden neuron j for the learning sample m, and this is calculated for all hidden neurons. In step B3, the argument of the nonlinear function f () in the output layer neuron i is calculated from the output of the intermediate layer neuron. Step B4 is to determine the parameters D i m necessary for calculating the improved values of the parameters W ij and theta i of the output layer neurons. This parameter is calculated for all output layer neurons. Where f
() Is the derivative of f (). Step B5 is intended to determine the parameters d j m needed to calculate the improvement of the parameters w ik and theta j of hidden neurons, calculate this for all the hidden neurons. The above processing is performed for all learning samples. Step B6 Step B7 weight parameters of the hidden neurons is intended to improve the threshold parameter of the hidden neurons respectively, the right-hand side of the w ik, theta j conventional value, is that the improved value of the left side. This improvement is made for all intermediate layer parameters. ε is a positive constant. Step B8 is to improve the weight parameter of the output layer neuron, and step B10 is to improve the threshold parameter of the output layer neuron.
W ij and Θ i on the right side are conventional values, and those on the left side are improved values. This improvement is made for all output layer parameters. If the difference between the conventional value and the improved value of all the parameters in the hidden layer and the output layer is sufficiently small, the learning is concluded as convergence, and if not, the algorithm is restarted from the beginning using the improved parameters. . The NN parameters are determined by the above back propagation algorithm. After the parameters of the HMM and the NN are determined by learning as described above, classification can be performed by the processing shown in FIG. Classification is performed according to the following procedure.

【0034】まず、任意の与えられた入力音は、特徴抽
出器によって特徴ベクトル列に変換される。次に前記特
徴ベクトル列は、各カテゴリーに対応する隠れマルコフ
モデルHMM1,HMM2,HMM3,…,で処理され
規格化対数尤度が求められる。前記規格化対数尤度のな
かで最大の値を与えるHMMを用い、前記特徴ベクトル
列の長さが規格化される。前記規格化特徴ベクトル列
と、前記各HMMから求められた規格化対数尤度と、長
さを規格化する前の特徴ベクトル列の長さをNNに入力
する。前記NNは前記入力を処理し、特徴ベクトル列が
属すると推定されるカテゴリーに対応するニューロンの
出力をアクティブにする。これが、本システムが判断す
る類別結果となる。
First, any given input sound is converted into a feature vector sequence by a feature extractor. Next, the feature vector sequence is processed by a Hidden Markov Model HMM1, HMM2, HMM3,... Corresponding to each category, and a normalized log likelihood is obtained. The length of the feature vector sequence is normalized using an HMM that gives the maximum value among the normalized log likelihoods. The normalized feature vector sequence, the normalized log likelihood obtained from each of the HMMs, and the length of the feature vector sequence before the length is normalized are input to NN. The NN processes the input and activates the output of the neuron corresponding to the category to which the sequence of feature vectors is estimated to belong. This is the classification result determined by the present system.

【0035】次に、本発明の第1の実施の形態の効果に
ついて説明する。一般に類別結果は、特徴ベクトル列の
種類や長さに依存してNNの類別結果が正しかったりH
MMの類別結果が正しかったりする。本発明の第1の実
施の形態では、規格化特徴ベクトル列のみならず、規格
化前の特徴ベクトル列の長さおよび各HMMの規格化対
数尤度もNNの入力とすることにより、NNがHMMの
類別結果をも考慮して総合的に判断するようになってい
る。NNとHMMの類別能力を総合的にどのように考慮
して最終的な類別を行うかも、NNの学習によって自動
的に最適な考慮の仕方が決められる。これによって、従
来のようにNNのみあるいはHMMのみで類別した場合
にくらべて、より高い類別能力を提供することができ
る。
Next, the effect of the first embodiment of the present invention will be described. In general, the classification result depends on the type and length of the feature vector sequence, and the classification result of NN is correct or H
The classification result of MM is correct. In the first embodiment of the present invention, not only the normalized feature vector sequence but also the length of the feature vector sequence before normalization and the normalized log likelihood of each HMM are input to the NN, so that the NN is Judgments are made comprehensively in consideration of the HMM classification results. Regarding how to classify the NN and the HMM in total, the final classification is also determined by the learning of the NN. As a result, it is possible to provide a higher classification capability than in the conventional case where classification is performed only by NN or only by HMM.

【0036】次に、本発明の第2の実施の形態について
説明する。本発明の第2の実施の形態では、図1におけ
るNNとして図9に示したものを用いる。すなわちHM
Mの類別結果である各HMMの規格化対数尤度、および
HMMとNNの類別結果の考慮の仕方に重要な影響をも
つパラメータである規格化前の特徴ベクトル列の長さ
を、直接出力層に入力する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment of the present invention, the NN shown in FIG. 9 is used as the NN in FIG. Ie HM
The normalized log likelihood of each HMM, which is the classification result of M, and the length of the feature vector sequence before normalization, which is a parameter having an important effect on how to consider the classification result of HMM and NN, are directly output to the output layer. To enter.

【0037】学習アルゴリズムは基本的に第1の実施の
形態におけるアルゴリズム図8と同じであるが、各HM
Mの規格化対数尤度および規格化前の特徴ベクトル列の
長さの入力は、入力層ニューロンには含めず中間層ニュ
ーロンに含める。ただし、各HMMの規格化対数尤度お
よび規格化前の特徴ベクトル列の長さの入力に対応する
ニューロンは入力層ニューロンとおなじく入力をそのま
ま出力するものである。
The learning algorithm is basically the same as the algorithm in the first embodiment shown in FIG.
The input of the normalized log likelihood of M and the length of the feature vector sequence before normalization is not included in the input layer neurons but in the hidden neurons. However, the neurons corresponding to the input of the normalized log likelihood of each HMM and the length of the feature vector sequence before the standardization output the same input as the input layer neuron as it is.

【0038】したがって本発明の第2の実施の形態では
図8の入力層ニューロンの数Kは規格化特徴ベクトル列
の全成分数CTL とする。また、ステップB3およびB
9におけるJはJ+I+1で置き換え、j=J+1〜J
+I+1におけるSj m は各HMMの規格化対数尤度お
よび規格化前の特徴ベクトル列の長さであるとする。
[0038] Accordingly, the number K of the input layer neurons Figure 8 is a second embodiment of the present invention is the total number of components CT L of normalized feature vector sequence. Steps B3 and B
9 is replaced by J + I + 1, j = J + 1 to J
S j m at + I + 1 is the normalized log likelihood of each HMM and the length of the feature vector sequence before normalization.

【0039】本発明の第2の実施の形態は、第1の実施
の形態の効果に加えて、学習時間が第1の実施の形態よ
り短くなるという効果を有する。これは、規格化前の特
徴ベクトル列の長さおよび各HMMの規格化対数尤度
が、中間層ニューロンを通らず直接出力層に繋がってい
るため、第1の実施の形態にくらべてより少ない中間層
ニューロン数で済むためである。
The second embodiment of the present invention has an effect that the learning time is shorter than that of the first embodiment, in addition to the effect of the first embodiment. This is because the length of the feature vector sequence before normalization and the normalized log likelihood of each HMM are directly connected to the output layer without passing through the hidden neurons, and therefore are smaller than in the first embodiment. This is because the number of hidden neurons is sufficient.

【0040】[0040]

【発明の効果】第1の効果は、従来方式に比べてより高
い類別能力を提供できることである。
The first effect is that a higher classification capability can be provided as compared with the conventional system.

【0041】その理由は、規格化特徴ベクトル列に加え
て、HMMによる類別結果(各HMMの規格化対数尤
度)および規格化前の特徴ベクトル列の長さもNNの入
力として、HMMとNNの類別能力を総合的に考慮して
類別を行うためである。
The reason is that, in addition to the normalized feature vector sequence, the classification result by the HMM (normalized log likelihood of each HMM) and the length of the feature vector sequence before normalization are also input to the NN. This is because classification is performed by comprehensively considering the classification ability.

【0042】第2の効果は、NNとHMMの類別能力を
総合的に考慮して最適な類別する仕方が、自動的に得ら
れることである。
A second effect is that an optimum classification method can be automatically obtained by comprehensively considering the classification capabilities of the NN and the HMM.

【0043】その理由は、NNの学習によって両者の最
適な考慮の仕方が自動的に獲得されるからである。
The reason is that the optimal way of considering both is automatically acquired by learning of the NN.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態を示すブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】特徴抽出の概要図である。FIG. 2 is a schematic diagram of feature extraction.

【図3】Viterbiアルゴリズムの流れ図である。FIG. 3 is a flowchart of the Viterbi algorithm.

【図4】HMMの学習の初期過程の概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram of an initial process of HMM learning.

【図5】K−meansアルゴリズムの流れ図である。FIG. 5 is a flowchart of a K-means algorithm.

【図6】本発明の第1の実施の形態のニューラルネット
を示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing a neural network according to the first embodiment of the present invention.

【図7】ニューロンの動作の概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram of the operation of a neuron.

【図8】バックプロパゲーションアルゴリズムの流れ図
である。
FIG. 8 is a flowchart of a back propagation algorithm.

【図9】本発明の第2の実施の形態のニューラルネット
を示した図である。
FIG. 9 is a diagram showing a neural network according to a second embodiment of the present invention.

【図10】従来技術の一実施の形態を示したブロック図
である。
FIG. 10 is a block diagram showing an embodiment of the related art.

【図11】従来技術のニューラルネットを示した図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing a conventional neural network.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G10L 15/28 G10L 3/00 531E 539 (56)参考文献 特開 平9−198083(JP,A) 特開 平8−54893(JP,A) 特開 平8−254995(JP,A) 特開 平8−44695(JP,A) 特開 平7−219581(JP,A) 特開 平2−298998(JP,A) 英国特許出願公開2230370(GB,A) 仏国特許出願公開2645999(FR,A 1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G10L 15/10 G10L 15/14 G10L 15/16 G10L 15/28 INSPEC(DIALOG) JICSTファイル(JOIS) WPI(DIALOG) 実用ファイル(PATOLIS) 特許ファイル(PATOLIS)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI G10L 15/28 G10L 3/00 531E 539 (56) References JP-A-9-198083 (JP, A) JP-A-8-54893 (JP, A) JP-A-8-254995 (JP, A) JP-A-8-44695 (JP, A) JP-A-7-219581 (JP, A) JP-A-2-298998 (JP, A) United Kingdom Patent application publication 2230370 (GB, A) French patent application publication 2645999 (FR, A1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G10L 15/10 G10L 15/14 G10L 15/16 G10L 15/28 INSPEC (DIALOG) JICST file (JOIS) WPI (DIALOG) Practical file (PATOLIS) Patent file (PATOLIS)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 類別すべきカテゴリーに対応する隠れマ
ルコフモデル(HMM)と、類別すべきカテゴリーに対
応する出力を有する多層パーセプトロンからなり、入力
特徴ベクトル列の長さ(ベクトルの数)と、前記隠れマ
ルコフモデルのうち入力特徴ベクトル列に対して最大尤
度を示す隠れマルコフモデルを用いて長さを規格化した
特徴ベクトル列と、前記各カテゴリーに対応する隠れマ
ルコフモデルの入力特徴ベクトル列に対する対数尤度を
入力特徴ベクトル列の長さで割ったものを前記多層パー
セプトロンの入力とすることを特徴とする音類別方式。
1. A hidden Markov model (HMM) corresponding to a category to be categorized, and a multilayer perceptron having an output corresponding to the category to be categorized, the length of an input feature vector sequence (the number of vectors); A feature vector sequence whose length is normalized by using a hidden Markov model showing the maximum likelihood with respect to the input feature vector sequence among the hidden Markov models, and a logarithm of the hidden Markov model corresponding to each category with respect to the input feature vector sequence. A sound classification method wherein a value obtained by dividing likelihood by the length of an input feature vector sequence is used as an input of the multilayer perceptron.
【請求項2】 前記入力特徴ベクトル列の長さと、前記
した各カテゴリーに対応する隠れマルコフモデルの入力
特徴ベクトル列に対する対数尤度を入力特徴ベクトル列
の長さで割ったものとが、多層パーセプトロンの中間層
を経ず、多層パーセプトロンの出力層に直接入力するこ
とを特徴とする請求項1記載の音類別方式。
2. A multi-layer perceptron, wherein the length of the input feature vector sequence and the log likelihood of the hidden Markov model corresponding to each of the categories for the input feature vector sequence divided by the length of the input feature vector sequence are: 2. The sound classification system according to claim 1, wherein the sound is directly input to the output layer of the multilayer perceptron without passing through the intermediate layer.
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JP3078279B2 (en) 1998-05-07 2000-08-21 クセルト−セントロ・ステユデイ・エ・ラボラトリ・テレコミニカチオーニ・エツセ・ピー・アー Method and apparatus for speech recognition using neural network and Markov model recognition technology

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