Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4490384B2 - Method and apparatus for evaluating speech similarity - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4490384B2 - Method and apparatus for evaluating speech similarity - Google Patents

Method and apparatus for evaluating speech similarity Download PDF

Info

Publication number
JP4490384B2
JP4490384B2 JP2006081961A JP2006081961A JP4490384B2 JP 4490384 B2 JP4490384 B2 JP 4490384B2 JP 2006081961 A JP2006081961 A JP 2006081961A JP 2006081961 A JP2006081961 A JP 2006081961A JP 4490384 B2 JP4490384 B2 JP 4490384B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
similarity
correlation matrix
speech
inter
user
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006081961A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007256698A (en
Inventor
三樹夫 東山
道子 風間
理 後藤
毅彦 川▲原▼
靖雄 吉岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Waseda University
Yamaha Corp
Original Assignee
Waseda University
Yamaha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Waseda University, Yamaha Corp filed Critical Waseda University
Priority to JP2006081961A priority Critical patent/JP4490384B2/en
Publication of JP2007256698A publication Critical patent/JP2007256698A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4490384B2 publication Critical patent/JP4490384B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

この発明は、いわゆる帯域間相関行列を利用して音声の類似度の評価を行う技術並びにこの技術を利用した話者認証および話者識別の技術に関する。   The present invention relates to a technique for evaluating speech similarity using a so-called interband correlation matrix, and a technique for speaker authentication and speaker identification using this technique.

話者認証および話者識別においては、話者が発する音声と予め特定の話者から得られた音声とがどの程度類似しているかの評価が必要となる。このような音声の類似度を評価するために一般的に行われるのは、比較対象である音声の特徴を何らか手段により数量化して特徴量とし、各音声から得られる各特徴量を比較することにより音声の類似度を評価するという手法である。非特許文献1は、このような音声の特徴量として、帯域間相関行列を利用し、話者識別を行う技術を開示している。この帯域間相関行列は、帯域分割された音声の各成分のエンベロープの帯域間の相関値を要素とする行列である。複数の話者の音声から各々得られる帯域間相関行列の内容は、各話者の発話内容の影響をあまり受けず、話者自体に依存する。そして、話者が同じであれば、発話内容によらず類似した内容の帯域間相関行列が得られる。従って、この帯域間相関行列を音声の特徴量として用いることにより、話者認証や話者識別を行うことができる。
2002年3月の電子情報通信学会における風間道子、東山三樹夫、山崎芳男による発表論文「包絡線の帯域間相関行列を用いた話者識別」
In speaker authentication and speaker identification, it is necessary to evaluate how similar a voice uttered by a speaker and a voice obtained in advance from a specific speaker are. In general, in order to evaluate the similarity of speech, the features of the speech to be compared are quantified by some means to obtain feature amounts, and the feature amounts obtained from the speeches are compared. This is a method of evaluating the similarity of speech. Non-Patent Document 1 discloses a technique for performing speaker identification using an interband correlation matrix as such a voice feature amount. This inter-band correlation matrix is a matrix whose elements are correlation values between envelope bands of each component of the band-divided speech. The contents of the interband correlation matrix obtained from the voices of a plurality of speakers are not significantly affected by the utterance contents of each speaker and depend on the speakers themselves. If the speakers are the same, an interband correlation matrix having similar contents can be obtained regardless of the utterance contents. Therefore, speaker authentication and speaker identification can be performed by using this interband correlation matrix as a feature amount of speech.
Paper presented by Michiko Kazama, Mikio Higashiyama, and Yoshio Yamazaki at the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers in March 2002, “Speaker Identification Using Bandwidth Correlation Matrix of Envelope”

上述した非特許文献1に開示の技術によれば、発話内容に拘わらず、話者の認証や識別を行うことができる。しかし、この技術を利用する場合においても、話者から入力音声を取得する過程において入力音声に雑音が重畳すると、どうしても話者認証や話者識別に支障が生じる。   According to the technique disclosed in Non-Patent Document 1 described above, speaker authentication and identification can be performed regardless of the utterance content. However, even in the case of using this technique, if noise is superimposed on the input voice in the process of acquiring the input voice from the speaker, the speaker authentication or speaker identification will be hindered.

この発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、帯域間相関行列を利用して行う音声の類似度評価において、雑音に対する耐性を向上させることを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to improve resistance to noise in speech similarity evaluation performed using an interband correlation matrix.

この発明では、音声の特徴量として、周波数軸上において並んだN個(Nは複数)の帯域間における音声の成分のエンベロープの相関値を要素とするN行N列の帯域間相関行列を入力音声から生成する。そして、比較対象である2つの音声がある場合に、1≦n≦Nである少なくとも1種類のnを選択し、各nについて、比較対象である各音声について得られた2つの帯域間相関行列の一方の第n行および第n列を他方の第n行および第n列に代入し、あるいは2つの帯域間相関行列の両方から第n行および第n列を間引き、この代入後または間引き後の両帯域間相関行列間の類似度を算出する類似度算出処理を実行し、この実行結果に基づいて音声の類似度に関する評価を行う。
ここで、比較対象である2つの帯域間相関行列の一方が雑音の発生する環境下において入力音声から取得されるものである場合、その帯域間相関行列の要素が雑音の影響を受ける場合がある。例えば特定帯域の成分が雑音のエネルギーに埋もれた状態で入力音声が取得され、その入力音声から帯域間相関行列が生成されると、その帯域間相関行列において、雑音の属する帯域に関係する行および列にその雑音の影響が現れる。しかしながら、この発明では、上記の行および列の代入または間引き処理により、そのような雑音の影響を除外して帯域間相関行列間の類似度を算出することができる。
この発明による音声の類似度の評価の技術が具現される典型例として、例えば話者認証や話者識別がある。その詳細は以下に掲げる「発明を実施するための最良の形態」において明らかにされる。
In the present invention, an N-by-N interband correlation matrix is input as an audio feature quantity, with the correlation value of the envelope of the audio component between N (N is a plurality) bands arranged on the frequency axis as elements. Generate from voice. When there are two voices to be compared, at least one type of n satisfying 1 ≦ n ≦ N is selected, and for each n, two interband correlation matrices obtained for each voice to be compared Substitute one row n and column n in the other row n and column n, or decimate row n and column n from both of the two interband correlation matrices, and after this substitution or decimation The similarity calculation processing for calculating the similarity between the two band correlation matrices is executed, and the speech similarity is evaluated based on the execution result.
Here, when one of the two interband correlation matrices to be compared is acquired from the input speech in an environment where noise occurs, the elements of the interband correlation matrix may be affected by noise. . For example, when an input speech is acquired in a state where components in a specific band are buried in noise energy, and an interband correlation matrix is generated from the input speech, a row related to the band to which the noise belongs in the interband correlation matrix and The noise effect appears in the column. However, according to the present invention, the similarity between the interband correlation matrices can be calculated by excluding the influence of such noise by the above-described row and column substitution or thinning process.
Typical examples of the technology for evaluating the similarity of speech according to the present invention include speaker authentication and speaker identification. The details will be clarified in “Best Mode for Carrying Out the Invention” described below.

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態を説明する。
<第1実施形態>
図1はこの発明の一実施形態である話者認証装置の構成を示すブロック図である。この話者認証装置は、大別して、登録部10と、テンプレートDB(データベース)20と、認証部30とにより構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a speaker authentication apparatus according to an embodiment of the present invention. This speaker authentication apparatus is roughly divided into a registration unit 10, a template DB (database) 20, and an authentication unit 30.

登録部10の構成は次の通りである。まず、ID入力部11は、あるサービスを受けることについて正当な権原を有するユーザのIDを受け取る装置であり、キーボード等により構成されている。音声入力部12は、上記正当な権原を有するユーザの音声を受け取る装置であり、例えばマイクロホンとこのマイクロホンから出力されるアナログ音声信号をデジタル形式の音声データに変換するA/D変換器により構成されている。発話区間検出部13は、音声入力部12から出力される音声データのレベルを監視し、レベルが閾値以上である発話区間内の音声データを通過させる装置である。   The configuration of the registration unit 10 is as follows. First, the ID input unit 11 is a device that receives an ID of a user who has a right to receive a certain service, and includes a keyboard or the like. The voice input unit 12 is a device that receives the voice of a user having the above-mentioned legal title. For example, the voice input unit 12 includes a microphone and an A / D converter that converts an analog voice signal output from the microphone into voice data in a digital format. ing. The utterance section detection unit 13 is a device that monitors the level of the voice data output from the voice input unit 12 and passes the voice data in the utterance section whose level is equal to or greater than a threshold value.

特徴量抽出部14は、発話区間検出部13を通過した発話区間の音声データから特徴量を抽出する装置である。本実施形態では、ユーザ毎に、複数種類の文章を発話させ、特徴量抽出部14は、各文章の音声から特徴量を各々抽出する。登録情報作成部15は、それらの特徴量を平均化した特徴量をID入力部11が受け取ったユーザIDと対応付け、登録情報としてテンプレートDB20に登録する。   The feature amount extraction unit 14 is a device that extracts feature amounts from voice data of an utterance section that has passed through the utterance section detection unit 13. In the present embodiment, a plurality of types of sentences are uttered for each user, and the feature amount extraction unit 14 extracts feature amounts from the voices of the respective sentences. The registration information creation unit 15 associates the feature amount obtained by averaging the feature amounts with the user ID received by the ID input unit 11 and registers the feature amount in the template DB 20 as registration information.

認証部30の構成は次の通りである。まず、ID入力部31は、認証対象であるユーザのIDを受け取る装置であり、キーボード等により構成されている。音声入力部32は、認証対象であるユーザの音声を受け取る装置であり、音声入力部12と同様、マイクロホンとA/D変換器等により構成されている。音声入力部32の後段には発話区間検出部13と同様な発話区間検出部33が設けられている。   The configuration of the authentication unit 30 is as follows. First, the ID input unit 31 is a device that receives an ID of a user to be authenticated, and includes a keyboard or the like. The voice input unit 32 is a device that receives the voice of the user to be authenticated, and is configured by a microphone, an A / D converter, and the like, similar to the voice input unit 12. A speech segment detection unit 33 similar to the speech segment detection unit 13 is provided following the voice input unit 32.

特徴量抽出部34は、特徴量抽出部14と同様な抽出方法により、発話区間検出部33を通過した音声データから特徴量を抽出する装置である。登録情報選択部35は、ID入力部31が受け取ったユーザのIDに対応付けられた特徴量をテンプレートDB20から読み出し、所定の閾値とともに出力する装置である。   The feature amount extraction unit 34 is a device that extracts a feature amount from voice data that has passed through the utterance section detection unit 33 by the same extraction method as the feature amount extraction unit 14. The registration information selection unit 35 is a device that reads the feature amount associated with the user ID received by the ID input unit 31 from the template DB 20 and outputs the feature amount together with a predetermined threshold value.

特徴量比較部36は、特徴量抽出部34により抽出された特徴量と登録情報選択部35により読み出された特徴量とを比較し、比較結果として、両特徴量が表す音声の類似度を出力する装置である。認証結果出力部37は、特徴量比較部36から出力される類似度と登録情報選択部35から出力される閾値とを比較することにより、音声入力部32が受け取った音声の発生元であるユーザがID入力部31が受け取ったIDに対応したユーザであるか否かの認証を行い、認証結果を出力する装置である。   The feature amount comparison unit 36 compares the feature amount extracted by the feature amount extraction unit 34 with the feature amount read by the registered information selection unit 35, and uses the similarity between the voices represented by both feature amounts as a comparison result. It is a device that outputs. The authentication result output unit 37 compares the similarity output from the feature amount comparison unit 36 with the threshold output from the registration information selection unit 35, thereby generating the user who is the source of the audio received by the audio input unit 32. Is an apparatus that authenticates whether or not the user corresponds to the ID received by the ID input unit 31 and outputs an authentication result.

特徴量抽出部14および34は、いずれも図2に示す帯域間相関行列生成部を有している。周波数分析部51は、一定時間長のフレーム単位で、発話区間検出部13または33を通過した音声データにFFT(高速フーリエ変換)を施し、FFTにより得られる振幅スペクトルを出力する。   Each of the feature quantity extraction units 14 and 34 has an interband correlation matrix generation unit shown in FIG. The frequency analysis unit 51 performs FFT (Fast Fourier Transform) on the voice data that has passed through the utterance section detection unit 13 or 33 in units of a frame of a certain time length, and outputs an amplitude spectrum obtained by the FFT.

帯域別エンベロープ生成部52は、周波数軸上において並んだ第1〜第N帯域に各々属する各成分を周波数分析部51のFFT結果から抽出し、各帯域に属する音声の各成分のエンベロープを生成する装置である。さらに詳述すると、帯域別エンベロープ生成部52は、次の処理を行う。まず、フレーム毎に、周波数分析部51から得られる振幅スペクトルの中から周波数軸上において第1〜第N帯域に各々属するものを抽出し、dB値の形式に変換する。そして、周波数帯域毎に、フレーム毎に得られるdB値表現の振幅スペクトルの推移を求めて、第1帯域〜第N帯域に各々属する音声の成分のエンベロープE−i(i=1〜N)を出力する。なお、帯域別の音声成分のエンベロープE−i(i=1〜N)は、通過帯域の異なった複数のBPF(バンドパスフィルタ)からなるフィルタバンクにより入力音声の帯域分割を行い、このフィルタバンクを通過した各帯域の信号に半波整流および平滑化等の処理を施すことにより求めてもよい。   The band-specific envelope generation unit 52 extracts each component belonging to each of the first to Nth bands arranged on the frequency axis from the FFT result of the frequency analysis unit 51, and generates an envelope of each component of the sound belonging to each band. Device. More specifically, the band-specific envelope generator 52 performs the following processing. First, for each frame, those belonging to the first to Nth bands on the frequency axis are extracted from the amplitude spectrum obtained from the frequency analysis unit 51, and converted into a dB value format. Then, for each frequency band, the transition of the amplitude spectrum of the dB value expression obtained for each frame is obtained, and the envelopes E-i (i = 1 to N) of the sound components belonging to the first band to the Nth band are obtained. Output. Note that the envelope E-i (i = 1 to N) of the sound components for each band is obtained by dividing the band of the input sound by a filter bank composed of a plurality of BPFs (band pass filters) having different pass bands. You may obtain | require by performing processes, such as a half-wave rectification and smoothing, to the signal of each band which passed through.

相関値算出部53は、j=1〜N、k=1〜Nの範囲内における全ての(j,k)の組み合わせについて、第j帯域のエンベロープE−jおよび第k帯域のエンベロープE−k間の相関値ajkを算出し、相関値ajk(j=1〜N、k=1〜N)を要素とするN行N列の帯域間相関行列を出力する。
以上が特徴量抽出部14および34の構成の詳細である。
The correlation value calculation unit 53 performs the j-th band envelope Ej and the k-th band envelope Ek for all (j, k) combinations in the range of j = 1 to N and k = 1 to N. Correlation value ajk is calculated, and an N-row N-column interband correlation matrix having correlation values ajk (j = 1 to N, k = 1 to N) as elements is output.
The details of the configuration of the feature quantity extraction units 14 and 34 have been described above.

特徴量比較部36は、特徴量抽出部34および登録情報選択部35から以上説明したような帯域間相関行列を各々受け取り、両帯域間相関行列間の類似度を算出する類似度算出処理を実行する。そして、認証結果出力部37は、この類似度算出処理の実行結果に基づいて、音声入力部32が受け取った音声の発生元であるユーザがID入力部31が受け取ったIDに対応したユーザであるか否かの認証処理を行う。   The feature amount comparison unit 36 receives the inter-band correlation matrix as described above from the feature amount extraction unit 34 and the registered information selection unit 35, and executes a similarity calculation process for calculating the similarity between the two band correlation matrices. To do. Then, the authentication result output unit 37 is a user corresponding to the ID received by the ID input unit 31 by the user who is the source of the voice received by the voice input unit 32 based on the execution result of the similarity calculation process. Whether or not authentication processing is performed.

ところで、雑音の発生する環境下において認証対象であるユーザが音声を発した場合、その音声における比較的狭い特定帯域の成分が雑音のエネルギーに埋もれることがある。この場合において、例えばユーザの音声において第1〜第N帯域のうちq番目(1≦q≦N)の帯域に属する周波数の成分が雑音のエネルギーに埋もれると、その影響は特徴量抽出部34が出力する帯域間相関行列の第q行および第q列に現れる。   By the way, when a user to be authenticated utters a voice in an environment where noise is generated, a component of a relatively narrow specific band in the voice may be buried in the noise energy. In this case, for example, when a frequency component belonging to the qth (1 ≦ q ≦ N) band of the first to Nth bands in the user's voice is buried in the noise energy, the influence is caused by the feature amount extraction unit 34. It appears in the q-th row and q-th column of the output interband correlation matrix.

本実施形態の特徴は、このような雑音の影響が現れる状況においても、正しい認証結果が得られるように改良された特徴量比較部36の類似度算出処理および認証結果出力部37の認証処理の態様にある。改良された類似度算処理および認証処理の態様として次の2つがある。   The feature of this embodiment is that the similarity calculation process of the feature amount comparison unit 36 and the authentication process of the authentication result output unit 37 improved so that a correct authentication result can be obtained even in a situation where the influence of noise appears. In the embodiment. There are the following two aspects of the improved similarity calculation processing and authentication processing.

<<第1の態様>>
この態様において、特徴量比較部36は、1≦n≦Nである少なくとも1種類のn(この例ではn=1〜Nまでの全てのn)を選択し、各nについて、図3に例示するように、特徴量抽出部34により生成された入力音声の帯域間相関行列と登録情報選択部35によりテンプレートDB20から読み出された帯域間相関行列の一方(この例ではテンプレートDB20から読み出された帯域間相関行列)の第n行および第n列を他方(この例では入力音声の帯域間相関行列)の第n行および第n列に各々代入し、この代入後の両帯域間相関行列間の類似度を算出する類似度算出処理を実行する。そして、認証結果出力部37は、この類似度算出処理の実行結果に基づいて認証を行う。好ましい態様において、認証結果出力部37は、各nについて実行された類似度算出処理において類似度が閾値以上となった回数を求め、この回数が所定値以上か否かにより認証を行う。
<< First Aspect >>
In this aspect, the feature quantity comparison unit 36 selects at least one type of n satisfying 1 ≦ n ≦ N (all n from n = 1 to N in this example), and each n is illustrated in FIG. As described above, one of the inter-band correlation matrix of the input speech generated by the feature amount extraction unit 34 and the inter-band correlation matrix read from the template DB 20 by the registration information selection unit 35 (in this example, read from the template DB 20). The n-th row and the n-th column of the inter-band correlation matrix) are respectively substituted into the n-th row and the n-th column of the other (in this example, the inter-band correlation matrix of the input speech), and the inter-band correlation matrix after the substitution A similarity calculation process for calculating the similarity between the two is executed. And the authentication result output part 37 authenticates based on the execution result of this similarity calculation process. In a preferred mode, the authentication result output unit 37 obtains the number of times that the similarity is equal to or greater than a threshold in the similarity calculation process executed for each n, and performs authentication based on whether or not the number is equal to or greater than a predetermined value.

<<第2の態様>>
この態様において、特徴量比較部36は、1≦n≦Nである少なくとも1種類のn(この例ではn=1〜Nまでの全てのn)を選択し、各nについて、図4に例示するように、特徴量抽出部34により生成された入力音声の帯域間相関行列と登録情報選択部35によりテンプレートDB20から読み出された帯域間相関行列の両方から第n行および第n列を各々間引き、この間引き後の両帯域間相関行列間の類似度を算出する類似度算出処理を実行する。そして、認証結果出力部37は、この類似度算出処理の実行結果に基づいて認証を行う。
<< Second Aspect >>
In this aspect, the feature quantity comparison unit 36 selects at least one kind of n satisfying 1 ≦ n ≦ N (in this example, all n from n = 1 to N), and each n is illustrated in FIG. As described above, the n-th row and the n-th column are respectively obtained from both the inter-band correlation matrix of the input speech generated by the feature amount extraction unit 34 and the inter-band correlation matrix read from the template DB 20 by the registration information selection unit 35. A similarity calculation process is performed to calculate the similarity between the decimation and the correlation matrix between both bands after the decimation. And the authentication result output part 37 authenticates based on the execution result of this similarity calculation process.

帯域間相関行列間の類似度の算出方法に関しても各種の態様がある。ある好ましい態様において、特徴量比較部36は、比較対象である2つの帯域間相関行列について、例えば列毎に両帯域間相関行列の要素間の相関値を求め、全列についての相関値の平均値を類似度として出力する。他の好ましい態様において、特徴量比較部36は、比較対象である2つの帯域間相関行列をAおよびBとした場合、下記式(1)に従って類似度Dを算出する。
D=√(trace(AB−1)・trace(BA−1)) ………(1)
ただし、上記式(1)において、trace()は、括弧内の正方行列の対角線要素の和を意味する。
There are various modes for calculating the similarity between the interband correlation matrices. In a preferred embodiment, the feature quantity comparison unit 36 obtains, for example, correlation values between elements of the correlation matrix between the two bands for each column, and averages the correlation values for all the columns. Output the value as a similarity. In another preferred embodiment, the feature amount comparison unit 36 calculates the similarity D according to the following equation (1) when the two interband correlation matrices to be compared are A and B.
D = √ (trace (AB −1 ) · trace (BA −1 )) (1)
However, in the above formula (1), trace () means the sum of the diagonal elements of the square matrix in parentheses.

なお、上記第1の態様では、異種の帯域間相関行列間において第n行および第n列の代入を行った際、代入後の帯域間相関行列の正則性が失われることにより逆行列が求まらず、上記式(1)により類似度Dを算出することができない場合がある。そこで、上記第1の態様では、相関行列の性質を利用した他の演算処理により帯域間相関行列間の類似度を算出するのが好ましい。   In the first aspect, when the nth row and the nth column are substituted between different types of interband correlation matrices, the inverse matrix is obtained by losing the regularity of the interband correlation matrix after the substitution. Of course, the similarity D may not be calculated by the above equation (1). Therefore, in the first aspect, it is preferable to calculate the similarity between the interband correlation matrices by other arithmetic processing using the properties of the correlation matrix.

以下、第1の態様により話者認証を行う本実施形態の第1の動作例および第2の態様により話者認証を行う本実施形態の第2の動作例について説明する。   Hereinafter, a first operation example of this embodiment in which speaker authentication is performed according to the first aspect and a second operation example of this embodiment in which speaker authentication is performed according to the second aspect will be described.

<<第1の動作例>>
図5は本実施形態の第1の動作例を示すフローチャートである。あるユーザの認証処理においては、まず、ID入力部31によりそのユーザのIDが取得されるとともに、同ユーザの発話区間内の音声データが音声入力部32および発話区間検出部33により取得される(ステップS101)。
<< First Operation Example >>
FIG. 5 is a flowchart showing a first operation example of this embodiment. In the authentication process of a user, first, the ID of the user is acquired by the ID input unit 31, and the voice data in the utterance section of the user is acquired by the voice input unit 32 and the utterance section detection unit 33 ( Step S101).

次に特徴量抽出部34により、入力音声、すなわち、ステップS101において取得された音声データから帯域間相関行列Aが生成され(ステップS102)、登録情報選択部35によりステップS101において取得されたIDに対応付けられた帯域間相関行列BがテンプレートDB20から読み出される(ステップS103)。そして、認証結果出力部37は、認証結果が肯定的である程度を示すポイントレジスタPを「0」に初期化する(ステップS104)。   Next, the feature amount extraction unit 34 generates an interband correlation matrix A from the input speech, that is, the speech data acquired in step S101 (step S102), and the registration information selection unit 35 sets the ID acquired in step S101. The associated interband correlation matrix B is read from the template DB 20 (step S103). Then, the authentication result output unit 37 initializes the point register P indicating a certain degree of positive authentication result to “0” (step S104).

そして、帯域間相関行列における帯域の数(すなわち、行数および列数)がNである場合、本実施形態では、n=1〜Nまでの各nについて、ステップS105〜S110のループ処理を繰り返し実行する。まず、特徴量比較部36は、ユーザIDに対応した帯域間相関行列Bの第n行および第n列を入力音声の帯域間相関行列Aの第n行および第n列に各々代入する(ステップS106a)。次に特徴量比較部36は、この代入後の帯域間相関行列Aと、ユーザIDに対応した帯域間相関行列Bとの間の類似度Dを算出する(ステップS107a)。そして、認証結果出力部37はこの類似度Dと閾値th1とを比較する(ステップS108)。そして、認証結果出力部37は、類似度Dが閾値th1以上である場合に限り、ポイントレジスタPに所定の大きさのポイントを加算する(ステップS108およびS109)。   When the number of bands (that is, the number of rows and columns) in the interband correlation matrix is N, in the present embodiment, the loop processing of steps S105 to S110 is repeated for each n from n = 1 to N. Execute. First, the feature quantity comparison unit 36 substitutes the nth row and the nth column of the interband correlation matrix B corresponding to the user ID into the nth row and the nth column of the interband correlation matrix A of the input speech (step) S106a). Next, the feature amount comparison unit 36 calculates a similarity D between the interband correlation matrix A after the substitution and the interband correlation matrix B corresponding to the user ID (step S107a). Then, the authentication result output unit 37 compares the similarity D with the threshold th1 (step S108). The authentication result output unit 37 adds a point having a predetermined size to the point register P only when the similarity D is equal to or greater than the threshold th1 (steps S108 and S109).

そして、n=1〜Nまでの各nについてステップS105〜S110のループ処理が終了すると、認証結果出力部37はポイントレジスタPの内容が閾値th2以上か否かを判断し(ステップS111)、この判断結果が肯定的である場合には話者であるユーザはユーザIDに対応した本人であると判断し(ステップS112)、そうでない場合は詐称者であると判断し(ステップS113)、その判断結果を出力する。   When the loop processing of steps S105 to S110 is completed for each n from n = 1 to N, the authentication result output unit 37 determines whether or not the content of the point register P is greater than or equal to the threshold th2 (step S111). If the determination result is affirmative, the user who is the speaker is determined to be the person corresponding to the user ID (step S112). Otherwise, it is determined that the user is a spoofer (step S113). Output the result.

<<第2の動作例>>
図6は本実施形態の第2の動作例を示すフローチャートである。この第2の動作例では、上記第1の動作例におけるステップS106aおよびS107aがステップS106bおよびS107bに置き換えられている。この第2の動作例において、ステップS106bでは、特徴量比較部36が、入力音声の帯域間相関行列AおよびユーザIDに対応した帯域間相関行列Bの両方から第n行および第n列を間引く。次にステップS107bでは、特徴量比較部36は、この間引き後の帯域間相関行列AおよびB(いずれも(N−1)行(N−1)列行列)間の類似度Dを算出する。他の処理の内容は上記第1の動作例と同様である。
<< second operation example >>
FIG. 6 is a flowchart showing a second operation example of the present embodiment. In the second operation example, steps S106a and S107a in the first operation example are replaced with steps S106b and S107b. In this second operation example, in step S106b, the feature amount comparison unit 36 thins out the n-th row and the n-th column from both the inter-band correlation matrix A of the input speech and the inter-band correlation matrix B corresponding to the user ID. . Next, in step S107b, the feature amount comparison unit 36 calculates the similarity D between the interband correlation matrices A and B (both are (N-1) rows (N-1) columns matrix) after this thinning. The contents of other processes are the same as those in the first operation example.

以上説明した本実施形態によれば、音声入力部32がユーザの音声を取得する際に、例えば第q帯域(1≦q≦N)の音声の成分が雑音のエネルギーに埋もれると、特徴量抽出部34が出力する帯域間相関行列Aの第q行および第q列にその影響が現れる。しかしながら、本実施形態において、特徴量比較部36は、1≦n≦Nの範囲の各nについて、特徴量抽出部34により生成された帯域間相関行列Aと登録情報選択部35により読み出された帯域間相関行列Bの一方の第n行および第n列を他方の第n行および第n列に各々代入し(ステップS106a)、あるいは帯域間相関行列AおよびBの両方から第n行および第n列を間引き(ステップS106b)、この代入後または間引き後の両帯域間相関行列AおよびB間の類似度Dを算出する類似度算出処理を実行する(ステップS107aおよびS107b)。そして、認証結果出力部37は、各nについて実行された類似度算出処理において類似度Dが閾値th1以上となった回数に基づいて認証を行う。ここで、特徴量抽出部34が出力する帯域間相関行列Aの例えば第q行および第q列に雑音の影響が現れたとしても、入力音声の発生元がユーザIDに対応した正当なユーザである場合には、n=qについて実行された類似度算出処理において高い類似度Dが得られる可能性が高い。従って、本実施形態によれば、雑音の発生する環境下において入力音声の取得が行われる状況下においても、入力音声の発生元がユーザIDに対応した正当なユーザであるか否かの認証を正確に行うことができる。   According to the present embodiment described above, when the voice input unit 32 acquires a user's voice, for example, if a voice component in the q-th band (1 ≦ q ≦ N) is buried in noise energy, the feature amount is extracted. The influence appears in the q-th row and the q-th column of the interband correlation matrix A output by the unit 34. However, in the present embodiment, the feature amount comparison unit 36 reads out the interband correlation matrix A generated by the feature amount extraction unit 34 and the registered information selection unit 35 for each n in the range of 1 ≦ n ≦ N. The n-th row and the n-th column of the inter-band correlation matrix B are respectively substituted into the other n-th row and the n-th column (step S106a), or the n-th row and the inter-band correlation matrices A and B are both The nth column is thinned (step S106b), and similarity calculation processing is performed to calculate the similarity D between the correlation matrices A and B after the substitution or after the thinning (steps S107a and S107b). And the authentication result output part 37 authenticates based on the frequency | count that the similarity D became more than threshold value th1 in the similarity calculation process performed about each n. Here, even if the influence of noise appears in, for example, the q-th row and the q-th column of the interband correlation matrix A output by the feature amount extraction unit 34, the source of the input voice is a legitimate user corresponding to the user ID. In some cases, a high similarity D is highly likely to be obtained in the similarity calculation process executed for n = q. Therefore, according to the present embodiment, authentication is performed as to whether or not the source of the input voice is a legitimate user corresponding to the user ID even in a situation where the input voice is acquired in an environment where noise occurs. Can be done accurately.

<第2実施形態>
図7はこの発明の一実施形態である話者識別装置の構成を示すブロック図である。この話者識別装置は、上記第1実施形態(図1)のものと同様な登録部10とテンプレートDB20を有するとともに、識別部40を有する。
<Second Embodiment>
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a speaker identification device according to an embodiment of the present invention. The speaker identification device includes a registration unit 10 and a template DB 20 similar to those in the first embodiment (FIG. 1) and an identification unit 40.

識別部40の構成は次の通りである。まず、音声入力部41は、識別対象であるユーザから音声を受け取り、音声データを出力する装置である。発話区間検出部42は、音声入力部41が出力する音声データのうち発話区間のものを検出して出力する装置である。特徴量抽出部43は、発話区間検出部42を通過した音声データから特徴量を抽出する装置である。特徴量比較部44は、特徴量抽出部43により抽出された特徴量とテンプレートDB20に登録された各ユーザの特徴量とについて類似度算出処理を実行する装置である。そして、識別結果出力部45は、特徴量比較部44における類似度算出処理の実行結果に基づいて、テンプレートDB20に格納された各特徴量の発生元である各ユーザのうち音声入力部41が受け取った音声の発生元であると推定されるユーザを選択し、そのユーザのIDを出力する装置である。   The configuration of the identification unit 40 is as follows. First, the voice input unit 41 is a device that receives voice from a user to be identified and outputs voice data. The utterance section detection unit 42 is a device that detects and outputs data in the utterance section among the voice data output from the voice input unit 41. The feature amount extraction unit 43 is a device that extracts a feature amount from the voice data that has passed through the utterance section detection unit 42. The feature amount comparison unit 44 is a device that executes a similarity calculation process on the feature amount extracted by the feature amount extraction unit 43 and the feature amount of each user registered in the template DB 20. The identification result output unit 45 receives the voice input unit 41 among the users who generate the feature amounts stored in the template DB 20 based on the execution result of the similarity calculation process in the feature amount comparison unit 44. This is a device that selects a user who is estimated to be a source of voice and outputs the ID of the user.

本実施形態における特徴量抽出部14および43の構成、これらにより抽出される特徴量である帯域間相関行列の内容は上記第1実施形態において説明した通りである。また、特徴量比較部44において行われる類似度算出および識別結果出力部45により行われる話者識別には、上記第1実施形態と同様、次の2態様がある。   The configuration of the feature quantity extraction units 14 and 43 in the present embodiment and the contents of the interband correlation matrix which is the feature quantity extracted by these are as described in the first embodiment. In addition, the similarity calculation performed by the feature amount comparison unit 44 and the speaker identification performed by the identification result output unit 45 include the following two modes as in the first embodiment.

<<第1の態様>>
この話者識別システムにおいて、特徴量比較部44は、特徴量抽出部43により生成された入力音声の帯域間相関行列とテンプレートDB20内の各帯域間相関行列との比較を行う。そして、第1の態様において、特徴量比較部44は、上記第1実施形態と同様、1≦n≦Nである少なくとも1種類のn(この例ではn=1〜Nまでの全てのn)を選択し、各nについて、特徴量抽出部43により生成された入力音声の帯域間相関行列とテンプレートDB20内の帯域間相関行列の一方(この例ではテンプレートDB20内の帯域間相関行列)の第n行および第n列を他方(この例では入力音声の帯域間相関行列)の第n行および第n列に各々代入し、この代入後の両帯域間相関行列間の類似度を算出する類似度算出処理を実行する。そして、識別結果出力部45は、この類似度算出処理の実行結果に基づいて識別を行う。好ましい態様において、識別結果出力部45は、各nについて、テンプレートDB20に記憶された各帯域間相関行列のうち類似度算出処理により最大の類似度が得られたものを求め、テンプレートDBに記憶された各帯域間相関行列のうち最大の類似度の得られた回数の最も多い帯域間相関行列の発生元であるユーザを、音声入力部41が受け取った音声の発生元であるユーザと推定する。
<< First Aspect >>
In this speaker identification system, the feature quantity comparison unit 44 compares the inter-band correlation matrix of the input speech generated by the feature quantity extraction unit 43 with each inter-band correlation matrix in the template DB 20. In the first mode, the feature quantity comparison unit 44 is at least one type of n satisfying 1 ≦ n ≦ N (in this example, all n from n = 1 to N) as in the first embodiment. For each n, the first one of the inter-band correlation matrix of the input speech generated by the feature quantity extraction unit 43 and the inter-band correlation matrix in the template DB 20 (in this example, the inter-band correlation matrix in the template DB 20) is selected. Substituting n-th row and n-th column into the n-th row and n-th column of the other (in this example, the inter-band correlation matrix of the input speech), and calculating the similarity between the inter-band correlation matrices after this substitution The degree calculation process is executed. And the identification result output part 45 performs identification based on the execution result of this similarity calculation process. In a preferred embodiment, the identification result output unit 45 obtains, for each n, the one in which the maximum similarity is obtained by the similarity calculation process from among the inter-band correlation matrices stored in the template DB 20, and is stored in the template DB. The user who is the generation source of the inter-band correlation matrix having the largest number of times of obtaining the maximum similarity among the inter-band correlation matrices is estimated as the user who is the generation source of the voice received by the voice input unit 41.

<<第2の態様>>
この態様において、特徴量比較部44は、各nについて、特徴量抽出部34により生成された入力音声の帯域間相関行列とテンプレートDB20内の帯域間相関行列の両方の第n行および第n列を間引き、この間引き後の両帯域間相関行列間の類似度を算出する類似度算出処理を実行する。識別結果出力部45の処理内容は上記第1の態様と同様である。
<< Second Aspect >>
In this aspect, for each n, the feature quantity comparison unit 44 has an n-th row and an n-th column of both the inter-band correlation matrix of the input speech generated by the feature quantity extraction unit 34 and the inter-band correlation matrix in the template DB 20. And a similarity calculation process for calculating the similarity between the correlation matrices between the two bands after the decimation. The processing contents of the identification result output unit 45 are the same as those in the first aspect.

次に、上記第1の態様により話者識別を行う本実施形態の第1の動作例および第2の態様により話者識別を行う本実施形態の第2の動作例について説明する。   Next, a first operation example of the present embodiment for performing speaker identification according to the first aspect and a second operation example of the present embodiment for performing speaker identification according to the second aspect will be described.

<<第1の動作例>>
図8は本実施形態の第1の動作例を示すフローチャートである。あるユーザの識別処理においては、まず、識別対象であるユーザの発話区間内の音声データが音声入力部41および発話区間検出部42により取得される(ステップS201)。
<< First Operation Example >>
FIG. 8 is a flowchart showing a first operation example of this embodiment. In the identification processing of a certain user, first, voice data in the speech segment of the user to be identified is acquired by the speech input unit 41 and the speech segment detection unit 42 (step S201).

次に特徴量抽出部43により、ステップS201において取得された音声データから帯域間相関行列Aが生成される(ステップS202)。また、このとき、識別結果出力部45は、本実施形態による話者識別サービスの加入者であるユーザ毎に設けられたポイントレジスタP(i)(i=1〜M)を「0」に初期化する。ここで、ポイントレジスタP(i)は、i番目のユーザがステップS201において取得された音声データの発生元であると推定される程度を示す情報を記憶するためのレジスタである。   Next, the feature quantity extraction unit 43 generates an interband correlation matrix A from the audio data acquired in step S201 (step S202). At this time, the identification result output unit 45 initially sets the point register P (i) (i = 1 to M) provided for each user who is a subscriber of the speaker identification service according to the present embodiment to “0”. Turn into. Here, the point register P (i) is a register for storing information indicating the degree to which the i-th user is estimated to be the generation source of the audio data acquired in step S201.

そして、帯域間相関行列の帯域数がNである場合、本実施形態では、n=1〜Nの範囲内の各nについて、ステップS203〜S213のループ処理を繰り返し実行する。このループ処理では、まず、最大類似度Dmaxを0に初期化する(ステップS204)。そして、テンプレートDB20に登録された帯域間相関行列の個数がMであるとした場合、i=1〜Mまでの各iについて、ステップS205〜S211のループ処理を繰り返し実行する。   When the number of bands in the interband correlation matrix is N, in the present embodiment, the loop processing of steps S203 to S213 is repeatedly executed for each n in the range of n = 1 to N. In this loop process, first, the maximum similarity Dmax is initialized to 0 (step S204). When the number of interband correlation matrices registered in the template DB 20 is M, the loop processing of steps S205 to S211 is repeatedly executed for each i from i = 1 to M.

まず、特徴量比較部44は、テンプレートDB20からi番目のユーザの帯域間相関行列Biを読み出す(ステップS206)。次に特徴量比較部44は、ステップS202において得られた帯域間相関行列Aの第n行および第n列にステップS206において読み出された帯域間相関行列Biの第n行および第n列を代入する(ステップS207a)。次に特徴量比較部44は、この代入後の帯域間相関行列Aと帯域間相関行列Biの類似度Dを算出する(ステップS208a)。そして、識別結果出力部45は、このようにして得られた類似度Dを最大類似度Dmaxと比較し(ステップS209)、D>Dmaxである場合に限り、Dmax=Dとするとともにimax=iとする(ステップS210)。   First, the feature amount comparison unit 44 reads the i-th user's interband correlation matrix Bi from the template DB 20 (step S206). Next, the feature quantity comparison unit 44 adds the nth row and the nth column of the interband correlation matrix Bi read in step S206 to the nth row and the nth column of the interband correlation matrix A obtained in step S202. Substitute (step S207a). Next, the feature amount comparison unit 44 calculates the similarity D between the interband correlation matrix A and the interband correlation matrix Bi after this substitution (step S208a). Then, the identification result output unit 45 compares the similarity D obtained in this way with the maximum similarity Dmax (step S209), and only when D> Dmax, Dmax = D and imax = i (Step S210).

以上の処理がi=1〜Mまでの各iについて繰り返される結果、テンプレートDB20内のM個の帯域間相関行列Bi(i=1〜M)のうち入力音声から得られた帯域間相関行列Aとの相関値が最も高い帯域間相関行列Bimaxのインデックスimaxが得られる。識別結果出力部45は、このインデックスimaxに対応したポイントレジスタP(imax)の内容に所定の大きさのポイントを加算する(ステップS212)。   As a result of the above processing being repeated for each i from i = 1 to M, the interband correlation matrix A obtained from the input speech among the M interband correlation matrices Bi (i = 1 to M) in the template DB 20. An index imax of the interband correlation matrix Bimax having the highest correlation value is obtained. The identification result output unit 45 adds a point having a predetermined size to the contents of the point register P (imax) corresponding to the index imax (step S212).

以上の処理がn=1〜Nまでの各Nについて繰り返される。その後、識別結果出力部45は、ポイントレジスタP(i)(i=1〜M)のうち最大のもののインデックスiを求め、このインデックスiに対応したユーザのIDを識別結果として出力する(ステップS214)。   The above processing is repeated for each N from n = 1 to N. Thereafter, the identification result output unit 45 obtains the index i of the maximum one of the point registers P (i) (i = 1 to M), and outputs the user ID corresponding to this index i as the identification result (step S214). ).

<<第2の動作例>>
図9は本実施形態の第1の動作例を示すフローチャートである。この第2の動作例では、上記第1の動作例におけるステップS207aおよびS208aがステップS207bおよびS208bに置き換えられている。この第2の動作例において、ステップS207bでは、特徴量比較部44が、入力音声の帯域間相関行列AおよびテンプレートDB20から読み出された帯域間相関行列Biの両方から第n行および第n列を間引く。次にステップS208bでは、特徴量比較部44は、この間引き後の帯域間相関行列AおよびBi(いずれも(N−1)行(N−1)列行列)間の類似度Dを算出する。他の処理の内容は上記第1の動作例と同様である。
<< second operation example >>
FIG. 9 is a flowchart showing a first operation example of the present embodiment. In the second operation example, steps S207a and S208a in the first operation example are replaced with steps S207b and S208b. In the second operation example, in step S207b, the feature amount comparison unit 44 determines that the nth row and the nth column from both the interband correlation matrix A of the input speech and the interband correlation matrix Bi read from the template DB 20. Thin out. Next, in step S208b, the feature amount comparison unit 44 calculates the similarity D between the interband correlation matrices A and Bi (both are (N-1) rows (N-1) columns matrix) after the thinning. The contents of other processes are the same as those in the first operation example.

以上が本実施形態の動作である。本実施形態においても上記第1実施形態と同様な効果が得られる。   The above is the operation of this embodiment. Also in this embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained.

以上、この発明の各種の実施形態について説明したが、この発明にはこれ以外にも他の実施形態が考えられる。例えば次の通りである。
<他の実施形態>
(1)上記第1実施形態における話者認証装置では、認証部30とは別の装置として登録部10が設けられているが、認証部30に登録部10の機能を併せ持たせ、ユーザが認証に用いる自分の音声の帯域間相関行列を認証部30を介してテンプレートDB20に登録し得るように構成してもよい。上記第2実施形態における話者識別装置も同様であり、識別部40に登録部10の機能を併せ持たせてもよい。
(2)上記第1実施形態では、類似度が閾値th1以上となる回数に基づいてユーザが本人か否かの認証を行ったが、各種のnについて得られた類似度のうち最も高い類似度に基づいてユーザの認証を行ってもよい。
(3)上記第2実施形態では、第n行および第n列の代入または間引き後において、入力音声の帯域間相関行列Aとの類似度が第1位(最大)である帯域間相関行列Bi(i=imax)のみについて、その帯域間相関行列Bimaxに対応したポイントレジスタP(imax)にポイントを加算したが(図8および図9のステップS212)、帯域間相関行列Aとの類似度が第2位以降である各帯域間相関行列Biについても、それらに対応したポイントレジスタP(i)にその類似度の順位に応じた大きさのポイントを加算するようにしてもよい。
(4)上記各実施形態では、帯域間相関行列がN行N列である場合に、1からNまでのN種類のnについて、第n行および第n列の代入または間引きを伴う帯域間相関行列間の類似度の算出を行ったが、N種類より少ない種類のnについて、第n行および第n列の代入または間引きを伴う帯域間相関行列間の類似度の算出を行い、算出結果に基づいて最終的な判断(認証または識別)を行ってもよい。例えば奇数または偶数であるnのみについて、第n行および第n列の代入または間引きを伴う帯域間相関行列間の類似度の算出を行う態様が考えられる。
(5)上記各実施形態において、第1の態様による類似度算出処理では、テンプレートDB20から読み出された帯域間相関行列Bの第n行および第n列を入力音声の帯域間相関行列Aの第n行および第n列に代入したが、これとは逆に、入力音声の帯域間相関行列Aの第n行および第n列をテンプレートDB20から読み出された帯域間相関行列Bの第n行および第n列に代入し、この代入後の両帯域間相関行列間の類似度を算出してもよい。
While various embodiments of the present invention have been described above, other embodiments are possible for the present invention. For example:
<Other embodiments>
(1) In the speaker authentication device in the first embodiment, the registration unit 10 is provided as a device different from the authentication unit 30. However, the authentication unit 30 also has the function of the registration unit 10 so that the user can You may comprise so that the correlation matrix between the bands of one's own voice used for authentication can be registered into template DB20 via the authentication part 30. FIG. The speaker identification device in the second embodiment is the same, and the identification unit 40 may have the function of the registration unit 10 together.
(2) In the first embodiment, the user is authenticated based on the number of times the similarity is greater than or equal to the threshold th1, but the highest similarity among the similarities obtained for various types of n. The user may be authenticated based on the above.
(3) In the second embodiment, after the substitution or decimation of the n-th row and the n-th column, the inter-band correlation matrix Bi whose similarity to the inter-band correlation matrix A of the input speech is first (maximum). For only (i = imax), points were added to the point register P (imax) corresponding to the interband correlation matrix Bimax (step S212 in FIGS. 8 and 9), but the similarity to the interband correlation matrix A is For each inter-band correlation matrix Bi that is second or higher, a point having a size corresponding to the rank of similarity may be added to the corresponding point register P (i).
(4) In each of the above embodiments, when the interband correlation matrix is N rows and N columns, the interband correlation with substitution or decimation of the nth row and the nth column is performed for N types of n from 1 to N. Although the similarity between the matrices was calculated, the similarity between the interband correlation matrices with substituting or thinning out the nth row and the nth column was calculated for n types smaller than N types, and the calculation result A final decision (authentication or identification) may be made based on this. For example, it is conceivable to calculate the similarity between the interband correlation matrices with substitution or thinning of the n-th row and the n-th column for only odd or even n.
(5) In each of the above embodiments, in the similarity calculation process according to the first aspect, the nth row and the nth column of the interband correlation matrix B read from the template DB 20 are used as the interband correlation matrix A of the input speech. The nth row and the nth column are substituted for the nth row and the nth column. Conversely, the nth row and the nth column of the interband correlation matrix A of the input speech are nth of the interband correlation matrix B read from the template DB 20. Substituting in the row and the n-th column, the similarity between both band correlation matrices after this substitution may be calculated.

この発明の第1実施形態である話者認証装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the speaker authentication apparatus which is 1st Embodiment of this invention. 同実施形態において特徴量抽出部として用いられる帯域間相関行列生成部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the correlation matrix production | generation part between bands used as a feature-value extraction part in the same embodiment. 同実施形態における類似度算出処理の第1の態様を示す図である。It is a figure which shows the 1st aspect of the similarity calculation process in the embodiment. 同実施形態における類似度算出処理の第2の態様を示す図である。It is a figure which shows the 2nd aspect of the similarity calculation process in the embodiment. 同実施形態の第1の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 1st operation example of the embodiment. 同実施形態の第2の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 2nd operation example of the embodiment. この発明の第2実施形態である話者識別装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the speaker identification device which is 2nd Embodiment of this invention. 同実施形態の第1の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 1st operation example of the embodiment. 同実施形態の第2の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 2nd operation example of the embodiment.

10……登録部、20……テンプレートDB、30……認証部、40……識別部、12,32,41……音声入力部、11,31……ID入力部、13,33,42……発話区間検出部、14,34,43……特徴量抽出部、15……登録情報作成部、35……登録情報選択部、36,44……特徴量比較部、37……認証結果出力部、45……識別結果出力部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Registration part, 20 ... Template DB, 30 ... Authentication part, 40 ... Identification part, 12, 32, 41 ... Voice input part, 11, 31 ... ID input part, 13, 33, 42 ... ... Speech section detection unit, 14, 34, 43 ... feature amount extraction unit, 15 ... registration information creation unit, 35 ... registration information selection unit, 36,44 ... feature amount comparison unit, 37 ... output of authentication result Part, 45... Identification result output part.

Claims (10)

コンピュータが、
周波数軸上において並んだN個(Nは複数)の帯域間における音声の成分のエンベロープの相関値を要素とするN行N列の帯域間相関行列を入力音声から生成する帯域間相関行列生成過程と、
1≦n≦NであるN種類のnの各々、または、前記N種類のうちで予め定められたM(N>M)種類のnの各々について、比較対象である2つの音声について前記帯域間相関行列生成過程により得られた2つの帯域間相関行列の一方の第n行および第n列を他方の第n行および第n列に代入し、この代入後の両帯域間相関行列間の類似度を算出する類似度算出処理を実行し、この実行結果に基づいて音声の類似度に関する評価を行う類似度評価過程と
を実行することを特徴とする音声の類似度評価方法。
Computer
An inter-band correlation matrix generating process for generating an N-row N-column inter-band correlation matrix from input speech, the element being a correlation value of an envelope of speech components between N (N is plural) bands arranged on the frequency axis When,
Between each of N types of n satisfying 1 ≦ n ≦ N , or for each of M (N> M) types of n determined in advance among the N types, the two voices to be compared between the bands Substituting one n-th row and n-th column of the two inter-band correlation matrices obtained by the correlation matrix generation process into the other n-th row and n-th column, the similarity between the inter-band correlation matrices after this substitution A similarity evaluation process for executing similarity calculation processing for calculating the degree of evaluation and evaluating the similarity of speech based on the execution result
A method for evaluating the similarity of speech.
コンピュータが、
周波数軸上において並んだN個(Nは複数)の帯域間における音声の成分のエンベロープの相関値を要素とするN行N列の帯域間相関行列を入力音声から生成する帯域間相関行列生成過程と、
1≦n≦NであるN種類のnの各々、または、前記N種類のうちで予め定められたM(N>M)種類のnの各々について、比較対象である2つの音声について前記帯域間相関行列生成過程により得られた2つの帯域間相関行列から第n行および第n列を各々間引き、この間引き後の両帯域間相関行列間の類似度を算出する類似度算出処理を実行し、この実行結果に基づいて音声の類似度に関する評価を行う類似度評価過程と
を実行することを特徴とする音声の類似度評価方法。
Computer
An inter-band correlation matrix generating process for generating an N-row N-column inter-band correlation matrix from input speech, the element being a correlation value of an envelope of speech components between N (N is plural) bands arranged on the frequency axis When,
Between each of N types of n satisfying 1 ≦ n ≦ N , or for each of M (N> M) types of n determined in advance among the N types, the two voices to be compared between the bands Executing a similarity calculation process for thinning out the nth row and the nth column from the two interband correlation matrices obtained by the correlation matrix generation process, and calculating the similarity between the interband correlation matrices after the decimation, Similarity evaluation process for evaluating speech similarity based on the execution result
A method for evaluating the similarity of speech.
周波数軸上において並んだN個(Nは複数)の帯域間における音声の成分のエンベロープの相関値を要素とするN行N列の帯域間相関行列を入力音声から生成する帯域間相関行列生成手段と、
1≦n≦NであるN種類のnの各々、または、前記N種類のうちで予め定められたM(N>M)種類のnの各々について、比較対象である2つの音声について前記帯域間相関行列生成手段により得られた2つの帯域間相関行列の一方の第n行および第n列を他方の第n行および第n列に代入し、この代入後の両帯域間相関行列間の類似度を算出する類似度算出処理を実行し、この実行結果に基づいて音声の類似度に関する評価を行う類似度評価手段と
を具備することを特徴とする音声の類似度評価装置。
An inter-band correlation matrix generating means for generating an N-row N-column inter-band correlation matrix having an element as a correlation value of an envelope of speech components between N bands (N is a plurality) arranged on the frequency axis from input speech. When,
Between each of N types of n satisfying 1 ≦ n ≦ N , or for each of M (N> M) types of n determined in advance among the N types, the two voices to be compared between the bands The n-th row and the n-th column of one of the two inter-band correlation matrices obtained by the correlation matrix generating means are substituted into the other n-th row and the n-th column, and the similarity between the inter-band correlation matrices after this substitution A speech similarity evaluation apparatus comprising: similarity evaluation means for executing similarity calculation processing for calculating a degree and performing evaluation related to speech similarity based on the execution result.
周波数軸上において並んだN個(Nは複数)の帯域間における音声の成分のエンベロープの相関値を要素とするN行N列の帯域間相関行列を入力音声から生成する帯域間相関行列生成手段と、
1≦n≦NであるN種類のnの各々、または、前記N種類のうちで予め定められたM(N>M)種類のnの各々について、比較対象である2つの音声について前記帯域間相関行列生成手段により得られた2つの帯域間相関行列から第n行および第n列を各々間引き、この間引き後の両帯域間相関行列間の類似度を算出する類似度算出処理を実行し、この実行結果に基づいて音声の類似度に関する評価を行う類似度評価手段と
を具備することを特徴とする音声の類似度評価装置。
An inter-band correlation matrix generating means for generating an N-row N-column inter-band correlation matrix having an element as a correlation value of an envelope of speech components between N bands (N is a plurality) arranged on the frequency axis from input speech. When,
Between each of N types of n satisfying 1 ≦ n ≦ N , or for each of M (N> M) types of n determined in advance among the N types, the two voices to be compared between the bands Executing a similarity calculation process for thinning out the nth row and the nth column from the two interband correlation matrices obtained by the correlation matrix generating means, and calculating the similarity between the interband correlation matrices after the decimation, A speech similarity evaluation apparatus comprising: similarity evaluation means for evaluating speech similarity based on the execution result.
1または複数のユーザから得られた各音声の特徴量として、周波数軸上において並んだN個(Nは複数)の帯域間における音声の成分のエンベロープの相関値を要素とするN行N列の帯域間相関行列をユーザのIDに対応付けて記憶するデータベースと、
認証対象であるユーザのIDを受け取るID入力部と、
前記認証対象であるユーザの音声を受け取る音声入力部と、
周波数軸上において並んだN個の帯域間における音声の成分のエンベロープの相関値を要素とするN行N列の帯域間相関行列を前記音声入力部が受け取った音声から生成する特徴量抽出部と、
前記ID入力部が受け取ったユーザのIDに対応付けられた帯域間相関行列を前記データベースから読み出す登録情報選択部と、
1≦n≦NであるN種類のnの各々、または、前記N種類のうちで予め定められたM(N>M)種類のnの各々について、前記特徴量抽出部により生成された帯域間相関行列と前記登録情報選択部により読み出された帯域間相関行列の一方の第n行および第n列を他方の第n行および第n列に各々代入し、この代入後の両帯域間相関行列間の類似度を算出する類似度算出処理を実行する特徴量比較部と、
前記類似度算出処理の実行結果に基づいて、前記音声入力部が受け取った音声の発生元であるユーザが前記ID入力部が受け取ったIDに対応したユーザであるか否かの認証を行い、認証結果を出力する認証結果出力部と
を具備することを特徴とする話者認証装置。
As the feature amount of each sound obtained from one or a plurality of users, N rows and N columns each having a correlation value of an envelope of sound components between N (N is a plurality) bands arranged on the frequency axis as elements. A database that stores the interband correlation matrix in association with the user ID;
An ID input unit for receiving an ID of a user to be authenticated;
A voice input unit for receiving the voice of the user to be authenticated;
A feature amount extraction unit that generates an N-by-N interband correlation matrix having the correlation value of an envelope of a speech component between N bands arranged on the frequency axis as elements, from the speech received by the speech input unit; ,
A registration information selection unit that reads an interband correlation matrix associated with the user ID received by the ID input unit from the database;
Between each of N types of n satisfying 1 ≦ n ≦ N , or between M (N> M) types of n determined in advance among the N types, between the bands generated by the feature amount extraction unit The correlation matrix and the n-th row and the n-th column of the inter-band correlation matrix read by the registered information selection unit are respectively substituted into the other n-th row and the n-th column, and the inter-band correlation after the substitution A feature amount comparison unit that executes similarity calculation processing for calculating the similarity between matrices;
Based on the execution result of the similarity calculation process, the user who is the source of the voice received by the voice input unit is authenticated whether or not it is a user corresponding to the ID received by the ID input unit. A speaker authentication apparatus comprising: an authentication result output unit for outputting a result.
1または複数のユーザから得られた各音声の特徴量として、周波数軸上において並んだN個(Nは複数)の帯域間における音声の成分のエンベロープの相関値を要素とするN行N列の帯域間相関行列をユーザのIDに対応付けて記憶するデータベースと、
認証対象であるユーザのIDを受け取るID入力部と、
前記認証対象であるユーザの音声を受け取る音声入力部と、
周波数軸上において並んだN個の帯域間における音声の成分のエンベロープの相関値を要素とするN行N列の帯域間相関行列を前記音声入力部が受け取った音声から生成する特徴量抽出部と、
前記ID入力部が受け取ったユーザのIDに対応付けられた帯域間相関行列を前記データベースから読み出す登録情報選択部と、
1≦n≦NであるN種類のnの各々、または、前記N種類のうちで予め定められたM(N>M)種類のnの各々について、前記特徴量抽出部により生成された帯域間相関行列と前記登録情報選択部により読み出された帯域間相関行列の両方から第n行および第n列を各々間引き、この間引き後の両帯域間相関行列間の類似度を算出する類似度算出処理を実行する特徴量比較部と、
前記類似度算出処理の実行結果に基づいて、前記音声入力部が受け取った音声の発生元であるユーザが前記ID入力部が受け取ったIDに対応したユーザであるか否かの認証を行い、認証結果を出力する認証結果出力部と
を具備することを特徴とする話者認証装置。
As the feature amount of each sound obtained from one or a plurality of users, N rows and N columns each having a correlation value of an envelope of sound components between N (N is a plurality) bands arranged on the frequency axis as elements. A database that stores the interband correlation matrix in association with the user ID;
An ID input unit for receiving an ID of a user to be authenticated;
A voice input unit for receiving the voice of the user to be authenticated;
A feature amount extraction unit that generates an N-by-N interband correlation matrix having the correlation value of an envelope of a speech component between N bands arranged on the frequency axis as elements, from the speech received by the speech input unit; ,
A registration information selection unit that reads an interband correlation matrix associated with the user ID received by the ID input unit from the database;
Between each of N types of n satisfying 1 ≦ n ≦ N , or between M (N> M) types of n determined in advance among the N types, between the bands generated by the feature amount extraction unit Similarity calculation for thinning out the n-th row and the n-th column from both the correlation matrix and the inter-band correlation matrix read out by the registered information selection unit, and calculating the similarity between the inter-band correlation matrices after this thinning A feature amount comparison unit that executes processing;
Based on the execution result of the similarity calculation process, the user who is the source of the voice received by the voice input unit is authenticated whether or not it is a user corresponding to the ID received by the ID input unit. A speaker authentication apparatus comprising: an authentication result output unit for outputting a result.
前記認証結果出力部は、各nについて実行された前記類似度算出処理において類似度が閾値以上となった回数に基づいて前記認証を行うことを特徴とする請求項5または6に記載の話者認証装置。   The speaker according to claim 5 or 6, wherein the authentication result output unit performs the authentication based on the number of times the similarity is equal to or greater than a threshold in the similarity calculation process executed for each n. Authentication device. 1または複数のユーザから得られた各音声の特徴量として、周波数軸上において並んだN個(Nは複数)の帯域間における音声の成分のエンベロープの相関値を要素とするN行N列の帯域間相関行列をユーザのIDに対応付けて記憶するデータベースと、
識別対象であるユーザの音声を受け取る音声入力部と、
周波数軸上において並んだN個の帯域間における音声の成分のエンベロープの相関値を要素とするN行N列の帯域間相関行列を前記音声入力部が受け取った音声から生成する特徴量抽出部と、
1≦n≦NであるN種類のnの各々、または、前記N種類のうちで予め定められたM(N>M)種類のnの各々と前記データベースに記憶された各帯域間相関行列との各組み合わせについて、前記特徴量抽出部により生成された帯域間相関行列と前記データベースに記憶された帯域間相関行列の一方の第n行および第n列を他方の第n行および第n列に各々代入し、この代入後の両帯域間相関行列間の類似度を算出する類似度算出処理を実行する特徴量比較部と、
前記類似度算出処理の実行結果に基づき、前記音声入力部が受け取った音声の発生元であると推定されるユーザを前記データベースに記憶された各帯域間相関行列の発生元である各ユーザの中から選択し、選択したユーザのIDを出力する識別結果出力部と
を具備することを特徴とする話者識別装置。
As the feature amount of each sound obtained from one or a plurality of users, N rows and N columns each having a correlation value of an envelope of sound components between N (N is a plurality) bands arranged on the frequency axis as elements. A database that stores the interband correlation matrix in association with the user ID;
A voice input unit that receives the voice of the user to be identified;
A feature amount extraction unit that generates an N-by-N interband correlation matrix having the correlation value of an envelope of a speech component between N bands arranged on the frequency axis as elements, from the speech received by the speech input unit; ,
Each of N types of n satisfying 1 ≦ n ≦ N , or each of M (N> M) types of n determined in advance among the N types, and each interband correlation matrix stored in the database, For each combination, the one of the n-th row and the n-th column of the inter-band correlation matrix generated by the feature amount extraction unit and the inter-band correlation matrix stored in the database is changed to the other n-th row and n-th column. A feature amount comparison unit that executes a similarity calculation process for calculating the similarity between the correlation matrices between both bands after the substitution,
Based on the execution result of the similarity calculation process, the user estimated to be the generation source of the voice received by the voice input unit is selected from among the users who are generation sources of the inter-band correlation matrices stored in the database. And a discrimination result output unit for outputting the ID of the selected user.
1または複数のユーザから得られた各音声の特徴量として、周波数軸上において並んだN個(Nは複数)の帯域間における音声の成分のエンベロープの相関値を要素とするN行N列の帯域間相関行列をユーザのIDに対応付けて記憶するデータベースと、
識別対象であるユーザの音声を受け取る音声入力部と、
周波数軸上において並んだN個の帯域間における音声の成分のエンベロープの相関値を要素とするN行N列の帯域間相関行列を前記音声入力部が受け取った音声から生成する特徴量抽出部と、
1≦n≦NであるN種類のnの各々、または、前記N種類のうちで予め定められたM(N>M)種類のnの各々と前記データベースに記憶された各帯域間相関行列との各組み合わせについて、前記特徴量抽出部により生成された帯域間相関行列と前記データベースに記憶された帯域間相関行列の両方から第n行および第n列を各々間引き、この間引き後の両帯域間相関行列間の類似度を算出する類似度算出処理を実行する特徴量比較部と、
前記類似度算出処理の実行結果に基づき、前記音声入力部が受け取った音声の発生元であると推定されるユーザを前記データベースに記憶された各帯域間相関行列の発生元である各ユーザの中から選択し、選択したユーザのIDを出力する識別結果出力部と
を具備することを特徴とする話者識別装置。
As the feature amount of each sound obtained from one or a plurality of users, N rows and N columns each having a correlation value of an envelope of sound components between N (N is a plurality) bands arranged on the frequency axis as elements. A database that stores the interband correlation matrix in association with the user ID;
A voice input unit that receives the voice of the user to be identified;
A feature amount extraction unit that generates an N-by-N interband correlation matrix having the correlation value of an envelope of a speech component between N bands arranged on the frequency axis as elements, from the speech received by the speech input unit; ,
Each of N types of n satisfying 1 ≦ n ≦ N , or each of M (N> M) types of n determined in advance among the N types, and each interband correlation matrix stored in the database, For each combination, the n-th row and the n-th column are thinned out from both the inter-band correlation matrix generated by the feature amount extraction unit and the inter-band correlation matrix stored in the database. A feature amount comparison unit that executes similarity calculation processing for calculating the similarity between correlation matrices;
Based on the execution result of the similarity calculation process, the user estimated to be the generation source of the voice received by the voice input unit is selected from among the users who are generation sources of the inter-band correlation matrices stored in the database. And a discrimination result output unit for outputting the ID of the selected user.
前記識別結果出力部は、各nについて、前記データベースに記憶された各帯域間相関行列のうち前記類似度算出処理により最大の類似度が得られたものを求め、前記データベースに記憶された各帯域間相関行列のうち最大の類似度の得られた回数の最も多い帯域間相関行列の発生元であるユーザを、前記音声入力部が受け取った音声の発生元であると推定されるユーザとして選択することを特徴とする請求項8または9に記載の話者識別装置。   The identification result output unit obtains, for each n, the one in which the maximum similarity is obtained by the similarity calculation process among the inter-band correlation matrices stored in the database, and stores each band stored in the database. The user who is the generation source of the inter-band correlation matrix having the highest number of times of obtaining the maximum similarity among the inter-correlation matrices is selected as the user who is estimated to be the generation source of the voice received by the voice input unit. The speaker identification device according to claim 8 or 9, characterized by the above.
JP2006081961A 2006-03-24 2006-03-24 Method and apparatus for evaluating speech similarity Expired - Fee Related JP4490384B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006081961A JP4490384B2 (en) 2006-03-24 2006-03-24 Method and apparatus for evaluating speech similarity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006081961A JP4490384B2 (en) 2006-03-24 2006-03-24 Method and apparatus for evaluating speech similarity

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007256698A JP2007256698A (en) 2007-10-04
JP4490384B2 true JP4490384B2 (en) 2010-06-23

Family

ID=38630988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006081961A Expired - Fee Related JP4490384B2 (en) 2006-03-24 2006-03-24 Method and apparatus for evaluating speech similarity

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4490384B2 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002006880A (en) * 2000-06-22 2002-01-11 Mitsubishi Electric Corp Voice recognition device
JP3699912B2 (en) * 2001-07-26 2005-09-28 株式会社東芝 Voice feature extraction method, apparatus, and program
CN1736039A (en) * 2003-11-11 2006-02-15 三菱电机株式会社 Echo suppression device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007256698A (en) 2007-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7342915B2 (en) Audio processing device, audio processing method, and program
Han et al. Acoustic scene classification using convolutional neural network and multiple-width frequency-delta data augmentation
CN110428842A (en) Speech model training method, apparatus, device, and computer-readable storage medium
Wang et al. A gender mixture detection approach to unsupervised single-channel speech separation based on deep neural networks
Thakur et al. Speech recognition using euclidean distance
CN110648671A (en) Voiceprint model reconstruction method, terminal, device and readable storage medium
JP6501259B2 (en) Speech processing apparatus and speech processing method
CN112712809B (en) Voice detection method and device, electronic equipment and storage medium
CN102637435A (en) Audio signal processing device, audio signal processing method, and program
JP6996627B2 (en) Information processing equipment, control methods, and programs
KR100919546B1 (en) Method and apparatus for estimating degree of similarity between voices
CN112632318A (en) Audio recommendation method, device and system and storage medium
Linh et al. MFCC-DTW algorithm for speech recognition in an intelligent wheelchair
CN113870896A (en) Motion sound false judgment method and device based on time-frequency graph and convolutional neural network
Jeyalakshmi et al. HMM and K-NN based automatic musical instrument recognition
JP5083951B2 (en) Voice processing apparatus and program
JP4490384B2 (en) Method and apparatus for evaluating speech similarity
Anguera et al. Friends and enemies: a novel initialization for speaker diarization.
JP7287442B2 (en) Information processing device, control method, and program
Ji et al. Text-independent speaker identification using soft channel selection in home robot environments
CN118197357A (en) Role determination model construction method, role determination method and electronic device
Barbu A supervised text-independent speaker recognition approach
US7454337B1 (en) Method of modeling single data class from multi-class data
Donai et al. Classification of indexical and segmental features of human speech using low-and high-frequency energy
JPH04324499A (en) Speech recognition device

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091111

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091208

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100203

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100323

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100401

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130409

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130409

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140409

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees