專利名稱：利用多語(yǔ)言字典執(zhí)行語(yǔ)音識(shí)別的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及電子語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，更具體來(lái)說(shuō)，涉及利用多語(yǔ)言字典來(lái)執(zhí)行語(yǔ)音識(shí)別的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)者和制造商來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)一種讓系統(tǒng)用戶與電子設(shè)備接口的健壯且有效的方法是十分重要的考慮因素。對(duì)于許多系統(tǒng)用戶來(lái)說(shuō)，電子設(shè)備的語(yǔ)音控制操作是理想的接口。舉例來(lái)說(shuō)，語(yǔ)音控制操作允許用戶同時(shí)執(zhí)行其它任務(wù)。例如，人們可以在操作汽車的同時(shí)通過(guò)語(yǔ)音控制操作電子組織者(organier)。而對(duì)于有身體缺陷或者有其他特殊要求的用戶來(lái)說(shuō)，電子系統(tǒng)的無(wú)手操作也可能是理想的。
通過(guò)各種語(yǔ)音激勵(lì)的電子系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備的無(wú)手操作。因此，在利用傳統(tǒng)輸入設(shè)備往往會(huì)不方便或有潛在危險(xiǎn)的情況下，語(yǔ)音激勵(lì)的電子系統(tǒng)有利地允許用戶與電子設(shè)備接口。電子娛樂(lè)系統(tǒng)也可以利用語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)以允許用戶通過(guò)對(duì)系統(tǒng)說(shuō)話來(lái)與之互動(dòng)。
然而，有效地實(shí)現(xiàn)此類系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)是相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于增強(qiáng)系統(tǒng)功能和性能的提高的要求可能需要更強(qiáng)的系統(tǒng)處理能力和附加的硬件資源。提高對(duì)處理和硬件的要求，可能產(chǎn)生由于增加的生產(chǎn)成本和操作的低效率而導(dǎo)致導(dǎo)致相應(yīng)的不利的經(jīng)濟(jì)影響。
此外，雖然增強(qiáng)系統(tǒng)執(zhí)行各種高級(jí)操作的能力可以為系統(tǒng)用戶提供附加的好處，但是也會(huì)提高對(duì)控制和管理各系統(tǒng)組件的要求。舉例來(lái)說(shuō)，由于涉及大量復(fù)雜的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，能有效識(shí)別廣東話和英語(yǔ)這二者中單詞及短語(yǔ)的增強(qiáng)的系統(tǒng)可以從有效的實(shí)施方案中獲益。因此，出于所有上述原因，對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)者和制造商來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)一種讓系統(tǒng)用戶與電子設(shè)備接口的健壯且有效的方法仍是十分重要的考慮因素。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明，公開了通過(guò)利用多語(yǔ)言字典來(lái)執(zhí)行語(yǔ)音識(shí)別的系統(tǒng)和方法。在某些實(shí)施例中，語(yǔ)音識(shí)別器可以將輸入的語(yǔ)音數(shù)據(jù)與字典中的字典條目作比較，所述字典是通過(guò)利用在幾個(gè)不同字典條目類中合并多種不同語(yǔ)言的混合語(yǔ)言技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在一個(gè)實(shí)施例中，上述各字典條目類可以包括(但不限于)廣東話類、英語(yǔ)類、混合的廣東話-英語(yǔ)類以及借用(borrowed)英語(yǔ)類。
在某些實(shí)施例中，廣東話類可以包括從廣東話語(yǔ)言中選出的任何適當(dāng)?shù)膯卧~和短語(yǔ)。同樣地，英語(yǔ)類可以包括從英語(yǔ)語(yǔ)言中選出的任何適當(dāng)?shù)膯卧~和短語(yǔ)。然而，為將英語(yǔ)發(fā)音轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的廣東話發(fā)音，來(lái)自英語(yǔ)類的單詞和短語(yǔ)一般會(huì)需要一個(gè)英語(yǔ)-廣東話發(fā)音轉(zhuǎn)換過(guò)程。
混合的廣東話-英語(yǔ)類可以包括具有從廣東話和英語(yǔ)語(yǔ)言中選出的任何適當(dāng)?shù)膯卧~和短語(yǔ)的條目。按照本發(fā)明，可以組合這些來(lái)自兩種不同語(yǔ)言的單詞，以便在字典中創(chuàng)建單個(gè)的條目。然而，正如以上所討論的，為將英語(yǔ)發(fā)音轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的廣東話發(fā)音，來(lái)自英語(yǔ)語(yǔ)言的單詞可能需要一個(gè)英語(yǔ)-廣東話發(fā)音轉(zhuǎn)換過(guò)程。
在某些實(shí)施例中，借用英語(yǔ)類可以包括英語(yǔ)語(yǔ)言中的、已經(jīng)典型地合并在說(shuō)廣東話的人們的標(biāo)準(zhǔn)日常使用中的任何適當(dāng)?shù)膯卧~。比起相同單詞的標(biāo)準(zhǔn)英語(yǔ)發(fā)音，在借用英語(yǔ)類中的單詞一般會(huì)顯示出發(fā)音變化。實(shí)際上，來(lái)自借用英語(yǔ)類的單詞也可以和來(lái)自廣東話語(yǔ)言及/或英語(yǔ)語(yǔ)言的單詞相組合，以便為字典創(chuàng)建單個(gè)的條目。
本發(fā)明通過(guò)利用單一優(yōu)化的音素組提供一種用于表示多語(yǔ)言字典的簡(jiǎn)潔(compact)方法。因此，本發(fā)明利用上述用于實(shí)現(xiàn)多語(yǔ)言字典的改進(jìn)的混合語(yǔ)言語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，從而提供廣東話語(yǔ)言口語(yǔ)的準(zhǔn)確表示，該表示典型地合并來(lái)自英語(yǔ)語(yǔ)言的各種單詞和短語(yǔ)。因此，本發(fā)明提供一種通過(guò)利用多語(yǔ)言字典來(lái)執(zhí)行語(yǔ)音識(shí)別的有效系統(tǒng)和方法。


圖1是按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的方框圖；圖2是按照本發(fā)明的圖1的存儲(chǔ)器的一個(gè)實(shí)施例的方框圖；圖3是按照本發(fā)明的圖2的語(yǔ)音檢測(cè)器的一個(gè)實(shí)施例的方框圖；圖4是按照本發(fā)明的圖2的隱藏式馬爾可夫模型的一個(gè)實(shí)施例的圖示；圖5是按照本發(fā)明的圖2的字典的一個(gè)實(shí)施例的圖示；圖6是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖5的字典條目的圖示；圖7是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的最優(yōu)化音素組的圖示；
圖8是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的混合語(yǔ)言語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的圖示；以及圖9是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的英語(yǔ)-廣東話發(fā)音轉(zhuǎn)換過(guò)程的圖示。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及在語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)上的改進(jìn)。下面的說(shuō)明是在專利申請(qǐng)及其要求的情境下提供的，以使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠制造及使用本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以很容易的想到對(duì)各優(yōu)選實(shí)施例的各種修改，并且本文中的一般原理也可被應(yīng)用于其它實(shí)施例。因此，本發(fā)明不非旨在被限制于所示的各實(shí)施例，而是希望被授予與其中所描述的各原理和特征相一致的最廣范圍。
本發(fā)明包括利用多語(yǔ)言字典進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別的系統(tǒng)和方法，并且可以包括一個(gè)識(shí)別器，該識(shí)別器被配置成將輸入的語(yǔ)音數(shù)據(jù)與多語(yǔ)言字典中的一系列字典條目作比較，以便檢測(cè)到一個(gè)識(shí)別出的短語(yǔ)或命令。所述多語(yǔ)言字典可以用混合語(yǔ)言技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該技術(shù)利用合并了如廣東話和英語(yǔ)之類的多種不同語(yǔ)言的字典條目。因此，所述語(yǔ)音識(shí)別器可以有利地以有效且簡(jiǎn)潔的方式獲得更為準(zhǔn)確的語(yǔ)音識(shí)別準(zhǔn)確率。
現(xiàn)參照?qǐng)D1，其中示出了按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。圖1的實(shí)施例包括聲音(sound)傳感器112、放大器116、模數(shù)轉(zhuǎn)換器120、中央處理單元(CPU)128、存儲(chǔ)器130以及輸入/輸出接口132。在各替換實(shí)施例中，除了結(jié)合圖1的實(shí)施例討論的那些單元和功能之外，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110可以容易地包括各種其它單元和功能，或者用其它單元和功能替換圖1中的那些單元和功能。
聲音傳感器112檢測(cè)聲音能量，并將所檢測(cè)到的聲音能量轉(zhuǎn)換成模擬語(yǔ)音信號(hào)，以便將其經(jīng)線路114提供給放大器116。放大器116放大所接收的模擬語(yǔ)音信號(hào)，并將所放大的模擬語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)線路118提供給模數(shù)轉(zhuǎn)換器120。模數(shù)轉(zhuǎn)換器120隨后將放大的模擬語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字語(yǔ)音數(shù)據(jù)。然后，模數(shù)轉(zhuǎn)換器120將數(shù)字語(yǔ)音數(shù)據(jù)經(jīng)線路122提供給系統(tǒng)總線124。
CPU 128隨后可以訪問(wèn)系統(tǒng)總線124上的數(shù)字語(yǔ)音數(shù)據(jù)，并響應(yīng)地分析和處理該數(shù)字語(yǔ)音數(shù)據(jù)，以便按照包含在存儲(chǔ)器130中的軟件指令執(zhí)行語(yǔ)音檢測(cè)。后面會(huì)結(jié)合圖2-3進(jìn)一步討論CPU 128的操作和存儲(chǔ)器130中的軟件指令。在處理完語(yǔ)音數(shù)據(jù)之后，CPU 128隨后可以將語(yǔ)音檢測(cè)分析的結(jié)果經(jīng)輸入/輸出接口132提供給其它裝置(未示出)。在各替換實(shí)施例中，可以很容易地在圖1所示的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110之外的各種裝置中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
現(xiàn)參照?qǐng)D2，其中示出了按照本發(fā)明的圖1的存儲(chǔ)器130的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。存儲(chǔ)器可以替換地包括各種存儲(chǔ)裝置配置，包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和諸如軟盤或硬盤驅(qū)動(dòng)器之類的存儲(chǔ)裝置。在圖2的實(shí)施例中，存儲(chǔ)器130包括(但不限于)語(yǔ)音檢測(cè)器210、隱藏式馬爾可夫模型(HMM)212以及詞匯表字典214。在各替換實(shí)施例中，除了結(jié)合圖2的實(shí)施例討論的那些單元和功能之外，存儲(chǔ)器130可以容易地包括各種其它單元和功能，或者用其它單元和功能替換圖2中的那些單元和功能。
在圖2的實(shí)施例中，語(yǔ)音檢測(cè)器210包括一系列由CPU 128執(zhí)行以便分析和識(shí)別語(yǔ)音數(shù)據(jù)的軟件模塊，后面會(huì)結(jié)合圖3進(jìn)一步說(shuō)明這些模塊。在各替換實(shí)施例中，可以使用各種其它軟件和/或硬件配置來(lái)容易地實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音檢測(cè)器210。語(yǔ)音檢測(cè)器210可以利用HMM 212和字典214來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的語(yǔ)音識(shí)別功能。后面會(huì)結(jié)合圖4進(jìn)一步討論HMM212的一個(gè)實(shí)施例，以及結(jié)合圖5進(jìn)一步討論字典214的一個(gè)實(shí)施例。
現(xiàn)參照?qǐng)D3，其中示出了按照本發(fā)明的圖2的語(yǔ)音檢測(cè)器210的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。語(yǔ)音檢測(cè)器210包括(但不限于)特征提取器310、端點(diǎn)檢測(cè)器312以及識(shí)別器314。在各替換實(shí)施例中，除了結(jié)合圖3的實(shí)施例討論的那些單元和功能之外，語(yǔ)音檢測(cè)器210可以容易地包括各種其它單元和功能，或者用其它單元和功能替換圖3中的那些單元和功能。
在圖3的實(shí)施例中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器120(圖1)將數(shù)字語(yǔ)音數(shù)據(jù)經(jīng)系統(tǒng)總線124提供給特征提取器310。特征提取器310響應(yīng)地生成特征矢量，并將其經(jīng)路徑320提供給識(shí)別器314。特征提取器310還響應(yīng)地生成語(yǔ)音能量以將其經(jīng)路徑322提供給端點(diǎn)檢測(cè)器312。端點(diǎn)檢測(cè)器312分析語(yǔ)音能量，并響應(yīng)地確定由語(yǔ)音能量所代表的話語(yǔ)(utterance)的端點(diǎn)。所述端點(diǎn)表示話語(yǔ)在時(shí)間上的開始和結(jié)束。端點(diǎn)檢測(cè)器312隨后將端點(diǎn)經(jīng)路徑324提供給識(shí)別器314。
識(shí)別器314優(yōu)選地被配置成識(shí)別預(yù)定詞匯表中的命令，所述詞匯表被表示在字典214中(圖2)。字典214中的上述詞匯表命令可以對(duì)應(yīng)于所有希望的命令、指令或用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110的其它訊息。隨后可以將所識(shí)別的詞匯表命令經(jīng)路徑332輸出到系統(tǒng)110。
實(shí)際上，字典214中的每一條命令都可以和代表該單詞的一個(gè)對(duì)應(yīng)音素串(各單個(gè)音素的串)相關(guān)聯(lián)。隱藏式馬爾可夫模型(HMM)212(圖2)可以包括對(duì)一個(gè)預(yù)定音素組中的每個(gè)音素的訓(xùn)練的統(tǒng)計(jì)表示，可以有效地利用所述音素組來(lái)表示字典214中的各命令。識(shí)別器314隨后可以將來(lái)自線路320的輸入的特征矢量與適當(dāng)?shù)腍MM 212作比較(該比較是對(duì)于字典214中的每一個(gè)音素串進(jìn)行的)，以便確定哪一個(gè)命令產(chǎn)生最高的識(shí)別分?jǐn)?shù)。因此，對(duì)應(yīng)于最高識(shí)別分?jǐn)?shù)的命令可以被視為所識(shí)別的命令。
現(xiàn)參照?qǐng)D4，其中示出了按照本發(fā)明的圖2的HMM 212的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。在圖4的實(shí)施例中，HMM 212優(yōu)選地包括模型1(412(a))到模型N(412(c))。在各替換實(shí)施例中，除了結(jié)合圖4的實(shí)施例討論的那些單元和功能之外，HMM 212可以容易地包括各種其它單元和功能，或者用其它單元和功能替換圖4中的那些單元和功能。
在圖4的實(shí)施例中，HMM 212可以容易地被實(shí)現(xiàn)為包括任何希望數(shù)目的模型412，所述模型可以包括任何所需要的類型的信息。在圖5的實(shí)施例中，HMM 212中的每個(gè)模型412可以對(duì)應(yīng)于識(shí)別器314(圖3)所使用的預(yù)定音素組中的一個(gè)不同的特定音素。
現(xiàn)參照?qǐng)D5，其中示出了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖2的字典214的方框圖。在圖5的實(shí)施例中，字典214可以優(yōu)選地包括條目1(512(a))到條目N(512(c))。在各替換實(shí)施例中，除了結(jié)合圖5的實(shí)施例討論的那些單元和功能之外，字典214可以容易地包括各種其它單元和功能，或者用其它單元和功能替換圖5中的那些單元和功能。
在圖5的實(shí)施例中，字典214可以容易地被實(shí)現(xiàn)為包括任何希望數(shù)目的條目512，所述條目可以包括任何所需要的類型的信息。如前面結(jié)合圖3所討論的那樣，在圖5的實(shí)施例中，字典214中的每個(gè)條目512也可以包括一個(gè)預(yù)定的音素組中的各單個(gè)音素的對(duì)應(yīng)音素串。上述音素串中的各單個(gè)音素優(yōu)選地構(gòu)成字典214中對(duì)應(yīng)單詞發(fā)音的順序(sequential)表示。后面會(huì)結(jié)合圖6進(jìn)一步討論字典條目512的一個(gè)實(shí)施例。
現(xiàn)參照?qǐng)D6，其中示出了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖5的字典條目512的示例性方框圖。在各替換實(shí)施例中，本發(fā)明可以容易地使用各字典條目來(lái)執(zhí)行語(yǔ)音識(shí)別，除了結(jié)合圖6的實(shí)施例討論的那些單元和功能之外，所述條目可以容易地包括各種其它單元和功能，或者用其它單元和功能替換圖6中的那些單元和功能。
在圖6的實(shí)施例中，字典條目512可以包括一個(gè)詞匯表中的一條特定命令610，識(shí)別器314(圖3)被設(shè)計(jì)成識(shí)別該詞匯表。在各種實(shí)施例中，命令610可以是任何類型的話語(yǔ)或語(yǔ)音，包括句子、短語(yǔ)、命令、問(wèn)題或可以按照適當(dāng)?shù)谋硎痉桨竵?lái)表示的單詞。此外，字典條目512可以包括代表命令610的順序(sequential)聲音特性的音素串。與命令610相關(guān)聯(lián)的音素串可以由一個(gè)預(yù)定音素組中的一系列音素構(gòu)成，該音素組由識(shí)別器314使用。在圖6的實(shí)施例中，上述音素串可以包括音素1(612(a))到音素N(612(b))。
出于說(shuō)明的目的，提供下面的表I作為廣東話語(yǔ)言的字典214的一個(gè)實(shí)施例。由于廣東話一般用中文字而不是羅馬字母書寫，下面的表I利用稱為“jyutping”的廣東話羅馬化方案來(lái)表示，該方案由香港語(yǔ)言學(xué)學(xué)會(huì)(LSHK)開發(fā)。可以在萬(wàn)維網(wǎng)上的cpct91.cityu.edu.hk/lshk處找到關(guān)于“jyutping”和香港語(yǔ)言學(xué)學(xué)會(huì)的更多信息。
在各替換實(shí)施例中，本發(fā)明可以利用由各種其它類型的羅馬化方案表示的多語(yǔ)言字典，其中包括任何其它適當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)言的多語(yǔ)言字典。下面提供表I作為字典214的一個(gè)實(shí)施例，表I包括位于左側(cè)的命令610以及位于右側(cè)的表示對(duì)應(yīng)命令610的發(fā)音的音素612的對(duì)應(yīng)音素串。在各替換實(shí)施例中，可以以不同于下面表I中所示方式的各種其它方式來(lái)組織多語(yǔ)言字典。
表I
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zan1_hai6_gwaai1_laa3 sil z a n h ai g w aai l aa silzan1_hai6_zeng3sil h ou z e ng silzan1_hai6_zeng3sil z a n h ai z e ng silzau2_laa3 sil g o l eil aa silzau2_laa3 sil g w o l eil aa silzau2_laa3 sill eil aa silzau2_laa3 sil ng o d ei z au l aa silzau2_laa3 sil o d ei z au l aa silzau2_laa3 sil z au l aa silzau6_faai3_mou5_din6_laa3 sil z au f aai m ou d i n l aa silzek3_maau1_lei4_laa3 sil z e k m aau l ei g a n aa silzek3_maau1_lei4_laa3 sil z e k m aau l ei g a n o silzek3_maau1_lei4_laa3 sil z e k m aau l eil aa silzo2_min6 sil h eoi z o b i n silzo2_min6 sil h eoi z o m i n silzo2_min6 sil z o b i n silzo2_min6 sil z o m i n silzoi3_gong2_do1_ci3 sil z oi g o ng d o c i silzoi3_gong2_do1_ci3 sil z oi g o ng j a t c i silzou2_san4 sil z ou s a n silzyun3_jau6 sil z yu n j au silzyun3_zo2 sil z yu n z o sil現(xiàn)參照?qǐng)D7，其中示出了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的最優(yōu)化的廣東話音素組710的方框圖。在各替換實(shí)施例中，除了結(jié)合圖7的實(shí)施例討論的那些單元和功能之外，本發(fā)明可以容易地使用各種其它單元和功能來(lái)執(zhí)行語(yǔ)音識(shí)別，或者用其它單元和功能替換圖7中的那些單元和功能。
在圖7的實(shí)施例中，音素組710包括三十九個(gè)單獨(dú)音素，在這里提出的是十七個(gè)輔音音素外加一個(gè)閉合(closure)音素“cl”和一個(gè)無(wú)聲(silence)音素“sil”(全部在圖7的左側(cè)示出)以及包括一組雙元音(diphthong)在內(nèi)的二十個(gè)元音(vocalic)音素(全部在圖7的右側(cè))。在圖7的實(shí)施例中，音素組710被實(shí)現(xiàn)成表示廣東話語(yǔ)言中的音素聲音(phonetic sound)。
如上所述，由于廣東話一般用中文字而不是羅馬字母書寫，圖7的音素組710(除了閉合音素“cl”和無(wú)聲音素“sil”)利用稱為“jyutping”的廣東話羅馬化方案來(lái)表示，該方案由香港語(yǔ)言學(xué)學(xué)會(huì)(LSHK)開發(fā)。可以在萬(wàn)維網(wǎng)上的cpct91.cityu.edu.hk/lshk處找到關(guān)于“jyutping”和香港語(yǔ)言學(xué)學(xué)會(huì)的更多信息。在各替換實(shí)施例中，本發(fā)明可以利用由各種其它類型的羅馬化方案表示的最優(yōu)化廣東話音素組。
在圖7的實(shí)施例中，音素組710包括下列輔音音素b，d，g，p，t，k，m，n，ng，f，l，h，z，c，s，w和j。此外，音素組710還包括下列元音音素aa，i，u，e，o，yu，oe，eo，a，eu，aai，aau，ai，au，ei，oi，ou，eoi，ui和iu。在圖7的實(shí)施例中，音素組710還包括閉合音素“cl”和無(wú)聲音素“sil”。由于所使用的音素?cái)?shù)目相對(duì)較少，因此音素組710提供有效且簡(jiǎn)潔的音素表示以用于準(zhǔn)確地識(shí)別廣東話語(yǔ)音。
由于音素組710中的單獨(dú)因素的數(shù)目減少，因此顯著節(jié)約了電子系統(tǒng)110中的處理資源和存儲(chǔ)器。此外，音素總數(shù)的減少充分減輕了與訓(xùn)練隱藏式馬爾可夫模型(HMM)212相關(guān)聯(lián)的負(fù)擔(dān)。然而，在各種替換實(shí)施例中，本發(fā)明可以被實(shí)現(xiàn)為包括除了圖7的實(shí)施例中所示的那些音素之外各種附加的音素，或者包括與圖7的實(shí)施例中所示的那些音素不同的各種音素。
傳統(tǒng)的中文語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)一般利用一個(gè)用子音節(jié)(sub-syllabic)方法實(shí)現(xiàn)的音素組，其中的音節(jié)被表示為韻或半音節(jié)。相反地，本發(fā)明的最優(yōu)化廣東話音素組710有利地利用了次音節(jié)音素(phonetic)技術(shù)，其中音節(jié)被進(jìn)一步分為子單元，所述子單元可以用適當(dāng)?shù)妮o音音素和元音音素的組合來(lái)表示，以便為語(yǔ)音表示處理提供較大的粒度。此外，音素組710表示廣東話語(yǔ)言的各種聲音，而無(wú)需利用相應(yīng)的音調(diào)信息作為不同音素的一部分。除了能夠提供更好的靈活性，上述音素(phonetic)技術(shù)還有附加的好處，即在音素組710中所需要的音素總數(shù)較少。按照本發(fā)明，可以利用音素組710來(lái)表示對(duì)應(yīng)于字典214的各條目512的音素串。
根據(jù)對(duì)應(yīng)音素的特性，可以將圖6的音素組710編制成各種語(yǔ)言學(xué)類別。為了說(shuō)明的目的，下面用表II表示一個(gè)這樣的組織，表II包括在左側(cè)的類別，以及在右側(cè)的音素組710中的對(duì)應(yīng)音素。在各替換實(shí)施例中，可以以不同于表II中所示方式的各種方式對(duì)音素組710進(jìn)行編制。
表II非邊界單態(tài)(non-boundary single-state) sil cl輔音 b d g p t k m n ng f l h z c s w j不送氣(unaspirated)輔音 b d g m n ng f l h z s w j送氣(aspirated)輔音 p t k c輔音性音(consonantal)b d g p t k m n ng f h z c s不送氣輔音性音 b d g m n ng f h z s唇音 b p m f w齒槽音 d t n l z c s軟顎音 g k ng滑音 w j阻塞音 b d g p t k f h z c s不送氣阻塞音 b d g f h z s響音 m n ng l w j aa i u e o yu oe eo a euaa i aau ai au ei oi ou eoi ui iu連續(xù)音 f l h s w j粗擦音 z c s鼻音 m n ng摩擦音 f h s無(wú)擦通音 l w j塞擦音 z c爆破音 b d g p t k送氣爆破音 p t k不送氣爆破音 b d g舌前音 b d p t m h f l z c s舌冠音 d t n l z c音節(jié) aa i e o yu oe eo a aai aau aiau ei oi ou ui iu m ng
音節(jié)輔音m ng音節(jié)元音aa i e o yu oe eo a aai aau ai auei o ou ui iu濁音aa i u e o yu oe eo a eu aai aau aiau ei oi ou eoi ui iu m n ng l w j清音b d g p t k f h z c s元音aa i u e o yu oe eo a eu aai aau ai aue i o i ou eoi u i iu單元音 aa i u e o yu oe eo a雙元音 eu aai aau ai au ei oi ou eoi ui iu前雙元音aai ai ei oi eoi ui后雙元音eu aau au ou iu圓元音 u o yu oe eo不圓元音a i i e a高元音 i u yu中元音 e o oe eo低元音 aa a前元音 i e yu oe中央元音eo a后元音 aa u o現(xiàn)參照?qǐng)D8，其中示出了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于實(shí)現(xiàn)字典214(圖2)的混合語(yǔ)言語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的圖示810。在各替換實(shí)施例中，除了結(jié)合圖8的實(shí)施例討論的那些單元和技術(shù)之外，本發(fā)明可以容易地使用各種其它單元和技術(shù)來(lái)執(zhí)行語(yǔ)音識(shí)別，或者用其它單元和技術(shù)替換圖8中的那些單元和技術(shù)。
按照本發(fā)明，圖示810示出了可以在設(shè)計(jì)字典214時(shí)被有利地合并的幾個(gè)不同的字典條目類。在圖8的實(shí)施例中，字典214可以包括(但不限于)廣東話類814、英語(yǔ)類816、混合的廣東話-英語(yǔ)類818以及借用英語(yǔ)類820。
在圖8的實(shí)施例中，廣東話類814可以包括從廣東話語(yǔ)言中選出的任何適當(dāng)?shù)膯卧~和短語(yǔ)。在圖示810中，廣東話類814的一個(gè)實(shí)例是短語(yǔ)“sik6 m5 sik6 di1 je2 aa3”，其可以翻譯成英語(yǔ)問(wèn)句“Areyou hungry(你餓么)？”同樣地，英語(yǔ)類816可以包括從英語(yǔ)語(yǔ)言中選出的任何適當(dāng)?shù)膯卧~和短語(yǔ)。然而，為將英語(yǔ)發(fā)音轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的廣東話發(fā)音，英語(yǔ)類816中的單詞和短語(yǔ)一般會(huì)需要一個(gè)英語(yǔ)-廣東話發(fā)音轉(zhuǎn)換過(guò)程。該英語(yǔ)-廣東話發(fā)音轉(zhuǎn)換過(guò)程可以基于適當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)音(phonological)轉(zhuǎn)換處理，其中，說(shuō)母語(yǔ)的人將外語(yǔ)單詞的發(fā)音映射到他或她的母語(yǔ)。后面會(huì)結(jié)合圖9進(jìn)一步討論上述的英語(yǔ)-廣東話發(fā)音轉(zhuǎn)換過(guò)程。在圖示810中，英語(yǔ)類816的一個(gè)實(shí)例是命令“SIT(坐下)”。
在圖8的實(shí)施例中，廣東話-英語(yǔ)類818可以包括從廣東話語(yǔ)言和英語(yǔ)語(yǔ)言中選出的任何適當(dāng)?shù)膯卧~和短語(yǔ)。按照本發(fā)明，隨后可以組合這些來(lái)自兩種不同語(yǔ)言的單詞以創(chuàng)建字典214中的各單個(gè)條目512。然而，如上所述，為將英語(yǔ)發(fā)音轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的廣東話發(fā)音，來(lái)自英語(yǔ)語(yǔ)言的單詞可能需要一個(gè)英語(yǔ)-廣東話發(fā)音轉(zhuǎn)換過(guò)程。在圖示810中，廣東話-英語(yǔ)類818的一個(gè)實(shí)例是短語(yǔ)“caa4 ngo5 ge3 EMAIL”，其可以翻譯成英語(yǔ)命令“check my email(檢查我的電子郵件)”。
在圖8的實(shí)施例中，借用英語(yǔ)類820可以包括英語(yǔ)語(yǔ)言中的、已經(jīng)典型地被合并在說(shuō)廣東話的人們?nèi)粘Ｊ褂美锏娜魏芜m當(dāng)?shù)膯卧~。比起相同單詞的標(biāo)準(zhǔn)英語(yǔ)發(fā)音，在借用英語(yǔ)類820中的單詞一般會(huì)顯示出發(fā)音變化。實(shí)際上，來(lái)自借用英語(yǔ)類820的單詞也可以和來(lái)自廣東話語(yǔ)言及/或英語(yǔ)語(yǔ)言的單詞相組合，以便為字典214創(chuàng)建單個(gè)的條目512。在圖示810中，借用英語(yǔ)類820的一個(gè)實(shí)例是短語(yǔ)“haa1 lou2”，其可以翻譯成英語(yǔ)單詞“hello(你好)”。
本發(fā)明通過(guò)利用單一最優(yōu)化的音素組710提供一種用于表示多語(yǔ)言字典214的簡(jiǎn)潔方法。因此，本發(fā)明利用上述用于實(shí)現(xiàn)字典214的改進(jìn)的混合語(yǔ)言語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，從而提供廣東話語(yǔ)言口語(yǔ)的準(zhǔn)確表示，該表示一般合并了來(lái)自英語(yǔ)語(yǔ)言的各種單詞和短語(yǔ)。
現(xiàn)參照?qǐng)D9，其中示出了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的英語(yǔ)-廣東話發(fā)音轉(zhuǎn)換過(guò)程的圖示910。在各替換實(shí)施例中，除了結(jié)合圖9的實(shí)施例討論的那些單元和過(guò)程之外，本發(fā)明可以容易地使用各種其它單元和過(guò)程來(lái)執(zhí)行語(yǔ)音識(shí)別，或者用其它單元和過(guò)程替換圖9中的那些單元和過(guò)程。
按照本發(fā)明，可以用最優(yōu)化音素組710中的對(duì)應(yīng)音素串來(lái)表示字典214中的每一個(gè)條目512。然而，由于最優(yōu)化音素組710的容量較小以及在英語(yǔ)和廣東話之間有發(fā)音差異，因此在最優(yōu)化音素組710中可能不存在英語(yǔ)語(yǔ)言中的某些標(biāo)準(zhǔn)聲音。因此，為將標(biāo)準(zhǔn)英語(yǔ)音素轉(zhuǎn)換成最優(yōu)化音素組710中的對(duì)應(yīng)廣東話音素，本發(fā)明可以對(duì)此類英語(yǔ)單詞執(zhí)行上述英語(yǔ)-廣東話發(fā)音轉(zhuǎn)換過(guò)程。
在圖示910中，提供一個(gè)英語(yǔ)-廣東話發(fā)音轉(zhuǎn)換過(guò)程的實(shí)例，其中使用在上面圖8的借用英語(yǔ)類820實(shí)例中使用的英語(yǔ)單詞“EMAIL(電子郵件)”。在圖9的實(shí)例中，行914示出原始英語(yǔ)單詞“EMAIL”。圖示910的行916示出“EMAIL”的英語(yǔ)發(fā)音的音素(phonetic)表示“i m ei l”。最后，圖示910的行918示出英語(yǔ)單詞“EMAIL”的廣東話發(fā)音的音素(phonetic)表示“i m eu”。因此，英語(yǔ)單詞“EMAIL”的廣東話發(fā)音的音素(phonetic)表示“i m eu”可以有利地用最優(yōu)化音素組710來(lái)表示。
上面參照各優(yōu)選實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明。對(duì)于那些閱讀本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其他的實(shí)施例將會(huì)是顯而易見(jiàn)的。舉例來(lái)說(shuō)，使用不同于上面優(yōu)選實(shí)施例中的配置和技術(shù)可以容易地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。此外，可以結(jié)合不同于上面作為優(yōu)選實(shí)施例描述的系統(tǒng)來(lái)有效地使用本發(fā)明。因此，本發(fā)明希望涵蓋對(duì)各優(yōu)選實(shí)施例的這些和其它改變，而這只由所附權(quán)利要求書來(lái)限制。
權(quán)利要求
1.一種用于執(zhí)行語(yǔ)音識(shí)別過(guò)程的系統(tǒng)，包括被配置成將輸入的語(yǔ)音數(shù)據(jù)與字典中的字典條目作比較的識(shí)別器，該字典是通過(guò)利用在所述字典條目中合并多種不同語(yǔ)言的混合語(yǔ)言技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的；以及被配置成控制所述識(shí)別器從而執(zhí)行所述語(yǔ)音識(shí)別過(guò)程的處理器。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述輸入的語(yǔ)音數(shù)據(jù)包括廣東話語(yǔ)言數(shù)據(jù)和英語(yǔ)語(yǔ)言數(shù)據(jù)，所述字典被配置成準(zhǔn)確地表示一個(gè)預(yù)定的識(shí)別詞匯表，用于分析所述廣東話語(yǔ)言數(shù)據(jù)和所述英語(yǔ)語(yǔ)言數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述識(shí)別器和所述處理器被實(shí)現(xiàn)為消費(fèi)電子設(shè)備的一部分。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述字典的所述混合語(yǔ)言技術(shù)通過(guò)在所述語(yǔ)音識(shí)別過(guò)程期間識(shí)別所述多種不同語(yǔ)言，來(lái)改進(jìn)所述識(shí)別器的識(shí)別準(zhǔn)確度特性。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述字典條目中的每一條包括一條命令和一個(gè)相關(guān)聯(lián)的音素串，所述相關(guān)聯(lián)的音素串表示所述命令的發(fā)音特性。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述識(shí)別器為來(lái)自所述字典中每一條所述命令而把所述輸入數(shù)據(jù)與所述音素串的隱藏式馬爾可夫模型作比較，從而選擇一個(gè)識(shí)別的單詞。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述字典用最優(yōu)化音素組表示，該最優(yōu)化音素組用分開提供輔音音素和元音音素的音素技術(shù)實(shí)現(xiàn)，所述最優(yōu)化音素組以一種只包括最小所需數(shù)目的所述輔音音素和所述元音音素的簡(jiǎn)潔方式加以實(shí)現(xiàn)。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，在執(zhí)行所述語(yǔ)音識(shí)別過(guò)程時(shí)，所述最優(yōu)化音素組節(jié)約處理資源和存儲(chǔ)器資源，所述最優(yōu)化音素組還減少對(duì)執(zhí)行識(shí)別器訓(xùn)練過(guò)程以便最初實(shí)現(xiàn)所述識(shí)別器的訓(xùn)練要求。
9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述最優(yōu)化音素組包括音素b、d、g、p、t、k、m、n、ng、f、l、h、z、c、s、w、j、cl、sil、aa、i、u、e、o、yu、oe、eo、a、eu、aai、aau、ai、au、ei、oi、ou、eoi、ui及iu。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述字典被實(shí)現(xiàn)為包括代表廣東話語(yǔ)言音素串的字典條目，而不將相應(yīng)的音調(diào)信息作為所述音素串的一部分來(lái)加以利用。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述字典中的所述字典條目屬于下面類別中的至少兩個(gè)廣東話類、英語(yǔ)類、混合的廣東話-英語(yǔ)類。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述廣東話類包括從標(biāo)準(zhǔn)廣東話語(yǔ)言中選出的單詞和短語(yǔ)。
13.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述英語(yǔ)類包括從標(biāo)準(zhǔn)英語(yǔ)語(yǔ)言中選出的單詞和短語(yǔ)。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，為將英語(yǔ)發(fā)音轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的廣東話發(fā)音，來(lái)自所述英語(yǔ)類的所述單詞和所述短語(yǔ)需要一個(gè)英語(yǔ)-廣東話發(fā)音轉(zhuǎn)換過(guò)程。
15.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述廣東話-英語(yǔ)類包括從標(biāo)準(zhǔn)廣東話語(yǔ)言和標(biāo)準(zhǔn)英語(yǔ)語(yǔ)言中選出的組合式短語(yǔ)。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中為將英語(yǔ)發(fā)音轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的廣東話發(fā)音，來(lái)自所述廣東話-英語(yǔ)類的所述短語(yǔ)的英語(yǔ)單詞需要一個(gè)英語(yǔ)-廣東話發(fā)音轉(zhuǎn)換過(guò)程。
17.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，還包括用于所述字典中的所述字典條目的借用英語(yǔ)類。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述借用英語(yǔ)類包括來(lái)自英語(yǔ)語(yǔ)言的、已經(jīng)被合并在說(shuō)廣東話的人們的標(biāo)準(zhǔn)使用中的單詞。
19.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述字典的所述字典條目被劃分成廣東話類、英語(yǔ)類以及混合的廣東話-英語(yǔ)類。
20.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述字典的所述字典條目被劃分成廣東話類、英語(yǔ)類、混合的廣東話-英語(yǔ)類以及借用英語(yǔ)類。
21.一種用于執(zhí)行語(yǔ)音識(shí)別過(guò)程的方法，包括利用一個(gè)識(shí)別器來(lái)把輸入的語(yǔ)音數(shù)據(jù)與字典中的字典條目作比較，該字典是通過(guò)利用在所述字典條目中合并多種不同語(yǔ)言的混合語(yǔ)言技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的；以及用一個(gè)處理器來(lái)控制所述識(shí)別器從而執(zhí)行所述語(yǔ)音識(shí)別過(guò)程。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述輸入的語(yǔ)音數(shù)據(jù)包括廣東話語(yǔ)言數(shù)據(jù)和英語(yǔ)語(yǔ)言數(shù)據(jù)，所述字典被配置成準(zhǔn)確地表示一個(gè)預(yù)定的識(shí)別詞匯表，用于分析所述廣東話語(yǔ)言數(shù)據(jù)和所述英語(yǔ)語(yǔ)言數(shù)據(jù)。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述識(shí)別器和所述處理器被實(shí)現(xiàn)為消費(fèi)電子設(shè)備的一部分。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述字典的所述混合語(yǔ)言技術(shù)通過(guò)在所述語(yǔ)音識(shí)別過(guò)程期間識(shí)別所述多種不同語(yǔ)言，來(lái)改進(jìn)所述識(shí)別器的識(shí)別準(zhǔn)確度特性。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述字典條目中的每一條包括一條命令和一個(gè)相關(guān)聯(lián)的音素串，所述相關(guān)聯(lián)的音素串表示所述命令的發(fā)音特性。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述識(shí)別器為來(lái)自所述字典中每一條所述命令的所述音素串而把所述輸入的語(yǔ)音數(shù)據(jù)與隱藏式馬爾可夫模型作比較，從而選擇一個(gè)識(shí)別的單詞。
27.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述字典用最優(yōu)化音素組表示，該最優(yōu)化音素組用分開提供輔音音素和元音音素的音素技術(shù)實(shí)現(xiàn)，所述最優(yōu)化音素組以一種只包括最小所需數(shù)目的所述輔音音素和所述元音音素的簡(jiǎn)潔方式加以實(shí)現(xiàn)。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，在執(zhí)行所述語(yǔ)音識(shí)別過(guò)程時(shí)，所述最優(yōu)化音素組節(jié)約處理資源和存儲(chǔ)器資源，所述最優(yōu)化音素組還減少對(duì)執(zhí)行識(shí)別器訓(xùn)練過(guò)程以便最初實(shí)現(xiàn)所述識(shí)別器的訓(xùn)練要求。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述最優(yōu)化音素組包括音素b、d、g、p、t、k、m、n、ng、f、l、h、z、c、s、w、j、cl、sil、aa、i、u、e、o、yu、oe、eo、a、eu、aai、aau、ai、au、ei、oi、ou、eoi、ui及iu。
30.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述字典被實(shí)現(xiàn)為包括代表廣東話語(yǔ)言音素串的字典條目，而不將相應(yīng)的音調(diào)信息作為所述音素串的一部分來(lái)加以利用。
31.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述字典中的所述字典條目屬于下面類別中的至少兩個(gè)廣東話類、英語(yǔ)類、混合的廣東話-英語(yǔ)類。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述廣東話類包括從標(biāo)準(zhǔn)廣東話語(yǔ)言中選出的單詞和短語(yǔ)。
33.如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述英語(yǔ)類包括從標(biāo)準(zhǔn)英語(yǔ)語(yǔ)言中選出的單詞和短語(yǔ)。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其中，為將英語(yǔ)發(fā)音轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的廣東話發(fā)音，來(lái)自所述英語(yǔ)類的所述單詞和所述短語(yǔ)需要一個(gè)英語(yǔ)-廣東話發(fā)音轉(zhuǎn)換過(guò)程。
35.如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述廣東話-英語(yǔ)類包括從標(biāo)準(zhǔn)廣東話語(yǔ)言和標(biāo)準(zhǔn)英語(yǔ)語(yǔ)言中選出的組合式短語(yǔ)。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其中為將英語(yǔ)發(fā)音轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的廣東話發(fā)音，來(lái)自所述廣東話-英語(yǔ)類的所述短語(yǔ)的英語(yǔ)單詞需要一個(gè)英語(yǔ)-廣東話發(fā)音轉(zhuǎn)換過(guò)程。
37.如權(quán)利要求31所述的方法，還包括用于所述字典中的所述字典條目的借用英語(yǔ)類。
38.如權(quán)利要求37所述的方法，其中所述借用英語(yǔ)類包括來(lái)自英語(yǔ)語(yǔ)言的、已經(jīng)被合并在說(shuō)廣東話的人們的標(biāo)準(zhǔn)使用中的單詞。
39.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述字典的所述字典條目被劃分成廣東話類、英語(yǔ)類以及混合的廣東話-英語(yǔ)類。
40.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述字典的所述字典條目被劃分成廣東話類、英語(yǔ)類、混合的廣東話-英語(yǔ)類以及借用英語(yǔ)類。
全文摘要
本發(fā)明包括一種利用多語(yǔ)言字典進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別的系統(tǒng)和方法，并且可以包括一個(gè)識(shí)別器，該識(shí)別器被配置成將輸入的語(yǔ)音數(shù)據(jù)與多語(yǔ)言字典中的一系列字典條目作比較，以便檢測(cè)一個(gè)識(shí)別的短語(yǔ)或命令。所述多語(yǔ)言字典可以用混合語(yǔ)言技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該技術(shù)利用用于合并如廣東話和英語(yǔ)之類的多種不同語(yǔ)言的字典條目。因此，所述語(yǔ)音識(shí)別器可以有利地以有效且簡(jiǎn)潔的方式獲得更為準(zhǔn)確的語(yǔ)音識(shí)別準(zhǔn)確度。
文檔編號(hào)G10L15/08GK1598924SQ20041005661
公開日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月11日
發(fā)明者M·埃蒙茨, L·奧洛倫肖, X·梅南德斯－皮達(dá)爾 申請(qǐng)人:索尼電子有限公司