The Application of an HMM-based Clustering Method to Speaker Independent Word Recognition

HMM을 기본으로한 집단화 방법의 불특정화자 단어 인식에 응용

In this paper we present a clustering procedure based on the use of HMM in order to get multiple statistical models which can well absorb the variants of each speaker with different ways of saying words. The HMM-clustered models obtained from the developed technique are applied to the speaker independent isolated word recognition. The HMM clustering method splits off all observation sequences with poor likelihood scores which fall below threshold from the training set and create a new model out of the observation sequences in the new cluster. Clustering is iterated by classifying each observation sequence as belonging to the cluster whose model has the maximum likelihood score. If any clutter has changed from the previous iteration the model in that cluster is reestimated by using the Baum-Welch reestimation procedure. Therefore, this method is more efficient than the conventional template-based clustering technique due to the integration capability of the clustering procedure and the parameter estimation. Experimental data show that the HMM-based clustering procedure leads to $1.43\%$ performance improvements over the conventional template-based clustering method and $2.08\%$ improvements over the single HMM method for the case of recognition of the isolated korean digits.

본 논문에서는 단어를 발음하는 방법 이 각각 다른 화자들의 변이성을 잘 흡수하도록 복수개의 통계적인 모델들을 구성하기 위하여 HMM을 기본으로 하는 집단화 방법을 제시한다. 또한 개발된 방법으로부터 얻어진 HMM집단화된 모델들이 불특정화자 고립단어 인식에 응용된다. HMM 집단화 방법은 학습용 데이타로부터 어떤 경계치 보다 낮은 유사도를 갖는 관측열들을 분리하여 새로운 집단을 만들고 이 집단내에 있는 관측열들을 이용하여 새로운 모델들을 학습시키는 방법이다. 집단화 과정은 반복되는데 최고의 유사도를 갖는 모델의 집단에 관측열들을 재분배하고 집단내 관측열들이 변화하면 새로운 모델을 재 추정하여 기존의 모델을 대신한다. 그러므로 이 집단화 방법은 집단화 과정과 파라미터 추정이 일체화되어 기존의 패턴에 의한 집단화 방법보다 더욱 효율적이 된다. 실험결과 HMM에 의한 집단화 방법이 기존의 패턴에 의한 집단화 방법보다. 고립 숫자음 인식에 있어서 $1.43\%$의 인식률을 향상시킬 수 있었으며 단일 모델의 사용보다는 $2.08\%$의 인식률이 향상되었다.