A Study on Development of Embedded System for Speech Recognition using Multi-layer Recurrent Neural Prediction Models & HMM

다층회귀신경예측 모델 및 HMM 를 이용한 임베디드 음성인식 시스템 개발에 관한 연구

In this paper, the recurrent neural networks (RNN) is applied to compensate for HMM recognition algorithm, which is commonly used as main recognizer. Among these recurrent neural networks, the multi-layer recurrent neural prediction model (MRNPM), which allows operating in real-time, is used to implement learning and recognition, and HMM and MRNPM are used to design a hybrid-type main recognizer. After testing the designed speech recognition algorithm with Korean number pronunciations (13 words), which are hardly distinct, for its speech-independent recognition ratio, about 5% improvement was obtained comparing with existing HMM recognizers. Based on this result, only optimal (recognition) codes were extracted in the actual DSP (TMS320C6711) environment, and the embedded speech recognition system was implemented. Similarly, the implementation result of the embedded system showed more improved recognition system implementation than existing solid HMM recognition systems.

본 논문은 주인식기로 흔히 사용되는 HMM 인식 알고리즘을 보완하기 위한 방법으로 회귀신경회로망(Recurrent neural networks : RNN)을 적용하였다. 이 회귀신경회로망 중에서 실 시간적으로 동작이 가능하게 한 방법인 다층회귀신경예측 모델 (Multi-layer Recurrent Neural Prediction Model : MRNPM)을 사용하여 학습 및 인식기로 구현하였으며, HMM과 MRNPM 을 이용하여 Hybrid형태의 주 인식기로 설계하였다. 설계된 음성 인식 알고리즘을 잘 구별되지 않는 한국어 숫자음(13개 단어)에 대해 화자 독립형으로 인식률 테스트 한 결과 기존의 HMM인식기 보다 5%정도의 인식률 향상이 나타났다. 이 결과를 이용하여 실제 DSP(TMS320C6711) 환경 내에서 최적(인식) 코드만을 추출하여 임베디드 음성 인식 시스템을 구현하였다. 마찬가지로 임베디드 시스템의 구현 결과도 기존 단독 HMM 인식시스템보다 향상된 인식시스템을 구현할 수 있게 되었다.