ベイズ二重分節解析と深層学習の統合による教師なし言語獲得の構成論

• 研究課題/領域番号: 15H05319
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: ソフトコンピューティング
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 谷口 忠大 立命館大学, 情報理工学部, 教授 (80512251)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円); 2017年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2016年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2015年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
• キーワード: 記号創発 / 言語獲得 / ノンパラメトリックベイズ / 深層学習 / 音声認識 / ソフトコンピューティング / 知能ロボティクス / 人工知能 / 音声等認識 / 言語学

研究成果の概要

本研究ではベイズ二重分節解析器の研究を発展させ，人間の実音声からの音素と語彙獲得を実現することを目的として研究を行った．主に三つの成果を挙げた．（１）深層学習の活用によって実音声データからの教師なし語彙獲得の精度向上を実現した．（２）ベイズ二重分節解析器のサンプリングアルゴリズムの高速化により約百倍の高速化を果たし，二重分節解析に基づくロボットの自律的言語獲得へと道筋を立てた．（３）深層学習を用いた教師なし話者適応による複数話者からの教師なし言語獲得手法を開発した．

研究成果の学術的意義や社会的意義

ロボットや人工知能が音声言語を認識するためには従来，大量の音声データとその書き起こし文を事前に人手で準備し，機械学習によって音声認識装置を訓練する必要があった．しかし，これは人間の幼児の言語獲得過程と一致しない．人間の幼児は書き言葉を学ぶ前に，音声データから音素や単語を発見していく．この過程を実現するために，本研究では研究代表者が構築してきたベイズ二重分節解析器に深層学習を組み合わせて，高い精度での音素・単語獲得，複数話者からの学習，また，そのアルゴリズムの高速化を実現した．

研究成果

• [雑誌論文] Double Articulation Analyzer with Deep Sparse Autoencoder for Unsupervised Word Discovery from Speech Signals (2016)
  • 著者名/発表者名: Tadahiro Taniguchi, Ryo Nakashima, Hailong Liu and Shogo Nagasaka
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: 0 号: 11-12 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1080/01691864.2016.1159981
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Symbol Emergence in Robotics: A Survey (2016)
  • 著者名/発表者名: Tadahiro Taniguchi, Takayuki Nagai, Tomoaki Nakamura, Naoto Iwahashi, Tetsuya Ogata, and Hideki Asoh
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: 0 号: 11-12 ページ: 1-23
  • DOI: 10.1080/01691864.2016.1164622
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Comparative Study of Feature Extraction Methods for Direct Word Discovery with NPB-DAA from Natural Speech Signals (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuki Tada, Yoshinobu Hagiwara, Tadahiro Taniguchi
  • 学会等名: IEEE International Conference on Development and Learning and on Epigenetic Robotics (ICDL-EpiRob)
  • 国際学会
• [学会発表] ノンパラメトリックベイス二重分節解析器のTIDIGITSコーパスへの適用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 夛田裕貴， 幸優佑，林楓，萩原良信，谷口忠大
  • 学会等名: 人工知能学会全国大会（第31回）（JSAI2017)
• [学会発表] 深層混合モデルによるクラスタリング (2017)
  • 著者名/発表者名: 林楓，岩田具治，谷口忠大
  • 学会等名: 第20回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS2017) ディスカッショントラック
• [学会発表] Hierarchical Dirichlet Process-Hidden Language Model for Unsupervised Word Discovery from Speech Signals (2016)
  • 著者名/発表者名: Tadahiro Taniguchi, Kaede Hayashi, Ryo Nakashima and Shogo Nagasaka
  • 学会等名: Practical Bayesian Nonparametrics workshop at NIPS 2016
  • 発表場所: Barcelona (Spain)
  • 年月日: 2016-12-09
  • 国際学会
• [学会発表] 階層ディリクレ過程隠れ言語モデルと 深層学習を用いた語彙獲得過程の計算論 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林楓，中島諒，長坂翔吾，谷口忠大
  • 学会等名: 日本認知科学会第33回大会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-09-17
• [学会発表] 階層ディリクレ過程隠れ言語モデルへの変分ベイズ法の適用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林楓，高野敏明，萩原良信，谷口忠大
  • 学会等名: 2016年度人工知能学会全国大会,
  • 発表場所: 北九州国際会議場（福岡県・北九州市）
  • 年月日: 2016-06-07
• [学会発表] 階層ディリクレ過程隠れ言語モデルによる実音声 発話からの教師なし語彙獲得 (2015)
  • 著者名/発表者名: 谷口忠大，長坂翔吾，中島 諒
  • 学会等名: 第33回 日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 東京電機大学（東京都）
  • 年月日: 2015-09-04
• [学会発表] ノンパラメトリックベイズ二重分節解析器と深層学 習を組み合わせた母音列からの教師なし語彙獲得 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中島諒，谷口忠大，長坂 翔吾
  • 学会等名: 第33回 日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 東京電機大学（東京都）
  • 年月日: 2015-09-03
• [備考] 創発システム研究室研究業績
  • URL: http://www.em.ci.ritsumei.ac.jp/jp/publications/
• [備考] 創発システム研究室 研究業績
  • URL: http://www.em.ci.ritsumei.ac.jp/publication
• [備考] Double Articulation Analyzer (二重分節解析器)
  • URL: http://daa.tanichu.com/