携帯機器向けHMMベース音声認識・映像認識LSIのための認識エンジン自動生成の研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15700049
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 中村 一博 名古屋大学, 情報科学研究科, 助手 (90335076)
• Keywords: 音声認識 / 隠れマルコフモデル / HMM計算 / ASIC / LSIアーキテクチャ

Research Abstract

1.チップ内に必要なメモリ(レジスタ)量を削減した、省メモリ型HMM回路の構成法の開発を行った。提案する構成法により、認識対象(単語や音節、音素)やHMMの種類(HMMの状態数や入力ベクトルの次元数)に応じた様々な省メモリ型HMM回路が構成できる。提案する構成法では、ベクトル要素のHMM回路への入力順序により、HMM計算に必要な内部メモリ量が大幅に削減できることに着目し、内部メモリ量が削減できる入力順序に適した回路構成をとる。構成される省メモリ型HMM回路は、HMMのモデルパラメータを格納する内部メモリとガウス分布計算ユニットを、それぞれHMMの状態数分と、ガウス分布計算の中間結果を格納する内部メモリを持つ。この構成法を用いることにより、少ないメモリ量でモデルパラメータの共有によるデータ転送の削減、ガウス分布計算の並列処理を実現した。
2.HMMの次元数やフレーム数、状態数の、チップ製造後の変更に対応可能なHMM回路の開発を行った。次元数の変化に対しては加算の回数を制御することで対応する。フレーム数の変化に対しては内部メモリに保持する入力ベクトルの要素の個数を制御することで対応し、状態数の変化に対しては並列に計算するシンボル出現確率の数を制御することで対応する。処理速度と内部メモリ量のトレードオフから、入力ベクトルの要素、HMMのモデルパラメータを2つの内部メモリに保持し、一方を外部メモリからのロードに、もう一方を計算に用いることで、ロードと計算を同時に行い処理を高速化した。

Research Products

• [Publications] 澤田有生, 中村一博, 高木一義, 高木直史: "省メモリ型HMM回路"電子情報通信学会2004年総合大会講演論文集. A-3-14 (2004)
• [Publications] 岡本圭太, 中村一博, 高木一義, 高木直史: "次元数とフレーム数の変化に対応可能なHMM回路"電子情報通信学会2004年総合大会講演論文集. A-3-13 (2004)