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Pythonで学ぶ音声認識 機械学習実践シリーズ

インプレス

音声認識の基礎から最新手法までを解説

「音声認識」とは、音声信号から発話内容を認識することで、AIスピーカなどに利用されている技術です。本書は、現在までの音声認識技術の発展経緯を学びながら、深層学習を用いた最新の音声認識システムを実装できるようになることを目的としています。まず手法の目的やアルゴリズムの概要を解説し、続いて数式レベルでの詳説、最後にソースコード付きで実装という流れで解説しています。特に手法の概要については「そもそもその手法は何を目的として生み出されたのか」という経緯と、「なぜその手法は前述の目的を達成できるのか」について直感的に理解できるよう工夫しています。本書は中級者以上に向けた、特定の技術分野のアルゴリズムの紹介と、それを実装したコードを解説する、より技術的・実践的な「機械学習実践シリーズ」です。

発売日：2021-05-20

ページ数：352ページ

目次

表紙
本書の前提
目次
序章
第1章　音声認識とは？
第1節　音声認識とは？ どんなことに使える？
第2節　音声を認識するとは？─音声認識のしくみ─
第3節　本書の目的と構成
第2章　音声認識の基礎知識
第1節　音声認識と確率
第2節　音声認識の問題を数式で定義する
第3節　テキストの種類と発音辞書-音素・かな・文字・単語-
第4節　2種類の音声認識実験
第5節　音声認識実験の大まかな流れ
第3章　音声処理の基礎と特徴量抽出
第1節　データの準備
第2節　音声ファイルを読み込んでみよう
第3節　フーリエ変換を使って音声を周波数分解しよう
第4節　音声を短時間フーリエ変換してスペクトログラムを作成しよう
第5節　対数メルフィルタバンク特徴量
第6節　メル周波数ケプストラム特徴量
第7節　特徴量の平均と標準偏差を計算してみよう
第4章　音声認識の初歩-DPマッチング-
第1節　音声認識につきまとう、アライメント問題
第2節　DPマッチング
第3節　DPマッチングを実装してみよう
第5章　GMM-HMMによる音声認識
第1節　テンプレートから分布と尤度という考え方へ
第2節　正規分布と最尤推定法によるパラメータ推定
第3節　混合正規分布（GMM）とEMアルゴリズム
第4節　隠れマルコフモデル（HMM）
第5節　GMM-HMMを実装してみよう
第6章　DNN-HMMによる音声認識
第1節　分布からディープニューラルネットワークへ
第2節　ディープニューラルネットワーク
第3節　DNNとHMMを組み合わせたDNN-HMMハイブリッドシステム
第4節　DNN-HMMをPythonとPytorchで実装してみよう
第5節　HMMベース方式における大語彙連続音声認識
第7章　End-to-Endモデルによる連続音声認識
第1節　ハイブリッドシステムからフルニューラルネットワークモデルへ
第2節　リカレントニューラルネットワーク
第3節　Connectionist temporal classification(CTC)
第4節　CTCをPythonとPytorchで実装してみよう
第5節　Attention encoder-decoderモデル
第6節　AttentionモデルをPythonとPytorchで実装してみよう
第7節　その他のテクニックと音声認識モデル
第8節　参考文献
おわりに
索引
著者プロフィール
奥付

著者プロフィール

  • 高島 遼一（著者）

    高島遼一（たかしま・りょういち）
    2013年神戸大学大学院システム情報学研究科博士後期課程修了（博士（工学））。2011年4月～2013年3月日本学術振興会特別研究員（DC2）。2013年4月に（株）日立製作所研究開発グループに入社し、装置の異常検知や音声認識のための雑音除去など、音声・音響信号処理に関する研究開発に従事。2016年10月～2018年9月に国立研究開発法人情報通信研究機構へ出向し、音声認識に関する研究開発に従事。2019年4月より神戸大学都市安全研究センター兼同大学院システム情報学研究科准教授に着任。現在、音声認識を始めとした音声処理・機械学習技術とその福祉分野への応用に関する研究に従事。

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