matlab - 音声認識プログラムに適した MATLAB mfcc gmdistribution

Question

私はMatlabが初めてで、信号処理プロジェクト(音声認識)を行っています。いくつかの計算を行った後、行列で MFCC (メル周波数ケプストラル係数) として知られるいくつかの値を取得します。関数 gmdistribution.fit(X,k) を使用してガウス混合モデル (GMM) 分布を適用することになっています。しかし、エラーが発生し続けます。

X must have more rows than columns.

わかりません どうすれば直せますか？行列の転置を試みましたが、他のエラーが発生しました。

??? Error using ==> gmcluster at 181
Ill-conditioned covariance created at iteration 3.

Error in ==> gmdistribution.fit at 199
    [S,NlogL,optimInfo] =...

私の MFCC 行列は通常、13 行と約 50 ～ 80 列です。

これを修正する方法についてのアイデアはありますか? 一度に最大 12 列のみを使用する必要がありますか? または、音声認識で最尤 (ML) 推定値を取得するための代替の期待値最大化 (EM) アルゴリズムは何でしょうか?

音声から mfcc 特徴ベクトルを抽出した後に得られるサンプル マトリックスを次に示します。

 53.19162380493035  53.04536473593154   52.52404588266867   52.76558091790412   53.63907256262721   53.357790132994836  52.73205096524416   52.902995065027056  52.61096061282659   54.15474467851871   53.67444472478125   52.64177726437717   52.51697384592561   52.71137919365186   53.092851922453896  53.16427640450918   54.43019514688636   60.79640902129941   59.84919922646779   63.15389910551327   61.88723594060794   64.74826830389657   64.8349874832628    64.86278444375218   65.76126193531795   65.64589407152897   65.46920375829764   65.69178734432299   65.28831375816117   64.56074008418904   63.4966945660873    63.81859800557705   63.72800219675504   62.48994205815299   62.170438508902436  61.06563184036766   59.13583014975035   58.81335869501639   56.32130498897641   55.13711899166046   54.013505531107796  54.15759852717166   53.44176740036524   53.13219768600348   53.03407270007307   52.88271825256845   53.822163186509016  53.53892778841879   54.04538463287215   59.485371756367954  58.48009762761471   54.643413468895346  52.808848460884654  52.87392859698496   52.42111841679119   53.2365666558251    53.30622484832905   53.1799318016215    53.784807994410315  53.248067707554924  52.69122098296521   52.50131276155125   53.43030515391315   53.902384536061604  54.029570128176985  52.842675820980034  52.79731975873874   53.18695701339912
-10.209801833131205 -9.680631918902254  -9.62767876068187   -11.100788671331799 -12.214764051532008 -10.968305830999338 -9.860973825750351  -9.865056435511548  -10.658715794299441 -9.3596215435813    -11.6646716335442   -11.73183849207276  -12.378134406457027 -10.926012890327158 -11.620321504456165 -10.158285684702548 -9.264017760124812  -3.477686356268614  -3.34008367962826   -4.830538727398767  -2.000396004172366  -4.4851181728969225 -2.9033880784025152 -4.367902167404347  -4.497084603581041  -5.199683464056032  -5.906443970301479  -6.1194300184632855 -5.96250940992931   -6.359811770556116  -6.264817939973589  -4.895405335125048  -5.356838360441918  -6.327382452484718  -6.680325151391659  -6.17848037726304   -5.4759013940523245 -1.9841026636312946 -4.076294540940979  -7.824603409725002  -5.800269620602235  -8.01263214623702   -11.425250071230579 -10.277472714265365 -10.774573945280718 -11.322162485376891 -10.052477908307408 -10.004482396755566 -8.557096237262265  -7.319189335399103  -4.798868632345757  -10.203105092807693 -10.406716632774856 -11.067414745093817 -11.699111553041329 -10.749597806292954 -10.555273429092225 -8.854304279940754  -10.903698849240602 -10.234951031082241 -11.550994106255267 -11.295232804215324 -10.688554946454785 -9.208980407123816  -10.585845595336993 -10.757300448605834 -10.319608162526984 -10.551598424355781
-0.18311276580153307    -1.3000235617058096 -2.379404485976171  0.8537711039288245  0.7835891293988151  -0.786100291329253  1.0107138900981782  -0.12469382941718324    -2.2952791566222173 -0.8251663787748776 -0.050658777310996696   -4.6807361290865295 -3.3756455575107784 0.38895610612101605 -0.9962664893365839 -1.3680101462804826 -0.7328675082528926 14.930618844131613  11.172961105935304  16.974801313922335  13.375385369069916  14.024700863057664  14.594849346714536  17.610029847404075  16.601731375214815  15.581203919095396  15.429198596491359  15.842389728372694  16.162847697063377  17.262648834400064  18.2608582394078    19.38844125300681   16.858591012785013  16.93154670795065   12.906259456599424  13.056739996060314  11.258250889980491  8.834726263239137   6.184939770895715   4.068236554570518   2.184520358080839   3.6716311416454106  0.5890504959921528  -3.0455374126328874 -1.657407892408495  0.33660057466143056 -0.40801030148804557    0.04270808730635576 3.208411924734062   5.821481390407001   4.560967865706884   -0.9575473658761547 -1.9690622742411314 -1.4335363449433605 0.5073073427521086  1.8313651620152203  -2.1659200593772345 1.2769675752335854  -2.2873258303700696 -0.030049578085935582   -2.002440722711317  -2.3424337647822346 -4.259810095095228  -0.9747655920995262 0.09482704525635513 -0.2885341356828254 1.439149953470075   0.6807611595304401
2.087244713218005   -3.787403802296573  -4.665688240227797  0.46022874550890147 -0.16943798737784035    -2.7170563621342785 -1.7464303367036695 -3.27442943105816   -3.6318990907200597 -1.1574346481702122 -1.0207450052082863 -5.838249114276465  -4.864029691290982  -2.7443279494466704 -1.3475670289669839 -0.71926223394222   -1.7145131082739746 10.695036462762722  10.398176627688748  11.642258160333318  8.67660434911699    13.223576542483247  14.470121526018994  14.100543157086074  13.22291384069529   11.67823582796623   13.466476916853203  13.535357097626715  14.875339057135838  14.37083096189283   13.33673313953938   12.329553090328996  9.676373050790103   11.448653427990415  9.874926564656558   7.147530590070999   10.29584390330658   10.101141207939456  5.283325337013565   4.507665609590605   3.1555597807254223  1.176891149051998   -0.2017066100725112 -2.5074705794245427 3.7132131484813073  0.9607407688505634  -3.2742739297063865 -6.602070936837743  -2.2912280318564378 10.190482148210974  10.157945177713376  -0.09147003586407224    -5.244432802624313  -1.2872483780850776 -3.7378553488851147 2.853534940706138   -2.9599246290596257 -1.2759697907404983 -2.609173347676013  -0.027021884588768103   -2.3092682012995387 -1.4002697262020989 -4.192442987678205  -0.11708538059933485    -1.722764980370641  -0.8528543327485958 0.36818682029243044 -1.5833959315094956
-1.2340033668089612 -2.7554310519289933 1.4704457874837413  -0.4125243211298726 1.7297567688324673  3.721374587353874   -2.2232745236466402 -1.0295891117338212 1.021098021933131   -3.392544522126444  1.3301447592375433  -0.30182589581098784    -2.2645887723031413 0.5179073904608001  2.0537130718040917  -3.030349632233867  -2.107849434880047  -7.949976055283274  -5.172658838436902  -7.2904509401269575 -6.1323858833603815 -2.37546696444418   -2.6620539778383723 -3.5795807500300305 -4.687709564035536  -1.7454933814935076 -0.6827757483935794 0.23687223893178067 2.8267871613253077  3.5866135581831227  3.142665641927276   4.095262325494299   3.871285159350548   3.8703187080829764  3.8314236250858555  1.798983626211966   0.725468180389042   0.11919814479647405 2.7173707003940124  6.868690477210499   6.270964718280218   2.3176609494750564  2.0733820130334926  -0.8539453920978304 3.48931978155834    -2.6098957232427957 0.7925129692289851  -2.482250690121881  -1.9255950956807195 -3.3296568338000525 -2.5852039200206076 0.7513494304110043  1.6119079892129162  0.8581457406304087  1.4037071284373093  -3.163651849398714  5.052978402873416   2.4518824480379813  0.027602305580521395    0.7477958990121767  0.9232542431737198  -0.5545479544994354 -3.4480660326803503 1.0747263160741485  -4.078097840161742  4.485742151839941   0.1658605159666291  0.1722930547996016
-1.6428664752690114 3.7865726986742145  2.5318491820052564  -2.1947219298888676 -2.1237775233625986 2.598630953202959   -6.076201524281277  -5.315246911864284  -1.5747455209374586 -3.223379488606859  2.6008295264581776  1.3270506534986315  -2.5790744715346676 0.7756431623687378  3.0553271757777356  -0.20800002044634847    -1.530027153710214  -2.207970121996219  -1.8813636939941347 -2.685201388968379  -1.2497372042225408 2.5726591149003712  1.4779209530617206  0.18848939011950389 -0.8737068656038859 4.364271583896629   2.0338276700410187  4.017665258617117   2.929288856255161   10.031463178073729  7.807148474194119   8.930649791195147   9.356704480964387   4.682860624638529   3.9421955431659375  3.46979114616638    0.10907941624689588 1.013539556043216   1.380950812959332   1.077296756517698   4.643176114193134   0.276532579753215   1.3247848485761091  -1.6452351331258643 5.459080479943587   -2.623903958160855  -3.6495250981385525 0.30098983943901886 1.2192582165344557  3.9341748890807207  3.8902438441040768  2.3070835920696586  -2.692501110699399  1.6807838025217028  1.5259881694196216  0.3750392433389195  5.708674336592535   -1.1571072509634228 -1.9909829706185518 -2.911287549300028  -4.934348834333174  -2.258176779559039  0.17624511060134188 0.02295826196619305 -3.516972940169973  5.184345513656031   1.4594074325337887  -0.19794455729474633
2.362306464828889   1.8140886321872307  3.105122487428386   -2.452729932993756  -1.9482153346221507 0.23556664481369372 1.0605939999557794  9.466891504042334   4.485454438679325   2.6792667132201102  -0.7696085536288818 1.1799363148487811  -4.770207147524265  0.7773255533610134  -1.0253054017942649 5.364238239319841   3.1331011184169473  4.744685304867839   -0.052537238369118014   4.477806263589113   3.1539530991186067  6.4185233259645385  2.549990446321861   2.4829837421356564  4.089323590949597   7.9396405004582045  6.041498345508568   9.234608707932582   7.3843205505399885  10.495371462065135  15.043508733932194  8.70736248600434    13.199534350054295  9.807690741908354   9.182134815924455   12.06839623216329   7.974743468866006   12.349726591545481  5.750367027892127   -0.6482940009399485 5.4638120941442185  1.856389413910232   1.9530813300592067  -2.8701346921179733 1.558852931425583   -0.19366384484174437    -2.6386457918474457 1.4662219452543457  2.079641671534525   15.326629935694294  14.705559998054612  -0.06282946858494885    -1.827803410621235  3.114649202395378   0.3720781976421628  0.43011998686353536 -3.376799358785071  -1.5552531679484054 3.060902156478365   3.5360394473034553  -2.3908283396567356 0.6675611086499327  0.22711502816964574 -6.457828495248154  -0.6807474446526474 -0.6230980701736715 2.2692316872172476  -0.979235567032777
2.306823535295793   3.4952484194762055  5.910905884417197   -3.0627994884681873 -3.2217585242174294 -0.015187803494101149   -0.9514287527346498 3.114431724585367   0.42923281798814705 -3.189859804015462  -1.472673603923648  -3.036867739556342  -0.15973786580917693    -0.0905525722541792 2.330382174351248   2.7439958525955515  0.3730263667251821  -12.515523622378907 -13.343548342714616 -11.536760383050373 -8.307383651556634  -15.660481772806875 -14.155076207607415 -14.343032997039627 -11.791205489191787 -14.964231411185601 -13.183950294156357 -8.972526839374074  -5.366478645304655  -10.910217774510665 -1.5480767893424763 -8.888577773693916  -2.6255911360834023 -5.8588628908556695 -4.145564000313309  -2.984375697431632  0.8831077064431804  -5.243824833303439  5.196626588048474   6.352837095147023   1.2112116324076188  -2.9147691775934286 -2.6935780565318352 -2.810972986669758  4.9399646272914275  -1.1703117105056318 -2.402532372315127  -4.8461309660884675 -7.261524451953783  -2.5282219889051856 -1.0065282601086587 -2.5563997598612156 -4.351683980269447  -0.46252498899381495    -5.890633052969005  -0.3032076532083649 -0.6457938679695084 -0.455043482005029  3.359840875612215   -1.7228176367513395 -3.168976094613273  -2.5233843488620917 -6.495499983402964  -3.4972987525688515 0.7115283186290751  -2.581097605905542  0.6315410714331887  0.19502062594451325
1.2870172739850947  2.713157481924801   -0.5205380954882455 -4.658525381198428  -0.10827507866220412    2.4486415136057875  -0.2640204926534809 -0.09970608992954652    1.5082258768440102  -0.48148890836461583    6.911722876338505   -1.839425896561688  -3.841669694063511  -4.524554996776859  -0.9323811218879002 -6.12813923896959   -2.617633134059251  -6.309717724130619  -3.909047191185573  -6.705305972326263  -3.194505292603528  -7.893721876340621  -0.7610949447938617 -0.6090909340423546 1.4581855733113227  -2.41596099072141   -3.8541389118806912 -1.927700181895679  4.665459793274741   -2.132645903487048  4.157947245063189   0.11326683589817262 -1.162075689787945  1.055761599597126   3.298475882289032   0.9391848013866494  5.223274229835592   5.199193224601442   6.24812913948699    5.2190463423872515  1.5179114498579496  -0.6790185492512775 -0.31373376397636593    -3.5993965276962707 4.302535367682559   5.0068035330847005  -2.436072054028143  -0.8350201387276532 -2.018104375721472  0.5404586080558861  -2.428770201558009  -2.335732881592787  -0.052034561490399235   2.6353099398265676  -2.99995676341149   1.7399565653589897  -0.29483744276382473    4.957413374961816   5.6898464888615 -4.002464222625706  0.966133847419872   2.170532357744949   -2.4172124815273173 -5.913083394982123  -0.22652498917043715    0.138040634076645   -2.826152803587723  5.842509989192995
-6.149578124267104  -2.8288721761218962 -0.27284674336933024    -0.7388702321118317 6.111878602550777   3.359125556152289   1.2074835809541602  -2.229103203811113  -1.625118718284933  -0.2004222132512952 2.0932748099429754  0.712406626137792   0.43416711590137985 -5.55554193439384   -2.1786650973628827 -2.969057723871395  -6.618199451327406  2.299416281672153   5.007013248892597   -2.8033104103688027 -0.14925301159195922    -3.1533724522208697 -1.686316186073986  -0.08884837954280254    1.3265208802169017  1.3523930289041641  3.5524134648371395  -1.4254466520590146 -3.5611240333626477 1.0329276937146186  0.753052597154297   0.7975894394949765  -1.1854014340942607 1.1593797963914545  -0.8529267167794818 -5.171015036219429  4.116322136411159   -1.4483994704782983 -4.286164521201809  2.740046108799948   -3.5798763236060673 -3.018292657641495  -3.1806602684198966 -7.234273046469597  -9.434807181114692  -1.5847563989433828 -3.5635243742856346 4.782665786942992   3.5778211425622497  1.6853638633605281  1.7167799803768633  -1.6174055012561088 3.7435401900571574  -3.176593678259591  6.40495736593622    3.3331406463423483  -4.189245091250336  -1.1362166265192732 4.592859698246665   -2.8863334811724606 0.16041676401714375 4.737837256397985   -2.2744510630052366 1.4695485402180768  -4.897075450622638  1.0194864096015128  3.0757846367935398  1.489203230013674
-5.616870225243653  4.10940999519677    -0.3567822711722583 4.987855490462697   2.5632059692246143  -4.705396196410884  -0.1194996962733683 8.46869233605413    1.7788275688487483  -1.9527299063266377 -1.481085011956697  -1.0244613136295895 3.2992905241167114  -3.64385218716246   0.4426619512128128  -0.9239334997116153 -1.8620760850713798 -1.572039531941818  -10.036763755809012 -4.991528131941471  -7.136095340914314  -3.9318863449619683 -8.239368103131268  -8.443697887490892  -7.638579800501108  -8.460278636486919  2.042450826339361   -2.9885807367329646 -7.09364471308204   0.751496922690038   -0.7845673603407124 3.01935526513198    -1.39022538332522   -1.3101410638362037 -6.557786354682332  -10.172228179790066 -7.914321004354581  -5.649458806929109  2.0908760762554857  -1.4736963383710477 -1.1834278800206155 -0.6892124083994282 4.710875739605662   -3.269448539379895  -1.365967094144594  2.229881555767406   -0.9419137895352326 -0.48671864439322476    4.178896930726449   -6.953289505262448  -3.5225552311666406 -0.03841148260907753    0.14013269702442782 -6.512368259808616  1.8280649782849192  0.3454330974085145  -7.766620058704248  1.6650823954773208  9.615187994533223   3.360235349725343   0.22182808924480077 -0.30209172650913635    -1.6349262462057823 5.754809401078592   -1.6377375938940244 4.58705098784457    -2.404590707062002  0.45319882935997813
-3.730821551088958  1.1493694300690667  6.12342052964259    1.0160737493461047  4.543231805847945   -0.46099872305259204    -1.5594323941163388 10.090773095751917  5.028250117132579   1.5903687490782517  0.5749808655709501  -4.492674335179201  2.325703447395548   5.206408565021089   -4.9872461967223565 -6.549149325309605  2.90139977554803    -3.116490551862926  -8.703818668102071  -0.6313375630613844 -1.3155034176934333 1.1556044127857454  -0.9275062964334158 2.1324193244502876  3.430145051864411   4.086699745467884   5.480203425684989   1.3741912885959398  3.339835767680544   5.640295156144797   1.9610369474663063  1.785080274117643   1.8291947445479142  2.966205980470809   -0.12596430958161875    4.646073914100102   -0.7648039700071241 6.3484330647888605  4.459704396949977   1.5062484187054803  -1.6168718590653306 1.7558262745105164  1.2355091938620948  -9.312287204368275E-4   -0.5174901532050828 -3.0942917590395123 2.127834965233185   2.205667503405521   1.120114080459297   -1.7595270682165296 -9.083346980110788  -1.4981626322158839 0.7146008123272161  -0.6811098332417078 0.32703395934824275 -2.555380698176684  1.7740823756697832  4.5707670000209495  1.4842964294571344  4.818614788487457   3.1215801329358515  1.4479667080737233  1.1758507462380035  6.03230783411774    2.288914057777  4.82860171466599    -1.2457175363287405 -0.5058301430711261
-2.768473705667538  0.15564719507110275 -2.6550122323991947 -5.709488621527887  0.4785386384778287  0.6814858260993006  -5.52429514744985   -0.5602195429716864 3.9723119003523184  -5.62516538263036   -4.829570651115459  -1.2950948013109767 7.302412416568166   -3.043678812305364  -3.149850274277347  -6.476944546181209  -0.5807442791158823 -4.080078654055604  -3.1611933621382597 -0.11637063086775598    1.6049131611665592  5.044497534034215   0.3838925988521055  5.778293566481567   4.058620434329893   5.927479580737815   2.489198330275847   1.3107947997423626  1.5828295303331719  0.024839158566965516    -0.5476121359730696 0.87259267290178    0.9361180475548712  -1.5960762918622518 -5.611058251792273  -0.1594321010434905 -4.760816879788385  -0.07479939429503339    -1.7483043512234622 -2.8457787380793556 -1.7121754676101464 -3.787278050262899  3.7473965097918542  -1.659644247031472  -0.09111384850703107    2.4558095815874137  -0.06434581404575994    -3.7711115877495898 -0.2647997786903864 7.047915131872554   2.696723847584077   2.0890029827477234  -1.6825745638184928 -3.5887592066629557 -1.6594244317183802 -3.1951431164448874 3.27560938604933    2.334479543234365   2.9783519550285447  4.899933974871159   -2.2328606908007633 1.600105125583785   -2.1591853807024437 5.713548445622229   2.1891014794399264  -4.680943918675132  -2.5283217348396123 -2.6580555791689666

Answer 1

わかりません どうすれば直せますか？

行列を転置する必要があります。正解です。ベクトルは raw 上にある必要があります

これを修正する方法についてのアイデアはありますか?

GMDISTRIBUTION は、標準の期待値最大化 (EM) アルゴリズムを実装します。場合によっては、1 つ以上の成分の特異または特異に近い共分散行列を含む解に収束することがあります。通常、これらのコンポーネントには、低次元の部分空間にほぼ存在するいくつかのデータ ポイントが含まれます。共分散行列が特異な解は、通常、スプリアスと見なされます。別の初期値セットを試すと、この問題が解決する場合があります。場合によっては、次のいずれかの理由により、この問題が常に発生することがあります。

• データの次元数は比較的多いですが、十分な観測値がありません。
• データの特徴 (変数) の一部は、高度に相関しています。
• 一部またはすべての機能が離散的です。
• あまりにも多くのコンポーネントにデータを当てはめようとしています。

あなたの場合、使用したコンポーネントの数 8 は大きすぎるようです。コンポーネントの数を減らすことができます。一般に、「条件の悪い共分散行列」エラー メッセージが表示されないようにするために使用できる他の方法もあります。

1. 条件の悪い共分散行列を使用して解を得ることを気にしない場合は、GMDISTRIBUTION/FIT 関数でオプション 'Regularize' を使用して、すべての共分散行列の対角線に非常に小さな正の数を追加できます。
2. 'SharedCov' の値を true に指定して、すべてのコンポーネントに等分散行列を使用できます。
3. 'CovType' の値を 'diagonal' に指定できます。

こちらもご覧ください

http://www.mathworks.com/matlabcentral/newsreader/view_thread/168289

一度に最大 12 列のみを使用する必要がありますか?

いいえ

Answer 2

@Shark一連のデータからGaussian MMオブジェクトを生成しようとして、同じ問題が発生しました。共分散のタイプを指定することで解決しました：

GMM1=gmdistribution.fit(X,k,'CovType','対角線')

GMM1 はオブジェクト名です。X と k の意味は、

ヘルプ gmdistribution.fit

これがうまくいかない場合は、gmdistribution が GMM を生成するために既に使用している EM アルゴリズムの初期値を指定してみてください。

エリオス

Answer 3

最初に線形にする必要があります。これは、matlab が実行するには大きすぎるためです。その後、7 ～ 10 個の機能を使用する方が適切です (これ以上のものを取得できると思います)。あなたがあなたの仕事をした後、それをあなたが望むものにするために reshape 関数を使用してください