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5.4.4 實驗結果:無線通道發生群集錯誤時,補償通 道錯誤對辨識結果的影響

在這一節中,我們將無線通道中的錯誤改為群集錯誤,再利用前述 的錯誤補償方式對位元串流做補償。在上一節中,我們發現基於音 框的消去法並沒有為辨識效能帶來幫助,因此在這一節中,我們只 使用兩種外插法來進行錯誤補償。下表5.4列出的是實驗結果:

第一欄列出的是各個不同的群集程度;第二欄列出的是使用的錯誤 補償類型,“無”代表受到群集錯誤影響但未做錯誤補償,“外插 法(音)”代表做基於音框的外插法補償,“外插法(子)”代表 做基於子特徵向量的外插法補償;第三、四、五欄列出在高斯混合 數=2、4、8時的音節辨識正確率;第六欄則是列出備註。表中 的第一、二列也列出基礎實驗和只經向量量化但沒有群集錯誤影響 的實驗結果以供比較。我們先將下表的實驗結果製圖,如下圖5

.13所示。

群集程度

圖5.13(A) 位元錯誤率=10-2時,高斯混合數=2,發生群集錯誤 時對位元串流做錯誤補償所得到的音節辨識正確率。

圖5.13(B) 位元錯誤率=10-2時,高斯混合數=4,發生群集錯誤 時對位元串流做錯誤補償所得到的音節辨識正確率。

圖5.13(C) 位元錯誤率=10-2時,高斯混合數=8,發生群集錯誤 時對位元串流做錯誤補償所得到的音節辨識正確率。

圖5.13(D) 位元錯誤率=103時,高斯混合數=2,發生群集錯誤 時對位元串流做錯誤補償所得到的音節辨識正確率。

圖5.13(E) 位元錯誤率=103時,高斯混合數=4,發生群集錯誤 時對位元串流做錯誤補償所得到的音節辨識正確率。

圖5.13(F) 位元錯誤率=10-3時,高斯混合數=8,發生群集錯誤 時對位元串流做錯誤補償所得到的音節辨識正確率。

在以上六張圖中總共列出五條折線:第一條是發生群集錯誤但是沒 有做錯誤補償;第二條是對發生群集錯誤的位元串流做基於音框的 外插法補償;第三條是對發生群集錯誤的位元串流做基於子特徵向 量的外插法補償;第四條是基礎實驗的結果;第五條是經過向量量 化但沒有群集錯誤時的實驗結果。同樣的,第五條折線被我們視為 錯誤補償後辨識正確率可以上升的最高極限。以下是我們對實驗結 果的討論。

●發生群集錯誤時,利用兩種外插法做錯誤補償仍有產生效果

在前一節中有提到:錯誤補償的機制若發生效果,所得到的辨識正 確率折線將落在發生群集錯誤、但不做錯誤補償所得的折線以上。

觀察圖5.13六張圖中,除了在圖5.13(C)中群集程度=

0%時使用基於音框的外插法所得的折線落在未做錯誤補償所得的 折線以下,其餘的地方兩種外插法所得到的辨識正確率折線均在未 做錯誤補償所得的折線以上。這代表兩種外插法在群集錯誤的情況 下也可以發揮效果。

●在不同的群集程度下,基於音框的外插法所得的補償效果不一

雖然兩種外插法可以對發生群集錯誤的位元串流進行補償,但是基 於音框的外插法在不同的群集程度下卻有不太一樣的辨識效果:觀 察圖5.13的六張圖可以發現,在群集程度低時,基於音框的外 插法所能給的錯誤補償不多;隨著群集程度逐漸上升,補償的效果 才逐漸明顯,到高群集程度時辨識正確率才可以比較逼近我們認定 的上限--經過向量量化但沒有群集錯誤所得的辨識結果。這樣的 現象在位元錯誤率=10-2時更為明顯。

讓我們再回想一下之前討論過的兩點:

一.基於音框的外插法的補償方式:在描述1個特徵向量的44個 位元中,如果其中有任何一個位元發生錯誤,那麼我們就將此 特徵向量視為是錯誤的,然後利用之前所收到的特徵向量做線 性組合,拿來取代錯誤的特徵向量,這個方法是基於音框和音 框間的相關性;

二.群集程度愈小時,代表錯誤愈分散,所能影響到的特徵向量也 愈多,被判斷為錯誤的特徵向量也愈多;反之,若群集程度愈 大,代表錯誤愈集中,所能影響到的特徵向量也愈少,被判斷

為錯誤的特徵向量也愈少。

根據上面兩點所述,當群集程度愈小時,被判斷為錯誤的特徵向量 會愈多,因此要做比較多次的錯誤補償。因為基於音框的外插法固 然會修正錯誤的子特徵向量,但也同時改變沒有發生錯誤的子特徵 向量,換句話說,外插法會帶來失真。當基於音框的外插法使用得 愈多,帶來的失真也愈多,對於辨識效果所能提供的改進也會愈少

。反之,當群集程度愈大時,被判斷為錯誤的特徵向量會愈少,因 此錯誤補償所帶來的失真也會愈小;加上此時被判定為錯誤的特徵 向量,其中有錯誤的子特徵向量數目會很多,對這個特徵向量做外 插法的補償可以修改的錯誤也很多,因此辨識效果受到的幫助也會 愈大。

最後要補充的是:從前一節的結果我們可以知道,用基於音框的外 插法來補償隨機錯誤的影響得到的效果不錯,但是從本節的結果告 訴我們,用這個方式來補償群集錯誤不一定會得到好的效果﹔因此 我們可以說,對群集錯誤所造成的錯誤作補償,比對隨機錯誤所造 成的錯誤作補償來的難。

●基於子特徵向量的外插法有很好的效果

從圖5.13的六張圖中可以看到,基於子特徵向量的外插法所得 到的折線並沒有一致的趨勢變化;我們可以看出,不管在何種的群 集程度下,基於子特徵向量的外插法所得到的辨識正確率,一直都 是逼近、甚至是超越我們所認定的上限--經向量量化但沒有群集 錯誤的影響。這也代表了發生群集錯誤時,基於子特徵向量的外插 法不管在群集程度為何,均保持不錯的補償效果。因此,我們得到 兩個結論:

一.因為對音框做外插法補償效果並不一定好,反觀在各種情況下 對子特徵向量做補償均發生一定效果,故我們有必要對每個子 特徵向量作編碼保護,如此一來才可以偵測出那個子特徵向量 出了錯,並對其進行補償。

二.結合上節對於隨機錯誤的補償、以及本節的結果:若能正確的 偵測出位元錯誤發生在那個子特徵向量,那麼透過基於子特徵 向量的補償,我們可以忽略通道中隨機錯誤或是群集錯誤的影 響。