DE3215868C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen der Wörter einer zusammenhängenden Wortkette nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Verfahren ist bekannt aus der Zeitschrift "IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing", Vol. Assp-29, No. 2, April 1981, Seiten 284 bis 297. Dabei werden die aus dem Sprachsignal gewonnenen Testsignale mit den Folgen der Referenzsignale für alle zu erkennenden Wörter unter Anwendung von nichtlinearer Zeitanpassung verglichen und der Weg der besten Überein­ stimmung durch jedes Wort bis zu dessen Ende ermittelt und dieser Endpunkt jeweils registriert. Nach dem Durchlaufen aller Wörter werden ausgehend von diesen Endpunkten alle Wörter nochmals mit wenigstens zum größten Teil denselben Testsignalen durchlaufen und wieder für jeden vorher­ gehenden Endpunkt und für jedes Wort der Weg der besten Übereinstimmung ermittelt. Dieses Verfahren wird fort­ gesetzt, wobei also dieselben Testsignale wiederholt verwendet werden, bis Wege bester Übereinstimmung beim letzten Testsignal enden. Ein Problem bei der Erkennung der Wörter in einer zusammenhängenden Wortkette besteht nämlich darin, daß zunächst die Wortgrenzen in dem Sprachsignal nicht bekannt sind, so daß zunächst nicht ohne weiteres bekannt ist, wann in dem Sprachsignal erneut der Vergleich mit dem Anfang der einzelnen Folgen der Referenzsignale durchgeführt werden muß. Das bekannte Verfahren ermittelt daher mehrere Wege, die Kandidaten für den insgesamt optimalen Weg sein könnten. Am Ende des gesamten Sprachsignals wird ausgehend von der kleinsten Unterschiedsumme, die sich an diesem Punkt ergeben hat, der optimale Weg zurückverfolgt. Die zunächst unbekannten Wortgrenzen ergeben sich dann automatisch durch das Zurückverfolgen.

Das bekannte Verfahren ist jedoch sehr kompliziert und aufwendig, da es mehrere "Ebenen" verwendet, d. h. erst alle Wörter einmal vergleicht und danach von den jeweiligen Endpunkten ausgehend erneut alle Wörter vergleicht usw. Dadurch sind eine Anzahl Randbedingungen notwendig, die möglicherweise verhindern können, daß der optimale Weg wirklich gefunden wird. Außerdem erfordert das bekannte Verfahren einen großen Speicherplatzbedarf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren, mit dem auf einfache Weise bei geringem Speicherplatzbedarf mit großer Wahrscheinlichkeit der optimale Weg, d. h. die optimale Aufeinanderfolge von Folgen von Referenzsignalen und damit die wahrschein­ lichste Folge der Wörter der Wortkette ermittelt werden kann und eine zugehörige Anordnung anzugeben.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und bezüglich der Anordnung durch die im Anspruch 7 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden also keine verschiedenen Ebenen gebildet, sondern jedes Testsignal wird nur einmal mit allen Referenzsignalen aller Folgen verglichen. Ferner wird eine mögliche Wortgrenze automatisch an jeder Stelle angenommen, indem die kleinste Unterschiedsumme am Ende der einzelnen Folgen von Referenzsignalen beim vorhergehenden Testsignal gesucht wird, denn der optimale Weg der Zeitanpassung kann nur, muß jedoch nicht, durch einen solchen Punkt laufen. Ob tatsächlich eine mögliche Wortgrenze vorliegt, wird durch Vergleich mit den Anfängen jeweils neuer Folgen von Referenzsignalen bestimmt. Bei jeder solchen möglichen Wortgrenze wird die Testsignaladresse des Endpunktes der vorhergehenden Folge von Referenzsignalen gespeichert, damit später der optimale Weg zurückverfolgt werden kann, wenn dieser tatsächlich durch die angenommene Wortgrenze verläuft, und es wird ferner die Ordnungsnummer der vorhergehenden Folge von Referenzsignalen gespeichert, d. h. die Angabe des Wortes, für das zuletzt eine gute Übereinstimmung mit dem Testsignal vorlag. Auf diese Weise ergeben sich zwar eine Vielzahl von möglichen Wortgrenzen, von denen durch Zurückverfolgen nach Verarbeitung des letzten Testsignals nur wenige ausgewählt werden, nämlich die auf dem optimalen Wege der Zeitanpassung liegenden, jedoch ist der Speicherplatz dennoch sehr begrenzt. Es muß lediglich für jedes Referenzsignal aller Folgen die jeweilige Unterschiedsumme sowie eine Angabe über den Anfang des Weges der Zeitanpassung in dieser Folge von Referenzsignalen gespeichert werden, was mit jedem neuen Testsignal überschrieben wird, und für jede Testsignal­ adresse müssen zwei Speicherplätze vorgesehen werden, nämlich einer für die Angabe des Wortes, das an dieser Stelle möglicherweise gerade geendet hat, und die Angabe, wo dieses Wort begonnen hat, damit das jeweils vorher­ gehende Wort beim Zurückverfolgen aufgefunden werden kann.

Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 gekennzeichnet. Darin wird u. a. berücksichtigt, daß die Ermittlung der kleinsten Unterschiedsumme am Ende jeweils aller Folgen von Referenzsignalen beim vorhergehenden Testsignal einen gewissen Zeitaufwand erfordert, so daß die Wiederholung dieses Vorgangs beim Anfang jeder neuen Folge von Referenzsignalen ungünstig ist. Daher werden zweckmäßig die Endpunkte der optimalen Folgen am Ende der Vergleiche des Testsignals mit allen Referenzsignalen ermittelt. Auf diese Weise erfolgt die Ermittlung der kleinsten Unterschiedsumme für jedes Testsignal nur einmal, und es ist am Anfang jeder Folge von Referenzsignalen nur ein einfacher Vergleich notwendig, der schnell durchgeführt werden kann.

Ferner werden zur Erhöhung der Erkennungssicherheit syntaktische Regeln berücksichtigt, da bestimmte Wort­ folgen sehr unwahrscheinlich und andere Wortfolgen dagegen sehr wahrscheinlich sein können. Diese Berücksichtigung erfolgt durch Addition eines Syntaxwertes, der abhängig ist von der Kombination der Ordnungsnummer der endenden Folge und der Ordnungsnummer der momentanen Folge. Durch solche künstliche Erhöhung der Unterschiedsummen an Wort­ grenzen werden also bestimmte Folgen von Wörtern bevorzugt, da sie im normalen Sprachgebrauch auch mit größerer Wahrscheinlichkeit vorkommen.

In vielen Fällen wird ein Sprachsignal nicht aus einer vollständig zusammenhängend gesprochenen Kette von Worten bestehen, sondern es können zwischen einzelnen Wörtern auch Pausen auftreten. Solche Sprachpausen können mit bekannten Anordnungen erkannt werden, die jedoch zusätz­ lichen Aufwand erfordern und nicht immer zuverlässig arbeiten. Eine einfachere Möglichkeit besteht darin, daß eine der Folgen von Referenzsignalen einer Sprachpause entspricht. Auf diese Weise wird eine Sprachpause praktisch wie ein bestimmtes Wort behandelt und wird automatisch miterkannt.

Da das Vokabular grundsätzlich nur begrenzt sein kann, ist es möglich, daß im Sprachsignal ein Wort auftritt, das in diesem Vokabular nicht vorhanden ist. Um ein solches Wort einschließlich seiner Grenzen dann zumindest als nicht erkennbar angeben zu können, ohne die Erkennung der erkennbaren Wörter zu beeinflussen, wird als Unterschied­ wert ein konstanter Wert verwendet. Damit wird ein Wort, das nicht dem vorgesehenen Vokabular angehört und einen vorgegebenen Unterschied zu den Wörtern des Vokabulars überschreitet, automatisch als Sprachpause erkannt. Statt dessen kann auch zusätzlich zu einer Folge von Referenz­ signalen, die einer Sprachpause entspricht, eine Folge von Referenzsignalen verwendet werden, die einem nicht erkennbaren Wort entspricht.

Eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 7 geht aus von einer Anordnung gemäß der DE-OS 30 35 565, die gemäß den Merkmalen im Kennzeichen des Anspruchs 7 ausgestaltet ist. Eine solche Anordnung enthält außer den unbedingt erforderlichen Speichern nur wenige zusätzliche Teile und ist daher einfach und preiswert aufgebaut.

Wenn das zu erkennende Vokabular nicht zu umfangreich ist bzw. sehr schnelle elektronische Schaltungen verwendet und Verarbeitungsvorgänge möglichst parallel ausgeführt werden, ist es möglich, die Testsignale in Echtzeit zu verarbeiten. Bei Anwendungsfällen, bei denen eine gewisse Reaktionszeit zulässig ist und die eher etwas preiswerter aufgebaut sein sollen, kann es dagegen erforderlich sein, die Testsignale eines Sprachsignals zwischenzuspeichern. Um den dafür erforderlichen Aufwand gering zu halten, ist es zweckmäßig, nach einer Weiterbildung der erfindungs­ gemäßen Anordnung, bei der die Testsignale in einem Testsignalspeicher gespeichert sind, der von der zweiten Adressiervorrichtung adressiert wird, den Testsignalspeicher als vierten Speicher zu ver­ wenden. Die Speicherung der Angabe des Wortes, das bei einer möglichen Wortgrenze gerade aufgrund der kleinsten Unter­ schiedsumme die beste Übereinstimmung gezeigt hat, sowie die Speicherung des Anfangspunktes dieses Wortes erfolgt nämlich erst, wenn das zugehörige Testsignal vollständig verarbeitet ist und somit nicht mehr benötigt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Beispiel eines optimalen Weges nach Zeitanpassung für ein Sprachsignal,

Fig. 2a die Bildung eines optimalen Weges der Zeitanpassung innerhalb einer Folge von Referenzsignalen,

Fig. 2b die Bildung des Weges der Zeitanpassung an einer möglichen Wortgrenze,

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Notwendigkeit der Speicherung jeweils des Anfangspunktes eines Weges der Zeitanpassung innerhalb einer Folge von Referenzsignalen,

Fig. 4a nochmals das Beispiel des optimalen Weges nach Fig. 1 mit der Erläuterung der dafür notwendigen Speicherplätze,

Fig. 4b ein Diagramm zur Erläuterung, daß für die Speicherung der Unterschiedsummen und der Anfangspunkte für jedes Referenzsignal aller Folgen nur ein Speicherplatz notwendig ist,

Fig. 5a und b ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Aus dem Test-Sprachsignal, das untersucht werden soll, werden in allgemein regelgemäßigen Zeitpunkten, die einen Abstand von 10 ms bis 20 ms haben, Testsignale gewonnen. Diese können beispielsweise das Kurzzeitspektrum des Sprach­ signals, die Sprachgrundfrequenz, die Lautstärke oder ähn­ liche Werte sein, die für die Worterkennung speziell aufbe­ reitet sein können. Die Gewinnung solcher Testsignale ist bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung.

Von dem Test-Sprachsignal ist bekannt, daß es aus einzelnen Wörtern zusammengesetzt ist, die aus einem vorgegebenen Vokabular gewählt sind. Die Wörter des Vokabulars ent­ sprechen einem Satz von K Folgen von Referenzsignalen, die aus einzeln gesprochenen Worten gewonnen werden. Die Folgen der Referenzsignale und damit die Wörter werden mit dem Index k=1, . . . K bezeichnet. Die einzelnen Referenz­ signale innerhalb einer Folge k werden mit j=1, . . . J(k) bezeichnet, wobei J(k) die Länge der Folge k von Referenz­ signalen ist.

Das endgültige Ziel der Erkennung der Wörter in einer zusammenhängenden Wortkette ist die Bestimmung der Auf­ einanderfolge von Folgen von Referenzsignalen, die am besten mit der Folge der aus dem Test-Sprachsignal gewonnenen Test­ signalen übereinstimmt, wobei noch näher zu erläutern ist, was mit "Übereinstimmung" gemeint ist. Diese Aufeinander­ folge der Folgen von Referenzsignalen wird als "Super"-Refe­ renzmuster bezeichnet. Das Super-Referenzmuster, das am besten mit dem Test-Sprachsignal übereinstimmt, wird als die gesuchte Wortkette angenommen. Da dieses unbekannte Super- Referenzmuster wie ein einzelnes Wortmuster behandelt werden kann, ist das Prinzip der Anpassung des unbekannten Musters an die bekannten Referenzmuster das gleiche wie im Falle der Erkennung isolierter Wörter.

Dieses Prinzip soll anhand der Fig. 1 näher erläutert werden. Die Testsignale i des Test-Sprachmusters und die Referenzsignale j der einzelnen Folgen k (es sind hier beispielsweise fünf Folgen für fünf Wörter angenommen, die von 1 bis 5 numeriert sind) bestimmen ein Netz von Raster­ punkten i, j, k. Jedem Rasterpunkt ist ein lokaler Unter­ schiedswert d(i, j, k) zugeordnet, der ein Maß für die Ab­ weichung bzw. den Unterschied zwischen den entsprechenden akustischen Ereignissen angibt. Das Problem der Erkennung von zusammenhängenden Wortketten kann darauf zurückgeführt werden, den Weg durch das Netz von Rasterpunkten i, j, k zu finden, der die beste Übereinstimmung zwischen den Testsig­ nalen und der unbekannten Aufeinanderfolge von Folgen von Referenzsignalen angibt. Dies kann auch so ausgedrückt werden, daß die Summe der Unterschiedswerte d(i, j, k) für alle Rasterpunkte auf diesem Wege ein Minimum ist. Ausgehend von diesem optimalen Weg kann die Aufeinanderfolge der Fol­ gen von Referenzsignalen eindeutig ermittelt werden, wie aus Fig. 1 hervorgeht.

Zusätzlich zu der Forderung, daß die Gesamtsumme der lokalen Unterschiedswerte ein Minimum bildet, müssen noch einige andere Beschränkungen berücksichtigt werden. Dazu gehört, daß die Zeit entlang den beiden Achsen nur in einer Richtung läuft, d. h. der optimale Weg kann nur von links unten nach rechts oben in jeder Folge von Referenzsignalen verlaufen, und es darf kein Testsignal oder Referenzsignal übersprungen werden, da die zugrundeliegenden Schallereignisse grundsätz­ lich kontinuierlich sind. Die Beschränkungen aufgrund der Kontinuität bestimmen außerdem den möglichen vorausgehenden Punkt für einen gegebenen Punkt i, j, k auf dem momentan verfolgten Weg und werden daher auch als Übergangsregeln bezeichnet.

Aufgrund der Aneinanderreihung von einzelnen Folgen von Referenzsignalen zu einem Super-Referenzmuster ist es zweck­ mäßig, zwei Arten von Übergangsregeln festzulegen: Über­ gangsregeln innerhalb einer Folge von Referenzsignalen und Übergangsregeln an den Grenzen der einzelnen Folgen. Diese beiden Übergangsregeln sind in Fig. 2a und Fig. 2b ange­ deutet. Daraus ist zu erkennen, daß innerhalb einer Folge von Referenzsignalen der Punkt i, j, k nur von einem der Punkte i-1, j, k; i-1, j-1, k; i, j-1, k erreicht werden kann, wie aus Fig. 2a hervorgeht. Die Übergangsregel für die Übergänge von einer Folge von Referenzsignalen auf eine neue Folge bestimmen, daß am Anfang der neuen Folge der Punkt i, 1, k entweder nur von dem Punkt, der zu dem gleichen Refe­ renzsignal und dem vorhergehenden Testsignal gehört, oder von irgendeinem Ende einer Folge, einschließlich derselben Folge, erreicht werden kann. Die Übergangsregeln für den Übergang vom Ende einer Folge von Referenzsignalen auf den Anfang einer neuen Folge können auch noch syntaktische Be­ schränkungen berücksichtigen, die auf der Wahrscheinlichkeit der Aufeinanderfolge bestimmter Wörter beruhen.

Außerdem bestehen natürlich Endpunkt-Beschränkungen in der Form, daß der optimale Weg beim ersten Testsignal und bei dem ersten Referenzsignal einer der Folgen beginnen und beim letzten Testsignal und beim letzten Referenzsignal irgend­ einer Folge enden muß.

Die Bestimmung des optimalen Weges erfolgt über die nicht­ lineare Zeitanpassung der Folge der Testsignale an die einzelnen Folgen der Referenzsignale. Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, daß der optimale Weg durch einen Rasterpunkt i, j, k auch als Teil den diesem Rasterpunkt vorhergehenden Teilweg umfaßt. Dafür wird die minimale Unterschiedsumme D(i, j, k) entlang aller Wege zu dem Rasterpunkt i, j und k bestimmt. Da diese Unterschiedsumme die Summe der lokalen Unterschiedswerte ist, kann sie ein­ fach schrittweise als die Summe der Unterschiede entlang dem optimalen Weg zu einem vorhergehenden Punkt und dem lokalen Unterschiedswert des Rasterpunktes i, j, k bestimmt werden. Für den optimalen Weg muß dann der vorhergehende Punkt mit der minimalen Unterschiedsumme bestimmt werden. Auf diese Weise ergibt sich als Übergangsregel für Übergänge innerhalb einer Folge von Referenzsignalen gemäß Fig. 2a

D(i, j, k) = d(i, j, k) + min {D(i-1, j, k), D(i-1, j-1, k), D(i, j-1, k) }.

An den Grenzen der Folgen von Referenzsignalen bei jeweils j=1 ergibt die Übergangsregel für Übergänge zwischen Folgen gemäß Fig. 2b

D(i, 1, k) = d(i, 1, k) + min {D(i-1, 1, k); D(i-1, J(k*) : k*=1, . . ., K }.

Bei Berücksichtigung syntaktischer Regeln kann zu dem Mini­ mum der Unterschiedsummen der letzten Referenzsignale aller Folgen beim vorhergehenden Testsignal noch ein Wert S(k, k*) addiert werden, dessen Wert von der Wahrscheinlichkeit der Kombination des vorhergehenden Wortes k* und des momentanen Wortes k abhängt. Beim ersten Testsignal müssen im übrigen die Regeln etwas modifiziert werden, da es keine vorher­ gehenden Testsignale gibt, so daß ein Rasterpunkt 1, j, k nur von einem Rasterpunkt 1, j-1, k erreicht werden kann. Die technische Realisierung der vorstehenden Gleichungen kann auf verschiedene Weise erfolgen, beispielsweise wie in der bereits erwähnten DE-OS 30 35 565 für die Bestimmung der optimalen Übereinstimmung zwischen einem Testwort und einem Referenzwort beschrieben wurde.

Um für ein Testsignal die Unterschiedsummen für alle Refe­ renzsignale zu bestimmen, ist nur ein kleiner Teil der voll­ ständigen Matrix von Unterschiedsummen der vorhergehenden Punkte notwendig, nämlich die zu dem vorhergehenden Test­ signal i-1 gehörenden Unterschiedsummen. Die zu diesen Ele­ menten gehörenden Rasterpunkte bilden eine senkrechte Spal­ te durch die Zeitebene der Fig. 1, wie dies bei der bereits erwähnten DE-OS 30 35 565 beschrieben wurde, allerdings dort als waagerechte Zeile.

Gegenüber diesem bekannten Verfahren ist jedoch noch zusätz­ lich eine Möglichkeit der Zurückverfolgung des optimalen Weges notwendig, und zwar für die Punkte des Weges an den Übergängen von jeweils einer Folge von Referenzsignalen auf eine andere, d. h. an den Wortgrenzen. Da die unbekannte Aufeinanderfolge von Wörtern bzw. Folgen von Referenzsigna­ len in dem Test-Sprachsignal bestimmt werden soll, ist es aus­ reichend zu ermitteln, bei welchem Testsignal ein beim End­ punkt einer Folge von Referenzsignalen endender Teilweg des optimalen Gesamtweges begonnen hat, da beim unmittelbar vor­ hergehenden Testsignal die vorhergehende Folge geendet hat. Die Einzelheiten des Teilweges innerhalb der Folge von Refe­ renzsignalen ist dagegen für die Worterkennung in einer Wortkette nicht von Bedeutung. Der Endpunkt des Teilweges des optimalen Weges am Ende jeweils einer Folge von Refe­ renzsignalen ist zunächst jedoch noch nicht bekannt, daher muß die Information zur Zurückverfolgung während des ganzen Zeitanpassungsvorgangs aufgezeichnet werden. Für jeden Rasterpunkt i, j, k gibt es einen eindeutigen Start­ punkt beim ersten Referenzsignal j=1 innerhalb dieser Folge k. Daher kann für jeden Rasterpunkt ein Rückwärts­ zeiger (Ausgangs-Testsignaladresse) B(i, j, k) bestimmt werden als die Adresse des Test­ signals, von dem der beste Weg zu diesem Rasterpunkt i, j, k begonnen hat. In Fig. 3 ist ein Beispiel für die Rückwärts­ zeiger von drei Rasterpunkten gezeigt, die mögliche Vor­ gänger für einen vierten, ausgefüllten Rasterpunkt dar­ stellen. Wenn die beiden zu dem vorhergehenden Testsignal gehörenden Rasterpunkte sich nicht in einem Rasterpunkt des momentanen Testsignals i fortsetzen, kann der optimale Weg auch nicht durch einen solchen Punkt gehen, und dessen Rück­ wärtszeiger braucht dann nicht mehr länger gespeichert zu werden. Auf diese Weise ist wie bei den Unterschiedsummen anstelle der ganzen Matrix von Rückwärtszeigern nur jeweils die Speicherung einer Spalte von Rückwärtszeigern notwendig, d. h. für jedes Referenzsignal j aller Folgen k ist nur ein Speicherplatz für die Unterschiedsumme und ein Speicherplatz für den Rückwärtszeiger erforderlich. Dies ist in Fig. 4a links dargestellt, wobei Fig. 4b den Übergang der Werte für das vorhergehende Testsignal i-1 auf das Testsignal i mit fortschreitender Verarbeitung andeutet. Bei der Verarbeitung des Referenzsignals j wird der zu diesem Referenzsignal und dem vorhergehenden Testsignal i-1 gehörende Unterschiedsum­ menwert bzw. Rückwärtszeiger z ausgelesen, der zum vorher­ gehenden Referenzsignal j-1 gehörende Unterschiedsummenwert bzw. Rückwärtszeiger y liegt zwischengespeichert vor, und ebenso kann der einfachen Verarbeitung halber der unmit­ telbar vorhergehend ermittelte Unterschiedsummenwert bzw. Rückwärtszeiger x zwischengespeichert sein. Dann können für den Rasterpunkt i und j die neuen Werte berechnet und an­ stelle des Wertes z in den jeweiligen Speicher eingeschrie­ ben werden, während z zwischengespeichert und y gelöscht wird. Es ist daraus zu erkennen, daß auf diese Weise wirk­ lich nur die Werte einer Spalte gespeichert sein müssen.

Für die Zurückverfolgung muß jedoch nicht der Anfang des Teilweges in der jeweiligen Folge, sondern das Ende des vorhergehenden Teilweges ermittelt werden, das jedoch, wie bereits erwähnt, unmittelbar vor dem Anfang des letzten Teilweges liegt. Das Verfahren kann daher vereinfacht werden, wenn im Rückwärtszeiger B(i, j, k) nicht die Test­ signaladresse des Anfangs, sondern gleich direkt die Test­ signaladresse des vorhergehenden Endpunktes gespeichert wird.

Wie vorher bereits erwähnt, sind nur die Rückwärtszeiger an den Endpunkten, d. h. den letzten Referenzsignalen J(k) der einzelnen Folgen k von Interesse, damit die Folge der Wörter entlang des optimalen Weges zurückverfolgt werden kann, denn die Rückwärtszeiger an den Endpunkten geben wiederum den Endpunkt der jeweils vorhergehenden Folge an. Die Rückwärts­ zeiger an diesen Endpunkten werden jedoch bei der Verarbei­ tung des nächsten Testsignals wieder überschrieben, so daß ein gesonderter Speicher notwendig ist, der die Rückwärts­ zeiger an den Endpunkten der einzelnen Folgen von Referenz­ signalen speichert. Da solche Endpunkte bei jedem Test­ muster auftreten, muß dieser gesonderte Speicher für jedes Testsignal Speicherplätze für die Rückwärtszeiger haben. Eine Einsparung von Speicherplatz ergibt sich aus der Tat­ sache, daß nicht die Rückwärtszeiger der Endpunkte aller Folgen k gespeichert werden müssen, sondern nur der Rück­ wärtszeiger des Endpunktes derjenigen Folge, durch den auch der optimale Weg verläuft, und dies kann nur der Endpunkt sein, bei dem auch die Unterschiedsumme gegenüber allen an­ deren Endpunkten beim gleichen Testsignal ein Minimum ist. Noch genauer ausgedrückt, braucht auch nur der Rückwärtszei­ ger des Endproduktes einer Folge gespeichert zu werden, der als Ausgangspunkt für eine neue Folge verwendet wird. Diese letztere Einschränkung ergibt jedoch keine Einsparung an Speicherplatz, da wie bereits erwähnt für jedes Testsignal ein Speicherplatz vorgesehen sein muß, so daß diese Ein­ schränkung unberücksichtigt bleiben kann, wodurch auch eine Vereinfachung des Ablaufs des Verfahrens möglich ist. Es wird daher immer der Rückwärtszeiger B(J(k)) als Testsignal­ adresse F(i) des vorhergehenden Endpunktes gespeichert, bei dem die Unterschiedsumme D(j, k) am kleinsten ist.

Da aber nicht die Endpunkte selbst der einzelnen Teilwege des optimalen Weges innerhalb jeweils einer Folge von Refe­ renzsignalen von Interesse sind, sondern die der jeweiligen Folgen zugeordneten Wörtern, müssen die diese Wörter an­ gebenden Ordnungsnummern der Folgen der Referenzsignale ebenfalls gespeichert werden, und zwar zusammen mit den jeweiligen Anfangsadressen F(i). Die so gespeicherten Ord­ nungsnummern der Folgen werden mit T(i) bezeichnet und sind die Ordnungsnummern derjenigen Folgen k, an deren Endpunkten J(k) die gegenüber allen anderen Folgen beim gleichen Test­ signal die kleinste Unterschiedsumme D(J(k), k) auftritt.

Aus Fig. 4a ist dann zu erkennen, daß sich aus den beim letzten Testsignal N gespeicherten Werten die Testsignal­ adresse i(l-1) des Endprodukts der vorhergehenden Folge und die Ordnungsnummer k(l) der letzten Folge ergibt. In gleicher Weise ergeben die anderen gespeicherten Testsignal­ adressen F(i) unmittelbar die Adressen, an denen die Ord­ nungsnummer k(l-1), k(l-2) . . . der jeweils vorhergehenden Folge sowie die Testsignaladresse i(l-2), i(l-3) . . . des Endes der davor endenden Folge enthalten sind, wie durch die Pfeile angedeutet ist, die die Speicherplätze i(l-1), i(l-2), i(l-3) usw. des Speichers F(i) verbinden.

Der vollständige Ablauf der bisher beschriebenen Verfahrens­ schritte ist als Flußdiagramm in den Fig. 5a und 5b darge­ stellt. Mit der Auslösung des Starts im Block 101, der bei­ spielsweise durch die Detektion des Beginns eines Sprachsig­ nals oder durch eine Tastenbetätigung des Sprechers verur­ sacht wird, wird im Block 102 die Testsignaladresse i auf 1 gesetzt und das erste Testsignal empfangen. Dieses erste Testsignal wird gemäß dem Block 103 anders verarbeitet als die folgenden Testsignale, nämlich es werden die Unterschie­ de zu den einzelnen Referenzsignalen jeder Folge aufsummiert und die aufsummierten Unterschiede als Unterschiedsummen D(j, k) abgespeichert. Als Rückwärtszeiger B(j, k) wird für alle Referenzsignale j, k der Wert 1 abgespeichert.

Im Block 104 wird geprüft, ob alle Folgen k verarbeitet sind, d. h. ob die letzte Folge K von Referenzsignalen mit dem ersten Testsignal verarbeitet worden ist. Solange dies nicht der Fall ist, wird der Block 103 wiederholt.

Nach Verarbeitung aller Folgen von Referenzsignalen wird der Block 105 durchlaufen. Darin wird die minimale Unterschied­ summe der letzten Referenzsignale aller Folgen bestimmt und als Unterschiedsminimum D 0 abgespeichert. Dieser Schritt hat für das erste Testsignal ebenso wie die folgenden Schritte im Block 105 zwar noch keinen Sinn, sondern diese Schritte sind erst für die späteren Testsignale von Bedeutung, da die Schritte sich auf die Wortgrenzen beziehen, jedoch werden sie aus Gründen der Systematik und der Einfachheit auch beim ersten Testsignal bereits durchlaufen.

Der zweite Schritt im Block 105 speichert für die spätere Zurückverfolgung des optimalen Weges die Testsignaladresse F(i) ab, wobei der Ausdruck cormin bedeuten soll, daß als Testsignaladresse F(i) derjenige Rückwärtszeiger B(j(k), k) verwendet wird, der zu der minimalen Unterschiedsumme D(J(k), k) gehört. Ferner wird die Ordnungsnummer T(i) derjenigen Folge abgespeichert, bei der dieses Minimum der Unterschiedsumme aufgetreten ist, was durch den Ausdruck argmin angedeutet wird.

Damit ist die Verarbeitung des ersten bzw. jeweils eines Testsignals abgeschlossen, und im Block 106 wird die nächste Testsignaladresse i eingestellt. Im Block 107 wird geprüft, ob die damit erreichte Testsignaladresse nicht über dem letzten vorgesehenen Testsignal N liegt. Wenn dies nicht der Fall ist, d. h. die damit erreichte Testsignaladresse liegt über der höchsten Adresse N, so daß alle vorgesehenen Test­ signale verarbeitet sind, wird auf den Block 120 des den Ab­ schluß bildenden Flußdiagrammteils übergegangen, der später erläutert wird.

Solange noch ein Testsignal verarbeitet wird, wird auf dem Block 108 übergegangen, bei dem die erste Folge k=1 ein­ gestellt wird. Danach folgt der Block 109, mit dem das erste Referenzsignal j=1 dieser Folge adressiert und mit dem momentanen Testsignal verarbeitet wird.

Diese Verarbeitung erfolgt im Block 110, wo zunächst die für dieses Referenzsignal ermittelte und gespeicherte Unter­ schiedsumme D(1, k) als Zwischenwert D 1 und der dazugehörige Rückwärtszeiger B(1, k) als Zwischenwert B 1 gespeichert wird. Nun wird die neue Unterschiedsumme D(1, k) aus der Summe des lokalen Unterschiedswertes D (i, 1, k) des Unter­ schiedswertes an dieser Stelle und dem Minimum aus der im Block 105 gespeicherten minimalen Unterschiedsumme D 0 und der Unterschiedsumme D 1 im vorhergehenden Punkt gebildet und abgespeichert, wie rechts oben im Block 110 angedeutet ist, und ferner wird als Rückwärtszeiger B(1, k) im ersteren Fall die vorhergehende Testsignaladresse i-1 und im zweiten Falle der zum vorhergehenden Punkt gehörende Rückwärtszeiger B 1 abgespeichert. Damit ist für den ersteren Fall, der eine mögliche Wortgrenze angibt, der Endpunkt der vorhergehenden Folge bzw. des vorhergehenden Wortes festgehalten und wird bis zum Endpunkt des momentan begonnenden Teilweges weiter­ gegeben.

Dies folgt über den Weg 3 im Block 112, nachdem im Block 111 die Adresse des nächsten Referenzsignals eingestellt wurde. Im Block 112 werden wieder zunächst die für dieses Referenz­ signal ermittelten Werte der Unterschiedsumme D(j, k) und des Rückwärtszeigers B(j, k) für das vorhergehende Testsig­ nal als weitere Zwischenwerte D 2 bzw. B 2 zwischenge­ speichert. Danach wird die neue Unterschiedsumme D(j, k) aus der Summe des kolalen Abstandswertes d(i, j, k) und dem Minimum des ersten Zwischenwertes D 1, des zweiten Zwischen­ wertes D 2 und der beim unmittelbar vorhergehenden Referenz­ signal j-1 ermittelten Unterschiedsumme D(j-1, k), wie auch hier rechts oben im Block 112 angegeben ist, bestimmt und abgespeichert, und ebenso der dazugehörige neue Rückwärts­ zeiger B(j, k). Der Block 110 entspricht somit der Fig. 2b bzw. der zugehörigen Gleichung, während der Block 112 der Fig. 2a bzw. der zugehörigen Gleichung entspricht. Schließ­ lich werden die weiteren Zwischenwerte D 2 bzw. B 2 als erste Zwischenwerte D 1 bzw. B 1 umgespeichert, damit anschließend neue weitere Zwischenwerte gespeichert werden können, da der Block 112 nun wiederholt in einer Schleife aus den Blöcken 113, 111 und 112 wiederholt durchlaufen wird.

Dabei prüft der Block 113, ob das letzte Referenzsignal J(k) der Folge k verarbeitet worden ist. Solange dies nicht der Fall ist, wird die Schleife erneut durchlaufen. Wenn jedoch das letzte Referenzsignal J(k) verarbeitet wurde, wird der Block 144 durchlaufen, bei dem die Adresse der nächsten Fol­ ge k eingestellt wird. Danach wird im letzten Block 115 ge­ prüft, ob damit eine Adresse über der letzten Folge K er­ reicht ist und damit alle Folgen von Referenzsignalen verar­ beitet wurden. Wenn dies nicht der Fall ist, wird über den Weg 2 auf den Block 109 zurückgegangen, bei dem wieder das erste Referenzsignal der nächsten Folge verarbeitet wird, usw. Wenn jedoch die letzte Folge verarbeitet wurde, wird über den Weg 1 auf den Block 105 zurückgegangen, der bereits beschrieben wurde.

Nachdem das letzte Testsignal verarbeitet worden ist, wird ausgehend von dem Abfrageblock 107 über den Weg 4 der Block 120 durchlaufen, bei dem eine Adresse n, die die Aufeinan­ derfolge der erkannten Wörter angibt, auf Null gesetzt wird. Anschließend wird im Block 121 diese Adresse um 1 erhöht. Danach wird im Block 122 die im Block 105 zuletzt erreichte Ordnungsnummer T(i) als das letzte erkannte Wort Q(n) in einem Schieberegister abgespeichert und anschließend die an dieser Adresse enthaltene Testsignaladresse F(i) als neue Adresse i ausgelesen und zwischengespeichert. Im Block 123 wird geprüft, ob dabei die Adresse 1, die im Block 103 für den Rückwärtszeiger B(j, k) gespeichert wurde, erreicht ist und somit das erste erkannte Wort im Schieberegister abge­ speichert wurde. Wenn dies nicht der Fall ist, werden die Blöcke 121, 122 und 123 erneut durchlaufen. Wenn schließlich die Adresse i=1 erreicht ist, ist das erste erkannte Wort im Schieberegister abgespeichert, und es wird der Block 124 durchlaufen, bei dem die erkannten Wörter Q(n) in der rich­ tigen Reihenfolge ausgegeben werden. Nach Ausgabe des letzten Wortes wird der Block 125 erreicht, womit die Er­ kennung der Wortkette im zugeführten Sprachsignal abge­ schlossen ist und ein neues Sprachsignal zugeführt werden kann.

In Fig. 6 ist ein Blockschaltbild einer möglichen Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens darge­ stellt. Darin enthält der Referenzspeicher 2 alle Folgen der Referenzsignale, die nacheinander durch die Adressiervor­ richtung aus den beiden Zählern 4 und 6 adressiert werden. Dabei adressiert der Zähler 4 die Referenzsignale j inner­ halb der Folge, und der Zähler 6 adressiert die einzelnen Folgen k. In der dargestellten Stellung der Schalter 4 a und 4 b erhält der Zähler 4 das Taktsignal Cl und durchläuft nacheinander alle Zählerstellungen, die auf der Ausgangs­ leitung 5 abgegeben werden, und nach der letzten Zähler­ stellung wird ein Übertragsimpuls erzeugt, der über den Schalter 4 b den Zähler 6 um eine Stellung weiterschaltet, wobei dessen Zählerstellungen auf der Ausgangsleitung 7 abgegeben werden. Dabei ist der Einfachheit halber ange­ nommen, daß alle Folgen k gleich viele Referenzsignale j enthalten. Anderenfalls kann der Zähler 6 über die Ausgangs­ leitung 7 einen nicht dargestellten Festwertspeicher an­ steuern, der an den einzelnen Speicherplätzen die Anzahl der Referenzsignale J(k) der einzelnen Folgen k enthält und dessen Ausgang mit einem ebenfalls nicht dargestellten Ver­ gleicher verbunden ist, dessen anderer Eingang mit der Aus­ gangsleitung 5 verbunden ist und dessen Ausgang das Fort­ schaltsignal für den Zähler 6 liefert.

Der Ausgang des Speichers 2 ist mit dem einen Eingang eines Subtrahierers 14 verbunden, dessen anderer Eingang über die Leitung 9 jeweils ein Testsignal erhält. Dieses Testsignal kann von einem Speicher 8 geliefert werden, der von einem Zähler 10 adressiert wird, dessen über die Ausgangsleitung 11 abgegebenen Zählerstellungen die Adresse i des jeweiligen Testsignals angeben. Falls die dargestellte Anordnung jedoch so schnell arbeitet, daß ein zugeführtes Sprachsignal in Echtzeit verarbeitet werden kann, ist die Leitung 9 mit dem Ausgang einer Anordnung zum Extrahieren der Testsignale aus dem Sprachsignal verbunden, die an sich bekannt ist und da­ rum hier nicht weiter dargestellt ist. Es ist klar, daß so­ wohl die vom Speicher 2 gelieferten Referenzsignale wie auch die über die Leitung 9 zugeführten Testsignale aus Datenwör­ tern bestehen, die eine Anzahl binärer Bits enthalten, so daß die entsprechenden Leitungen wie die Leitung 9 tatsäch­ lich aus einer Anzahl entsprechend der Anzahl Bits paral­ leler einzelner Verbindungen bestehen, die hier nur der Ein­ fachheit halber als eine Leitung dargestellt sind. Dies gilt auch für die übrigen Leitungen mit Ausnahme einiger Steuer­ leitungen wie die Leitung 13, 41, 43 und 53, die tatsächlich nur aus einer einzelnen Verbindung bestehen.

Dem Subtrahierer 14 werden für jedes über die Leitung 9 zu­ geführte Testsignal nacheinander aus dem Speicher 2 alle Re­ ferenzsignale zugeführt und deren Differenzen einem Addierer 16 zugeleitet, dessen anderer Eingang mit einem Umschalter 28 verbunden ist. Die vom Addierer 16 gebildeten Summen stellen die Unterschiedsummen D(j, k) dar und werden in einem Zwischenregister 20 aufgenommen und anschließend in einen Speicher 22 abgespeichert, der ebenfalls von den Zählern 4 und 6 über die Vielfachleitungen 5 und 7 adressiert wird.

Der Ausgang des Zwischenregisters 20, das also die zuletzt ermittelte Unterschiedsumme D(j-1, k) entsprechend dem Punkt x in Fig. 4b enthält, ist mit einem Eingang eines Minimumbe­ stimmers 26 verbunden. Der Ausgang 23 des Speichers 22, der also die für das vorhergehende Testsignal i-1 und das momen­ tane Referenzsignal j ermittelte Unterschiedsumme ent­ sprechend dem Punkt z in Fig. 4b bzw. entsprechend dem Wert D 1 im Block 110 ind Fig. 5a enthält, ist direkt mit einem weiteren Eingang des Minimumbestimmers 26 verbunden, da dieser Wert wegen der Verwendung des Zwischenregisters 20 nicht unbedingt zwischengespeichert werden muß. Ein dritter Eingang des Minimumbestimmers 26 ist mit dem Ausgang eines Registers 24 verbunden, das die beim vorherigen Refe­ renzsignal am Ausgang 23 abgegebene Unterschiedsumme ent­ sprechend dem Punkt y in Fig. 4b bzw. entsprechend dem Wert D 2 im Block 112 in Fig. 5b enthält. Der Ausgang 27 gibt den kleinsten der an den drei Eingängen zugeführten Werte ab und führt diesen über den Schalter 28 dem anderen Eingang des Addierers 16 zu. Auf diese Weise werden die Unterschied­ summen innerhalb der einzelnen Folgen von Referenzsignalen gebildet. Gleichzeitig werden in einem Speicher 32, der ebenfalls von den Zählern 4 und 6 über die Leitungen 5 und 7 adressiert wird, der zu dem minimalen der drei vom Minimum­ bestimmer 26 ausgewählten Unterschiedsummen gehörende Rück­ wärtszeiger gespeichert, indem der Minimumbestimmter über die Leitung 27 a einen Selektor 36 steuert, der entweder den am Ausgang des Speichers 32 vorhandenen Rückwärtszeiger, den im Register 34 vorhandenen, vorher vom Speicher 32 geliefer­ ten Rückwärtszeiger oder den im Zwischenregister 30 vor­ handenen, zuletzt eingespeicherten Rückwärtszeiger über den Umschalter 38 einspeichert. Der Selektor 36 wird dabei vom Minimumbestimmer 26 so gesteuert, daß jeweils die gleichen Eingänge auf den Ausgang durchgeschaltet werden.

Bevor die Bildung der Unterschiedsummen und der Rückwärts­ zeiger am Übergang von jeweils einer Folge Referenzsignalen auf eine neue Folge beschrieben werden, wird zunächst ange­ nommen, daß alle Folgen von Referenzsignalen im Speicher 2 adressiert worden sind und der Folgenzähler 6 ein Übertrag­ signal abgibt, das eine bistabile Kippstufe 12 umschaltet, so daß die Steuerleitung 13 ein Signal führt. Gleichzeitig werden die Schalter 4 a und 4 b umgeschaltet, so daß der Folgenzähler 6 nun direkt mit dem Taktsignal Cl weiterschal­ tet, während der Zähler 4 auf seinem maximalen Wert ent­ sprechend dem letzten Referenzsignale in jeder Folge fest­ gehalten wird. Bei verschiedenen Anzahlen je Folge von Referenzsignalen kann die Leitung 5 von dem Ausgang des Zählers 4 auf den bereits erwähnten, nicht dargestellten, über die Leitung 7 adressierten Festwertspeicher umgeschal­ tet werden, der die maximale Anzahl von Referenzsignalen jeder Folge enthält. Damit werden aus dem Speicher 22 die Unterschiedsummen für das letzte Referenzsignal aller Folgen nacheinander ausgelesen und über die Ausgangsleitung 23 dem einen Eingang eines Vergleichers 40 zugeführt, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang 45 eines Minimum-Registers 44 verbunden ist, das zunächst einen Wert entsprechend der maximal möglichen Unterschiedsumme enthält. Jedes Mal wenn die Unterschiedsumme am Ausgang 23 kleiner ist als der In­ halt des Minimum-Registers 44, gibt der Vergleicher 40 auf der Ausgangsleitung 41 ein Signal ab, und da gleichzeitig die Leitung 13 ein Signal führt, erzeugt dann das UND-Glied 42 auf der Ausgangsleitung 43 ein Signal, das die auf der Ausgangsleitung 23 vorhandene kleinere Unterschiedsumme in das Minimum-Register 44 einschreibt und gleichzeitig den zugehörigen, aus dem Speicher 32 ausgelesenen Rückwärts­ zeiger in ein erstes Pufferregister 46 sowie die zugehörige Ordnungsnummer bzw. Adresse der Folge k, die über die Lei­ tung 7 einem zweiten Pufferregister 48 zugeführt wird, in dieses einschreibt. Wenn danach auf der Ausgangsleitung 23 eine noch kleinere Unterschiedsumme erscheint, wird diese wiederum in das Minimum-Register 44 und der zugehörige Rückwärtszeiger in das erste Pufferregister 46 und die zuge­ hörige Ordnungsnummer der Folge in das zweite Pufferregister 48 eingeschrieben, wobei jeweils der vorhergehende Inhalt gelöscht wird. Wenn auf diese Weise die Adressen aller Fol­ gen k erzeugt worden sind, enthält das Minimum-Register 44 die kleinste Unterschiedsumme D 0 und die beiden Puffer­ register 46 und 48 die zugeordneten Werte, nämlich die Testsignal-Adresse F(i) des Endes der vorhergehenden Folge und die Ordnungsnummer T(i) der Folge mit der kleinsten Unterschiedsumme, und der Zähler 6 erzeugt wieder ein Über­ tragsignal, das die bistabile Kippstufe 12 wieder zurück­ schaltet. Mit dem Verschwinden des Signals auf der Leitung 13 wird einem Speicher 50 ein Schreibsignal zugeführt, so daß die Inhalte der beiden Pufferregister 46 und 48 an einer Adresse eingeschrieben werden, die vom Zähler 10 über die Leitung 11 und dem Umschalter 56 dem Speicher 50 zugeführt wird. Anschließend wird der Zähler 10 von der bistabilen Kippstufe 12 um eine Stellung weitergeschaltet, so daß nun das nächste Testsignal verarbeitet wird. Ferner werden wieder die Schalter 4 a und 4 b in die gezeichnete Stellung zurückgeschaltet.

Nun werden wieder die Referenzsignale der Folgen nach­ einander aus dem Speicher 2 ausgelesen und mit den zuge­ hörigen Unterschiedsummen aus dem Speicher 22 verarbeitet. Bei jedem ersten Referenzsignal j=1 wird auf einer von dem Zähler 4 abgeleiteten Leitung 5 a ein Signal erzeugt, das den Minimumbestimmer 26 so schaltet, daß der Ausgang 23 des Speichers 22 auf den Ausgang 27 des Minimumbestimmers 26 durchgeschaltet wird, unabhängig von den Werten an den an­ deren beiden Eingängen. Ferner vergleicht der Vergleicher 40 die Unterschiedsumme auf der Leitung 23 mit der im Mini­ mum-Register 44 gespeicherten minimalen Unterschiedsumme D 0 der Enden aller Folgen beim vorhergehenden Testsignal, und wenn nun der Inhalt des Minimum-Registers 44 kleiner ist als die gleichzeitig auf der Ausgangsleitung 23 anstehende Unterschiedsumme, erzeugt der Vergleicher 40 auf der Aus­ gangsleitung 41 kein Signal, so daß durch die Invertierung an diesem entsprechenden Eingang eines UND-Gliedes 52 dieses auf der Ausgangsleitung 53 ein Steuersignal erzeugt, das die Umschalter 28 und 38 in die entsprechende andere Stellung umschaltet. Damit wird nun das Ausgangssignal des Minimum- Registers 44 dem anderen Eingang des Addierers 16 zugeführt, was dem Übergang von einer Folge von Referenzsignalen auf eine andere Folgen entspricht, und in den Speicher 32 wird über das Zwischenregister 30 das Ausgangssignal eines Adres­ senpufferregisters 18 eingeschrieben, das mit der Adresslei­ tung 11 für die Testsignaladressen i verungen ist und somit die vorhergehende Testsignaladresse i-1 enthält. Auf diese Weise wird in den Speicher 32 also die Testsignaladresse des Endpunktes der vorhergehenden Folge eingeschrieben, und an dieser Adresse war vorher in den Speicher 50 die Ordnungs­ nummer T(i) der zugehörigen Folge k und die Adresse F(i) des Endpunktes der davor endenden Folge eingeschrieben worden.

Wenn das zweite oder die folgenden Referenzsignale jeder Folge verarbeitet werden, ist das Signal auf der Leitung 5 a verschwunden, und die Schalter 28 und 38 stehen in der ge­ zeichneten Stellung und der Minimumbestimmer 26 arbeitet in der vorher beschriebenen Weise, indem er die kleinste an den drei Eingängen anstehende Unterschiedsumme an den Ausgangs 27 abgibt.

Wenn syntaktische Regeln an den Wortübergängen berücksichtigt werden sollen, kann in die Leitung 45 vor dem Umschalter 28 ein Addierer eingefügt werden, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang eines weiteren, ebenfalls nicht dargestellten Festwertspeichers verbunden ist, der von der momentanen, auf der Leitung 7 vorhandenen Adresse der Folge k und der Adres­ se der am Ausgang des zweiten Pufferregisters 48 vorhan­ denen, vorher gespeicherten Folgeadresse adressiert wird.

Nachdem das letzte Testsignal N einer vorgegebenen Anzahl von Testsignalen verarbeitet und im Speicher 50 die Ord­ nungsnummer T(i) der Folge k von Referenzsignalen, deren Endpunkt die kleinste Unterschiedsumme geliefert hat, und die Testsignaladresse F(i) des Endpunktes der vorhergehenden Summe gespeichert worden ist, wird der Schalter 56 umge­ schaltet, so daß der Speicher 50 nunmehr von einem Adreß­ register 54, das zunächst die letzte Adresse i enthält, adressiert wird. Damit wird aus dem Speicher 50 über den Ausgang 51 die zuletzt eingeschriebene Ordnungsnummer T(i) ausgelesen, die das letzte Wort der Wortkette angibt, und mit dem nächsten Taktsignal Cl in ein Schieberegister 58 eingeschrieben. Gleichzeitig wird die an dieser Adresse ge­ speicherte Adresse F(i) des Endpunktes der vorhergehenden Folge in das Adressregister 54 eingeschrieben, so daß diese Endpunktadresse im Speicher nun adressiert wird. An dieser Endpunktadresse ist die Ordnungsnummer der vorhergehenden Folge sowie die Endpunktadresse der davor endenden Folge ge­ speichert, usw., so daß in das Schieberegister 58 nacheinan­ der die erkannten Worte in der umgekehrten Reihenfolge wie im Sprachsignal eingeschrieben werden. Dieser Vorgang endet, wenn der Dekoder 60 erkennt, daß das Adressregister 54 den Wert 1 enthält, d. h. wenn der Anfang der Wortfolge erreicht ist. Damit wird die Schieberichtung des Schieberegisters 58 umgekehrt, und am Ausgang erscheint die erkannte Wortkette in der richtigen Reihenfolge. Nach Ausgabe aller Worte, was durch einen parallel laufenden Zähler oder durch Prüfung der am Ausgang 59 auftretenden Signale erfolgen kann, ist die Ausgabe der erkannten Wortkette abgeschlossen.

Vorstehend sind stets Worte als kleinste Erkennungseinheiten betrachtet worden. Statt dessen ist es jedoch auch möglich, statt ganzer Worte auch kleinere Erkennungseinheiten wie Silben, Halbsilben oder gar Phoneme zu betrachten, deren Aufeinanderfolge in einem Sprachsignal erkannt werden soll. Dabei sind jedoch die den syntaktischen Regeln bei der Wort­ erkennung entsprechenden Übergangsregeln für die einzelnen Erkennungseinheiten von größerer Bedeutung, wobei diese Übergangsregeln dann den gewählten Erkennungseinheiten mög­ lichst gut angepaßt sein müssen.

Claims (9)

1. Verfahren zum Erkennen der Wörter einer zusammen­ hängenden Wortkette in einem Sprachsignal, aus dem in aufeinanderfolgenden Zeitpunkten Testsignale (i) mit den Zeitpunkten entsprechenden Testsignaladressen (i) abgeleitet werden, die mit den einzelnen Wörtern zugeord­ neten Folgen (k) von Referenzsignalen (j, k) derart ver­ glichen werden, daß für jedes neue Testsignal (i) ein Unterschiedswert (d(i, j, k)) zwischen diesem und jedem dieser Referenzsignale (j, k) gebildet und jeder Unter­ schiedswert (d(i, j, k)) zur kleinsten von denjenigen Unter­ schiedsummen (D(i-1, j, k); D(i-1, j-1, j-1, k); D(i, j-1, k)), die zu Referenzsignalen (j-1, k; j, k) in vorgegebener Nachbar­ schaft des jeweiligen Referenzsignals (j, k) einschließlich diesem selbst gebildet wurden, addiert und dadurch für jedes Referenzsignal (j, k) eine neue Unterschied­ summe (D(j, k)) gebildet wird, die für das betreffende Referenzsignal (j, k) gespeichert wird und zu der wenigstens beim folgenden Testsignal (i+1) entsprechende Unterschiedswerte (d(i+1, j, k) addierbar sind, so daß für jedes Referenzsignal (j, k) eine Folge von Unterschied­ summen entsteht, die jeweils mit dem ersten Referenz­ signal (1, k) jeder Folge (k) von Referenzsignalen (j, k) beginnt,
wobei für jedes Referenzsignal (j, k) mit jeder neuen Unterschiedsumme (D(j, k)) außerdem diejenige Testsignal­ adresse (i), von der die jeweilige Folge von Unterschied­ summen ausgegangen ist, als Ausgangs-Testsignal­ adresse (B(j, k))
und für das letzte Referenzsignal (J, k) derjenigen Folge (k), bei der die Unterschiedsumme (D(I, k) bei demselben momentanen Testsignal (i) am kleinsten ist, außerdem bei der momentanen Testsignaladresse (i) die für dieses Referenzsignal (J, k) gespeicherte Ausgangs-Test­ signaladresse (B(J, k)) als Rückverfolgungsadresse (F(i)) und ein Hinweis auf die Ordnungsnummer (k) dieser Folge als möglicherweise erkanntes Wort (T(i)) gespeichert wird und ausgehend von der Folge (k) von Referenz­ signalen (i, j), bei der die Unterschiedsumme (D(J, k)) für das letzte Testsignal (N) am kleinsten ist, durch Zurückverfolgen der gespeicherten Rückverfolgungs­ adressen (F(i)) die dabei gespeicherten Wörter (T(i)) ausgegeben werden, dadurch gekennzeichnet
daß bei jedem Testsignal (i) für jeweils das erste Referenzsignal (1, k) jeder Folge (k) die zu diesem Referenzsignal (1, k) beim vorhergehenden Testsignal (i-1) ermittelte Unterschiedsumme (D(1, k)) mit den Unterschied­ summen (D(J, k)) des jeweils letzten Referenzsignals (J, k) aller Folgen (k) beim vorhergehenden Testsignal (i-1) verglichen wird,
daß, falls bei einem solchen Vergleich die kleinste Unter­ schiedsumme die bei einem letzten Referenzsignal (J, k) einer Folge (k) aufgetretene (D _min (J, k)) war, für das momentane erste Referenzsignal (1, k) die neue Unterschiedsumme (D(1, k)) und die Testsignaladresse (i-1) des unmittelbar vorhergehenden Testsignals (i-1) als Ausgangs-Testsignaladresse (B(j, k))
und bei der momentanen Testsignaladresse (i) der Hinweis auf die Ordnungsnummer (k) der Folge mit der kleinsten Unterschiedsumme (D _min (J, k)) als möglicherweise erkanntes Wort (T(i)) sowie die dem letzten Referenzsignal dieser Folge zugeordnete Ausgangs-Testsignal­ adresse (B(j, k)) als Rückverfolgungsadresse (F(i)) gespeichert wird oder,
falls die kleinste Unterschiedsumme die beim vorher­ gehenden Testsignal (i-1) und diesem ersten Referenz­ signal (1, k) aufgetretene (D(1, k)) war, für dieses erste Referenzsignal (1, k) die beim unmittelbar vorhergehenden Testsignal (i-1) gespeicherte Anfangs-Testsignal­ adresse (B(j, k)) übernommen und gespeichert wird, und daß ausgehend von demjenigen letzten Referenz­ signal (J, k(l)) aller Folgen (k), bei dem für das letzte Testsignal (N) die kleinste Unterschied­ summe (D _min (J, k(l))) aufgetreten ist, die Ordnungs­ nummer (k(l)) der zugehörigen Folge als tatsächlich erkanntes letztes Wort ausgegeben und die für dieses letzte Referenzsignal (J, k(l)) gespeicherte Anfangs- Testsignaladresse (B(j, k)) angesteuert und die dabei gespeicherte Ordnungsnummer (k(l-1)) ausgegeben und die dafür gespeicherte Testsignaladresse (F(i(l-2))) angesteuert wird usw., bis die erste Testsignaladresse (1) erreicht ist, wobei die ausgegebenen Ordnungsnummern die erkannten Wörter in umgekehrter Reihenfolge wie im Sprachsignal angeben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes auf das erste Referenzsignal (1, k) folgende Referenzsignal (j, k) aller Folgen (k) der zu dem jeweiligen Referenzsignal (j, k) und dem momentanen Testsignal (i) gehörende Unterschied­ wert (d(i, j, k)) zu der kleinsten der Unterschied­ summen (D(j, k)) bei dem vorhergehenden Referenz­ signal (j-1, k), bei dem vorhergehenden Referenz­ signal (j-1, k) und dem vorhergehenden Testsignal (i-1) und bei dem gleichen Referenzsignal (j, k) und dem vorher­ gehenden Testsignal (i-1) addiert und die so gebildete neue Unterschiedsumme (D(j, k)) und die zu dieser kleinsten Unterschiedsumme gehörende Testsignaladresse (B(j, k)) für das jeweilige Referenzsignal (j, k) wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils am Ende der Vergleiche eines Testsignals (i) mit allen Referenzsignalen (j, k) die Unterschiedsummen (D(J, k)) bei den letzten Referenz­ signalen (J, k) aller Folgen (k) miteinander verglichen werden und die kleinste Unterschiedsumme (D _min (J, k)) für die Verarbeitung des folgenden Testsignals (i+1) zwischengespeichert und bei der momentanen Testsignal­ adresse (i) die Ordnungsnummer der zugehörigen Folge (k) als möglicherweise erkanntes Wort (T(i)) und die zu dem betreffenden letzten Referenzsignal (J, k) gehörende Ausgangs-Testsignaladresse (B(i)) als Rückverfolgungs­ adresse (F(i)) gespeichert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Vergleich der Unter­ schiedsummen (D(1, k)) beim ersten Referenzsignal (1, k) einer Folge (k) mit den Unterschiedsummen (D _min (J, k*)) des jeweils letzten Referenzsignals (J(k*)) aller Folgen (k*) beim unmittelbar vorhergehenden Test­ signal (i-1) ein Syntaxwert (S(k, k*)) zu der jeweiligen Unterschiedsumme (D(J, k*)) addiert wird, der abhängig ist von der Kombination der Ordnungsnummer (k*) der Folge, bei der die kleinste Unterschiedsumme (D, J(k*)) aufgetreten ist, und der Ordnungsnummer (k) der Folge, zu der das betreffende erste Referenzsignal (1, k) gehört.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Folgen von Referenzsignalen (j, k) einer Sprachpause entspricht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vergleich mit den Referenzsignalen (j, k) der die Sprachpause darstellenden Folge (k) als Unterschiedwert (d(i, j, k)) statt der tatsächlichen Differenz zwischen dem Testsignal (i) und dem Referenzsignal (j, k) ein konstanter Wert verwendet wird.

7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem ersten Speicher (2), der die Referenzsignale (j, k) enthält, und einer ersten Adressiervorrichtung (4, 6), die den ersten Speicher (2) adressiert und die Referenzsignale (j, k) nacheinander ausliest, und mit einer Anordnung mit einem Minimumbestimmer (26), die aus dem ausgelesenen Referenz­ signal (j, k) und dem gerade verarbeiteten Testsignal (i) sowie der vom Minimumbestimmer (26) ermittelten kleinsten benachbarten Unterschiedsumme (D(j, k)) eine neue Unter­ schiedsumme (D(j, k)) bildet und in einem ebenfalls von der ersten Adressiervorrichtung adressierten zweiten Speicher (22) abspeichert, der für jedes Referenz­ signal (j, k) mindestens die zuletzt gebildete Unterschied­ summe (D(j, k)) enthält, sowie mit einem ebenfalls von der ersten Adressiervorrichtung (4, 6) adressierten dritten Speicher (32) und einem Selektor (36), der vom Minimum­ bestimmer (26) gesteuert den zuletzt im dritten Speicher (32) gespeicherten, den an der momentanen Adresse gespeicherten oder den davor gespeichert gewesenen Wert dem Dateneingang des dritten Speichers (32) zuführt, und einer zweiten Adressiervorrichtung (10), die bei jedem neuen Testsignal um eine Adresse weiterschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Minimum-Register (44) vorgesehen ist, dessen Ausgang mit dem einen Eingang eines Vergleichers (40) und dessen Eingang gemeinsam mit dem anderen Eingang des Vergleichers (49) mit dem Ausgang des zweiten Speichers (22) verbunden ist, daß der Vergleicher (40) ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das Signal am Ausgang des zweiten Speichers (22) kleiner ist als das Signal am Ausgang des Minimum-Registers (44), daß die erste Adressiervorrichtung (4, 6) bei jeder Adresse des ersten Referenzsignals (1, k) jeder Folge (k) das Ausgangssignal des Vergleichers (40) freigibt zum Umschalten des Dateneingangs des zweiten Speichers (22) auf den Ausgang des Minimum-Registers (44) und des Dateneingangs des dritten Speichers (32) auf ein die vorhergehende Testsignaladresse (i-1) lieferndes Adressen­ pufferregister (18), daß die erste Adressiervorrich­ tung (4, 6) außerdem jeweils nach Adressierung aller Referenzsignale (j, k) vor dem Zuführen des nächsten Testsignals (i+1) nacheinander die Adressen der letzten Referenzsignale (J, k) aller Folgen (k) erzeugt und das Ausgangssignal des Vergleichers (40) freigibt zum Einschreiben des Minimum-Registers (44), eines mit dem Ausgang des dritten Speichers (32) verbundenen ersten Pufferregisters (46) und eines den die Ordnungsnummer (k) der Folge angebenden Teil der Adresse erhaltenden zweiten Pufferregister (48), von denen die Ausgänge der beiden Pufferregister (46, 48) mit den Dateneingängen eines vierten Speichers (50) verbunden sind, der während der Verarbeitung der Testsignale (i) von der zweiten Adressiervorrichtung (10) adressiert wird und der nach Erzeugung aller Adressen der letzten Referenzsignale (J, k) aller Folgen (k) ein Schreibsignal erhält und der nach der Verarbeitung des letzten Testsignals (N) der Wortkette von einem Adreßregister (54) adressiert wird, das an den Datenausgang des vierten Speichers (50) angeschlossen ist, der zu dem ersten Pufferregister (46) gehört, und daß der Datenausgang des vierten Speichers (50), der zu dem zweiten Pufferregister (48) gehört, mit einer Ausgabe­ einrichtung (58) verbunden ist, die die Reihenfolge der zugeführten Signale umkehrt und nach Auftreten der Adresse des ersten Testsignals (1) am Ausgang des Adressen­ registers (54) die als Ordnungsnummern (k) kodierte Folge der in der Wortkette enthaltenen Wörter abgibt.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiterschaltimpulse der zweiten Adressiervorrichtung (10) und das Schreibsignal des vierten Speichers (50) von der ersten Adressier­ vorrichtung (4, 6) abgeleitet sind.

9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, bei der die Test­ signale (i) in einem Testsignalspeicher (8) gespeichert sind, der von der zweiten Adressiervorrichtung (10) adressiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der vierte Speicher (50) der Testsignalspeicher (8) ist.