JP2001083980A - 標準パターン作成装置と方法および記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 好ましくない局所最小値で標準パターンの更
新が収束する現象を低減し、表現効率の高い標準パター
ンの作成を可能とする。 【解決手段】 初期値作成手段９が入力音声の特徴ベク
トルの時系列４を互いにオーバーラップするように区切
って、それら各小区間に属する特徴ベクトルの時系列を
平均して標準パターンの初期値１０を作成し、標準パタ
ーン作成手段７０がパターンマッチングによって、その
標準パターンの初期値の各状態と特徴ベクトルの時系列
とを対応付け、各状態ごとに対応付けられた特徴ベクト
ルの時系列を平均して標準パターン８の更新を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は単語音声認識にお
ける、表現効率の高い標準パターンを作成する標準パタ
ーン作成装置、それに用いられる標準パターン作成方
法、およびその標準パターン作成プログラムを記録した
記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】単語音声認識では、入力音声と単語の標
準パターンとのパターンマッチングを行い、そのパター
ンマッチングの距離値が最小の単語を認識結果として出
力する方法が一般的である。通常、標準パターンは単語
入力音声の特徴ベクトルＸの時系列Ｘ（ｔ），（ｔ＝
１，２，３，…，Ｔ）として保持する。ここで、Ｔは単
語の長さ（フレーム数）である。しかしながら、標準パ
ターンを上記のように保持すると、単語によってフレー
ム数Ｔが異なるため、標準パターンのサイズも単語によ
って異なり、単語数を決めても標準パターンを保持する
ためのメモリのサイズが決まらないという問題点があっ
た。またフレーム数Ｔの値が大きくなると標準パターン
を保持するためのメモリ容量が大きくなるという問題点
もあった。そこで、従来から、入力音声の特徴ベクトル
Ｘ（ｔ）の時系列を時間軸方向に圧縮して、単語のフレ
ーム数Ｔによらず、一定の状態数Ｊ（＞１）の標準パタ
ーンを作成する装置や方法が検討されている。

【０００３】図１７は例えば特開昭６４−４４９９７号
公報に開示された、そのような従来の標準パターン作成
装置の一構成例を示すブロック図である。図において、
１は音声信号の入力端子、２は入力音声信号、３は入力
音声信号２の音響分析を行う分析手段、４は入力音声信
号２の音響分析結果である特徴ベクトルの時系列、５は
特徴ベクトルの時系列４から標準パターンの初期値を作
成する初期値作成手段、６は初期値作成手段５で作成さ
れた標準パターンの初期値、７は標準パターンの初期値
６より標準パターンを作成する標準パターン作成手段、
８は標準パターン作成手段７で作成された標準パターン
である。

【０００４】次に動作について説明する。発声者より音
声信号の入力端子１から、標準パターン作成用の音声が
入力されると、分析手段３はこの入力端子１からの入力
音声信号２をＡ／Ｄ変換し、フレームと呼ぶ短い時間区
間ごとに音響分析を行うとともに、音声区間を切り出し
て各フレームごとに特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，
２，３，…，Ｔ）の時系列４を計算して出力する。ここ
で、Ｔは入力音声信号２の全フレーム数である。なお、
音声区間を正確に切り出すことは困難なので、特徴ベク
トルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の先頭と末
尾の数フレームにはポーズ区間が含まれているものとす
る。この例では特徴ベクトルＸ（ｔ）は例えばＬＰＣ
（線形予測）分析によって得られるＬＰＣケプストラム
とする。

【０００５】初期値作成手段５は、特徴ベクトルＸ
（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列４を入力
とし、以下に説明する手順にしたがって標準パターンの
初期値６を作成する。この標準パターンの初期値６の作
成手順のフローチャートを図１８に示す。

【０００６】図１７に示す初期値作成手段５では、ステ
ップＳＴ１０１においてまず、特徴ベクトルＸ（ｔ），
（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列４を時間軸方向
に、Ｊ（Ｊ＞１）個の小区間Ｂ（ｊ），（ｊ＝１，２，
３，…，Ｊ）に分割する。その時、各小区間Ｂ（ｊ）の
開始フレームｓｚ（ｊ）と終了フレームｅｚ（ｊ）を以
下の（１）式〜（３）式で求めることによって、各小区
間Ｂ（ｊ）をオーバーラップなしに均等分割する。

【０００７】

【数１】

【０００８】なお、上記（１）式における［．］は四捨
五入して整数化する演算を意味するものとする。

【０００９】特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，
３，…，Ｔ）のフレーム数ＴをＴ＝１５、小区間Ｂ
（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）の標準パターンの
状態数ＪをＪ＝５とした場合の、上記分割の様子を図１
９に示す。図示のように、特徴ベクトルＸ（ｔ）の時系
列４は、特徴ベクトルＸ（１）〜Ｘ（３）が小区間Ｂ
（１）に、特徴ベクトルＸ（４）〜Ｘ（６）が小区間Ｂ
（２）に、…、特徴ベクトルＸ（１３）〜Ｘ（１５）が
小区間Ｂ（５）に均等に分割されている。

【００１０】次にステップＳＴ１０２に進み、上記ステ
ップＳＴ１０１で分割した各小区間Ｂ（ｊ）ごとに、次
に示す（４）式にしたがって各小区間Ｂ（ｊ）に属する
特徴ベクトルＸ（ｔ）の時系列４を平均して初期値Ｒｚ
（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）を作成する。

【００１１】

【数２】

【００１２】状態数をＪ＝５とした場合における初期値
Ｒｚ（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）の作成の様子
を図１９に示す。図示のように、小区間Ｂ（１）に属す
る特徴ベクトルＸ（１）〜Ｘ（３）の時系列４を平均し
て初期値Ｒｚ（１）を、小区間Ｂ（２）に属する特徴ベ
クトルＸ（４）〜Ｘ（６）の時系列４を平均して初期値
Ｒｚ（２）を、…、小区間Ｂ（５）に属する特徴ベクト
ルＸ（１３）〜Ｘ（１５）の時系列４を平均して初期値
Ｒｚ（５）を作成している。

【００１３】上記平均処理によって、次に示す（５）式
で計算される小区間Ｂ（ｊ）に属する特徴ベクトルＸ
（ｔ），（ｔ＝ｓｚ（ｊ）〜ｅｚ（ｊ））と、初期値の
状態ｊであるＲｚ（ｊ）とのユークリッド距離の和Ｄ
（ｊ）が最小になるように初期値Ｒｚ（ｊ）が求められ
ることになる。

【００１４】

【数３】

【００１５】以上で初期値作成手段５による初期値６の
作成の処理を終了する。

【００１６】次に、標準パターン作成手段７は、この初
期値作成手段５によって作成された初期値Ｒｚ（ｊ），
（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）と、分析手段３からの入力
音声の特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，
Ｔ）の時系列４を入力として、以下の手順にしたがって
標準パターンＲ（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）を
作成する。この標準パターンＲ（ｊ）の作成手順のフロ
ーチャートを図２０に示す。

【００１７】標準パターン作成手段７は、ステップＳＴ
２０１においてまず、学習回数カウンタの値ｃに０をセ
ットする。次にステップＳＴ２０２に進み、以下の
（６）式にしたがって初期値Ｒｚ（ｊ），（ｊ＝１，
２，３，…，Ｊ）を標準パターンＲ（ｃ）（ｊ），（ｊ
＝１，２，３，…，Ｊ）にコピーする。 Ｒ（ｃ）（ｊ）＝Ｒｚ（ｊ）， （ｊ＝１，２，３，…、Ｊ） （６） なお、この（６）式における（ｃ）内のｃは、上記学習
回数カウンタの値ｃを意味している。

【００１８】次にステップＳＴ２０３において、標準パ
ターンＲ（ｃ）（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）と
入力音声の特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，
…，Ｔ）の時系列４との対応付けを行う。この対応付け
としては、例えばビタビアルゴリムを用い、以下に述べ
るパターンマッチング距離Ｄを最小化するように対応付
けを行う。なお、ビタビアルゴリズムは次に示す（７）
式および（８）式によって初期設定を行い、（９）式お
よび（１０）式によって漸化式演算を繰り返すことによ
って実現し、また、パターンマッチング距離Ｄは次の
（１１）式によって与えられる。

【００１９】

【数４】

【００２０】ここで、Ｇ（ｔ，ｊ）は累積ビタビ距離、
ＢＴＫ（ｔ，ｊ）はバックトラック情報、Ｄは入力音声
の特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）
の時系列と標準パターンＲ（ｃ）（ｊ），（ｊ＝１，
２，３，…，Ｊ）とのパターンマッチング距離である。
また（９）式中のｍｉｎ｛．，．｝は最小値を選択する
演算子である。

【００２１】上記（９）式および（１０）式による漸化
式計算終了後、フレームＴから時間軸に逆方向に前記バ
ックトラック情報ＢＴＫ（ｔ，ｊ）を辿ることによっ
て、上記（１１）式にて与えられるパターンマッチング
距離Ｄを最小化する標準パターンＲ（ｃ）（ｊ），（ｊ
＝１，２，３，…，Ｊ）と、入力音声の特徴ベクトルＸ
（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列４との対
応付けを得ることができる。以下、この対応付けをビタ
ビパスと呼ぶことにする。このステップＳＴ２０３では
さらに、このビタビパスに基づいてＪ個の小区間Ｂ
（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）の開始フレーム
ｓ’（ｊ）と終了フレームｅ’（ｊ）とを求める。

【００２２】次にステップＳＴ２０４に進んで、上記ス
テップＳＴ２０３において分割した各小区間Ｂ（ｊ）ご
とに、次の（１２）式によって各小区間Ｂ（ｊ）に属す
る特徴ベクトルＸ（ｔ）の時系列４を平均することによ
って、更新した標準パターンＲ（ｃ＋１）（ｊ），（ｊ
＝１，２，３，…，Ｊ）を求める。

【００２３】

【数５】

【００２４】ここで、ｓ’（ｊ）は各小区間Ｂ（ｊ）の
開始フレームであり、ｅ’（ｊ）はその終了フレームで
ある。

【００２５】次にステップＳＴ２０５において、学習回
数カウンタの値ｃに１を加え、次いでステップＳＴ２０
６にてその学習回数カウンタの値ｃが、予め設定された
所定回数（閾値ＣＣ）に達したか否かの判定を行う。そ
の結果、学習回数カウンタの値ｃが当該閾値ＣＣに達し
ていればステップＳＴ２０７に分岐して、標準パターン
Ｒ（ｃ）（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）を出力
し、この標準パターン作成手順を終了する。一方、学習
回数カウンタの値ｃが当該閾値ＣＣに達してなければ、
ステップＳＴ２０３に戻って上記標準パターン作成手順
の処理を繰り返す。なお、この標準パターン作成手順を
繰り返すことにより、前記パターンマッチング距離Ｄを
局所最小値に収束させることができる。このパターンマ
ッチング距離Ｄが小さいということは、圧縮による情報
量の欠損が少ない表現効率の高い標準パターンであるこ
とを意味する。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】従来の標準パターン作
成装置は以上のように構成されているので、初期値作成
手段５において各分割小区間Ｂ（ｊ），（ｊ＝１，２，
３，…，Ｊ）に属する特徴ベクトルＸ（ｔ）を一意に決
定し、各小区間に属する特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝
ｓｚ（ｊ）〜ｅｚ（ｊ））と初期値Ｒｚ（ｊ）のユーク
リッド距離の和Ｄ（ｊ）が最小になるように初期値Ｒｚ
（ｊ）を求めていた。そのため、標準パターン作成手段
７において、パターンマッチング距離Ｄの最小化基準の
もとで再度対応付けた場合でも、初期値Ｒｚ（ｊ）を作
成したときの小区間ｂ（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，
Ｊ）に再び属する場合が多くなる。すなわち初期値にト
ラップされることが多く、好ましくない局所最小値で標
準パターンの更新が収束することがあるという課題があ
った。

【００２７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、好ましくない局所最小値で標準パ
ターンの更新が収束する現象を低減し、表現効率の高い
標準パターンを生成することができる標準パターン作成
装置、標準パターン作成方法およびその標準パターン作
成プログラムを記録した記録媒体を得ることを目的とす
る。

【００２８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る標準パタ
ーン作成装置は、初期値作成手段が入力音声の特徴ベク
トルの時系列を互いにオーバーラップするように区切っ
た各小区間に属する特徴ベクトルの時系列を平均して標
準パターンの初期値を作成し、標準パターン作成手段が
パターンマッチングによって、その標準パターンの初期
値の各状態と特徴ベクトルの時系列とを対応付け、各状
態ごとに対応付けられた特徴ベクトルの時系列を平均し
て標準パターンの更新を行うようにしたものである。

【００２９】この発明に係る標準パターン作成装置は、
入力音声の特徴ベクトルの時系列を互いにオーバーラッ
プする小区間に区切って標準パターンの初期値を作成す
る初期値作成手段が、その小区間の区間長を均等分割に
基づいて決定するようにしたものである。

【００３０】この発明に係る標準パターン作成装置は、
入力音声の特徴ベクトルの時系列を互いにオーバーラッ
プする小区間に区切って標準パターンの初期値を作成す
る初期値作成手段が、その小区間をポーズ区間と音声区
間とで別個に決定するようにしたものである。

【００３１】この発明に係る標準パターン作成装置は、
入力音声の特徴ベクトルの時系列を互いにオーバーラッ
プする小区間に区切って標準パターンの初期値を作成す
る初期値作成手段が、その小区間を特徴ベクトルの時系
列が前の時刻より大きく変化している時刻の特徴ベクト
ルの時系列をそのオーバーラップする区間に含むように
決定するようにしたものである。

【００３２】この発明に係る標準パターン作成装置は、
オーバーラップ初期値作成手段が均等分割に基づいて各
小区間を決定して標準パターンの初期値を作成し、ポー
ズ区別オーバーラップ初期値作成手段がポーズ区間と音
声区間とで別個に小区間を決定して標準パターンの初期
値を作成し、スペクトル変化オーバーラップ初期値作成
手段が前の時刻との間の変化量が大きい時刻の特徴ベク
トルを含むように小区間を決定にして標準パターンの初
期値を作成し、標準パターン作成手段がそれら各標準パ
ターンの初期値を用いてそれぞれの標準パターンを作成
し、標準パターン選択手段がその中から入力音声の特徴
ベクトルの時系列とのパターンマッチング距離が最小の
標準パターンを選択するようにしたものである。

【００３３】この発明に係る標準パターン作成方法は、
小区間に属する特徴ベクトルの時系列を平均して標準パ
ターンの初期値を作成する際に、小区間が入力音声の特
徴ベクトルの時系列を互いにオーバーラップして区切る
ようにしたものである。

【００３４】この発明に係る標準パターン作成方法は、
入力音声の特徴ベクトルの時系列をオーバーラップする
小区間に区切る際に、均等分割に基づいて小区間の区間
長を決定するようにしたものである。

【００３５】この発明に係る標準パターン作成方法は、
入力音声の特徴ベクトルの時系列をオーバーラップする
小区間に区切る際に、小区間をポーズ区間と音声区間と
で別個に決定するようにしたものである。

【００３６】この発明に係る標準パターン作成方法は、
入力音声の特徴ベクトルの時系列をオーバーラップする
小区間に区切る際に、前の時刻との変化量が大きい時刻
の特徴ベクトルの時系列が、当該小区間のオーバーラッ
プする区間に含まれるように小区間を決定するようにし
たものである。

【００３７】この発明に係る標準パターン作成方法は、
均等分割で、ポーズ区間と音声区間とで別個に、および
前の時刻との変化量が大きい時刻の特徴ベクトルの時系
列を含ませて、などの複数の方法で入力音声の特徴ベク
トルの時系列を互いにオーバーラップした小区間に区切
り、それら各方法で区切られた小区間の標準パターンの
初期値を用いて作成したそれぞれの標準パターンの中よ
り、入力音声の特徴ベクトルの時系列とのパターンマッ
チング距離が最小のものを選択するようにしたものであ
る。

【００３８】この発明に係る記録媒体は、入力音声の特
徴ベクトルの時系列を互いにオーバーラップするように
区切った小区間に属する特徴ベクトルの時系列を平均し
て標準パターンの初期値を作成する初期値作成のステッ
プと、パターンマッチングにてその標準パターンの初期
値の各状態と特徴ベクトルの時系列とを対応付け、各状
態ごとに対応付けられた特徴ベクトルの時系列を平均し
て標準パターンの更新を行う標準パターン作成のステッ
プとを有する標準パターン作成方法を、コンピュータに
実行させるためのプログラムを記録したものである。

【００３９】この発明に係る記録媒体は、初期値作成の
ステップを、均等分割に基づいて互いにオーバーラップ
する小区間の区間長を決定し、その各小区間に属する特
徴ベクトルの時系列を平均して標準パターンの初期値を
作成するオーバーラップ初期値作成のステップとしたも
のである。

【００４０】この発明に係る記録媒体は、初期値作成の
ステップを、ポーズ区間と音声区間で別個に、互いにオ
ーバーラップする小区間を決定し、その各小区間に属す
る特徴ベクトルの時系列を平均して標準パターンの初期
値を作成するポーズ区別オーバーラップ初期値作成のス
テップとしたものである。

【００４１】この発明に係る記録媒体は、初期値作成の
ステップを、前の時刻との変化量が大きい時刻の特徴ベ
クトルの時系列を含むように、互いにオーバーラップす
る小区間を決定し、その各小区間に属する特徴ベクトル
の時系列を平均して標準パターンの初期値を作成するス
ペクトル変化オーバーラップ初期値作成のステップとし
たものである。

【００４２】この発明に係る記録媒体は、初期値作成の
ステップを、オーバーラップ初期値作成、ポーズ区別オ
ーバーラップ初期値作成、およびスペクトル変化オーバ
ーラップ初期値作成の各ステップとし、それら標準パタ
ーンの初期値を作成する各ステップによって作成された
標準パターンの初期値を用いてそれぞれの標準パターン
を作成する標準パターン作成のステップと、作成された
各標準パターンと入力音声の特徴ベクトルの時系列との
パターンマッチング距離が最小の標準パターンを選択す
る標準パターン選択のステップとを有するプログラムを
記録したものである。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態に
ついて説明する。 実施の形態１．図１はこの発明による標準パターン作成
装置の構成の一例を示すブロック図である。図１におい
て、１は音声信号が入力される入力端子であり、２はこ
の入力端子１より入力された入力音声信号である。３は
この入力音声信号２の音響分析を行う分析手段であり、
４はこの分析手段３による入力音声信号２の音響分析結
果としての特徴ベクトルの時系列である。９は特徴ベク
トルの時系列４を互いにオーバーラップした複数の小区
間に区切り、それら各小区間に属する特徴ベクトルの時
系列を平均して標準パターンの初期値を作成する初期値
作成手段であり、ここでは各小区間の区間長を均等分割
に基づいて決定し、それら各小区間に属する特徴ベクト
ルの時系列を平均してそれぞれの標準パターンの初期値
を作成するオーバーラップ初期値作成手段が用いられて
いる。１０はこのオーバーラップ初期値作成手段９によ
って作成された標準パターンの初期値としてのオーバー
ラップ初期値であり、７は分析手段３より出力された特
徴ベクトルの時系列４と、オーバーラップ初期値作成手
段９が作成したオーバーラップ初期値１０の各状態とを
パターンマッチングによって対応付けし、それぞれの状
態ごとに対応付けられた特徴ベクトルの時系列４を平均
して標準パターンの更新を行う標準パターン作成手段で
ある。８はこの標準パターン作成手段７によって作成さ
れた標準パターンである。

【００４４】次に動作について説明する。まず、発声者
によって入力端子１から標準パターン作成用の音声信号
が入力される。分析手段３は入力端子１より入力音声信
号２が入力されると、それをＡ／Ｄ変換してフレームと
呼ぶ短い時間区間ごとに音響分析を行うとともに、それ
ら各フレームにおける音響分析の結果に基づいて音声区
間を切り出し、各フレームごとに特徴ベクトルＸ
（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列４を計算
して出力する。なお、上記Ｔは入力音声信号２の全フレ
ーム数である。ここで、音声区間を正確に切り出すこと
は困難なので、特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，
３，…，Ｔ）の先頭と末尾の数フレームにはポーズ区間
が含まれているものとする。またこの実施の形態１にお
いても、特徴ベクトルＸ（ｔ）は例えばＬＰＣ（線形予
測）分析によって得られるＬＰＣケプストラムであるも
のとする。

【００４５】オーバーラップ初期値作成手段９は、この
分析手段３による入力音声信号２の音響分析結果である
特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の
時系列４を入力として、以下に説明する手順にしたがっ
てオーバーラップ初期値１０を作成する。このオーバー
ラップ初期値１０の作成手順を図２のフローチャートに
示す。

【００４６】このオーバーラップ初期値作成手段９で
は、図２に示すフローチャートのステップＳＴ３０１に
おいてまず、特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，
３，…，Ｔ）の時系列４を時間軸方向にＪ（Ｊ＞１）個
の小区間Ｂ（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）に分割
する。この時、各小区間Ｂ（ｊ）の開始フレームｓ
（ｊ）と終了フレームｅ（ｊ）を以下の（１３）式〜
（１５）式によって求めることにより、各小区間Ｂ
（ｊ）がオーバーラップするように均等分割する。

【００４７】

【数６】

【００４８】なお、上記（１３）式における［．］は四
捨五入して整数化する演算を意味するものとする。

【００４９】また（１５）式において、Ｋは予め定めた
定数であり、各小区間Ｂ（ｊ）のオーバーラップフレー
ム数を制御するオーバラップパラメータである。例えば
特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の
フレーム数ＴをＴ＝１５、小区間Ｂ（ｊ），（ｊ＝１，
２，３，…，Ｊ）の標準パターンの状態数ＪをＪ＝５、
オーバラップパラメータＫをＫ＝２とした場合の分割の
様子を図３に示す。このように、特徴ベクトルＸ（ｔ）
の時系列４は特徴ベクトルＸ（１）〜Ｘ（５）が小区間
Ｂ（１）に、特徴ベクトルＸ（４）〜Ｘ（８）が小区間
Ｂ（２）に、…、特徴ベクトルＸ（１３）〜Ｘ（１５）
が小区間Ｂ（５）に、互いにオーバーラップするように
分割されている。

【００５０】次にステップＳＴ３０２に進み、上記ステ
ップＳＴ３０１で分割した各小区間Ｂ（ｊ）ごとに、次
に示す（１６）式にしたがって各小区間Ｂ（ｊ）に属す
る特徴ベクトルＸ（ｔ）の時系列４を平均して、それぞ
れのオーバーラップ初期値Ｒ１（ｊ），（ｊ＝１，２，
３，…，Ｊ）を作成する。

【００５１】

【数７】

【００５２】なお、このオーバーラップ初期値Ｒ１
（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）の作成の様子を図
３に示す。図示のように、小区間Ｂ（１）に属する特徴
ベクトルＸ（１）〜Ｘ（５）の時系列４を平均してオー
バーラップ初期値Ｒ１（１）を、小区間Ｂ（２）に属す
る特徴ベクトルＸ（４）〜Ｘ（８）の時系列４を平均し
てオーバーラップ初期値Ｒ１（２）を、…、小区間Ｂ
（５）に属する特徴ベクトルＸ（１３）〜Ｘ（１５）の
時系列４を平均してオーバーラップ初期値Ｒ１（５）を
それぞれ作成している。

【００５３】以上でオーバーラップ初期値作成手段９に
よるオーバーラップ初期値１０の作成を終了する。

【００５４】次に、標準パターン作成手段７は、このオ
ーバーラップ初期値作成手段９によって作成されたオー
バーラップ初期値Ｒ１（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，
Ｊ）と、分析手段３から送られてきた入力音声の特徴ベ
クトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列
４を入力として、以下に説明する手順にしたがって標準
パターンＲ（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）を作成
する。この標準パターンＲ（ｊ）の作成手順のフローチ
ャートを図４に示す。

【００５５】標準パターン作成手段７では、図４に示す
ステップＳＴ４０１において、まず学習回数カウンタの
値ｃに０をセットする。次にステップＳＴ４０２に進
み、以下に示す（１７）式にしたがってオーバーラップ
初期値Ｒ１（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）を標準
パターンＲ（ｃ）（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）
にコピーする。

【００５６】

【数８】

【００５７】なお、この（１７）式における（ｃ）内の
ｃは、上記学習回数カウンタの値ｃを意味している。

【００５８】次にステップＳＴ４０３において、標準パ
ターンＲ（ｃ）（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）
と、入力音声の特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，
３，…，Ｔ）の時系列４との対応付けを行う。この対応
付けとしては、例えば従来の標準パターン作成装置の場
合と同様にビタビアルゴリムを用い、以下に述べるパタ
ーンマッチング距離Ｄを最小化するような対応付けを行
う。なお、ビタビアルゴリズムは従来の標準パターン作
成装置で説明した通り、（７）式および（８）式によっ
て初期設定を行い、（９）式および（１０）式によって
漸化式演算を繰り返すことによって実現する。

【００５９】この（９）式および（１０）式の漸化式計
算終了後に、従来の標準パターン作成装置の場合と同様
に、フレームＴから時間軸に逆方向に前記バックトラッ
ク情報ＢＴＫ（ｔ，ｊ）を辿ることによって、パターン
マッチング距離Ｄを最小化する標準パターンＲ（ｃ）
（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）と、入力音声の特
徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時
系列４との対応付けを得る。図５にこの標準パターンＲ
（ｃ）（ｊ）と入力音声の特徴ベクトルＸ（ｔ）の時系
列４との対応付けの概要を示す。この図５において、縦
軸は標準パターンＲ（ｃ）（ｊ）、横軸は入力音声の特
徴ベクトルＸ（ｔ）の時系列であり、図中の太い実線が
ビタビパスである。なお、この図５では、特徴ベクトル
Ｘ（ｔ）のフレーム数ＴをＴ＝１５、標準パターンＲ
（ｃ）（ｊ）の状態数ＪをＪ＝５とした場合について示
している。

【００６０】次にステップＳＴ４０３において、この図
５に示すビタビパスより、Ｊ個の小区間Ｂ（ｊ），（ｊ
＝１，２，３，…，Ｊ）の開始フレームｓ’（ｊ）と終
了フレームｅ’（ｊ）を求める。すなわち、標準パター
ンの各状態であるＲｃ（１），Ｒｃ（２），…，Ｒｃ
（Ｊ）に対応付けられた特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝
１，２，３，…，Ｔ）の開始フレームと終了フレーム
を、各小区間Ｂ（ｊ）の開始フレームと終了フレームと
する。図５に示した例では、Ｒ（ｃ）（１）にはＸ
（１）〜Ｘ（３）が対応付けられているので、ｓ’
（１）＝１，ｅ’（１）＝３となり、また、Ｒ（ｃ）
（２）にはＸ（４）〜Ｘ（７）が対応付けられているの
で、ｓ’（２）＝４，ｅ’（２）＝７、…、Ｒ（ｃ）
（５）にはＸ（１３）〜Ｘ（１５）が対応付けられてい
るので、ｓ’（５）＝１３，ｅ’（５）＝１５となる。

【００６１】次にステップＳＴ４０４に進み、上記ステ
ップＳＴ４０３で分割した各小区間Ｂ（ｊ）ごとに、以
下に示す（１８）式によって各小区間Ｂ（ｊ）に属する
特徴ベクトルＸ（ｔ）の時系列４を平均することによっ
て、更新した標準パターンＲ（ｃ＋１）（ｊ），（ｊ＝
１，２，３，…，Ｊ）を求める。

【００６２】

【数９】

【００６３】なお、この式（１８）中の、ｓ’（ｊ）は
と各小区間Ｂ（ｊ）の開始フレームであり、ｅ’（ｊ）
は各小区間Ｂ（ｊ）の終了フレームである。

【００６４】次にステップＳＴ４０５において、学習回
数カウンタの値ｃに１を加え、次いでステップＳＴ４０
６にてその学習回数カウンタの値ｃが、予め設定された
閾値ＣＣに達したか否かの判定を行う。判定の結果、学
習回数カウンタの値ｃが当該閾値ＣＣに達していればス
テップＳＴ４０７に分岐して、標準パターンＲ（ｃ）
（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）を出力し、この標
準パターン作成手順を終了する。一方、学習回数カウン
タの値ｃが当該閾値ＣＣに達していなければ、ステップ
ＳＴ４０３に戻って上記標準パターン作成手順の処理を
繰り返す。なお、この標準パターン作成手順を繰り返す
ことにより、前記パターンマッチング距離Ｄを局所最小
値に収束させることができる。このパターンマッチング
距離Ｄが小さいということは、圧縮による情報量の欠損
が少ない表現効率の高い標準パターンであることを意味
する。

【００６５】次に、このような標準パターン作成装置を
使用して標準パターンを作成する方法を具体的に説明す
る。図６はこの発明の実施の形態１における標準パター
ン作成方法の手順を示すフローチャートである。

【００６６】発声者が入力端子１から標準パターン作成
用の音声を入力すると、図６にＳＴ７０１で示した分析
のステップが開始される。この分析のステップにおいて
は、その入力音声信号２をＡ／Ｄ変換してフレームと呼
ぶ短い時間区間ごとに音響分析を行うとともに、それら
各フレームの音響分析の結果に基づいて音声区間を切り
出し、各フレームごとに特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝
１，２，３，…，Ｔ）の時系列４を計算して出力する。
ここで、Ｔは入力音声信号２の全フレーム数を示すもの
である。また、この音声区間を正確に切り出すのは困難
なので、特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，
…，Ｔ）の先頭と末尾の数フレームにはポーズ区間が含
まれているものとする。この例では、上記特徴ベクトル
Ｘ（ｔ）は、例えばＬＰＣ分析によって得られるＬＰＣ
ケプストラムとする。

【００６７】次に、図６にＳＴ７０２で示したオーバー
ラップ初期値作成のステップに進む。このオーバーラッ
プ初期値作成のステップにおいては、分析のステップで
得られた特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，
…，Ｔ）の時系列４を入力として、オーバーラップ初期
値１０を作成する。なお、このオーバーラップ初期値作
成のステップの詳細な手順は図２のフローチャートに示
す通りである。

【００６８】すなわち、特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝
１，２，３，…，Ｔ）の時系列４を時間軸方向に、Ｊ個
の小区間Ｂ（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）に分割
する（ＳＴ３０１）。このとき、各小区間Ｂ（ｊ）の開
始フレームｓ（ｊ）と終了フレームｅ（ｊ）とを（１
３）式〜（１５）式で求めることによって、各小区間Ｂ
（ｊ）がオーバーラップするように分割する。なお、図
３には、例えば特徴ベクトルＸ（ｔ）のフレーム数Ｔを
Ｔ＝１５、標準パターンの状態数ＪをＪ＝５、オーバラ
ップパラメータＫをＫ＝２とした場合の分割の様子を示
す。

【００６９】次に、このステップＳＴ３０１で分割した
各小区間Ｂ（ｊ）ごとに、図３に示すように各小区間Ｂ
（ｊ）に属する特徴ベクトルＸ（ｔ）の時系列４を平均
してオーバーラップ初期値Ｒ１（ｊ），（ｊ＝１，２，
３，…，Ｊ）を作成する（ＳＴ３０２）。以上でオーバ
ーラップ初期値の作成を終了する。

【００７０】次に、図６にＳＴ７０３で示す標準パター
ン作成のステップに進み、上記オーバーラップ初期値作
成のステップで作成されたオーバーラップ初期値Ｒ１
（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）と、入力音声の特
徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時
系列４を入力として、以下の手順にしたがって標準パタ
ーンＲ（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）を作成す
る。この標準パターン作成のステップの詳細な手順は図
４のフローチャートに示す通りである。

【００７１】まず学習回数カウンタの値ｃを０にセット
する（ＳＴ４０１）。次に（１７）式にしたがってオー
バーラップ初期値Ｒ１（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，
Ｊ）を標準パターンＲ（ｃ）（ｊ），（ｊ＝１，２，
３，…，Ｊ）にコピーする（ＳＴ４０２）。

【００７２】次に、標準パターンＲ（ｃ）（ｊ），（ｊ
＝１，２，３，…，Ｊ）と入力音声の特徴ベクトルＸ
（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列４を、例
えばビタビアルゴリムを用いて、パターンマッチング距
離Ｄを最小化するように対応付ける。ビタビアルゴリズ
ムは前述のように、（７）式および（８）式によって初
期設定を行い、（９）式および（１０）式によって漸化
式演算を繰り返すことによって実現する。この（９）式
と（１０）式の漸化式計算終了後に、フレームＴから時
間軸に逆方向に前記バックトラック情報ＢＴＫ（ｔ，
ｊ）を辿ることによって、上記パターンマッチング距離
Ｄを最小化する標準パターンＲ（ｃ）（ｊ），（ｊ＝
１，２，３，…，Ｊ）と入力音声の特徴ベクトルＸ
（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列４との対
応付けを得る。この対応付けの概要は図５に示す通りで
ある。このビタビパスに基づいてＪ個の小区間Ｂ
（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）の開始フレーム
ｓ’（ｊ）と終了フレームｅ’（ｊ）を求める（ＳＴ４
０３）。すなわち標準パターンの各状態であるＲ（ｃ）
（１），Ｒ（ｃ）（２），…，Ｒ（ｃ）（Ｊ）に対応付
けられた特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，
…，Ｔ）の開始フレームと終了フレームを各小区間Ｂ
（ｊ）の開始フレームと終了フレームとする。

【００７３】図５に示す例によれば、Ｒ（ｃ）（１）に
はＸ（１）〜Ｘ（３）が対応付けられているのでｓ’
（１）＝１，ｅ’（１）＝３、Ｒ（ｃ）（２）にはＸ
（４）〜Ｘ（７）が対応付けられているのでｓ’（２）
＝４，ｅ’（２）＝７、Ｒ（ｃ）（３）にはＸ（８）〜
Ｘ（１０）が対応付けられているので、ｓ’（３）＝
８，ｅ’（３）＝１０、…、Ｒ（ｃ）（５）にはＸ（１
３）〜Ｘ（１５）が対応付けられているのでｓ’（５）
＝１３，ｅ’（５）＝１５となる。

【００７４】次に、このようにして分割した各小区間Ｂ
（ｊ）ごとに、（１８）式を用いて各小区間Ｂ（ｊ）に
属する特徴ベクトルＸ（ｔ）の時系列４を平均すること
により、更新した標準パターンＲ（ｃ＋１）（ｊ），
（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）を求める（ＳＴ４０４）。

【００７５】次に、学習回数カウンタの値ｃに１を加え
（ＳＴ４０５）、この学習回数カウンタの値ｃが所定の
閾値ＣＣに達したか否かを判定する（ＳＴ４０６）。学
習回数カウンタの値ｃがその閾値ＣＣに達していれば、
標準パターンＲ（ｃ）（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，
Ｊ）を出力して（ＳＴ４０７）、この標準パターン作成
の手順を終了する。一方、学習回数カウンタの値ｃが閾
値ＣＣに達していなければ、処理をステップＳＴ４０３
に戻して、上記処理を繰り返す。

【００７６】なお、この実施の形態１の標準パターン作
成をソフトウェアで実現しようとする場合、入力音声信
号２に対して音響分析を行い、特徴ベクトルＸ（ｔ）の
時系列４を求める分析のステップと、この特徴ベクトル
Ｘ（ｔ）の時系列４を互いにオーバーラップする小区間
Ｂ（ｊ）に区切り、それら各小区間Ｂ（ｊ）に属する特
徴ベクトルＸ（ｔ）の時系列４を平均してオーバーラッ
プ初期値Ｒ１（ｊ）を作成するオーバーラップ初期値作
成のステップと、パターンマッチングによって、特徴ベ
クトルＸ（ｔ）の時系列４とオーバーラップ初期値Ｒ１
（ｊ）の複数の状態とを対応付け、各状態ごとに対応付
けられた特徴ベクトルＸ（ｔ）の時系列４を平均して標
準パターンＲ（ｃ）（ｊ）の更新を行う標準パターン作
成のステップとを有した、コンピュータに標準パターン
を作成させるためのプログラムを記録している、コンピ
ュータで読み取り可能な記録媒体が必要である。

【００７７】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、オーバーラップ初期値作成手段９によって特徴ベク
トルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列４
をオーバーラップするように分割しているので、オーバ
ーラップ初期値Ｒ１（ｊ）を作成した段階では分割され
た各小区間Ｂ（ｊ）の境界が一意に決定されることはな
い。そして標準パターン作成手段７において標準パター
ンＲ（ｃ）（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）と入力
音声の特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，
Ｔ）の時系列４とを、ビタビアルゴリズムによってパタ
ーンマッチング距離Ｄの最小化基準のもとで対応付けた
際に、初めて各小区間をオーバーラップせずに分割し、
その境界を一意に決定しているので、初期値にトラップ
されることが少なくなり、好ましくない局所最小値で標
準パターンの学習が収束することを低減できるという効
果が得られる。また、標準パターンの初期値１０を作成
するため、特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，
…，Ｔ）の時系列４を互いにオーバーラップする小区間
Ｂ（ｊ）に区切る際に、その小区間Ｂ（ｊ）の区間長を
均等分割に基づいて決定しているので、それら各小区間
Ｂ（ｊ）の分割を簡単に行うことができるといった効果
もある。

【００７８】実施の形態２．図７はこの発明の実施の形
態２による標準パターン作成装置の構成の一例を示すブ
ロック図であり、実施の形態１における各機能ブロック
と同等の部分には、図１と同一符号を付してその説明を
省略する。図において、１１は分析手段３から送られて
くる特徴ベクトルの時系列４を互いにオーバーラップす
る小区間に分割する際に、各小区間をポーズ区間と音声
区間とで別個に決定し、それら各小区間に属する特徴ベ
クトルの時系列４を平均してそれぞれの標準パターンの
初期値を作成する、初期値作成手段としてのポーズ区別
オーバーラップ初期値作成手段である。１２はこのポー
ズ区別オーバーラップ初期値作成手段１１より標準パタ
ーンの初期値として出力されるポーズ区別オーバーラッ
プ初期値である。

【００７９】このように、この実施の形態２による標準
パターン作成装置は、初期値作成手段として、オーバー
ラップ初期値１０を出力するオーバーラップ初期値作成
手段９の代わりに、ポーズ区別オーバーラップ初期値１
２を出力する上記ポーズ区別オーバーラップ初期値作成
手段１１が用いられている点で、実施の形態１の標準パ
ターン作成装置とは異なっている。

【００８０】次に動作について説明する。発声者によっ
て入力端子１に標準パターン作成用の音声信号が入力さ
れると、分析手段３はその入力端子１からの入力音声信
号２をＡ／Ｄ変換してフレームと呼ぶ短い時間区間ごと
に音響分析を行うとともに音声区間を切り出し、各フレ
ームごとに特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，
…，Ｔ）の時系列４を計算して出力する。この分析手段
３はその時、各フレームごとに音声信号のパワーＰ
（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列も計算
し、それを上記特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，
３，…，Ｔ）の時系列４とともに出力している。なお、
Ｔは入力音声信号２の全フレーム数である。ここで、音
声区間を正確に切り出すことは困難なので、特徴ベクト
ルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の先頭と末尾
の数フレームにはポーズ区間が含まれているものとす
る。また、この実施の形態２においても、特徴ベクトル
Ｘ（ｔ）は例えばＬＰＣ分析によって得られるＬＰＣケ
プストラムとする。

【００８１】ポーズ区別オーバーラップ初期値作成手段
１１は、この特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，
３，…，Ｔ）の時系列４を入力とし、以下に説明する手
順にしたがってポーズ区別オーバーラップ初期値１２を
作成する。このポーズ区別オーバーラップ初期値１２の
作成手順を図８のフローチャートに、またポーズ区別オ
ーバーラップ初期値１２の作成の概要を図９の説明図に
示す。

【００８２】ポーズ区別オーバーラップ初期値作成手段
１１では、図８に示すフローチャートのステップＳＴ５
０１においてまず、図９に示すように、入力端子１に入
力された音声信号のパワーＰ（ｔ）（ｔ＝１，２，３，
…，Ｔ）を、ｔ＝１から時間軸に順方向に予め定めた閾
値Ｐｔｈと比較し、音声信号のパワーＰ（ｔ）がこの閾
値Ｐｔｈを越えるフレームを検出して、そのフレームを
Ｔ１とする。図９の例ではｔ＝３で閾値Ｐｔｈを越えて
いるので、Ｔ１＝３である。

【００８３】次にステップＳＴ５０２において、上記音
声信号のパワーＰ（ｔ）（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）
を、ｔ＝Ｔから時間軸と逆方向に予め定めた閾値Ｐｔｈ
と比較し、音声信号のパワーＰ（ｔ）がこの閾値Ｐｔｈ
を越えるフレームを検出して、そのフレームをＴ２とす
る。図９の例ではｔ＝１３で閾値Ｐｔｈを越えているの
で、Ｔ２＝１３である。

【００８４】次にステップＳＴ５０３に進み、特徴ベク
トルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列４
を、時間軸方向にＪ個の小区間Ｂ（ｊ），（ｊ＝１，
２，３，…，Ｊ）に分割する際の、先頭から１番目の小
区間Ｂ（１）の開始フレームｓｐ（１）をｓｐ（１）＝
１とする。また、当該小区間Ｂ（１）の終了フレームｅ
ｐ（１）を上記ステップＳＴ５０１で求めたＴ１とす
る。すなわちｅｐ（１）＝Ｔ１とする。

【００８５】同様に、次のステップＳＴ５０４におい
て、特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，
Ｔ）の時系列４を、時間軸方向にＪ個の小区間Ｂ
（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）に分割する際の、
先頭からＪ番目の小区間Ｂ（Ｊ）の開始フレームｓｐ
（Ｊ）を上記ステップＳＴ５０２で求めたＴ２とする。
すなわちｓｐ（Ｊ）＝Ｔ２とする。また、当該小区間Ｂ
（Ｊ）の終了フレームｅｐ（Ｊ）をｅｐ（Ｊ）＝Ｔとす
る。

【００８６】次にステップＳＴ５０５に進んで、特徴ベ
クトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列
４を、時間軸方向にＪ個の小区間Ｂ（ｉ），（ｉ＝１，
２，３，…，Ｊ）に分割する際の、先頭から２番目より
（Ｊ−１）番目までの小区間Ｂ（ｊ），（ｊ＝２，３，
…，Ｊ−１）の開始フレームｓｐ（ｊ）と終了フレーム
ｅｐ（ｊ）を、以下の（１９）式〜（２１）式によって
求める。

【００８７】

【数１０】

【００８８】なお、上記（１９）式における［．］は四
捨五入して整数化する演算を意味するものとする。また
（２１）式でＫ２は予め定められた定数であり、各小区
間Ｂ（ｊ）のオーバーラップフレーム数を制御するパラ
メータである。例えば特徴ベクトルＸ（ｔ）のフレーム
数ＴをＴ＝１５、オーバラップパラメータＫ２をＫ２＝
２、標準パターンの状態数ＪをＪ＝５とした場合の分割
の様子を図９に示す。

【００８９】次にステップＳＴ５０６において、上記ス
テップＳＴ５０３〜ステップＳＴ５０５において分割し
た各小区間Ｂ（ｊ）ごとに、それぞれの小区間Ｂ（ｊ）
に属する特徴ベクトルＸ（ｔ）の時系列４を平均してポ
ーズ区別オーバーラップ初期値Ｒｐ（ｊ），（ｊ＝１，
２，３，…，Ｊ）を作成する。なお、このポーズ区別オ
ーバーラップ初期値Ｒｐ（ｊ），（ｊ＝１，２，３，
…，Ｊ）の作成には、次の（２２）式が用いられる。

【００９０】

【数１１】

【００９１】以上でポーズ区別オーバーラップ初期値作
成手段１１によるポーズ区別オーバーラップ初期値１２
の作成を終了する。

【００９２】標準パターン作成手段７は、このポーズ区
別オーバーラップ初期値作成手段１１の作成したポーズ
区別オーバーラップ初期値Ｒｐ（ｊ），（ｊ＝１，２，
３，…，Ｊ）と、入力音声の特徴ベクトルＸ（ｔ），
（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列４とを入力とし
て、標準パターンＲ（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，
Ｊ）を作成する。その際、オーバーラップ初期値Ｒ１
（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）の代わりに、ポー
ズ区別オーバーラップ初期値Ｒｐ（ｊ），（ｊ＝１，
２，３，…，Ｊ）を標準パターンＲ（ｃ）（ｊ），（ｊ
＝１，２，３，…，Ｊ）にコピーしている。なお、それ
以外は、実施の形態１における標準パターン作成手段７
と同一の手順で処理を進めて、コピーされた標準パター
ンＲ（ｃ）（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）を更新
し、それを標準パターンＲ（ｊ），（ｊ＝１，２，３，
…，Ｊ）として出力する。

【００９３】次に、このような標準パターン作成装置を
使用して標準パターンを作成する方法を具体的に説明す
る。図１０はこの発明の実施の形態２における標準パタ
ーン作成方法の手順を示すフローチャートである。

【００９４】発声者が入力端子１から標準パターン作成
用の音声を入力すると、図１０にＳＴ８０１で示した分
析のステップが開始される。この分析のステップにおい
ては、その入力音声信号２をＡ／Ｄ変換してフレームと
呼ぶ短い時間区間ごとに音響分析を行うとともに、それ
に基づいて音声区間を切り出し、各フレームごとに特徴
ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系
列４を計算して出力する。なお、この場合も、音声区間
を正確に切り出すことは困難なので、特徴ベクトルＸ
（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の先頭と末尾の数
フレームにはポーズ区間が含まれているものとする。こ
の例でも実施の形態１の場合と同様に、特徴ベクトルＸ
（ｔ）は例えばＬＰＣ分析によって得られるＬＰＣケプ
ストラムとする。また、この実施の形態２における分析
のステップでは、各フレームごとに音声信号のパワーＰ
（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列も計算し
て、特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，
Ｔ）の時系列４とともに出力する。

【００９５】次に図１０にＳＴ８０２で示すポーズ区別
オーバーラップ初期値作成のステップに進み、上記分析
のステップで得られた特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝
１，２，３，…，Ｔ）の時系列４を入力として、ポーズ
区別オーバーラップ初期値１２を作成する。なお、この
ポーズ区別オーバーラップ初期値作成の詳細な手順は図
８のフローチャートに示す通りであり、また、このポー
ズ区別オーバーラップ初期値作成の概要を図９に示す。

【００９６】図９に示すように、音声信号のパワーＰ
（ｔ）（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）と所定の閾値Ｐｔｈ
との比較を、ｔ＝１から時間軸に順方向に行って、音声
信号のパワーＰ（ｔ）が閾値Ｐｔｈを越えるフレームを
検出し、そのフレームをＴ１とする（ＳＴ５０１）。図
９の例ではｔ＝３で閾値Ｐｔｈを越えているので、Ｔ１
＝３である。

【００９７】同様にして、上記音声信号のパワーＰ
（ｔ）（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）と閾値Ｐｔｈとの比
較を、ｔ＝Ｔから時間軸と逆方向に行って、音声信号の
パワーＰ（ｔ）が閾値Ｐｔｈを越えるフレームを検出
し、そのフレームをＴ２とする（ＳＴ５０２）。図９の
例ではｔ＝１３で閾値Ｐｔｈを越えているので、Ｔ２＝
１３である。

【００９８】次に、特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，
２，３，…，Ｔ）の時系列４を、時間軸方向にＪ個の小
区間Ｂ（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）に分割する
際の、先頭から１番目の小区間Ｂ（１）の開始フレーム
ｓｐ（１）をｓｐ（１）＝１とし、終了フレームｅｐ
（１）を上記Ｔ１（すなわちｅｐ（１）＝Ｔ１）とする
（ＳＴ５０３）。

【００９９】同様に、特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝
１，２，３，…，Ｔ）の時系列４を、時間軸方向にＪ個
の小区間Ｂ（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）に分割
する際の、先頭からＪ番目の小区間Ｂ（Ｊ）の開始フレ
ームｓｐ（Ｊ）を上記Ｔ２（すなわちｓｐ（Ｊ）＝Ｔ
２）とし、終了フレームｅｐ（Ｊ）をｅｐ（Ｊ）＝Ｔと
する（ＳＴ５０４）。

【０１００】次に、特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，
２，３，…，Ｔ）の時系列４を、時間軸方向にＪ個の小
区間Ｂ（ｉ），（ｉ＝１，２，３，…，Ｊ）に分割する
際の、先頭から２〜（Ｊ−１）番目の小区間Ｂ（ｊ），
（ｊ＝２，３，…，Ｊ−１）の開始フレームｓｐ（ｊ）
と終了フレームｅｐ（ｊ）を、（１９）式〜（２１）式
によって求める（ＳＴ５０５）。例えば、特徴ベクトル
Ｘ（ｔ）のフレーム数ＴをＴ＝１５、オーバラップパラ
メータＫ２をＫ２＝２、標準パターンの状態数ＪをＪ＝
５とした場合の、特徴ベクトルＸ（ｔ）の時系列４の分
割の様子を図９に示す。

【０１０１】次に、前述の手順で分割した各小区間Ｂ
（ｊ）ごとに、（２２）式にしたがってそれら各小区間
に属する特徴ベクトルＸ（ｔ）の時系列４を平均して、
ポーズ区別オーバーラップ初期値Ｒｐ（ｊ），（ｊ＝
１，２，３，…，Ｊ）を作成する（ＳＴ５０６）。以上
でポーズ区別オーバーラップ初期値の作成を終了する。

【０１０２】次に図１０にＳＴ８０３で示した標準パタ
ーン作成のステップに進んで、上記ポーズ区別オーバー
ラップ初期値作成のステップで作成されたポーズ区別オ
ーバーラップ初期値Ｒｐ（ｊ），（ｊ＝１，２，３，
…，Ｊ）と、入力音声の特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝
１，２，３，…，Ｔ）の時系列４を入力として、標準パ
ターンＲ（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）を作成す
る。なお、この標準パターン作成のステップでは、オー
バーラップ初期値Ｒ１（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，
Ｊ）の代わりに、ポーズ区別オーバーラップ初期値Ｒｐ
（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）を標準パターンＲ
（ｃ）（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）にコピーし
ている点で、図６にＳＴ７０３で示した、実施の形態１
における標準パターン作成のステップとは異なってい
る。

【０１０３】なお、この実施の形態２の標準パターン作
成をソフトウェアで実現しようとする場合、入力音声信
号２に対して音響分析を行って、特徴ベクトルＸ（ｔ）
の時系列４と、音声信号のパワーＰ（ｔ）の時系列を求
める分析のステップと、その音声信号のパワーＰ（ｔ）
の時系列を用いてポーズ区間と音声区間で個別に、特徴
ベクトルＸ（ｔ）の時系列４を互いにオーバーラップす
る小区間Ｂ（ｊ）に区切り、それら各小区間Ｂ（ｊ）に
属する特徴ベクトルＸ（ｔ）の時系列４を平均してポー
ズ区別オーバーラップ初期値Ｒｐ（ｊ）を作成するポー
ズ区別オーバーラップ初期値作成のステップと、パター
ンマッチングによって、特徴ベクトルＸ（ｔ）の時系列
４とポーズ区別オーバーラップ初期値Ｒｐ（ｊ）の複数
の状態とを対応付け、各状態ごとに対応付けられた特徴
ベクトルＸ（ｔ）の時系列４を平均して標準パターンＲ
（ｃ）（ｊ）の更新を行う標準パターン作成のステップ
とを有した、コンピュータに標準パターンを作成させる
ためのプログラムを記録している、コンピュータで読み
取り可能な記録媒体が必要である。

【０１０４】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、ポーズ区別オーバーラップ初期値作成手段１１によ
って特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，
Ｔ）の時系列４を単語の前後のポーズ区間を区別して互
いにオーバーラップする小区間に分割することにより、
ポーズ区別オーバーラップ初期値Ｒｐ（ｊ），（ｊ＝
１，２，３，…，Ｊ）を作成しているので、音声区間と
ポーズ区間の混合による局所最小値への収束を防止する
ことができ、より好ましい局所最小値で標準パターンの
学習が収束するという効果が得られる。

【０１０５】実施の形態３．図１１はこの発明の実施の
形態３による標準パターン作成装置の構成の一例を示す
ブロック図であり、実施の形態１における各機能ブロッ
クと同等の部分には、図１と同一符号を付してその説明
を省略する。図において、１３は分析手段３から送られ
てくる特徴ベクトルの時系列４を互いにオーバーラップ
する小区間に分割する際に、互いにオーバーラップする
小区間として、特徴ベクトルの時系列４が前の時刻より
大きく変化している時刻の特徴ベクトルの時系列４をそ
のオーバーラップする区間に含むように決定し、それら
各小区間に属する特徴ベクトルの時系列４を平均してそ
れぞれの標準パターンの初期値を作成する、初期値作成
手段としてのスペクトル変化オーバーラップ初期値作成
手段である。１４はこのスペクトル変化オーバーラップ
初期値作成手段１３より標準パターンの初期値として出
力されるスペクトル変化オーバーラップ初期値である。

【０１０６】このように、この実施の形態３による標準
パターン作成装置は、初期値作成手段として、オーバー
ラップ初期値１０を出力するオーバーラップ初期値作成
手段９、あるいはポーズ区別オーバーラップ初期値１２
を出力するポーズ区別オーバーラップ初期値作成手段１
１の代わりに、スペクトル変化オーバーラップ初期値１
４を出力するスペクトル変化オーバーラップ初期値作成
手段１３が用いられている点で、実施の形態１または実
施の形態２における標準パターン作成装置とは異なって
いる。

【０１０７】次に動作について説明する。発声者によっ
て入力端子１に標準パターン作成用の音声信号が入力さ
れると、分析手段３はその入力端子１からの入力音声信
号２をＡ／Ｄ変換してフレームと呼ぶ短い時間区間ごと
に音響分析を行うとともに音声区間を切り出して、各フ
レームごとに特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，
３，…，Ｔ）の時系列４を計算して出力する。なお、Ｔ
は入力音声信号２の全フレーム数である。ここで、音声
区間を正確に切り出すことは困難なので、特徴ベクトル
Ｘ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の先頭と末尾の
数フレームにはポーズ区間が含まれているものとする。
また、この実施の形態３においても、特徴ベクトルＸ
（ｔ）は例えばＬＰＣ分析によって得られるＬＰＣケプ
ストラムとする。

【０１０８】スペクトル変化オーバーラップ初期値作成
手段１３は、特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，
３，…，Ｔ）の時系列４を入力とし、以下に説明する手
順にしたがってスペクトル変化オーバーラップ初期値１
４を作成する。このスペクトル変化オーバーラップ初期
値１４の作成手順のフローチャートを図１２に、またス
ペクトル変化オーバーラップ初期値１４の作成の概要を
図１３に示す。

【０１０９】このスペクトル変化オーバーラップ初期値
作成手段１３では、図１２に示すフローチャートのステ
ップＳＴ６０１においてまず、次の（２３）式によっ
て、フレームｔ＝２〜Ｔについて、特徴ベクトルＸ
（ｔ）とＸ（ｔ−１）とのスペクトル変化量ｄｘ（ｔ）
を求める。 ｄｘ（ｔ）＝｜Ｘ（ｔ）−Ｘ（ｔ−１）｜^２ ， （ｔ＝２，３，…，Ｔ） （２３）

【０１１０】次にステップＳＴ６０２に進み、上記（２
３）式によって計算されたスペクトル変化量ｄｘ（ｔ）
の値の大きい、上位（Ｊ−１）個のフレームを選択し、
この上位（Ｊ−１）個のフレームを時間軸上の順番にし
たがってＦ（１），Ｆ（２），…，Ｆ（Ｊ−１）とす
る。ここで、Ｊは小区間Ｂ（ｊ）に分割する際の分割数
である。この分割の様子を図１３に示す。図１３におい
て縦軸はスペクトル変化量、横軸は特徴ベクトルＸ
（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列４であ
る。図１３はＪ＝５とした場合の例であり、前記スペク
トル変化量ｄｘ（ｔ）の値の大きい上位４個のフレーム
はｔ＝３，７，９，１３なので、Ｆ（１）＝３，Ｆ
（２）＝７，Ｆ（３）＝９，Ｆ（４）＝１３となる。

【０１１１】次にステップＳＴ６０３に進んで、特徴ベ
クトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列
４を、時間軸方向にＪ個の小区間Ｂ（ｊ），（ｊ＝１，
２，３，…，Ｊ）に分割する際の、小区間Ｂ（ｊ），
（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）の開始フレームｓｓ（ｊ）
と終了フレームｅｓ（ｊ）とを、以下に示す（２４）式
および（２５）式によって求める。

【０１１２】

【数１２】

【０１１３】なお、（２４）式中のＫ３は予め定められ
た定数であり、各小区間Ｂ（ｊ）のオーバーラップフレ
ーム数を制御するパラメータを示している。例えば特徴
ベクトルＸ（ｔ）のフレーム数ＴをＴ＝１５、標準パタ
ーンの状態数ＪをＪ＝５、オーバラップパラメータＫ３
をＫ３＝１とした場合の分割の様子を図１３に示す。

【０１１４】次にステップＳＴ６０４において、上記ス
テップＳＴ６０３で分割した各小区間Ｂ（ｊ）ごとに、
次の（２６）式にしたがってそれら各小区間Ｂ（ｊ）に
属する特徴ベクトルＸ（ｔ）の時系列４を平均し、オー
バーラップ初期値Ｒｓ（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，
Ｊ）を作成する。

【０１１５】

【数１３】

【０１１６】以上でスペクトル変化オーバーラップ初期
値作成手段１３によるスペクトル変化オーバーラップ初
期値１４の作成を終了する。

【０１１７】標準パターン作成手段７では、このスペク
トル変化オーバーラップ初期値作成手段１３が作成した
スペクトル変化オーバーラップ初期値Ｒｓ（ｊ），（ｊ
＝１，２，３，…，Ｊ）と、入力音声の特徴ベクトルＸ
（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列４とを入
力として、標準パターンＲ（ｊ），（ｊ＝１，２，３，
…，Ｊ）を作成する。その際、オーバーラップ初期値Ｒ
１（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）、あるいはポー
ズ区別オーバーラップ初期値Ｒｐ（ｊ），（ｊ＝１，
２，３，…，Ｊ）の代わりに、スペクトル変化オーバー
ラップ初期値Ｒｓ（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）
を標準パターンＲ（ｃ）（ｊ），（ｊ＝１，２，３，
…，Ｊ）にコピーしている。なお、それ以外は、実施の
形態１または実施の形態２における標準パターン作成手
段７と同一の手順で処理を進め、コピーされた標準パタ
ーンＲ（ｃ）（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）の更
新を行って、それを標準パターンＲ（ｊ），（ｊ＝１，
２，３，…，Ｊ）として出力する。

【０１１８】次に、このような標準パターン作成装置を
使用して標準パターンを作成する方法を具体的に説明す
る。図１４はこの発明の実施の形態３における標準パタ
ーン作成方法の手順を示すフローチャートである。

【０１１９】発声者が入力端子１から標準パターン作成
用の音声を入力すると、図１４にＳＴ９０１で示した分
析のステップが開始される。この分析のステップにおい
ては、その入力音声信号２をＡ／Ｄ変換してフレームと
呼ぶ短い時間区間ごとに音響分析を行うとともに、音声
区間を切り出して、各フレームごとに特徴ベクトルＸ
（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列４を計算
して出力する。なお、この場合においても、音声区間を
正確に切り出すことは困難なので、特徴ベクトルＸ
（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の先頭と末尾の数
フレームにはポーズ区間が含まれているものとする。こ
の例でも実施の形態１および実施の形態２と同様に、特
徴ベクトルＸ（ｔ）は例えばＬＰＣ分析によって得られ
るＬＰＣケプストラムとする。

【０１２０】次に、図１４にＳＴ９０２で示すスペクト
ル変化オーバーラップ初期値作成のステップに進み、そ
の特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）
の時系列４を入力として、以下に説明する手順にしたが
って、スペクトル変化オーバーラップ初期値１４を作成
する。なお、このスペクトル変化オーバーラップ初期値
１４の作成手順のフローチャートを図１２に、またスペ
クトル変化オーバーラップ初期値１４の作成方法の概要
を図１３に示す。

【０１２１】まず、フレームｔ＝２〜Ｔについて、特徴
ベクトルＸ（ｔ）とＸ（ｔ−１）とのスペクトル変化量
ｄｘ（ｔ）を（２３）式を用いて求める（ＳＴ６０
１）。次に、その得られたスペクトル変化量ｄｘ（ｔ）
の値の大きい上位（Ｊ−１）個のフレームを選択し、そ
れら（Ｊ−１）個のフレームを時間軸の順番にしたがっ
てＦ（１），Ｆ（２），…，Ｆ（Ｊ−１）とする（ＳＴ
６０２）。なお、Ｊは小区間Ｂ（ｊ）に分割する際の分
割数である。この分割の様子を図１３に示す。図１３に
おいて縦軸はスペクトル変化量、横軸は特徴ベクトルＸ
（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列４であ
る。図はＪ＝５の場合を示しており、上記スペクトル変
化量ｄｘ（ｔ）の値の大きい上位４個のフレームは、ｔ
＝３，７，９，１３であるので、Ｆ（１）＝３，Ｆ
（２）＝７，Ｆ（３）＝９，Ｆ（４）＝１３となる。

【０１２２】次に、特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，
２，３，…，Ｔ）の時系列４を、時間軸方向にＪ個の小
区間Ｂ（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）に分割する
際の、各小区間Ｂ（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）
の開始フレームｓｓ（ｊ）と終了フレームｅｓ（ｊ）
を、（２４）式および（２５）式によって求める（ＳＴ
６０３）。図１３には、例えば特徴ベクトルＸ（ｔ）の
フレーム数ＴをＴ＝１５、標準パターンの状態数ＪをＪ
＝５、オーバラップパラメータＫ３をＫ３＝１とした場
合の分割の様子を示している。

【０１２３】次に、前述の手順で分割した各小区間Ｂ
（ｊ）ごとに、（２６）式にしたがって各小区間Ｂ
（ｊ）に属する特徴ベクトルＸ（ｔ）の時系列４を平均
して、スペクトル変化オーバーラップ初期値Ｒｓ
（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）を作成する（ＳＴ
６０４）。以上でこのスペクトル変化オーバーラップ初
期値の作成を終了する。

【０１２４】次に、図１４にＳＴ９０３で示した標準パ
ターン作成のステップに進んで、上記スペクトル変化オ
ーバーラップ初期値作成のステップにて作成されたスペ
クトル変化オーバーラップ初期値Ｒｓ（ｊ），（ｊ＝
１，２，３，…，Ｊ）と、入力音声の特徴ベクトルＸ
（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列４を入力
として、標準パターンＲ（ｊ），（ｊ＝１，２，３，
…，Ｊ）を作成する。なお、この標準パターン作成のス
テップでは、オーバーラップ初期値Ｒ１（ｊ），（ｊ＝
１，２，３，…，Ｊ）あるいはポーズ区別オーバーラッ
プ初期値Ｒｐ（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）の代
わりに、スペクトル変化オーバーラップ初期値Ｒｓ
（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）を標準パターンＲ
（ｃ）（ｊ），（ｊ＝１，２，３，…，Ｊ）にコピーし
ている点で、実施の形態１および実施の形態２における
標準パターン作成のステップ（ＳＴ７０３，ＳＴ８０
３）とは異なっている。

【０１２５】なお、この実施の形態３の標準パターン作
成をソフトウェアで実現しようとする場合、入力音声信
号２に対して音響分析を行って、特徴ベクトルＸ（ｔ）
の時系列４の時系列を求める分析のステップと、互いに
オーバーラップする小区間Ｂ（ｊ）のオーバーラップす
る区間に、特徴ベクトルＸ（ｔ）の時系列４で、前の時
刻との変化量が大きい時刻の特徴ベクトルＸ（ｔ）の時
系列４を含むように小区間Ｂ（ｊ）を決定し、それら各
小区間Ｂ（ｊ）に属する特徴ベクトルＸ（ｔ）の時系列
４を平均してスペクトル変化オーバーラップ初期値Ｒｓ
（ｊ）を作成するスペクトル変化オーバーラップ初期値
作成のステップと、パターンマッチングによって、特徴
ベクトルＸ（ｔ）の時系列４とスペクトル変化オーバー
ラップ初期値Ｒｓ（ｊ）の複数の状態とを対応付け、各
状態ごとに対応付けられた特徴ベクトルＸ（ｔ）の時系
列４を平均して標準パターンＲ（ｃ）（ｊ）の更新を行
う標準パターン作成のステップとを有した、コンピュー
タに標準パターンを作成させるためのプログラムを記録
している、コンピュータで読み取り可能な記録媒体が必
要である。

【０１２６】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、スペクトル変化オーバーラップ初期値作成手段１３
によって、スペクトル変化量の大きいフレームを分割境
界の基準として小区間Ｂ（ｊ）の分割を行っているの
で、スペクトルが大きく異なる特徴ベクトルどうしの混
合による局所最小値への収束を防止することができ、よ
り好ましい局所最小値で標準パターンの学習収束すると
いう効果が得られる。

【０１２７】実施の形態４．図１５はこの発明の実施の
形態４による標準パターン作成装置の構成の一例を示す
ブロック図であり、実施の形態１〜実施の形態３におけ
る各機能ブロックと同等の部分には、図１、図７、もし
くは図１１と同一符号を付してその説明を省略する。図
において、１５は入力音声信号２の音響分析を行った分
析手段３より出力された特徴ベクトルの時系列４を、そ
のパワーＰの時系列を含めて保持する特徴ベクトル記憶
メモリである。１６は初期値作成手段としてのオーバー
ラップ初期値作成手段９、ポーズ区別オーバーラップ初
期値作成手段１１、およびスペクトル変化オーバーラッ
プ初期値作成手段１３のそれぞれで作成された、オーバ
ーラップ初期値１０、ポーズ区別オーバーラップ初期値
１２、およびスペクトル変化オーバーラップ初期値１４
に基づいて、それぞれの標準パターンを作成する標準パ
ターン作成手段であり、１７ａ，１７ｂ，１７ｃはこの
標準パターン作成手段１６より出力されるそれぞれの標
準パターンである。１８は標準パターン作成手段１６に
よって作成された各標準パターン１７ａ，１７ｂ，１７
ｃと、特徴ベクトル記憶メモリ１５から読み出された特
徴ベクトルの時系列４とのパターンマッチングを行い、
パターンマッチング距離が最小の標準パターンを選択す
る標準パターン選択手段であり、１９はこの標準パター
ン選択手段１８より出力される、最終的な標準パターン
である。

【０１２８】このように、この実施の形態４による標準
パターン作成装置は、初期値作成手段として、オーバー
ラップ初期値作成手段９、ポーズ区別オーバーラップ初
期値作成手段１１、およびスペクトル変化オーバーラッ
プ初期値作成手段１３を備え、標準パターン作成手段１
６が、それらオーバーラップ初期値１０、ポーズ区別オ
ーバーラップ初期値１２、およびスペクトル変化オーバ
ーラップ初期値１４に基づいてそれぞれの標準パターン
１７ａ〜１７ｃを作成するものであり、この標準パター
ン１７ａ〜１７ｃよりパターンマッチング距離が最小の
標準パターンを選択する標準パターン選択手段１８を備
えている点で、実施の形態１の標準パターン作成装置と
は異なっている。

【０１２９】次に動作について説明する。発声者によっ
て入力端子１から標準パターン作成用の音声を入力され
ると、分析手段３は入力音声信号２をＡ／Ｄ変換し、フ
レームと呼ぶ短い時間区間ごとに音響分析を行うととも
に音声区間を切り出して、各フレームごとに特徴ベクト
ルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列４を
計算して出力する。そのとき、各フレームごとに音声信
号のパワーＰ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時
系列も計算して、特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，
２，３，…，Ｔ）の時系列４とともに出力する。この場
合にも、音声区間を正確に切り出すことは困難なので、
特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の
先頭と末尾の数フレームにはポーズ区間が含まれている
ものとする。この例では、特徴ベクトルＸ（ｔ）は、例
えばＬＰＣ分析によって得られるＬＰＣケプストラムと
する。

【０１３０】この分析手段３の音響分析で得られた入力
音声の特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，
Ｔ）の時系列４とパワーＰ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，
…，Ｔ）の時系列は、特徴ベクトル記憶メモリ１５に送
られて一旦保持される。そして、この特徴ベクトル記憶
メモリ１５の出力端子Ｙをオーバーラップ初期値作成手
段９の入力端子Ａ１に接続するとともに、標準パターン
作成手段１６の入力端子Ｚをオーバーラップ初期値作成
手段９の出力端子Ａ２に接続する。この接続条件で特徴
ベクトル記憶メモリ１５は保持している特徴ベクトルＸ
（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列４を出力
する。オーバーラップ初期値作成手段９と標準パターン
作成手段１６は実施の形態１の場合と同一の手順で動作
して、標準パターンを作成する。標準パターン作成手段
１６は作成したその標準パターンをオーバーラップ初期
値１０に基づく標準パターン１７ａとして標準パターン
選択手段１８に出力する。

【０１３１】次に特徴ベクトル記憶メモリ１５の出力端
子Ｙをポーズ区別オーバーラップ初期値作成手段１１の
入力端子Ｂ１に接続するとともに、標準パターン作成手
段１６の入力端子Ｚをポーズ区別オーバーラップ初期値
作成手段１１の出力端子Ｂ２に接続する。この接続条件
で特徴ベクトル記憶メモリ１５は保持している特徴ベク
トルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列４
と音声信号のパワーＰ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，
Ｔ）の時系列を出力する。ポーズ区別オーバーラップ初
期値作成手段１１と標準パターン作成手段１６は実施の
形態２の場合と同一の手順で動作して標準パターンを作
成する。標準パターン作成手段１６は作成した標準パタ
ーンをポーズ区別オーバーラップ初期値１２に基づく標
準パターン１７ｂとして標準パターン選択手段１８に出
力する。

【０１３２】次に特徴ベクトル記憶メモリ１５の出力端
子Ｙをスペクトル変化オーバーラップ初期値作成手段１
３の入力端子Ｃ１に接続するとともに、標準パターン作
成手段１６の入力端子Ｚをスペクトル変化オーバーラッ
プ初期値作成手段１３の出力端子Ｃ２に接続する。この
接続条件で特徴ベクトル記憶メモリ１５は保持している
特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の
時系列４を出力する。スペクトル変化オーバーラップ初
期値作成手段１３と標準パターン作成手段１６は実施の
形態３の場合と同一の手順で動作して標準パターンを作
成する。標準パターン作成手段１６は作成した標準パタ
ーンをスペクトル変化オーバーラップ初期値１４に基づ
く標準パターン１７ｃとして標準パターン選択手段１８
に出力する。

【０１３３】標準パターン選択手段１８は特徴ベクトル
記憶メモリ１５が保持している特徴ベクトルＸ（ｔ），
（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列４、オーバーラッ
プ初期値１０に基づく標準パターン１７ａ、ポーズ区別
オーバーラップ初期値１２に基づく標準パターン１７
ｂ、およびスペクトル変化オーバーラップ初期値１４に
基づく標準パターン１７ｃを入力として、実施の形態１
にて説明したビタビアルゴリズムを用いて、前記３種の
標準パターン１７ａ，１７ｂ，１７ｃと、特徴ベクトル
Ｘ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列４との
パターンマッチング距離を計算する。そして、このパタ
ーンマッチング距離が最小となる標準パターンを選択
し、それを最終的な標準パターン１９として出力する。

【０１３４】次に、このような標準パターン作成装置を
使用して標準パターンを作成する方法を具体的に説明す
る。図１６はこの発明の実施の形態４における標準パタ
ーン作成方法の手順を示すフローチャートである。

【０１３５】発声者が入力端子１から標準パターン作成
用の音声を入力すると、図１６にＳＴ１００１で示す分
析のステップにおいて、入力音声信号２をＡ／Ｄ変換し
フレームと呼ぶ短い時間区間ごとに音響分析を行うとと
もに音声区間を切り出して、各フレームごとに特徴ベク
トルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列４
を計算して出力する。そのとき、各フレームごとに音声
信号のパワーＰ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の
時系列も計算して、上記特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝
１，２，３，…，Ｔ）の時系列４とともに出力する。な
お、この場合も音声区間を正確に切り出すことは困難な
ので、特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，
Ｔ）の先頭と末尾の数フレームにはポーズ区間が含まれ
ているものとする。また、この例では特徴ベクトルＸ
（ｔ）は例えばＬＰＣ分析で得られるＬＰＣケプストラ
ムとする。

【０１３６】次に図１６にＳＴ１００２で示すオーバー
ラップ初期値作成のステップに進む。このオーバーラッ
プ初期値作成のステップでは、特徴ベクトル記憶メモリ
１５の出力端子Ｙをオーバーラップ初期値作成手段９の
入力端子Ａ１に接続し、標準パターン作成手段１６の入
力端子Ｚをオーバーラップ初期値作成手段９の出力端子
Ａ２に接続して、その接続条件で特徴ベクトル記憶メモ
リ１５は保持している特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝
１，２，３，…，Ｔ）の時系列４を出力し、オーバーラ
ップ初期値作成手段９にて、実施の形態１の場合と同一
の手順でオーバーラップ初期値１０を作成する。次に図
１６にＳＴ１００３で示す標準パターン作成のステップ
において、標準パターン作成手段１６が実施の形態１の
場合と同一の手順で標準パターンを作成し、それをオー
バーラップ初期値１０に基づく標準パターン１７ａとし
て出力する。

【０１３７】次に図１６にＳＴ１００４で示すポーズ区
別オーバーラップ初期値作成のステップに進む。このポ
ーズ区別オーバーラップ初期値作成のステップでは、特
徴ベクトル記憶メモリ１５の出力端子Ｙをポーズ区別オ
ーバーラップ初期値作成手段１１の入力端子Ｂ１に、標
準パターン作成手段１６の入力端子Ｚをポーズ区別オー
バーラップ初期値作成手段１１の出力端子Ｂ２に接続し
て、その接続条件で特徴ベクトル記憶メモリ１５は保持
している特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，
…，Ｔ）の時系列４と、音声信号のパワーＰ（ｔ），
（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列を出力し、ポーズ
区別オーバーラップ初期値作成手段１１にて、実施の形
態２の場合と同一の手順でポーズ区別オーバーラップ初
期値１２を作成する。次に図１６にＳＴ１００５で示す
標準パターン作成のステップにおいて、標準パターン作
成手段１６が実施の形態２の場合と同一の手順で標準パ
ターンを作成し、それをポーズ区別オーバーラップ初期
値１２に基づく標準パターン１７ｂとして出力する。

【０１３８】次に図１６にＳＴ１００６で示すスペクト
ル変化オーバーラップ初期値作成のステップに進む。こ
のスペクトル変化オーバーラップ初期値作成のステップ
では、特徴ベクトル記憶メモリ１５の出力端子Ｙをスペ
クトル変化オーバーラップ初期値作成手段１３の入力端
子Ｃ１に接続し、標準パターン作成手段１６の入力端子
Ｚをスペクトル変化オーバーラップ初期値作成手段１３
の出力端子Ｃ２に接続して、その接続条件で特徴ベクト
ル記憶メモリ１５は保持している特徴ベクトルＸ
（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列４を出力
し、スペクトル変化オーバーラップ初期値作成手段１３
にて、実施の形態３の場合と同一の手順でスペクトル変
化オーバーラップ初期値１４を作成する。次に図１６に
ＳＴ１００７で示す標準パターン作成のステップにおい
て、標準パターン作成手段１６が実施の形態３の場合と
同一の手順で標準パターンを作成し、それをスペクトル
変化オーバーラップ初期値１４に基づく標準パターン１
７ｃとして出力する。

【０１３９】次に、図１６にＳＴ１００８で示す標準パ
ターン選択のステップにおいて、特徴ベクトル記憶メモ
リ１５が保持している特徴ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝
１，２，３，…，Ｔ）の時系列４、オーバーラップ初期
値１０に基づく標準パターン１７ａ、ポーズ区別オーバ
ーラップ初期値１２に基づく標準パターン１７ｂ、およ
びスペクトル変化オーバーラップ初期値１４に基づく標
準パターン１７ｃを入力として、実施の形態１にて説明
したビタビアルゴリズムを用いて、それら３種の標準パ
ターン１７ａ，１７ｂ，１７ｃと、特徴ベクトルＸ
（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系列４とのパ
ターンマッチング距離を計算し、このパターンマッチン
グ距離が最小となる標準パターンを選択して、それを最
終的な標準パターン１９として出力する。

【０１４０】なお、この実施の形態４の標準パターン作
成をソフトウェアで実現しようとする場合、入力音声信
号２に対して音響分析を行って、特徴ベクトルＸ（ｔ）
の時系列４の時系列と音声信号のパワーＰ（ｔ）の時系
列とを求める分析のステップ、均等分割に基づいて決定
した各小区間Ｂ（ｊ）に属する特徴ベクトルＸ（ｔ）の
時系列４を平均してオーバーラップ初期値１０を作成す
るオーバーラップ初期値作成のステップ、そのオーバー
ラップ初期値１０を用いて標準パターン１７ａを作成す
る標準パターン作成のステップ、ポーズ区間と音声区間
で別個に決定した各小区間Ｂ（ｊ）に属する特徴ベクト
ルＸ（ｔ）の時系列４を平均してポーズ区別オーバーラ
ップ初期値１２を作成するポーズ区別オーバーラップ初
期値作成のステップ、そのポーズ区別オーバーラップ初
期値１２を用いて標準パターン１７ｂを作成する標準パ
ターン作成のステップ、前の時刻との変化量が大きい時
刻の特徴ベクトルをそのオーバーラップ区間に含むよう
に決定した各小区間Ｂ（ｊ）に属する特徴ベクトルＸ
（ｔ）の時系列４を平均してスペクトル変化オーバーラ
ップ初期値１４を作成するスペクトル変化オーバーラッ
プ初期値作成のステップ、そのスペクトル変化オーバー
ラップ初期値１４を用いて標準パターン１７ｃを作成す
る標準パターン作成のステップ、およびそれら３種の標
準パターン１７ａ，１７ｂ，１７ｃと特徴ベクトルＸ
（ｔ）の時系列４とのパターンマッチング距離が最小の
標準パターンを選択して、最終的な標準パターン１９と
して出力する標準パターン選択のステップを有した、コ
ンピュータに標準パターンを作成させるためのプログラ
ムを記録している、コンピュータで読み取り可能な記録
媒体が必要である。

【０１４１】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、オーバーラップ初期値１０に基づく標準パターン１
７ａと、ポーズ区別オーバーラップ初期値１２に基づく
標準パターン１７ｂと、スペクトル変化オーバーラップ
初期値１４に基づく標準パターン１７ｃの中から、特徴
ベクトルＸ（ｔ），（ｔ＝１，２，３，…，Ｔ）の時系
列４とのパターンマッチング距離が最小となる標準パタ
ーンを、最終的な標準パターン１９として選択している
ので、より表現効率の高い標準パターンを得ることがで
きるという効果が得られる。

【０１４２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、初期
値作成手段が各小区間に属する特徴ベクトルの時系列を
平均して標準パターンの初期値を作成する際に、特徴ベ
クトルの時系列を互いにオーバーラップするように区切
って小区間を形成し、標準パターン作成手段がその標準
パターンの初期値の各状態と特徴ベクトルの時系列との
対応付けをパターンマッチングによって行い、各状態ご
とに対応付けられた特徴ベクトルの時系列を平均して標
準パターンの更新を行うように構成したので、初期値に
トラップされることが少なくなり、好ましくない局所最
小値で標準パターンの学習が収束することを低減するこ
とができる標準パターン作成装置が得られる効果があ
る。

【０１４３】この発明によれば、オーバーラップ初期値
作成手段が特徴ベクトルの時系列を互いにオーバーラッ
プする小区間に区切って標準パターンの初期値を作成す
る際に、均等分割に基づいてその小区間の区間長を決定
するように構成したので、各小区間の分割を単純化する
ことができる標準パターン作成装置が得られる効果があ
る。

【０１４４】この発明によれば、ポーズ区別オーバーラ
ップ初期値作成手段が特徴ベクトルの時系列を互いにオ
ーバーラップする小区間に区切って標準パターンの初期
値を作成する際に、その小区間をポーズ区間と音声区間
とで別個に決定するように構成したので、音声区間とポ
ーズ区間の混合による局所最小値への収束を防止するこ
とが可能となり、より好ましい局所最小値で標準パター
ンの学習を収束させることができる標準パターン作成装
置が得られる効果がある。

【０１４５】この発明によれば、スペクトル変化オーバ
ーラップ初期値作成手段が特徴ベクトルの時系列を互い
にオーバーラップする小区間に区切って標準パターンの
初期値を作成する際に、特徴ベクトルの時系列が前の時
刻より大きく変化している時刻の特徴ベクトルの時系列
を、そのオーバーラップ区間に含むように小区間を決定
するように構成したので、スペクトルが大きく異なる特
徴ベクトルどうしの混合による局所最小値への収束を防
止することが可能となり、より好ましい局所最小値で標
準パターンの学習を収束させることができる標準パター
ン作成装置が得られるという効果がある。

【０１４６】この発明によれば、オーバーラップ初期値
作成手段、ポーズ区別オーバーラップ初期値作成手段、
およびスペクトル変化オーバーラップ初期値作成手段で
それぞれ作成された各標準パターンの初期値を用いて、
それらに基づく標準パターンを標準パターン作成手段で
作成し、その中で特徴ベクトルの時系列とのパターンマ
ッチング距離が最小のものを標準パターン選択手段で選
択して、最終的な標準パターンとして出力するように構
成したので、より表現効率の高い標準パターンを得るこ
とのできる標準パターン作成装置が得られる効果があ
る。

【０１４７】この発明によれば、各小区間に属する特徴
ベクトルの時系列を平均して標準パターンの初期値を作
成する際に、互いにオーバーラップするように特徴ベク
トルの時系列を区切って小区間を形成するように構成し
たので、初期値にトラップされることが少なくなり、好
ましくない局所最小値で標準パターンの学習が収束する
ことを低減できる標準パターン作成方法が得られる効果
がある。

【０１４８】この発明によれば、特徴ベクトルの時系列
をオーバーラップする小区間に区切る際に、各小区間の
区間長を均等分割に基づいて決定するように構成したの
で、各小区間の分割を単純化することができる標準パタ
ーン作成方法が得られる効果がある。

【０１４９】この発明によれば、特徴ベクトルの時系列
をオーバーラップする小区間に区切る際に、ポーズ区間
と音声区間とで別個に各小区間を決定するように構成し
たので、音声区間とポーズ区間の混合による局所最小値
への収束を防止することが可能となり、より好ましい局
所最小値で標準パターンの学習を収束させることができ
る標準パターン作成方法が得られる効果がある。

【０１５０】この発明によれば、特徴ベクトルの時系列
をオーバーラップする小区間に区切る際に、当該小区間
のオーバーラップ区間に、前の時刻との変化量が大きい
時刻の特徴ベクトルの時系列が含まれるように小区間を
決定するように構成したので、スペクトルが大きく異な
る特徴ベクトルどうしの混合による局所最小値への収束
を防止することが可能となり、より好ましい局所最小値
で標準パターンの学習を収束させることができる標準パ
ターン作成方法が得られる効果がある。

【０１５１】この発明によれば、特徴ベクトルの時系列
を互いにオーバーラップした小区間に区切る際に、均等
分割、ポーズ区間と音声区間とで別個に分割、および前
の時刻との変化量が大きい時刻の特徴ベクトルの時系列
を含むように分割の、各分割方法で分割し、それら各分
割方法による標準パターンの初期値を用いて作成したそ
れぞれの標準パターンから、特徴ベクトルの時系列との
パターンマッチング距離が最小のものを選択するように
構成したので、表現効率の高い標準パターンを得ること
のできる標準パターン作成方法が得られる効果がある。

【０１５２】この発明によれば、各小区間を互いにオー
バーラップするように区切って、その小区間の特徴ベク
トルの時系列を平均して標準パターンの初期値を作成す
る標準パターン初期値作成のステップと、その標準パタ
ーン初期値に基づく標準パターンを作成する標準パター
ン作成のステップとを有するプログラムを記録媒体に記
録させるように構成したので、好ましくない局所最小値
で標準パターンの学習が収束することを低減できる標準
パターン作成方法をコンピュータに実行させることがで
きる効果がある。

【０１５３】この発明によれば、小区間の区間長を均等
分割によって決定するオーバーラップ初期値作成のステ
ップを初期値作成のステップとしたプログラムを記録媒
体に記録させるように構成したので、各小区間の分割を
単純化することができる標準パターン作成方法をコンピ
ュータに実行させることができる効果がある。

【０１５４】この発明によれば、ポーズ区間と音声区間
で別個に小区間を決定するポーズ区別オーバーラップ初
期値作成のステップを初期値作成のステップとしたプロ
グラムを記録媒体に記録させるように構成したので、音
声区間とポーズ区間の混合による局所最小値への収束を
防止でき、より好ましい局所最小値で標準パターンの学
習が収束する標準パターン作成方法をコンピュータに実
行させることができる効果がある。

【０１５５】この発明によれば、スペクトルが大きく変
化する部分がオーバーラップ部分に含まれるように小区
間の分割を行うスペクトル変化オーバーラップ初期値作
成のステップを初期値作成のステップとしたプログラム
を記録媒体に記録させるように構成したので、スペクト
ルが大きく異なる特徴ベクトルどうしの混合による局所
最小値への収束を防止でき、より好ましい局所最小値で
標準パターンの学習が収束する標準パターン作成方法を
コンピュータに実行させることができる効果がある。

【０１５６】この発明によれば、オーバーラップ初期値
作成、ポーズ区別オーバーラップ初期値作成、およびス
ペクトル変化オーバーラップ初期値作成の各ステップ
と、それらによって作成された各標準パターンの初期値
を用いてそれぞれの標準パターンを作成する標準パター
ン作成のステップと、作成された各標準パターンと入力
音声の特徴ベクトルの時系列とのパターンマッチング距
離が最小の標準パターンを選択する標準パターン選択の
ステップとを有するプログラムを記録媒体に記録させる
ように構成したので、より表現効率の高い標準パターン
が得られる標準パターン作成方法をコンピュータに実行
させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による標準パターン
作成装置を示すブロック図である。

【図２】 実施の形態１におけるオーバーラップ初期値
作成手段の動作手順を示すフローチャートである。

【図３】 実施の形態１におけるオーバーラップ初期値
作成手段の動作の概要を示す説明図である。

【図４】 実施の形態１における標準パターン作成手段
の動作手順を示すフローチャートである。

【図５】 実施の形態１における標準パターンと特徴ベ
クトルの時系列４との対応付けの概要を示す説明図であ
る。

【図６】 この発明の実施の形態１による標準パターン
作成方法を示すフローチャートである。

【図７】 この発明の実施の形態２による標準パターン
作成装置を示すブロック図である。

【図８】 実施の形態２におけるポーズ区別オーバーラ
ップ初期値作成手段の動作手順を示すフローチャートで
ある。

【図９】 実施の形態２におけるポーズ区別オーバーラ
ップ初期値作成手段の動作の概要を示す説明図である。

【図１０】 この発明の実施の形態２による標準パター
ン作成方法を示すフローチャートである。

【図１１】 この発明の実施の形態３による標準パター
ン作成装置を示すブロック図である。

【図１２】 実施の形態３におけるスペクトル変化オー
バーラップ初期値作成手段の動作手順を示すフローチャ
ートである。

【図１３】 実施の形態３におけるスペクトル変化オー
バーラップ初期値作成手段の動作の概要を示す説明図で
ある。

【図１４】 この発明の実施の形態３による標準パター
ン作成方法を示すフローチャートである。

【図１５】 この発明の実施の形態４による標準パター
ン作成装置を示すブロック図である。

【図１６】 この発明の実施の形態４による標準パター
ン作成方法を示すフローチャートである。

【図１７】 従来の標準パターン作成装置を示すブロッ
ク図である。

【図１８】 従来の標準パターン作成装置における初期
値作成手段の動作手順を示すフローチャートである。

【図１９】 従来の標準パターン作成装置における初期
値作成手段の動作の概要を示す説明図である。

【図２０】 従来の標準パターン作成装置における標準
パターン作成手段の動作手順を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１ 入力端子、２ 入力音声信号、３ 分析手段、４
特徴ベクトルの時系列、７ 標準パターン作成手段、８
標準パターン、９ オーバーラップ初期値作成手段
（初期値作成手段）、１０ オーバーラップ初期値（標
準パターンの初期値）、１１ ポーズ区別オーバーラッ
プ初期値作成手段（初期値作成手段）、１２ ポーズ区
別オーバーラップ初期値（標準パターンの初期値）、１
３ スペクトル変化オーバーラップ初期値作成手段（初
期値作成手段）、１４ スペクトル変化オーバーラップ
初期値（標準パターンの初期値）、１５ 特徴ベクトル
記憶メモリ、１６ 標準パターン作成手段、１７ａ，１
７ｂ，１７ｃ 標準パターン、１８ 標準パターン選択
手段、１９ 標準パターン。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力音声の特徴ベクトルの時系列を互い
   にオーバーラップする小区間に区切り、当該各小区間に
   属する特徴ベクトルの時系列を平均して標準パターンの
   初期値を作成する初期値作成手段と、 前記特徴ベクトルの時系列と、前記初期値作成手段が作
   成した標準パターンの初期値の各状態とをパターンマッ
   チングによって対応付け、前記各状態ごとに対応付けら
   れた前記特徴ベクトルの時系列を平均して標準パターン
   の更新を行う標準パターン作成手段とを備えた標準パタ
   ーン作成装置。
2. 【請求項２】 初期値作成手段として、互いにオーバー
   ラップする小区間の区間長を均等分割に基づいて決定
   し、前記各小区間に属する特徴ベクトルの時系列を平均
   してそれぞれの標準パターンの初期値を作成するオーバ
   ーラップ初期値作成手段を備えたことを特徴とする請求
   項１記載の標準パターン作成装置。
3. 【請求項３】 初期値作成手段として、互いにオーバー
   ラップする小区間をポーズ区間と音声区間とで別個に決
   定し、前記各小区間に属する特徴ベクトルの時系列を平
   均してそれぞれの標準パターンの初期値を作成するポー
   ズ区別オーバーラップ初期値作成手段を備えたことを特
   徴とする請求項１記載の標準パターン作成装置。
4. 【請求項４】 初期値作成手段として、特徴ベクトルの
   時系列が前の時刻より大きく変化している時刻の特徴ベ
   クトルの時系列をそのオーバーラップする区間に含むよ
   うに、互いにオーバーラップする小区間を決定し、前記
   各小区間に属する特徴ベクトルの時系列を平均して標準
   パターンの初期値を作成するスペクトル変化オーバーラ
   ップ初期値作成手段を備えたことを特徴とする請求項１
   記載の標準パターン作成装置。
5. 【請求項５】 初期値作成手段として、均等分割に基づ
   いて決定した各小区間に属する特徴ベクトルの時系列を
   平均して標準パターンの初期値を作成するオーバーラッ
   プ初期値作成手段と、ポーズ区間と音声区間とで別個に
   決定した各小区間に属する特徴ベクトルの時系列を平均
   して標準パターンの初期値を作成するポーズ区別オーバ
   ーラップ初期値作成手段と、前の時刻との間の変化量が
   大きい時刻の特徴ベクトルをそのオーバーラップ区間に
   含むように決定した各小区間に属する特徴ベクトルの時
   系列を平均して標準パターンの初期値を作成するスペク
   トル変化オーバーラップ初期値作成手段を備え、 前記オーバーラップ初期値作成手段、ポーズ区別オーバ
   ーラップ初期値作成手段、およびスペクトル変化オーバ
   ーラップ初期値作成手段によって作成された標準パター
   ンの初期値を用いてそれぞれの標準パターンを作成する
   標準パターン作成手段と、 前記標準パターン作成手段の作成する各標準パターンと
   入力音声の特徴ベクトルの時系列とのパターンマッチン
   グを行い、パターンマッチング距離が最小の標準パター
   ンを選択する標準パターン選択手段とを有することを特
   徴とする請求項１記載の標準パターン作成装置。
6. 【請求項６】 入力音声の特徴ベクトルの時系列を時間
   軸方向に圧縮し、複数の状態数の標準パターンを作成す
   る標準パターン作成方法において、 前記特徴ベクトルの時系列を互いにオーバーラップする
   小区間に区切り、 区切られた前記各小区間に属する特徴ベクトルの時系列
   を平均して標準パターンの初期値を作成し、 作成された前記標準パターンの初期値の各状態と、前記
   入力音声の特徴ベクトルの時系列との対応付けをパター
   ンマッチングによって行い、 前記各状態ごとに対応付けられた特徴ベクトルの時系列
   を平均して、標準パターンの更新を行うことを特徴とす
   る標準パターン作成方法。
7. 【請求項７】 入力音声の特徴ベクトルの時系列を互い
   にオーバーラップする小区間に区切り、当該各小区間に
   属する特徴ベクトルの時系列を平均して標準パターンの
   初期値を作成する際に、前記小区間の区間長を均等分割
   に基づいて決定することを特徴とする請求項６記載の標
   準パターン作成方法。
8. 【請求項８】 入力音声の特徴ベクトルの時系列を互い
   にオーバーラップする小区間に区切り、当該各小区間に
   属する特徴ベクトルの時系列を平均して標準パターンの
   初期値を作成する際に、前記小区間をポーズ区間と音声
   区間とで別個に決定することを特徴とする請求項６記載
   の標準パターン作成方法。
9. 【請求項９】 入力音声の特徴ベクトルの時系列を互い
   にオーバーラップする小区間に区切り、当該各小区間に
   属する特徴ベクトルを平均して標準パターンの初期値を
   作成する際に、前記小区間の互いにオーバーラップする
   区間に、前記特徴ベクトルの時系列で前の時刻との特徴
   ベクトルの変化量が大きい時刻の特徴ベクトルの時系列
   を含むように前記小区間を決定することを特徴とする請
   求項６記載の標準パターン作成方法。
10. 【請求項１０】 入力音声の特徴ベクトルの時系列を、
    互いにオーバーラップした小区間に区切る際に、均等分
    割、ポーズ区間と音声区間とで別個に、および前の時刻
    との変化量が大きい時刻の特徴ベクトルの時系列を含ま
    せるといった異なる複数の方法で区切り、 前記各方法で区切られた小区間に属する特徴ベクトルの
    時系列を平均して作成した標準パターンの初期値を用い
    てそれぞれの標準パターンを作成し、 作成された各標準パターンと前記特徴ベクトルの時系列
    とのパターンマッチングを行い、パターンマッチング距
    離が最小の標準パターンを選択することを特徴とする請
    求項６記載の標準パターン作成方法。
11. 【請求項１１】 入力音声の特徴ベクトルの時系列を互
    いにオーバーラップする小区間に区切り、それら各小区
    間に属する特徴ベクトルの時系列を平均して標準パター
    ンの初期値を作成する初期値作成のステップと、 パターンマッチングによって、前記特徴ベクトルの時系
    列と前記標準パターンの初期値の各状態とを対応付け、
    前記各状態ごとに対応付けられた特徴ベクトルの時系列
    を平均して標準パターンの更新を行う標準パターン作成
    のステップとを有する標準パターン作成をコンピュータ
    に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ
    読み取り可能な記録媒体。
12. 【請求項１２】 標準パターンの初期値を作成するステ
    ップとして、互いにオーバーラップする小区間の区間長
    を均等分割に基づいて決定し、前記各小区間に属する特
    徴ベクトルの時系列を平均して標準パターンの初期値を
    作成するオーバーラップ初期値作成のステップを有する
    ことを特徴とする請求項１１記載の記録媒体。
13. 【請求項１３】 標準パターンの初期値を作成するステ
    ップとして、互いにオーバーラップする小区間をポーズ
    区間と音声区間で別個に決定し、前記各小区間に属する
    特徴ベクトルの時系列を平均して標準パターンの初期値
    を作成するポーズ区別オーバーラップ初期値作成のステ
    ップを有することを特徴とする請求項１１記載の記録媒
    体。
14. 【請求項１４】 標準パターンの初期値を作成するステ
    ップとして、互いにオーバーラップする小区間のオーバ
    ーラップする区間に、特徴ベクトルの時系列で、前の時
    刻との変化量が大きい時刻の特徴ベクトルの時系列を含
    むように小区間を決定し、それら各小区間に属する特徴
    ベクトルの時系列を平均して標準パターンの初期値を作
    成するスペクトル変化オーバーラップ初期値作成のステ
    ップを有することを特徴とする請求項１１記載の記録媒
    体。
15. 【請求項１５】 標準パターンの初期値を作成するステ
    ップとして、均等分割に基づいて決定した各小区間に属
    する特徴ベクトルの時系列を平均して標準パターンの初
    期値を作成するオーバーラップ初期値作成のステップ
    と、ポーズ区間と音声区間とで別個に決定した各小区間
    に属する特徴ベクトルの時系列を平均して標準パターン
    の初期値を作成するポーズ区別オーバーラップ初期値作
    成のステップと、前の時刻との変化量が大きい時刻の特
    徴ベクトルを含むように決定した各小区間に属する特徴
    ベクトルの時系列を平均して標準パターンの初期値を作
    成するスペクトル変化オーバーラップ初期値作成のステ
    ップとを備え、 前記標準パターンの初期値を作成する各ステップによっ
    て作成された標準パターンの初期値を用いてそれぞれの
    標準パターンを作成する標準パターン作成のステップ
    と、 前記特徴ベクトルの時系列と前記標準パターン作成のス
    テップで作成された各標準パターンとのパターンマッチ
    ングを行い、パターンマッチング距離が最小の標準パタ
    ーンを選択する標準パターン選択のステップを有するこ
    とを特徴とする請求項１１記載の記録媒体。