JP2785939B2 - 連続音声認識装置 - Google Patents
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は音声認識装置に関する。
音声パタンは一般にベクトルの時系列 として表現できる。ここに、 は第ｉ時間の標本点における音声の特徴を示すベクトル
で、以下特徴ベクトルと称する。特徴ベクトルとしては
例えばＰチャネルのバンドパスフィルタの出力を時間標
本化したもの で表わされる。このように表現された数字音声０〜９の
パタンを は数字ｈ＝０〜９のパタンを示すものとし、Jh個の特徴
ベクトルよりなるとすると、 のようにJh個のように特徴ベクトルの系列として表わさ
れる。このような を代表して と表現する。すなわち０〜９の数字音声は、 であるとする。
で、以下特徴ベクトルと称する。特徴ベクトルとしては
例えばＰチャネルのバンドパスフィルタの出力を時間標
本化したもの で表わされる。このように表現された数字音声０〜９の
パタンを は数字ｈ＝０〜９のパタンを示すものとし、Jh個の特徴
ベクトルよりなるとすると、 のようにJh個のように特徴ベクトルの系列として表わさ
れる。このような を代表して と表現する。すなわち０〜９の数字音声は、 であるとする。
次の入力音声としては、数字音声０〜９を２桁連続し
て発生したものを考える。例として20は/ni,rei/と発生
する。このようなパターンを入力パタンと称し、一般
に、 と表現する。このような入力パタンに対して前に述べた で代表されるパタンを標準パタンと称する。
て発生したものを考える。例として20は/ni,rei/と発生
する。このようなパターンを入力パタンと称し、一般
に、 と表現する。このような入力パタンに対して前に述べた で代表されるパタンを標準パタンと称する。
特開昭51−104204号明細書には２段DPマッチングを用
いた連続単語音声認識について記述されていて本明細書
の説明もこれに従う。２段DPマッチングは部分マッチン
グ部と全体マッチング部に分けられ、部分マッチング部
では入力パタン の時間ｌを先頭とした特徴ベクトル と を組合せる点（l,1）から始まって最後の特徴ベクトル の組合せる点（ｌ＋m,J）に至る点列（i,j）（ｉ＝ｌ〜
ｌ＋m,j＝１〜Ｊ）を仮定し、特徴ベクトル との間の類似性を内積値 で評価し、ｄ（i,j）で示す。
いた連続単語音声認識について記述されていて本明細書
の説明もこれに従う。２段DPマッチングは部分マッチン
グ部と全体マッチング部に分けられ、部分マッチング部
では入力パタン の時間ｌを先頭とした特徴ベクトル と を組合せる点（l,1）から始まって最後の特徴ベクトル の組合せる点（ｌ＋m,J）に至る点列（i,j）（ｉ＝ｌ〜
ｌ＋m,j＝１〜Ｊ）を仮定し、特徴ベクトル との間の類似性を内積値 で評価し、ｄ（i,j）で示す。
すなわち、 を使って最大化問題を周知の動的計画法の原理を利用し
て計算する方法が上記公報に示されている。それによる
と、 を初期条件 のもとにｌ≦ｉ≦ｌ＋m,1≦ｊ≦Ｊの範囲で計算する
と、部分類似度ｇ（i,J）がｌ≦ｉ≦ｌ＋ｍの範囲で計
算される。全体マッチングも同様に上記公報に従い部分
マッチングで得られる部分類似度ｇ（i,J）を各標準パ
タンｈ＝０〜９の特徴ベクトル について計算しそれぞれの部分類似度gh（i,j）（ｈ＝
０〜９）を（３）式に適用し、全体マッチング計算を行
う。
て計算する方法が上記公報に示されている。それによる
と、 を初期条件 のもとにｌ≦ｉ≦ｌ＋m,1≦ｊ≦Ｊの範囲で計算する
と、部分類似度ｇ（i,J）がｌ≦ｉ≦ｌ＋ｍの範囲で計
算される。全体マッチングも同様に上記公報に従い部分
マッチングで得られる部分類似度ｇ（i,J）を各標準パ
タンｈ＝０〜９の特徴ベクトル について計算しそれぞれの部分類似度gh（i,j）（ｈ＝
０〜９）を（３）式に適用し、全体マッチング計算を行
う。
初期条件 Ｔ（０）＝０ 漸化式 ここでが選択された時 をｌ≦ｉ≦ｌ＋ｍの範囲で計算する。さらに（１），
（２），（３），（４）式を０≦ｌ≦Ｉの範囲で計算す
ることにより（３）式のＴの最大化が完了する。
（２），（３），（４）式を０≦ｌ≦Ｉの範囲で計算す
ることにより（３）式のＴの最大化が完了する。
以上の２段DPマッチングで計算されたＮ（ｉ）（ｉ＝
０〜Ｉ）とＬ（ｉ）（ｉ＝０〜Ｉ）の結果を参照して認
識単語が得られる。
０〜Ｉ）とＬ（ｉ）（ｉ＝０〜Ｉ）の結果を参照して認
識単語が得られる。
初期条件 ｉ＝Ｉ 漸化式 をｉ＝０まで計算することによってＮとして逆順に標準
パタンの番号ｈが得られる。
パタンの番号ｈが得られる。
以上で説明した２段DPマッチングでは数字音声 の時間ｌ〜ｌ＋ｍの範囲で（１），（２）式の漸化式計
算を行って類似度ｇ（i,J）（ｉ＝ｌ〜ｌ＋ｍ）を計算
する単位を１とした時 数字音声の種類ｈ（０〜９）×ｌの範囲（０〜Ｉ） 回計算が必要であり、従来までは計算回数を減らすの
に、上に示した１単位の計算回数を減ずる、あるいはｌ
の１回分の変化量を２以上にする方法があり、前者は特
開昭55−157799に示されているように種々の方法が考え
られている。後者は特開昭51−104204に示されているよ
うに変化量を２に設定しても認識性能の低下はないと示
されているが、実験によれば第３図に示すように認識性
能（認識率）は低下する。
算を行って類似度ｇ（i,J）（ｉ＝ｌ〜ｌ＋ｍ）を計算
する単位を１とした時 数字音声の種類ｈ（０〜９）×ｌの範囲（０〜Ｉ） 回計算が必要であり、従来までは計算回数を減らすの
に、上に示した１単位の計算回数を減ずる、あるいはｌ
の１回分の変化量を２以上にする方法があり、前者は特
開昭55−157799に示されているように種々の方法が考え
られている。後者は特開昭51−104204に示されているよ
うに変化量を２に設定しても認識性能の低下はないと示
されているが、実験によれば第３図に示すように認識性
能（認識率）は低下する。
本発明の目的は、（１），（２），（３），（４）式
のループ回数であるｌの１回分の変化量を２以上に設定
し、（１），（２）式の漸化式計算回数を減少させても
認識性能の低下のない２段DPマッチングを実現すること
にある。
のループ回数であるｌの１回分の変化量を２以上に設定
し、（１），（２）式の漸化式計算回数を減少させても
認識性能の低下のない２段DPマッチングを実現すること
にある。
本発明の連続音声認識装置は、 複数個の単語からなる語いの中から数個の単語を連続
して発生した入力音声を特徴ベクトルの系列として表現
し、保持するパタン保持部と、 前記語いの中に含まれる各単語に対応する標準パタン
を特徴ベクトルの時系列の形式で記憶する標準パタン記
憶部と、 標準パタンの特徴ベクトルと入力パタンの時刻ｌ以降
の特徴ベクトルとの間の類似度を示す量であるベクトル
類似度を評価するベクトル類似度計算部と、 第１の演算レジスタと、 第１の演算レジスタの内容を転写されるごとく構成さ
れた第２の演算レジスタと、 第２の演算レジスタの内容を転写されるごとく構成さ
れた第３の演算レジスタと、 第4,第5,第６の演算レジスタと、 第１の演算レジスタから読出される漸化式値と第２の
演算レジスタから読出される漸化式値と第３の演算レジ
スタから読出される漸化式値とを比較して最大となる値
を選択出力する第１の最大値選択回路と、 第１の最大値選択回路の出力信号と前記ベクトル類似
度との和を計算し新たな漸化式として第１の演算レジス
タに出力する加算回路と、 第１の演算レジスタに保持される漸化式値と第４の演
算レジスタに保持される時刻ｌ以降の漸化式値を比較し
て最大となる値を選択出力する第２の最大値選択回路
と、 第２の最大値選択回路の出力信号を第４の演算レジス
タの前記同一時刻へ向けて出力し、第２の最大値選択回
路での第１の演算レジスタが出力する漸化式値が選択さ
れた時前記入力パタンの時刻ｌおよび前記標準パタンの
番号をそれぞれ第５および第６の演算レジスタの前記同
一時刻へ出力し、入力パタンの次の時刻ｌからの特徴ベ
クトルと標準パタンの特徴ベクトルとの間の類似性を調
べるにあたり、すでに時刻ｌ＋ｍまでの漸化式値が保持
されている第４の演算レジスタの時刻ｌからの漸化式値
を、第５の演算レジスタの時刻ｌから出力される入力パ
タンの時刻群が同一値、かつ第６の演算レジスタの時刻
ｌから出力される標準パタン番号群が同一値の間漸化式
の初期値として第２の演算レジスタの時刻ｌ以降へ出力
し、前記同一値が続いた時間だけ時刻ｌに変化量として
加算し次の漸化式計算に備える制御部と、 時刻ｌが入力パタンの時間長に至った時第５の演算レ
ジスタから出力される入力パタンの時刻群と第６の演算
レジスタから出力される標準パタン番号群を入力し連続
する単語番号を出力する判定部とを有している。
して発生した入力音声を特徴ベクトルの系列として表現
し、保持するパタン保持部と、 前記語いの中に含まれる各単語に対応する標準パタン
を特徴ベクトルの時系列の形式で記憶する標準パタン記
憶部と、 標準パタンの特徴ベクトルと入力パタンの時刻ｌ以降
の特徴ベクトルとの間の類似度を示す量であるベクトル
類似度を評価するベクトル類似度計算部と、 第１の演算レジスタと、 第１の演算レジスタの内容を転写されるごとく構成さ
れた第２の演算レジスタと、 第２の演算レジスタの内容を転写されるごとく構成さ
れた第３の演算レジスタと、 第4,第5,第６の演算レジスタと、 第１の演算レジスタから読出される漸化式値と第２の
演算レジスタから読出される漸化式値と第３の演算レジ
スタから読出される漸化式値とを比較して最大となる値
を選択出力する第１の最大値選択回路と、 第１の最大値選択回路の出力信号と前記ベクトル類似
度との和を計算し新たな漸化式として第１の演算レジス
タに出力する加算回路と、 第１の演算レジスタに保持される漸化式値と第４の演
算レジスタに保持される時刻ｌ以降の漸化式値を比較し
て最大となる値を選択出力する第２の最大値選択回路
と、 第２の最大値選択回路の出力信号を第４の演算レジス
タの前記同一時刻へ向けて出力し、第２の最大値選択回
路での第１の演算レジスタが出力する漸化式値が選択さ
れた時前記入力パタンの時刻ｌおよび前記標準パタンの
番号をそれぞれ第５および第６の演算レジスタの前記同
一時刻へ出力し、入力パタンの次の時刻ｌからの特徴ベ
クトルと標準パタンの特徴ベクトルとの間の類似性を調
べるにあたり、すでに時刻ｌ＋ｍまでの漸化式値が保持
されている第４の演算レジスタの時刻ｌからの漸化式値
を、第５の演算レジスタの時刻ｌから出力される入力パ
タンの時刻群が同一値、かつ第６の演算レジスタの時刻
ｌから出力される標準パタン番号群が同一値の間漸化式
の初期値として第２の演算レジスタの時刻ｌ以降へ出力
し、前記同一値が続いた時間だけ時刻ｌに変化量として
加算し次の漸化式計算に備える制御部と、 時刻ｌが入力パタンの時間長に至った時第５の演算レ
ジスタから出力される入力パタンの時刻群と第６の演算
レジスタから出力される標準パタン番号群を入力し連続
する単語番号を出力する判定部とを有している。
表１に従来技術により計算した２段DPマッチング結果
を示す。
を示す。
（１）（２）（３）（４）式で計算されたＮ（ｉ）,L
（ｉ）（ｉ＝０〜Ｉ）は表１のｉ＝24〜26のように同じ
値が連続する場合がある。この結果の状態遷移図が第２
図である。第２図から（５）式の漸化式を計算すると、
状態61〜63（ｉ）の遷移先は64〜66（Ｌ（ｉ））が示す
ように、状態60を指し、さらに（５）式のＮ（ｉ）が状
態61〜63の間で同じ時、61〜63の状態からの遷移は67〜
69のいずれの遷移でも同じ結果が得られる。前向きDPマ
ッチングは、第４図に示すように、音声の始端（状態6
0）から（１），（２）式を使って最適な遷移64〜66を
算出するため、状態61〜63の始端として最適な遷移67〜
69を算出するときには状態61〜63の遷移先Ｌ（ｉ）は状
態60を指し、単語番号Ｎ（ｉ）もすでに決定している。
64〜69は遷移先（DPパス）を示している。以上より、状
態61,62,63の遷移先は１つの状態60であるため、64,65,
66のいずれかの遷移をしても同じ単語番号が得られる。
次の遷移である67,68,69はそれぞれ状態61,62,63を指し
ているが、どの状態へ遷移しても64,65,66の遷移により
状態60を指すため、67,68,69の遷移を求める際に（２）
式のように１つの状態からの遷移だけを（１）式で求め
るのではなく、（７），（８）式のように同時に多数の
状態（この場合は61,62,63）への遷移を求めることがで
きる。（２）式のｌが状態61〜63に対応し、（１）式を
計算する時にはすでに状態61〜63の遷移のいずれでも同
じ結果が得られることがわかっているため、（２）式の
初期値を状態61〜63のＴ（ｉ）（ｉ＝ｌ〜ｌ＋２）をｇ
（i,1）（ｉ＝ｌ〜ｌ＋２）へ設定し（１）式を計算し
ても同じ結果が得られる。
（ｉ）（ｉ＝０〜Ｉ）は表１のｉ＝24〜26のように同じ
値が連続する場合がある。この結果の状態遷移図が第２
図である。第２図から（５）式の漸化式を計算すると、
状態61〜63（ｉ）の遷移先は64〜66（Ｌ（ｉ））が示す
ように、状態60を指し、さらに（５）式のＮ（ｉ）が状
態61〜63の間で同じ時、61〜63の状態からの遷移は67〜
69のいずれの遷移でも同じ結果が得られる。前向きDPマ
ッチングは、第４図に示すように、音声の始端（状態6
0）から（１），（２）式を使って最適な遷移64〜66を
算出するため、状態61〜63の始端として最適な遷移67〜
69を算出するときには状態61〜63の遷移先Ｌ（ｉ）は状
態60を指し、単語番号Ｎ（ｉ）もすでに決定している。
64〜69は遷移先（DPパス）を示している。以上より、状
態61,62,63の遷移先は１つの状態60であるため、64,65,
66のいずれかの遷移をしても同じ単語番号が得られる。
次の遷移である67,68,69はそれぞれ状態61,62,63を指し
ているが、どの状態へ遷移しても64,65,66の遷移により
状態60を指すため、67,68,69の遷移を求める際に（２）
式のように１つの状態からの遷移だけを（１）式で求め
るのではなく、（７），（８）式のように同時に多数の
状態（この場合は61,62,63）への遷移を求めることがで
きる。（２）式のｌが状態61〜63に対応し、（１）式を
計算する時にはすでに状態61〜63の遷移のいずれでも同
じ結果が得られることがわかっているため、（２）式の
初期値を状態61〜63のＴ（ｉ）（ｉ＝ｌ〜ｌ＋２）をｇ
（i,1）（ｉ＝ｌ〜ｌ＋２）へ設定し（１）式を計算し
ても同じ結果が得られる。
次に従来技術での説明と同様に漸化式で示す。（１）
式までは全く同様であり（６）式から示す。
式までは全く同様であり（６）式から示す。
漸化式 初期条件 while（Ｎ（ｌ＋ａ）＝Ｎ（ｌ＋ａ＋１） かつＬ（ｌ＋ａ）＝Ｌ（ｌ＋ａ＋１）） のもとにｌ≦ｉ≦ｌ＋m,1≦ｊ≦Ｊの範囲で計算すると
部分類似度ｇ（i,J）がｌ≦ｉ≦ｌ＋ｍの範囲で計算さ
れる。（３）（４）式は従来技術と同じであり省略し、
（４）式の次から説明する。さらに（６）（７）（８）
（３）（４）式を０≦ｌ≦Ｉの範囲で計算することによ
りＴの最大化が完了する。この時ｌの変化量は（８）式
のａとなる。（５）式は従来技術と同じであり、省略す
る。
部分類似度ｇ（i,J）がｌ≦ｉ≦ｌ＋ｍの範囲で計算さ
れる。（３）（４）式は従来技術と同じであり省略し、
（４）式の次から説明する。さらに（６）（７）（８）
（３）（４）式を０≦ｌ≦Ｉの範囲で計算することによ
りＴの最大化が完了する。この時ｌの変化量は（８）式
のａとなる。（５）式は従来技術と同じであり、省略す
る。
（８）式の初期値設定は、（６）式の漸化式をｌ≦ｉ
≦ｌ＋m,1≦ｊ≦Ｊの範囲で計算する前に漸化式の初期
値としてｇ（ｌ＋１＋ａ）に（８）式の条件が満たされ
る所のＴ（ｌ＋１＋ａ）を代入する。これによりａの値
は１以上に設定され（４）式を実行し次の漸化式計算に
移る。次の漸化式計算では前記同様（８）式により漸化
式の初期値を代入するが、（８）式のａの値は１以上の
ため（９）式を実行するとｌ値の変化は１以上の変化を
し、前記同様に（８）式の条件が満たされる所のＴ（ｌ
＋１＋ａ）をｇ（ｌ＋１＋ａ）に代入する。この時もａ
は１以上に設定されるので（９）式を実行することによ
りｌの間隔が１以上あいたことになる。
≦ｌ＋m,1≦ｊ≦Ｊの範囲で計算する前に漸化式の初期
値としてｇ（ｌ＋１＋ａ）に（８）式の条件が満たされ
る所のＴ（ｌ＋１＋ａ）を代入する。これによりａの値
は１以上に設定され（４）式を実行し次の漸化式計算に
移る。次の漸化式計算では前記同様（８）式により漸化
式の初期値を代入するが、（８）式のａの値は１以上の
ため（９）式を実行するとｌ値の変化は１以上の変化を
し、前記同様に（８）式の条件が満たされる所のＴ（ｌ
＋１＋ａ）をｇ（ｌ＋１＋ａ）に代入する。この時もａ
は１以上に設定されるので（９）式を実行することによ
りｌの間隔が１以上あいたことになる。
例えば平均的にａの値が２の時にはｌの間隔として、
１つおきとなり漸化式の計算量はａが１の時に比べて半
分ですむ。
１つおきとなり漸化式の計算量はａが１の時に比べて半
分ですむ。
以上より従来技術で示した（１）（２）式の漸化式計
算回数を１とした時の２段DPマッチングの計算回数はｌ
がＩに至るまでに（８）式のａを積算した回数だけ減少
したことになる。計算回数は 数字音声の種類ｈ×(ｌの範囲（０〜Ｉ）−ａの積算値) に減少する。すなわち、従来の方法ではｌが１増加する
たびに（６）（７）（８）（３）（４）式を実行してい
たが、前に説明したようにｌがａ増加するたびに（６）
（７）（８）（３）（４）式を実行すればよいため、計
算回数は（ａ−１）を累積した回数だけ減ったことにな
る。また、このように計算回数が減少したにもかかわら
ず認識性能は従来技術で示した方法による２段DPマッチ
ングと同じものが得られる。
算回数を１とした時の２段DPマッチングの計算回数はｌ
がＩに至るまでに（８）式のａを積算した回数だけ減少
したことになる。計算回数は 数字音声の種類ｈ×(ｌの範囲（０〜Ｉ）−ａの積算値) に減少する。すなわち、従来の方法ではｌが１増加する
たびに（６）（７）（８）（３）（４）式を実行してい
たが、前に説明したようにｌがａ増加するたびに（６）
（７）（８）（３）（４）式を実行すればよいため、計
算回数は（ａ−１）を累積した回数だけ減ったことにな
る。また、このように計算回数が減少したにもかかわら
ず認識性能は従来技術で示した方法による２段DPマッチ
ングと同じものが得られる。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は本発明の連続音声認識装置の一実施例のブロ
ック図である。
ック図である。
本実施例は、標準パタン記憶部11と、標準パタン保持
部12と、入力部14と、入力パタン保持部13と、ベクルト
類似度計算部15と、第１の最大値選択回路16と、加算回
路17と、第1,第2,第3,第4,第5,第６の演算レジスタ18,1
9,20,29,30,31と、第1,第2,第3,第4,第5,第6,のゲート2
1,22,23,25,26,28と、第２の最大値選択回路24と、第1,
第２の比較器32,33と、制御部27と、判定部34とで構成
されている。
部12と、入力部14と、入力パタン保持部13と、ベクルト
類似度計算部15と、第１の最大値選択回路16と、加算回
路17と、第1,第2,第3,第4,第5,第６の演算レジスタ18,1
9,20,29,30,31と、第1,第2,第3,第4,第5,第6,のゲート2
1,22,23,25,26,28と、第２の最大値選択回路24と、第1,
第２の比較器32,33と、制御部27と、判定部34とで構成
されている。
標準パタン記憶部11は制御信号ａによって指定される
標準パタン を標準パタン保持部12に送る。入力部14は、入力音声よ
り入力パタン を構成し、入力パタン保持部13に送る。入力パタン保持
部13は、入力パタン を保持し、制御部27よりの信号ｃによって指定される特
徴ベクトル をベクトル類似度計算部15に送る。標準パタン保持部12
も制御部27よりの信号ｃによって指定される特徴ベクト
ル をベクトル類似度計算部15に送る。ベクトル類似度計算
部15には の組合せが得られるが、この組合せは動的計画計算に必
要な行を構成するように定められるものとする。すなわ
ち制御部27よりの信号b,cは各ｊ行の（i,j）なる組合せ
をｉ＝ｌ〜ｌ＋ｍについて発生するように与えられるも
のとする。ベクトル類似度計算部15は例えば周知の乗算
回路、加算回路およびレジスタで構成され、これによっ
て特徴ベクトル の要素に関して積和計算を行うことによって の内積を計算し、その値をベクトル類似度Z1として出力
する。これは（６）式の右辺第１項に対応する。第１の
演算レジスタ18は漸化式値ｇ（ｉ−1,j）（ｉ＝ｌ〜ｌ
＋ｍ）を記憶できるようなシフトデジスタよりなるもの
とし、最下部にｇ（ｉ−1,j）を書込んだ後１数字ずつ
上方にシフトされるものとする。すなわちｉの変化に対
応してシフトされる。これによって信号x1としては常に
ｇ（ｉ−1,j）が得られる。第２の演算レジスタ19およ
び第３の演算レジスタ20は第１の演算レジスタ18と同様
の構成を持ち、それぞれｇ（ｉ−1,j−１）,g（ｉ−1,j
−２）（ｉ＝ｌ〜ｌ＋ｍ）を保持し、第１の演算レジス
タ18と同様にシフトされx2,x3はそれぞれ漸化式値ｇ
（ｉ−1,j−１）,g（ｉ−1,j−２）が常にえられる。第
１の最大値選択回路16は前記信号x1＝ｇ（ｉ−1,j）とx
2＝（ｉ−1,j−１）とx3＝ｇ（ｉ−1,j−２）の大なる
ものを決定し、信号z2として加算回路17に送る。これに
よって（６）式の右辺第２項が得られたことになる。加
算回路17でz1＋z2の演算結果z3として（６）式の右辺の
計算が完了し、これを第１の演算レジスタ18の最下部に
書き込む。（６）式の計算はｇ（i,j）について終った
ことになり、次の点ｇ（ｉ＋1,j）についての計算に移
る。このとき第１の演算レジスタ18、第２の演算レジス
タ19、第３の演算レジスタ20はシフトされるので信号x
1,x2,x3はそれぞれ漸化式値ｇ（i,j）,g（i,j−１）,g
（i,j−２）が出力され新たな漸化式値ｇ（ｉ＋1,j）は
これらをもとに計算されることになる。このような計算
をｉ＝ｌ〜ｌ＋ｍについて行うことによりｊ行は終了す
る。この時点で第１の演算レジスタ18に漸化式値ｇ（i,
j）（ｉ＝ｌ〜ｌ＋ｍ）が得られる。制御部27よりの信
号d,eによって第1,第２のゲート21,22を開き第１の演算
レジスタ18の内容を第２の演算レジスタ19に移し、第２
の演算レジスタ19の内容を第３の演算レジスタ20に移す
ことにより第2,第３の演算レジスタ19,20の内容はそれ
ぞれｇ（ｉ−1,j）,g（ｉ−1,j−１）（ｉ＝ｌ〜ｌ＋
ｍ）となり、これをもとにして第ｊ＋１行の計算が可能
となる。かくしてＪ行まで計算を行うと第１の演算レジ
スタ18には漸化式値ｇ（i,Jh）（ｉ＝ｌ〜ｌ＋ｍ）が得
られる。制御部27からの信号ｆにより第３のゲート23を
開き、第１の演算レジスタ18の（ｌ＋m,j）から出力さ
れるx4と第４の演算レジスタ29のＴ（ｌ＋ｍ）から出力
されるx5を第２の最大値選択回路24が入力し大なるもの
をz4として第４の演算レジスタ29のＴ（ｌ＋ｍ）へ書込
む。以上の動作を、表２に示すように、ｇ（ｌ＋m,J）,
T（ｌ＋ｍ）まで行なう。
標準パタン を標準パタン保持部12に送る。入力部14は、入力音声よ
り入力パタン を構成し、入力パタン保持部13に送る。入力パタン保持
部13は、入力パタン を保持し、制御部27よりの信号ｃによって指定される特
徴ベクトル をベクトル類似度計算部15に送る。標準パタン保持部12
も制御部27よりの信号ｃによって指定される特徴ベクト
ル をベクトル類似度計算部15に送る。ベクトル類似度計算
部15には の組合せが得られるが、この組合せは動的計画計算に必
要な行を構成するように定められるものとする。すなわ
ち制御部27よりの信号b,cは各ｊ行の（i,j）なる組合せ
をｉ＝ｌ〜ｌ＋ｍについて発生するように与えられるも
のとする。ベクトル類似度計算部15は例えば周知の乗算
回路、加算回路およびレジスタで構成され、これによっ
て特徴ベクトル の要素に関して積和計算を行うことによって の内積を計算し、その値をベクトル類似度Z1として出力
する。これは（６）式の右辺第１項に対応する。第１の
演算レジスタ18は漸化式値ｇ（ｉ−1,j）（ｉ＝ｌ〜ｌ
＋ｍ）を記憶できるようなシフトデジスタよりなるもの
とし、最下部にｇ（ｉ−1,j）を書込んだ後１数字ずつ
上方にシフトされるものとする。すなわちｉの変化に対
応してシフトされる。これによって信号x1としては常に
ｇ（ｉ−1,j）が得られる。第２の演算レジスタ19およ
び第３の演算レジスタ20は第１の演算レジスタ18と同様
の構成を持ち、それぞれｇ（ｉ−1,j−１）,g（ｉ−1,j
−２）（ｉ＝ｌ〜ｌ＋ｍ）を保持し、第１の演算レジス
タ18と同様にシフトされx2,x3はそれぞれ漸化式値ｇ
（ｉ−1,j−１）,g（ｉ−1,j−２）が常にえられる。第
１の最大値選択回路16は前記信号x1＝ｇ（ｉ−1,j）とx
2＝（ｉ−1,j−１）とx3＝ｇ（ｉ−1,j−２）の大なる
ものを決定し、信号z2として加算回路17に送る。これに
よって（６）式の右辺第２項が得られたことになる。加
算回路17でz1＋z2の演算結果z3として（６）式の右辺の
計算が完了し、これを第１の演算レジスタ18の最下部に
書き込む。（６）式の計算はｇ（i,j）について終った
ことになり、次の点ｇ（ｉ＋1,j）についての計算に移
る。このとき第１の演算レジスタ18、第２の演算レジス
タ19、第３の演算レジスタ20はシフトされるので信号x
1,x2,x3はそれぞれ漸化式値ｇ（i,j）,g（i,j−１）,g
（i,j−２）が出力され新たな漸化式値ｇ（ｉ＋1,j）は
これらをもとに計算されることになる。このような計算
をｉ＝ｌ〜ｌ＋ｍについて行うことによりｊ行は終了す
る。この時点で第１の演算レジスタ18に漸化式値ｇ（i,
j）（ｉ＝ｌ〜ｌ＋ｍ）が得られる。制御部27よりの信
号d,eによって第1,第２のゲート21,22を開き第１の演算
レジスタ18の内容を第２の演算レジスタ19に移し、第２
の演算レジスタ19の内容を第３の演算レジスタ20に移す
ことにより第2,第３の演算レジスタ19,20の内容はそれ
ぞれｇ（ｉ−1,j）,g（ｉ−1,j−１）（ｉ＝ｌ〜ｌ＋
ｍ）となり、これをもとにして第ｊ＋１行の計算が可能
となる。かくしてＪ行まで計算を行うと第１の演算レジ
スタ18には漸化式値ｇ（i,Jh）（ｉ＝ｌ〜ｌ＋ｍ）が得
られる。制御部27からの信号ｆにより第３のゲート23を
開き、第１の演算レジスタ18の（ｌ＋m,j）から出力さ
れるx4と第４の演算レジスタ29のＴ（ｌ＋ｍ）から出力
されるx5を第２の最大値選択回路24が入力し大なるもの
をz4として第４の演算レジスタ29のＴ（ｌ＋ｍ）へ書込
む。以上の動作を、表２に示すように、ｇ（ｌ＋m,J）,
T（ｌ＋ｍ）まで行なう。
これにより（３）式の演算が完了する。この時大なる
ものがx4の時は第５のゲート26、第６のゲート28を開
き、第５の演算レジスタ30のＬ（ｌ＋ｍ）と第６の演算
レジスタ31のＮ（ｌ＋ｍ）へ制御部27から出力されるｌ
を示すｃと標準パタン番号ａを書込む。これにより
（４）式が完了する。制御信号ｑが出力するアドレスｍ
を０からインクリメントしｍ＝Ｉになるまで前記x4,x5
の比較演算を行い（３）（４）式の全体マッチングが完
了する。
ものがx4の時は第５のゲート26、第６のゲート28を開
き、第５の演算レジスタ30のＬ（ｌ＋ｍ）と第６の演算
レジスタ31のＮ（ｌ＋ｍ）へ制御部27から出力されるｌ
を示すｃと標準パタン番号ａを書込む。これにより
（４）式が完了する。制御信号ｑが出力するアドレスｍ
を０からインクリメントしｍ＝Ｉになるまで前記x4,x5
の比較演算を行い（３）（４）式の全体マッチングが完
了する。
このような動作を各標準パタン （ｈ＝０〜９）について行うことにより第４の演算レジ
スタ29には入力パタンの時間ｌを始端とした時の最大の
類似度が（ｌ＋ｍ）まで得られ、第5.第６の演算レジス
タ30,31には第４の演算レジスタ29に対応した入力パタ
ンの時間ｌとこれを始端とした標準パタン番号ｈが記憶
される。
スタ29には入力パタンの時間ｌを始端とした時の最大の
類似度が（ｌ＋ｍ）まで得られ、第5.第６の演算レジス
タ30,31には第４の演算レジスタ29に対応した入力パタ
ンの時間ｌとこれを始端とした標準パタン番号ｈが記憶
される。
制御部27から出力される制御信号ｑにより第４のゲー
ト25を開け、第４の演算レジスタ29の漸化式値Ｔ（ｌ）
を第２の演算レジスタ19へ初期値としてｇ（l,j−１）
へ書込む。これにより（７）式が完了する。さらに、第
1,第２の比較器32,33から出力される制御信号k,nが共に
“1"の時は制御部27から出力される制御信号ｑによりｌ
をインクリメントし、第４の演算レジスタ29の漸化式値
Ｔ（ｌ）を第２の演算レジスタ19のｇ（l,j−１）を書
込む。この動作を制御部27の制御信号ｑによりｌをイン
クリメントしながら制御信号k,nが共に“1"の間続け
る。これにより（８）式の初期条件が完了する。第1,第
２の比較器32,33から出力される制御信号k,nは第５の演
算レジスタ30のＬ（ｌ）が出力されるx6x7＝Ｌ（ｌ＋
１）が第１の比較器32に入力され、x6とx7が同値の時制
御信号ｎを“1"にする。第６の演算レジスタ31のＮ
（ｌ）が出力するx8のＮ（ｌ＋１）が出力するx9が第２
の比較器33に入力されx8とx9が同値の時制御信号ｋを
“1"にする。この動作は（８）式のwhile文を動作す
る。以上の動作を制御信号k,nが共に“1"の間制御部27
から出力される制御信号ｑにより次々にｌをインクリメ
ントして行い、第４のゲート26の制御信号とする。
ト25を開け、第４の演算レジスタ29の漸化式値Ｔ（ｌ）
を第２の演算レジスタ19へ初期値としてｇ（l,j−１）
へ書込む。これにより（７）式が完了する。さらに、第
1,第２の比較器32,33から出力される制御信号k,nが共に
“1"の時は制御部27から出力される制御信号ｑによりｌ
をインクリメントし、第４の演算レジスタ29の漸化式値
Ｔ（ｌ）を第２の演算レジスタ19のｇ（l,j−１）を書
込む。この動作を制御部27の制御信号ｑによりｌをイン
クリメントしながら制御信号k,nが共に“1"の間続け
る。これにより（８）式の初期条件が完了する。第1,第
２の比較器32,33から出力される制御信号k,nは第５の演
算レジスタ30のＬ（ｌ）が出力されるx6x7＝Ｌ（ｌ＋
１）が第１の比較器32に入力され、x6とx7が同値の時制
御信号ｎを“1"にする。第６の演算レジスタ31のＮ
（ｌ）が出力するx8のＮ（ｌ＋１）が出力するx9が第２
の比較器33に入力されx8とx9が同値の時制御信号ｋを
“1"にする。この動作は（８）式のwhile文を動作す
る。以上の動作を制御信号k,nが共に“1"の間制御部27
から出力される制御信号ｑにより次々にｌをインクリメ
ントして行い、第４のゲート26の制御信号とする。
以上の動作を制御部27から出力される制御信号ｑによ
り演算レジスタ18〜20,29〜31の位置を示すｌがインク
リメントされ、Ｉに至った時、制御部27により制御信号
ｑがレジスタ31に出力されレジスタ31ではＮ（Ｉ）をx1
1へ出力する。同時にレジスタ30にも制御信号ｑが出力
されx10へＬ（Ｉ）が出力される。判定部34ではx10を次
の制御信号として制御部27へ送る。この１回の操作で
（５）式が１回実行される。制御部27では判定部34から
送られてきた信号をさらにｑとしてレジスタ30とレジス
タ31に送り、レジスタ31ではＮ（ｉ）をx11へ出力し、
レジスタ30はＬ（ｉ）をx10へ出力する。以上の動作を
Ｌ（ｉ）＝０（音声始端）になるまでくり返す。判定部
34では次々に送られてくるx11を逆にならべ最後に出力
されたx11を先頭に出力結果として出力する。
り演算レジスタ18〜20,29〜31の位置を示すｌがインク
リメントされ、Ｉに至った時、制御部27により制御信号
ｑがレジスタ31に出力されレジスタ31ではＮ（Ｉ）をx1
1へ出力する。同時にレジスタ30にも制御信号ｑが出力
されx10へＬ（Ｉ）が出力される。判定部34ではx10を次
の制御信号として制御部27へ送る。この１回の操作で
（５）式が１回実行される。制御部27では判定部34から
送られてきた信号をさらにｑとしてレジスタ30とレジス
タ31に送り、レジスタ31ではＮ（ｉ）をx11へ出力し、
レジスタ30はＬ（ｉ）をx10へ出力する。以上の動作を
Ｌ（ｉ）＝０（音声始端）になるまでくり返す。判定部
34では次々に送られてくるx11を逆にならべ最後に出力
されたx11を先頭に出力結果として出力する。
以上説明したように本発明は、単語と単語の間の区切
りの所で（７）（８）式のように前につながっていた単
語のDPマッチング結果を初期値として代入することによ
り、漸化式計算回数を減少させても、認識性能が低下し
ないという効果がある。
りの所で（７）（８）式のように前につながっていた単
語のDPマッチング結果を初期値として代入することによ
り、漸化式計算回数を減少させても、認識性能が低下し
ないという効果がある。
第１図は本発明の連続音声認識装置の一実施例のブロッ
ク図、第２図はＮ（ｉ）,L（ｉ）の状態遷移を示す図、
第３図は従来技術におけるｌの変化量と認識率の関係を
示すグラフ、第４図は状態の遷移を示す図である。 11……標準パタン記憶部、 12……標準パタン保持部、 13……入力パタン保持部、 14……入力部、 15……ベクトル類似度計算部、 16……第１の最大値選択回路、 17……加算回路、 18……第１の演算レジスタ、 19……第２の演算レジスタ、 20……第３の演算レジスタ、 21……第１のゲート、 22……第２のゲート、23……第２のゲート、 24……第２の最大値選択回路、 25……第４のゲート、26……第５のゲート、 27……制御部、28……第６のゲート、 29……第４の演算レジスタ、 30……第５の演算レジスタ、 31……第６の演算レジスタ、 32……第１の比較器、 33……第２の比較器、 34……判定部。
ク図、第２図はＮ（ｉ）,L（ｉ）の状態遷移を示す図、
第３図は従来技術におけるｌの変化量と認識率の関係を
示すグラフ、第４図は状態の遷移を示す図である。 11……標準パタン記憶部、 12……標準パタン保持部、 13……入力パタン保持部、 14……入力部、 15……ベクトル類似度計算部、 16……第１の最大値選択回路、 17……加算回路、 18……第１の演算レジスタ、 19……第２の演算レジスタ、 20……第３の演算レジスタ、 21……第１のゲート、 22……第２のゲート、23……第２のゲート、 24……第２の最大値選択回路、 25……第４のゲート、26……第５のゲート、 27……制御部、28……第６のゲート、 29……第４の演算レジスタ、 30……第５の演算レジスタ、 31……第６の演算レジスタ、 32……第１の比較器、 33……第２の比較器、 34……判定部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G10L 3/00 533 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】複数個の単語からなる語いの中から数個の
単語を連続して発生した入力音声を特徴ベクトルの系列
として表現し、保持するパタン保持部と、 前記語いの中に含まれる各単語に対応する標準パタンを
特徴ベクトルの時系列の形式で記憶する標準パタン記憶
部と、 標準パタンの特徴ベクトルと入力パタンの時刻ｌ以降の
特徴ベクトルとの間の類似度を示す量であるベクトル類
似度を評価するベクトル類似度計算部と、 第１の演算レジスタと、 第１の演算レジスタの内容を転写されるごとく構成され
た第２の演算レジスタと、 第２の演算レジスタの内容を転写されるごとく構成され
た第３の演算レジスタと、 第4,第5,第６の演算レジスタと、 第１の演算レジスタから読出される漸化式値と第２の演
算レジスタから読出される漸化式値と第３の演算レジス
タから読出される漸化式値とを比較して最大となる値を
選択出力する第１の最大値選択回路と、 第１の最大値選択回路の出力信号と前記ベクトル類似度
との和を計算し新たな漸化式として第１の演算レジスタ
に出力する加算回路と、 第１の演算レジスタに保持される漸化式値と第４の演算
レジスタに保持される時刻ｌ以降の漸化式値を比較して
最大となる値を選択出力する第２の最大値選択回路と、 第２の最大値選択回路の出力信号を第４の演算レジスタ
の前記同一時刻へ向けて出力し、第２の最大値選択回路
で第１の演算レジスタが出力する漸化式値が選択された
時前記入力パタン時刻ｌおよび前記標準パタンの番号を
それぞれ第５および第６の演算レジスタの前記同一時刻
へ出力し、入力パタンの次の時刻ｌからの特徴ベクトル
と標準パタンの特徴ベクトルとの間の類似性を調べるに
あたり、すでに時刻ｌ＋ｍまでの漸化式値が保持されて
いる第４の演算レジスタの時刻ｌからの漸化式値を、第
５の演算レジスタの時刻ｌから出力される入力パタンの
時刻群が同一値、かつ第６の演算レジスタの時刻ｌから
出力される標準パタン番号群が同一値の間漸化式の初期
値として第２の演算レジスタの時刻ｌ以降へ出力し、前
記同一値が続いた時間だけ時刻ｌに変化量として加算し
次の漸化式計算に備える制御部と、 時刻ｌが入力パタンの時間長に至った時第５の演算レジ
スタから出力される入力パタンの時刻群と第６の演算レ
ジスタから出力される標準パタン番号群を入力し連続す
る単語番号を出力する判定部を有する連続音声認識装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63169848A JP2785939B2 (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | 連続音声認識装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63169848A JP2785939B2 (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | 連続音声認識装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0218599A JPH0218599A (ja) | 1990-01-22 |
| JP2785939B2 true JP2785939B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=15894059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63169848A Expired - Lifetime JP2785939B2 (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | 連続音声認識装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2785939B2 (ja) |
-
1988
- 1988-07-06 JP JP63169848A patent/JP2785939B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 電子通信学会論文誌 Ｖｏｌ．Ｊ６６−Ｄ，Ｎｏ．６，Ｐ．６３７〜６４４（昭和５８年６月） |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0218599A (ja) | 1990-01-22 |
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