JPH0574839B2 - - Google Patents
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- JPH0574839B2 JPH0574839B2 JP60153217A JP15321785A JPH0574839B2 JP H0574839 B2 JPH0574839 B2 JP H0574839B2 JP 60153217 A JP60153217 A JP 60153217A JP 15321785 A JP15321785 A JP 15321785A JP H0574839 B2 JPH0574839 B2 JP H0574839B2
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- Japan
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- preliminary selection
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Links
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000010187 selection method Methods 0.000 claims description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 9
- 238000003909 pattern recognition Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はパタン認識装置、特に音声のように特
徴ベクトルの系列としてあらわされるパタンの認
識の改良に関する。
徴ベクトルの系列としてあらわされるパタンの認
識の改良に関する。
（従来技術とその問題点）
パタン認識の方法として認識すべきパタンをあ
らかじめ標準パタンとして用意して、認識時に入
力される未知パタンを標準パタンと比較して最も
類似しているものを求める方法が従来から広く用
いられている。音声パタンのように特徴ベクトル
の系列として表わされるパタンでは類似度を求め
るため、２つのベクトル系列を比較することが必
要であるが、一般にベクトル系列同志の比較は処
理量が大きい。特に、入力連続音声から、これに
含まれる可能性のある単語を抽出する場合のよう
に、入力パタンから入力パタンの部分パタンとの
類似性の高い可能性のある標準パタンを候補とし
て抽出する場合には、入力パタンのどの部分に標
準パタンが対応するかをも問題にしなければなら
ないため、上記のベクトル系列同志の比較の処理
量は非常に大きなものとなる。このため、精密に
ベクトル系列同志を比較する以前に、大まかな処
理により標準パタンの候補を限定することによ
り、処理量を低減化する方法がいろいろ提案され
ている。しかし、予備選択法自体がそれ程、処理
量が少なくないこと、および予備選択法により処
理量は低減するが予備選択で本来選択されるべき
標準パタンの選択もれがあるため、認識率の低下
をもたらすことなどの問題があつた。
らかじめ標準パタンとして用意して、認識時に入
力される未知パタンを標準パタンと比較して最も
類似しているものを求める方法が従来から広く用
いられている。音声パタンのように特徴ベクトル
の系列として表わされるパタンでは類似度を求め
るため、２つのベクトル系列を比較することが必
要であるが、一般にベクトル系列同志の比較は処
理量が大きい。特に、入力連続音声から、これに
含まれる可能性のある単語を抽出する場合のよう
に、入力パタンから入力パタンの部分パタンとの
類似性の高い可能性のある標準パタンを候補とし
て抽出する場合には、入力パタンのどの部分に標
準パタンが対応するかをも問題にしなければなら
ないため、上記のベクトル系列同志の比較の処理
量は非常に大きなものとなる。このため、精密に
ベクトル系列同志を比較する以前に、大まかな処
理により標準パタンの候補を限定することによ
り、処理量を低減化する方法がいろいろ提案され
ている。しかし、予備選択法自体がそれ程、処理
量が少なくないこと、および予備選択法により処
理量は低減するが予備選択で本来選択されるべき
標準パタンの選択もれがあるため、認識率の低下
をもたらすことなどの問題があつた。
（発明の目的）
本発明は、少ない処理量で標準パタンの予備選
択を行ない、かつ予備選択を行わなかつたときと
比べても選択もれが起こらず認識率の低下が生じ
ない予備選択方法を提供することにより高速で安
価なパタン認識装置を実現することを目的として
いる。
択を行ない、かつ予備選択を行わなかつたときと
比べても選択もれが起こらず認識率の低下が生じ
ない予備選択方法を提供することにより高速で安
価なパタン認識装置を実現することを目的として
いる。
（発明の構成）
本発明は、入力パタンの部分パタンとの類似性
の高い可能性のある標準パタンを候補として抽出
する標準パタン予備選択方法において、入力パタ
ンの特徴ベクトル系列から生成されるベクトル空
間上の超球と、標準パタンの特徴ベクトル系列か
ら生成されるベクトル空間上の超球との位置関係
から前記標準パタンを候補として抽出するか否か
を決定することを特徴とする。
の高い可能性のある標準パタンを候補として抽出
する標準パタン予備選択方法において、入力パタ
ンの特徴ベクトル系列から生成されるベクトル空
間上の超球と、標準パタンの特徴ベクトル系列か
ら生成されるベクトル空間上の超球との位置関係
から前記標準パタンを候補として抽出するか否か
を決定することを特徴とする。
（実施例）
一般に標準パタンを用いたパタン認識装置では
第１図に示されるように、学習モードと認識モー
ドの２つの動作モードをもち、図中、Ｓで示され
るモードスイツチが学習モードの時にはＲ側に接
続され処理部１０で特徴抽出された学習パタンの
ベクトル系列が標準パタンメモリ２０へ格納され
る。
第１図に示されるように、学習モードと認識モー
ドの２つの動作モードをもち、図中、Ｓで示され
るモードスイツチが学習モードの時にはＲ側に接
続され処理部１０で特徴抽出された学習パタンの
ベクトル系列が標準パタンメモリ２０へ格納され
る。
単語標準パタンを用いた離散単語音声認識のよ
うに入力パタンと標準パタンの単位が同じ場合に
は、認識モードでは特徴を抽出された未知入力パ
タンのベクトル系列がパタン比較部３０へ入力さ
れ、既にメモリ２に格納されている標準パタンの
各々と比較される。
うに入力パタンと標準パタンの単位が同じ場合に
は、認識モードでは特徴を抽出された未知入力パ
タンのベクトル系列がパタン比較部３０へ入力さ
れ、既にメモリ２に格納されている標準パタンの
各々と比較される。
一方、入力が連続音声、標準パタンが単語を単
位として用意される連続音声認識のように標準パ
タンの単位が入力パタンより小さい場合には、認
識時に標準パタンを入力パタンのどの部分に対応
させればよいかがあらかじめわかつていないので
標準パタンをいろいろに連結したものと入力パタ
ンとを比較することが必要となる。
位として用意される連続音声認識のように標準パ
タンの単位が入力パタンより小さい場合には、認
識時に標準パタンを入力パタンのどの部分に対応
させればよいかがあらかじめわかつていないので
標準パタンをいろいろに連結したものと入力パタ
ンとを比較することが必要となる。
上記いずれの場合も、入力パタンと標準パタン
の比較を精密に行うためには例えば動的計画法に
よるパタンマツチング法（日本音響学会誌Vol.27
No.9p.483）に見られるように多数回のベクトル間
の距離計算が一般に必要となる。したがつて、あ
らかじめ入力パタンの部分パタンと類似している
可能性のある標準パタンのみを予備選択すること
が望まれる。
の比較を精密に行うためには例えば動的計画法に
よるパタンマツチング法（日本音響学会誌Vol.27
No.9p.483）に見られるように多数回のベクトル間
の距離計算が一般に必要となる。したがつて、あ
らかじめ入力パタンの部分パタンと類似している
可能性のある標準パタンのみを予備選択すること
が望まれる。
第２図は前記パタン認識装置に、本発明による
予備選択方法を適用した一実施例である。図中、
点線で囲まれたブロツクが本発明による方法を実
現する部分である。
予備選択方法を適用した一実施例である。図中、
点線で囲まれたブロツクが本発明による方法を実
現する部分である。
図において２つのモード切り換えスイツチS1，
S2は連動するスイツチで、学習モードと認識モー
ドの切り換えを行う。学習モードのときには、処
理部１０で特徴抽出された学習パタンのベクトル
系列は標準パタンメモリ２０へ格納されるととも
に超球計算部２へ入力され、ここで求められた超
球は超球メモリ４へ格納される。認識モードのと
きには特徴抽出された未知入力パタンのベクトル
系列は、まず超球計算部２へ入力され、求められ
た超球は予備選択部３へ送られる。
S2は連動するスイツチで、学習モードと認識モー
ドの切り換えを行う。学習モードのときには、処
理部１０で特徴抽出された学習パタンのベクトル
系列は標準パタンメモリ２０へ格納されるととも
に超球計算部２へ入力され、ここで求められた超
球は超球メモリ４へ格納される。認識モードのと
きには特徴抽出された未知入力パタンのベクトル
系列は、まず超球計算部２へ入力され、求められ
た超球は予備選択部３へ送られる。
予備選択部３では入力された超球とメモリ４に
既に格納されている超球の各々との位置関係を調
べこれをもとに、超球を複数個選択する。パタン
比較部３０ではこれら選択された超球に対応する
標準パタンのみを標準パタンメモリ２０から読み
出し、入力パタンとの比較を行ない、類似度の最
大となる標準パタン又は標準パタンの連結を求
め、これらを認識結果として出力する。
既に格納されている超球の各々との位置関係を調
べこれをもとに、超球を複数個選択する。パタン
比較部３０ではこれら選択された超球に対応する
標準パタンのみを標準パタンメモリ２０から読み
出し、入力パタンとの比較を行ない、類似度の最
大となる標準パタン又は標準パタンの連結を求
め、これらを認識結果として出力する。
入力パタンＡのベクトル系列を｛ａ(1)、……ａ
(i)、……ａ(I)｝、標準パタンＢのベクトル系列を
｛ｂ(1)、……ｂ(j)、……ｂ(J)｝であらわす。標準
パタンは実際には複数個存在するが、ここではあ
る特定の標準パタンをＢであらわすものとする。
ここで入力パタンＡ、標準パタンＢに対して計算
された超球をそれぞれ PA＝（cA、rA）、PB＝（cB、rB）であらわす。
(i)、……ａ(I)｝、標準パタンＢのベクトル系列を
｛ｂ(1)、……ｂ(j)、……ｂ(J)｝であらわす。標準
パタンは実際には複数個存在するが、ここではあ
る特定の標準パタンをＢであらわすものとする。
ここで入力パタンＡ、標準パタンＢに対して計算
された超球をそれぞれ PA＝（cA、rA）、PB＝（cB、rB）であらわす。
cA、cBは球の中心、rA、rBは半径である。
超球PA、PBを、ベクトルａ(i)、ｂ(j)が定義さ
れるベクトル空間上で、パタンＡ，Ｂの分布を反
映するように計算しておけば、超球PA、PB間の
包含関係を調べることにより、標準パタンＢが入
力パタンＡの部分パタンになつているか否かを判
定することができる。
れるベクトル空間上で、パタンＡ，Ｂの分布を反
映するように計算しておけば、超球PA、PB間の
包含関係を調べることにより、標準パタンＢが入
力パタンＡの部分パタンになつているか否かを判
定することができる。
例えば第３図に示すように、包含関係をあらわ
す量として Δ＝dC＋rB−rA ただし dC＝｜cA−cB｜ を定義することができるが、ここではベクトルの
距離の計算は、dCを求めるときに行われる１回の
みである。動的計画法を実行するときに必要な距
離計算回数が１つの標準パタンとの比較に対して
Ｉ×Ｊ回のオーダであることを考えると格段に少
ない演算量である。
す量として Δ＝dC＋rB−rA ただし dC＝｜cA−cB｜ を定義することができるが、ここではベクトルの
距離の計算は、dCを求めるときに行われる１回の
みである。動的計画法を実行するときに必要な距
離計算回数が１つの標準パタンとの比較に対して
Ｉ×Ｊ回のオーダであることを考えると格段に少
ない演算量である。
超球の計算自身にも、計算時間を若干要する
が、認識モード時には入力パタンに対して１回の
み行えばよいので負担は少ない。入力パタンに対
する超球計算にかかる時間は、標準パタン数にか
かわらず固定であるので標準パタン数が多い程予
備選択による演算量低減の効果が増加する。
が、認識モード時には入力パタンに対して１回の
み行えばよいので負担は少ない。入力パタンに対
する超球計算にかかる時間は、標準パタン数にか
かわらず固定であるので標準パタン数が多い程予
備選択による演算量低減の効果が増加する。
前記定義されたΔに対して、Δ＞０であれば超
球PBは超球PAに含まれることになり、したがつ
てΔ＞−Ｒとなる超球PBに対応する標準パタン
を候補として選択することができる。ここでＲは
適当な正の閾値である。
球PBは超球PAに含まれることになり、したがつ
てΔ＞−Ｒとなる超球PBに対応する標準パタン
を候補として選択することができる。ここでＲは
適当な正の閾値である。
以上が本発明による方法の第１の側面である
が、超球を生成するに際してベクトル系列を構成
するベクトルに対応するベクトル空間上のすべて
の点を含むように、かつなるべく半径の小なくな
るように超球を生成すれば、次のような利点を生
じる。
が、超球を生成するに際してベクトル系列を構成
するベクトルに対応するベクトル空間上のすべて
の点を含むように、かつなるべく半径の小なくな
るように超球を生成すれば、次のような利点を生
じる。
この場合には超球PAは、パタンＡのベクトル
系列のすべてのベクトルに対応する点を含むか
ら、パタンＢがパタンＡのある部分ベクトル系列
に一致するならば超球PAと超球PBは必ず共通部
をもつ。さらになるべく超球の半径が小さくなる
ように求められた場合には、第４図の超球PB 1に
示されるように超球PBで超球PAに含まれない部
分は一般に小さい。したがつて前記の予備選択の
ための閾値Ｒを小さくすることができる。第４図
の超球PB 2はパタンＢがパタンＡの部分パタンで
あつても超球PBの超球PAへの包含の程度が最も
小さい例を示す。このようなことは超球PBの半
径が超球PAの半径に比べ著しく小さく、かつパ
タンＢのすべての点が超球PAの球表面近くにあ
る場合に限られる。このような場合でもΔの値は
０に近いので閾値Ｒは小さく設定してもよい。
系列のすべてのベクトルに対応する点を含むか
ら、パタンＢがパタンＡのある部分ベクトル系列
に一致するならば超球PAと超球PBは必ず共通部
をもつ。さらになるべく超球の半径が小さくなる
ように求められた場合には、第４図の超球PB 1に
示されるように超球PBで超球PAに含まれない部
分は一般に小さい。したがつて前記の予備選択の
ための閾値Ｒを小さくすることができる。第４図
の超球PB 2はパタンＢがパタンＡの部分パタンで
あつても超球PBの超球PAへの包含の程度が最も
小さい例を示す。このようなことは超球PBの半
径が超球PAの半径に比べ著しく小さく、かつパ
タンＢのすべての点が超球PAの球表面近くにあ
る場合に限られる。このような場合でもΔの値は
０に近いので閾値Ｒは小さく設定してもよい。
閾値Ｒを小さくできることは、予備選択の効
果、すなわち、余分なものを候補として選択しな
い可能性が高くなることを意味している。
果、すなわち、余分なものを候補として選択しな
い可能性が高くなることを意味している。
ベクトル空間上でのすべての点を含むように、
かつなるべく半径の小さくなるように超球を生成
する方法としては、例として次のようなものが考
えられる。第１の例は与えられた点の集合の重心
を求めたのち、これを球の中心とし、重心から最
も距離の大きい点までの距離を半径とするもので
ある。すなわち、点の集合を｛ａ(j)、ｊ＝１、…
…Ｊ｝とすると、球の中心ｃ、及び半径ｒは ｃ＝１／Ｊ 〓j α(j)、ｒ＝ max ｊ｜ｃ−ａ(j)｜ で与えられる。
かつなるべく半径の小さくなるように超球を生成
する方法としては、例として次のようなものが考
えられる。第１の例は与えられた点の集合の重心
を求めたのち、これを球の中心とし、重心から最
も距離の大きい点までの距離を半径とするもので
ある。すなわち、点の集合を｛ａ(j)、ｊ＝１、…
…Ｊ｝とすると、球の中心ｃ、及び半径ｒは ｃ＝１／Ｊ 〓j α(j)、ｒ＝ max ｊ｜ｃ−ａ(j)｜ で与えられる。
第２の例は与えられた点の各々について、その
点から最も遠い点までの距離を求め、この距離値
が最小となる点と球の中心とし、この点から最も
遠い点までの距離を半径とするものである。すな
わち点ｊから点ｋまでの距離をｄ（ｊ、ｋ）で表
わすと球の中心及び半径は Ｃ＝ａ（j*）、j*＝ argmin ｊd*(j) ｒ＝ min ｊd*(j) ただし、 d*(j)＝ max ｋ≠ｊｄ（ｊ−ｋ） である。
点から最も遠い点までの距離を求め、この距離値
が最小となる点と球の中心とし、この点から最も
遠い点までの距離を半径とするものである。すな
わち点ｊから点ｋまでの距離をｄ（ｊ、ｋ）で表
わすと球の中心及び半径は Ｃ＝ａ（j*）、j*＝ argmin ｊd*(j) ｒ＝ min ｊd*(j) ただし、 d*(j)＝ max ｋ≠ｊｄ（ｊ−ｋ） である。
第１、２の例はともに、既存の距離計算器、比
較器、アキユムレータ等を利用して容易に実施す
ることが可能である。
較器、アキユムレータ等を利用して容易に実施す
ることが可能である。
（発明の効果）
以上述べたように本発明の方法によれば、少な
い処理量で標準パタンの予備選択を行なうことが
可能であり、また予備選択もれを避けることが可
能である。したがつて本発明の方法による予備選
択方法により高精度、安価なパタン認識装置を実
現することが可能となる。
い処理量で標準パタンの予備選択を行なうことが
可能であり、また予備選択もれを避けることが可
能である。したがつて本発明の方法による予備選
択方法により高精度、安価なパタン認識装置を実
現することが可能となる。
第１図はパタン認識装置の一般的な構成を示す
ブロツク図、第２図は本発明による一実施例を示
すブロツク図、第３図は予備選択部における超球
の類似度の一つの例を示す説明図、第４図は本発
明の効果を模式的に示す図である。 図において、２は超球計算部、３は予備選択
部、４は超球メモリ、１０は処理部、２０は標準
パタンメモリ、３０はパタン比較部である。
ブロツク図、第２図は本発明による一実施例を示
すブロツク図、第３図は予備選択部における超球
の類似度の一つの例を示す説明図、第４図は本発
明の効果を模式的に示す図である。 図において、２は超球計算部、３は予備選択
部、４は超球メモリ、１０は処理部、２０は標準
パタンメモリ、３０はパタン比較部である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 入力パタンの部分パタンとの類似性の高い可
能性のある標準パタンを候補として抽出する標準
パタン予備選択方法において、入力パタンの特徴
ベクトル系列から生成されるベクトル空間上の超
球と、標準パタンの特徴ベクトル系列から生成さ
れるベクトル空間上の超球との位置関係によつて
前記標準パタンを候補として抽出するか否かを決
定することを特徴とする標準パタン予備選択方
法。 ２ 前記超球は、特徴ベクトル系列の各ベクトル
に対応するベクトル空間上での各点をすべて含む
超球として生成されることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の標準パタンの予備選択方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60153217A JPS6214198A (ja) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | 標準パタン予備選択方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60153217A JPS6214198A (ja) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | 標準パタン予備選択方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6214198A JPS6214198A (ja) | 1987-01-22 |
| JPH0574839B2 true JPH0574839B2 (ja) | 1993-10-19 |
Family
ID=15557608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60153217A Granted JPS6214198A (ja) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | 標準パタン予備選択方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6214198A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009039748A (ja) * | 2007-08-08 | 2009-02-26 | Senju Metal Ind Co Ltd | 噴流はんだ槽 |
-
1985
- 1985-07-10 JP JP60153217A patent/JPS6214198A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6214198A (ja) | 1987-01-22 |
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