JPS59173883A - Pattern comparator - Google Patents

Pattern comparator

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JPS59173883A
JPS59173883A JP58048105A JP4810583A JPS59173883A JP S59173883 A JPS59173883 A JP S59173883A JP 58048105 A JP58048105 A JP 58048105A JP 4810583 A JP4810583 A JP 4810583A JP S59173883 A JPS59173883 A JP S59173883A
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JP
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distance
pattern
input
standard
standard pattern
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JP58048105A
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Seiichi Nakagawa
中川 聖一
Hidekazu Tsuboka
英一 坪香
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain the result of recognition with high accuracy by having matching among plural types of weighting and giving the overall judgment to each matching. CONSTITUTION:The sound signal is supplied to a feature extracting part 6 and converted into a series of feature vector. The inter-vector calculation and the cumulative distance calculation are carried out every frame through an inter-vector distance calculating part 8 and cumulative distance calculating parts 11-13. The final cumulative distance obtained by a weighting method is stored as soon as the input is over, and the contents of said distance are normalized and delivered to a deciding part 14. The part 14 uses the word corresponding to a standard pattern with which the weighting average is minimum as the result of recognition.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はパターン比較装置、特に音声認識に応用可能な
パターン比較装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a pattern comparison device, and particularly to a pattern comparison device applicable to speech recognition.

従来例の構成とその問題点 パターンマツチングによる音声認識装置の一般的な構成
は次のようなものである。
Conventional configuration and its problems A general configuration of a speech recognition device using pattern matching is as follows.

入力音声信号を、フィルタバンク、周波数分析LPC分
析等によって特徴ベクトルの糸孔に変換する特徴抽出手
段と、予め発声され、この特徴抽出手段により抽出され
た特徴ベクトルの系列を認識単語全部について標準パタ
ーンとして登録しておく標準パターン記憶手段と、認識
させるべく発声され、前記特徴抽出手段により抽出され
た入カバターンと前記標準パターン記憶手段に記憶され
ている標準パターンの全てと特徴ベクトルとの系列とし
ての類似度あるいは距離を計算するパターン比較手段と
、パターン比較の結果、最も類似度の高かった(距離の
小さかった)標準パターンに対応する単語を認識結果と
して判定出力する判定手段からなる。
A feature extraction means converts an input speech signal into a thread of feature vectors using a filter bank, frequency analysis LPC analysis, etc., and recognizes a series of feature vectors that are uttered in advance and extracted by the feature extraction means to create a standard pattern for all words. standard pattern storage means to register as a standard pattern storage means, input cover patterns uttered to be recognized and extracted by the feature extraction means, all standard patterns stored in the standard pattern storage means and feature vectors as a series. It consists of a pattern comparison means for calculating similarity or distance, and a determination means for determining and outputting a word corresponding to the standard pattern with the highest degree of similarity (smallest distance) as a recognition result as a result of the pattern comparison.

このとき、同一話者が同一の単語を発声しても発声の都
度、その発声時間長が異るので、前記パターン″比較手
段で標準パターンと入カバターンの比較を行う際には、
両者の時間軸を伸縮させ、両者のパターン長を揃えて比
較する必要がある。その際、発声時間長の変化は、発声
単語の各部で一様に生じているわけではないので、各部
を不均一に伸縮する必要がある。その伸縮は比較すべき
両者のパターンの類似度が最大になる(距離が最小にな
る。以下距離で説明する。)ように行われるのが最も良
い結果が得られている。このようなマツチングを効率的
に行うのに動的計画法を用いる装置が一般的である(以
下このマツチングをDPマツチングと称する)。
At this time, even if the same speaker utters the same word, the duration of the utterance differs each time, so when comparing the standard pattern and the input pattern using the pattern comparison means,
It is necessary to expand and contract the time axes of both, align the pattern lengths of both, and compare. At this time, since the change in utterance time length does not occur uniformly in each part of the uttered word, it is necessary to expand and contract each part non-uniformly. The best results have been obtained when the expansion/contraction is performed in such a way that the similarity between the two patterns to be compared is maximized (the distance is minimized; this will be explained below in terms of distance). A device that uses dynamic programming to perform such matching efficiently is common (hereinafter, this matching will be referred to as DP matching).

DPマツチングの方法は格子グラフによって説明できる
。第1図は格子グラフであって、横軸は入カバターンT
=a1 a2・・・・・・aI に対応するi座標、縦
軸は標準パターンR=bb  ・・・・・・b?n  
 2 に対応するj座標を表している。入カバターンTと標準
パターンを時間軸を非線形に伸縮してマツチングすると
は、この格子グラフ上において、両パターンの各特徴ベ
クトルの対応関係を示す経路1を何らかの棟側基準によ
って決定し、この経路に関して両パターンの距離を評価
することである。
The DP matching method can be explained using a grid graph. Figure 1 is a grid graph, and the horizontal axis is the input cover turn T.
The i coordinate corresponding to = a1 a2...aI, the vertical axis is the standard pattern R=bb...b? n
It represents the j coordinate corresponding to 2. Matching the input cover turn T and the standard pattern by non-linearly expanding and contracting the time axis means that on this lattice graph, path 1 that indicates the correspondence between the feature vectors of both patterns is determined by some ridge standard, and the The purpose is to evaluate the distance between both patterns.

この経路を決定する際には音声の性質を考慮して制限条
件を設ける。第2図体)は経路選択の制限条件の一例で
ある。即ち、この例では点(111)へ至る経路は、点
(i−2,1−1)から点(l−1,])を通る経路2
か、点(i−1,)−1)から来る経路3か、点(1−
1,j−2)から点(i、j−1)を通る経路4かの何
れかしか取り得ないということを意味している。このと
き、入カッくターンと標準ノぐターンの始端と終端は必
ず対応させるという条件をつければ、前記マツチングの
経路は第1図の斜線の部分に制限される。この制限は、
いかに時間軸が伸縮するといっても、同一単語に対して
はそれ程極端に伸縮するはずはないという事実からあま
り極端な対応づけが生じないようにするためである。
When determining this route, limiting conditions are set in consideration of the nature of the voice. The second figure) is an example of a restriction condition for route selection. That is, in this example, the route to point (111) is route 2 passing from point (i-2, 1-1) to point (l-1, ]).
or path 3 coming from point (i-1,)-1) or point (1-
1, j-2) to point (i, j-1). At this time, if the condition is that the starting and ending ends of the input turn and the standard cut turn must correspond, the matching path will be limited to the shaded area in FIG. This restriction is
This is to prevent extreme correspondences from occurring due to the fact that no matter how much the time axis expands or contracts, it is unlikely that the same word will expand or contract so drastically.

a・とb分のベクトル間距離をd”(i、i)とす1 
   ] れば、入カバターンTと標準パターンHのノ・ターン間
の前記経路゛に沿う距離は、その経路に沿うd”(i、
i)の荷重平均として定義される。第2図の経路上のa
、  b、  c、  d、  eはそれに対応する経
路が選ばれたときの荷重である。DPマツチングが適用
できるためにはこの荷重の決め方は、格子グラフ上で前
記制限条件の下でいかなる経路が選ばれようともその経
路に沿う荷重の和が一定になるように決めれば良い。a
=c=e−礼b=d=1とすれば、この荷重の和はI+
J  、 a=b=c=1 。
Let the distance between the vectors for a and b be d''(i, i)1
], then the distance along the path `` between the input cover turn T and the no turn of the standard pattern H is d'' (i,
i) is defined as the weighted average of a on the route in Figure 2
, b, c, d, and e are the loads when the corresponding route is selected. In order for DP matching to be applicable, the load should be determined in such a way that no matter what path is selected on the grid graph under the above-mentioned limiting conditions, the sum of the loads along that path will be constant. a
=c=e-rei b=d=1, then the sum of this load is I+
J, a=b=c=1.

d=e−〇、6とすれば、この荷重の和は■ となり経
路の選ばれ方によらず一定となる。これらは共によく用
いられる。また、前記荷重の和一定という条件の下でこ
の荷重をjに関する関数とすることにより、より重視し
てマツチングしたい経路上の部分の荷重を重くする等の
操作も可能である。
If d=e−〇, 6, the sum of these loads becomes ①, which is constant regardless of how the route is selected. Both of these are commonly used. Furthermore, by making this load a function of j under the condition that the sum of the loads is constant, it is possible to perform operations such as increasing the load on a portion of the route that is to be matched with greater emphasis.

入カバターンTと標準パターンRnの距離は、前記制限
条件の下で、前記ベクトル間距離dn(i、i)の荷重
平均の最小値として定義される。
The distance between the input cover turn T and the standard pattern Rn is defined as the minimum value of the weighted average of the inter-vector distances dn(i, i) under the limiting conditions.

即ち、次の漸化式を解くことによって前記荷重平均の最
小値とその最小値を与える経路が決定され得る。
That is, by solving the following recurrence formula, the minimum value of the weighted average and the path that provides the minimum value can be determined.

以下余白 経路選択の条件としで輻他にも種々考えられる。Margin below In addition to congestion, various other conditions can be considered for route selection.

第2図(b)〜(1)等は他の例である。この他にもさ
らに種々の変形が考えられ得る。これら経路の選択条件
に伴って前記漸化式は対応するものに書き換えられる。
FIGS. 2(b) to 2(1) etc. are other examples. In addition to this, various other modifications can be considered. According to these route selection conditions, the recurrence formula is rewritten into a corresponding one.

前記のように、荷重をjに関する関数として、マツチン
グ経路上の一部のマツチング結果を重視するには、例え
ば経路上の重みを第3図のようにすれば良い。同図(a
)の場合はマツチングの始点か和は(a)は入力パター
ン長と標準パターン長の両方に依存し、■)は標準パタ
ーン長にのみ依存する。・び方によらず一定である。
As described above, in order to place emphasis on a part of the matching results on the matching path by setting the load as a function regarding j, the weights on the path may be set as shown in FIG. 3, for example. The same figure (a
), the matching starting point or sum depends on both the input pattern length and the standard pattern length in (a), and depends only on the standard pattern length in (■).・It is constant regardless of how it is spread.

このとき、例えば、(a)に対する累積距離算出の前記
式(1)に関する漸化式は、式(1)においてn=1 
+−!−Wn(i)、 b=1+LWn(S)、 c=
1 +W”(j)2 d=−!−w”(1)、   e = 1 + −!−
W”(j)2 となる。入カバターンTと標準パターンRnの距離は、 となる。
At this time, for example, the recurrence formula for the above formula (1) for calculating the cumulative distance for (a) is n=1 in formula (1).
+-! -Wn(i), b=1+LWn(S), c=
1 +W"(j)2 d=-!-w"(1), e = 1 + -! −
W''(j)2 The distance between the input cover turn T and the standard pattern Rn is as follows.

n=argmin(D(T 、R”) 〕を求め、標準
パターンRn に対応する単語を認識結果とする。a 
rqmi n [f (X) ]なる記法は、f (X
)を最小にするXのことを意味する。このとき、単語の
子音部を重視したマツチングを行いたければ、標準パタ
ーンの子音部に接当するフレームjの重みWn(j)を
太きくしておけばよい。W”(j)はフレーム毎に決定
できるから、それぞれの標準バターうにすれば、式(2
)は D(T、R”)=g(1、■”) とすることもできる。
n=argmin(D(T,R''))] and take the word corresponding to the standard pattern Rn as the recognition result.a
The notation rqmin [f (X) ] is f (X
) means X that minimizes. At this time, if it is desired to perform matching that emphasizes the consonant part of the word, it is sufficient to increase the weight Wn(j) of the frame j that abuts the consonant part of the standard pattern. Since W”(j) can be determined for each frame, if we use each standard butter, we can obtain the formula (2
) can also be set as D(T, R'')=g(1, ■'').

重み付DPマツチングは、以上のように、すべてのフレ
ームを平等に評価する通常のDPマツチン、グに比べて
、すぐれた特徴をもつ。しかし、次のような問題点を有
する。
As described above, weighted DP matching has superior features compared to normal DP matching, which evaluates all frames equally. However, it has the following problems.

即ち、例えば、子音部を重視した場合のマツチングの経
路と、すべてのフレームを平等に評価した場合のマツチ
ング経路は一般に異なり、両者の場合の認識結果も異る
ことが予想される。すべてのフレームを平等に評価する
ことは、単語全体として最も良くマツチングする場合の
距離を、まだ、子音部を重視したマツチングは局部的に
最も良くマツチングする場合の距離を求めていることに
なり、全体として距離的に最も近い標準パターンと、局
部的にみて最も近い標準パターンが一般には異るという
ことである。したがって、単に重み付の方法を導入する
だけそは必ずしも認識率の向上に結びつくとは限らない
That is, for example, the matching path when emphasis is placed on consonant parts and the matching path when all frames are evaluated equally are generally different, and it is expected that the recognition results will be different in both cases. Evaluating all frames equally means finding the distance that matches the word as a whole best, while matching that emphasizes the consonant part means finding the distance that matches best locally. This means that the standard pattern that is closest in distance as a whole and the standard pattern that is locally closest are generally different. Therefore, simply introducing a weighting method does not necessarily lead to an improvement in the recognition rate.

発明の目的 本発明は、上記欠点を解決し、精度の高い認識結果を得
ることができるパターン比較装置を提供することを目的
とする。
OBJECTS OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a pattern comparison device that can solve the above drawbacks and obtain highly accurate recognition results.

発明の構成 本発明のパターン比較装置は、複数種類の重み付につい
てマツチングを行い、それぞれのマツチング結果を総合
的に判断することによって認識を行うように構成したも
ので、各重み付についてマツチン/経路を独立に求めそ
れぞれの経路に沿うマツチング結果から認識したり、あ
る特定の重み付法についての経路を求め、この求めた経
路に沿い、重み付法を種々変えた場合の標準パターンと
入カバターンの距離とから認識したりすることができ、
また、複数のマツチング結果からの総合評価の方法も、
前記様々の重み付法によって得られた結果の重み付平均
を最終的な距離として、その距離の最/J%のものを認
識結果とする方法や、ある特定の重み付法によっていく
つかの認識結果の候補を選んでおき、得られたそれぞれ
の候補について、他の重み付法によって最終的な認識績
°果を得る方法等を用いることができ、入力フレーム毎
に全ての重み付法によシ得られる累積距離を求めるよう
にすることにより、ベクトル間距離”(’11)の計算
が各格子点について一回のみで済み、また入力が終了す
ると同時に認識結果を得ることができる。
Structure of the Invention The pattern comparison device of the present invention is configured to perform matching for multiple types of weighting and perform recognition by comprehensively judging each matching result. are determined independently and recognized from the matching results along each route, or a route for a particular weighting method is determined, and along this determined route, the standard pattern and input pattern are calculated when the weighting method is variously changed. Can be recognized from distance,
In addition, the method of comprehensive evaluation from multiple matching results is also
A weighted average of the results obtained by the various weighting methods mentioned above is used as the final distance, and the recognition result is the lowest /J% of that distance. It is possible to select candidate results and use other weighting methods to obtain the final recognition results for each of the obtained candidates. By calculating the cumulative distance obtained, the inter-vector distance "('11)" only needs to be calculated once for each grid point, and the recognition result can be obtained at the same time as the input is completed.

実施例の説明 第4図に本発明の第1の実施例を示す。図において、5
は音声信号の入力端子、6は特徴抽出部であって、前記
入力音声信号を特徴ベクトルの系列に変換する。7は標
準パターン記憶部で、特徴抽出部6で得られた各認識単
語に対する特徴ベクトルの系列を標準パターンとして認
識に先立って予め記憶している。8はベクトル間距離計
算部であって、入力の第1フレームにおいてn=1.2
゜・・・・・・、N;j=1.2.・・・・・・Jn 
について、前記ベクトル間距離dn(i、j)を求める
。”(’+3)としては最も簡単には市街地距離とする
ことができる。即ち、a、−(a、  、a、  、−
−−−・−、a、  )、  b”、−111121m
     ) (b71. b72.・・・”” b7m )とすルト
キ、d ” (l l 1 ) =f l a 1 k
b 7 klに=1 となし得る。9はベクトル間距離記憶部であって、ベク
トル間距離計算部8で計算されたベクトル間距離”(l
IJ)をn−=1.2.−−−−−−、 N ; j 
=1.2.・”・■0についても必要がなくなるまで記
憶している。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS FIG. 4 shows a first embodiment of the present invention. In the figure, 5
6 is an input terminal for an audio signal, and 6 is a feature extraction unit that converts the input audio signal into a series of feature vectors. Reference numeral 7 denotes a standard pattern storage unit, which stores in advance a series of feature vectors for each recognized word obtained by the feature extraction unit 6 as a standard pattern prior to recognition. 8 is an intervector distance calculation unit, and n=1.2 in the first frame of input.
゜・・・・・・, N; j=1.2.・・・・・・Jn
, the inter-vector distance dn(i,j) is determined. ”('+3) can most easily be the urban distance. In other words, a, -(a, , a, , -
---・-, a, ), b", -111121m
) (b71. b72...."" b7m) and Rutki, d" (l l 1) = f l a 1 k
b 7 kl = 1. Reference numeral 9 denotes an inter-vector distance storage unit which stores the inter-vector distance “(l) calculated by the inter-vector distance calculation unit 8.
IJ) with n-=1.2. --------, N; j
=1.2.・”・■0 is also memorized until it is no longer needed.

即ち、経路の制限条件を第3図の如く選ぶときは2フレ
一ム分のベクトル間距離を記憶している。
That is, when selecting the path restriction conditions as shown in FIG. 3, the distance between vectors for two frames is stored.

ベクトル間距離記憶部9はV、DMlとVDM2の2つ
の記憶領域から構成され、VDMlは現フレームlのベ
クトル間距離、 V DM 2 ハ前フV −4のベク
トル間距離を記憶し、入力フレームが1つ更新されると
vDMlの内容はVDM2に移され、新たなベクトル間
距離゛がVDMlに記憶される。
The inter-vector distance storage unit 9 is composed of two storage areas, V, DMl and VDM2, where VDMl stores the inter-vector distance of the current frame l, V DM2 stores the inter-vector distance of the previous frame V-4, and stores the inter-vector distance of the input frame When is updated by one, the contents of vDMl are moved to VDM2, and a new inter-vector distance is stored in VDMl.

10は重み係数記憶部であって、本実施例では第3図(
、)のように重み付けられる場合について説明する。1
つの標準パターンとマツチングする重み付の種類をに種
類とし、第n単語の標準ノくターンの第1フレームに対
応する第に番目の重みをW”(Dとする。重み係数記憶
部10はn=1.2.・・・・・・。
10 is a weighting coefficient storage unit, which in this embodiment is shown in FIG.
, ) will be explained below. 1
The type of weighting to be matched with the two standard patterns is set to type , and the weight corresponding to the first frame of the standard number turn of the nth word is set to W'' (D. The weight coefficient storage unit 10 stores n =1.2.....

N ;に=1.2.−−−−、K ; j =1..2
.−=・、J”についての重み係数Wn(j)を記憶し
ている。11〜13に ばに種類のそれぞれの重み係数による累積距離計算部で
ある。累積距離計算部k (k=1.2.・・・・・・
N = 1.2. -----, K; j = 1. .. 2
.. -=., J" is stored. This is a cumulative distance calculating section using weighting coefficients for each of the types 11 to 13. Cumulative distance calculating section k (k=1. 2.・・・・・・
.

K)は始点(1,1)から(1+j)までの重み係数W
xk(j)についてのベクトル間距離の重み和qH(i
+j)をn=1.礼・・・・・・、Nについて計算する
。即ち、第3図(a)の拘束条件のもとでは次の漸化式
計算することになる。
K) is the weighting coefficient W from the starting point (1, 1) to (1+j)
The weighted sum of vector distances qH(i
+j) with n=1. Thank you... Calculate N. That is, under the constraint conditions shown in FIG. 3(a), the following recurrence formula is calculated.

以下余白 − ■ 盾 人 こ 1♂ 第6図は累積距離計算部にの詳細な構成を示している。Margin below − ■ shield Man child 1♂ FIG. 6 shows the detailed configuration of the cumulative distance calculation section.

漸化式計算部103は式(3)の計算を行う部分である
。101,102はベクトル間距離記憶部9の内容が入
力される端子、100は重み係数記憶部10の内容が入
力される端子、104は累積距離記憶部であって漸化式
計算部103における漸化式の計算の必要がなくなるま
で、その計算に必要な漸化式の値を記憶しておくところ
で、ADMlは現フレーム1における累積距離q (i
、i)(n=1.2.−−・・、 N :、j =1.
 2.  ・・−、I” )を記憶しており、AD’M
2は前フレームi−1における累積距離q (’−’ 
+])(”=’+ 2+ ”””+ N;j=1.2.
・・・・・・ xn>を記憶している。入力フレームが
1つ更新されるとADMlの内容はADM2に移され、
ADMlには新たに計算された累積距離が記憶される。
The recurrence formula calculation unit 103 is a part that calculates equation (3). 101 and 102 are terminals into which the contents of the inter-vector distance storage section 9 are input; 100 is a terminal into which the contents of the weighting coefficient storage section 10 are input; and 104 is a cumulative distance storage section which is used to input the contents of the vector distance storage section 9. ADMl stores the value of the recurrence formula necessary for calculation until it is no longer necessary to calculate the recurrence formula, and ADMl calculates the cumulative distance q (i
, i) (n=1.2.--..., N:, j=1.
2. ...-, I"), and AD'M
2 is the cumulative distance q ('-'
+]) ("='+ 2+ """+ N; j=1.2.
・・・・・・ xn> is memorized. When one input frame is updated, the contents of ADMl are moved to ADM2,
The newly calculated cumulative distance is stored in ADM1.

漸化式計算部103では、とのADMl、ADM2に記
憶されている累積距離と、VDMl、VDM2に記憶さ
れているベクトル間距離から式(3)の漸化式を計算す
る。
The recurrence formula calculation unit 103 calculates the recurrence formula of equation (3) from the cumulative distances stored in ADM1 and ADM2, and the inter-vector distances stored in VDM1 and VDM2.

以上のようにベクトル間距離計薄部8.累積距離計算部
11〜13におけるベクトル間距離、累積距離の計算は
、n=1.2.−−−−−−、 N:に=1.2゜・・
・・・・ In  について1フレーム毎に行われ、入
力が完了するとと同時に、n=1.2.・・・・・・、
Nに対して、K種類の重み付法による最終の累積距離、
q昭(I 、 1” )  カM積距離記憶部1o 4
oA DM 1に記憶されることになる。第5図におい
て、1o6はこのようにして得られたq辻(” 、” 
)を正規化する累積距離正規化部で゛ある。端子10了
に音声入力終了の旨が、また端子10Bに全フレーム截
が通知されると、八DM1の内容が正規化され、端子1
06から次段の判定部14へ正規化された結果が出力さ
れる。正規化された結果は、誠4図において、16は音
声区間検出部であって、入力音声の開始時点と終了時点
を検出するもので、入力音蜘の電力iから公知の方法が
適用できる。17はフレーム数計数部であつそ、音声区
間の開始以後、1フレーム毎に計数を行い、音声区間長
Iを最終的に得るものである。
As described above, the vector distance meter thin part 8. The calculations of inter-vector distances and cumulative distances in the cumulative distance calculation units 11 to 13 are based on n=1.2. −−−−−−, N: = 1.2°・・
... is performed every frame for In, and at the same time as the input is completed, n=1.2.・・・・・・、
For N, the final cumulative distance using K types of weighting methods,
qSho (I, 1”) KaM product distance storage unit 1o 4
It will be stored in oA DM 1. In Figure 5, 1o6 is the qtsuji obtained in this way (","
) is the cumulative distance normalization unit. When terminal 10 is notified that the audio input has ended and terminal 10B is notified that all frames have been deleted, the contents of 8DM1 are normalized and the terminal 1
The normalized result is output from 06 to the next stage determination unit 14. The normalized result is shown in Fig. 4. Reference numeral 16 denotes a voice section detection unit that detects the start and end points of the input voice, and a known method can be applied from the power i of the input voice. Reference numeral 17 denotes a frame number counting section which counts every frame after the start of the voice section and finally obtains the voice section length I.

14は以上のようにして得られた正規化累積距離pH<
 工、 yn >から最終的な認識結果を得る判定部で
ある。判定の方法としては次のような方法が可能である
14 is the normalized cumulative distance pH<
This is a determination unit that obtains the final recognition result from The following methods can be used for determination.

1)入力信号の標準パターンRnに対する距離びを 即ち、D■(I、J”)のkについての第2の重み係数
αにの重み付平均をpnとし、Dnを最小にするnに対
する標準パターンRn に対応する単語を認識結果とす
る。
1) The standard pattern for n that minimizes Dn, where the distance of the input signal to the standard pattern Rn is set to pn, that is, the weighted average of the second weighting coefficient α for k of D■ (I, J'') Let the word corresponding to Rn be the recognition result.

11)標準パターンHnに対する重み係数”kl j)
による正規化累積距離DHn(I 、 J”)について
、最小値から第“4番目の最小値を与える標準パター 
ンRq(1) 、 R(1(2) 、・・・・・・ R
q(A)を求め、得られた標準パターンRq(1)、R
q(2)、 、、、、、、、 Bq(7)について、D
Hn(工2把)を含んであるいは除いて、D: (I 
、r” )の1)において説明したのと同様の重み付平
均が最小に々る標準パターンに対応する単語を認識結果
とする。
11) Weighting coefficient “kl j) for standard pattern Hn”
For the normalized cumulative distance DHn (I, J"), the standard pattern that gives the fourth minimum value from the minimum value
Rq(1), R(1(2),...R
q(A) and the obtained standard patterns Rq(1), R
q(2), , , , , , For Bq(7), D
D: (I
, r''), the word corresponding to the standard pattern with the minimum weighted average as explained in 1) is taken as the recognition result.

以上の実施例においては、標準パターンHに対して計算
される重みWk(i)についてのマツチング経路は、k
に関してそれぞれ独立に求めたが、°これヲ、標準パタ
ーンnについてば、重みWH,(j)について計算され
るマツチング経路に沿って、他の重みWh(+)による
累積距離をめるようにすることもできる。このとき、式
(3)の漸化式は次のように変更される。
In the above embodiment, the matching path for the weight Wk(i) calculated for the standard pattern H is k
However, for the standard pattern n, the cumulative distance by other weights Wh(+) is calculated along the matching path calculated for the weights WH,(j). You can also do that. At this time, the recurrence formula of equation (3) is changed as follows.

以下余白 ○   O■ ミ °− ? 一一一−−−−−−−−−−−−−−−一一一一−−−
−−−−)■ 十++ このとき、第4図の構成は、累積距離計算部11で式(
4)を計算するようになし、そこで得られた経路を他の
累積距離計算部12〜13へ通知する信号線18を追加
し、累積距離計算部12〜13は式(5)を計算するよ
うに変更すればよい。判定処理は、1)の場合と同様で
ある。
Margin below ○ O■ Mi°− ? 111---------------1111---
−−−−)■ 10++ At this time, the configuration shown in FIG.
4), and a signal line 18 is added to notify the other cumulative distance calculation units 12 to 13 of the route obtained there, so that the cumulative distance calculation units 12 to 13 calculate equation (5). You can change it to . The determination process is the same as in case 1).

第6図は以上の動作をプログラムで表現したものであっ
て重み係数の種類毎に独立に累積距離を計算する場合で
ある。ソフトウェアで実現するときもこのプログラムに
従えばよい。
FIG. 6 shows the above operation expressed by a program, in which cumulative distances are calculated independently for each type of weighting coefficient. You can also follow this program when implementing it with software.

なお、プログラムの記載において、 DOWHILE  !■] NDDO なる表記法の意味は、Aが真である間Bを実行するとい
うことである。
In addition, in the program description, DOWHILE! ■] The meaning of the notation NDDO is to execute B while A is true.

ステップ200は漸化式計算部103における漸化式計
算部るに先立ち、初期化する部分である。ステップ20
1は入カバターンと全ての標準パターンとのマツチング
を行う部分であって、入カバターンとそれぞれの標準パ
ターンとの累積距離が重み係数の付は方毎に得られる。
Step 200 is a part for initializing the recurrence formula calculation section 103 prior to the recurrence formula calculation section. Step 20
Reference numeral 1 denotes a part that performs matching between the incoming cover turn and all standard patterns, and the cumulative distance between the incoming cover turn and each standard pattern is obtained for each weighting coefficient.

ステップ202は経路に沿う重み係数の総和で、前記累
積距離を正規化する部分であって、前記実施例の累積距
離正規化部106で行われる処理に相当する。
Step 202 normalizes the cumulative distance using the sum of weighting coefficients along the route, and corresponds to the process performed by the cumulative distance normalization unit 106 of the embodiment.

ステップ203は入力のフレーム毎に行われる処理で、
全ての標準パターンn=1.2.・・・・・・、Nにつ
いて、標準パターンの全フレームにおけるベクトル間距
離2重み係数の種類毎の累積距離が求められる。前記実
施例のベクトル間距離計算部8゜累積距離記憶部1′1
〜13で行われる処理である。
Step 203 is a process performed for each input frame.
All standard patterns n=1.2. ..., N, the cumulative distance for each type of inter-vector distance 2 weighting coefficients in all frames of the standard pattern is determined. Inter-vector distance calculation unit 8゜cumulative distance storage unit 1'1 of the above embodiment
This is the process performed in steps 1 to 13.

第7図は、マツチングの経路は各標準パターンについて
、ある重み係数について求めたものに固定して、重み係
数のみ種々変えて累積距離を計算する場合である。この
例において、第6図と同じ番号を付したステップは、第
6図の場合と同様の機能を表す。異るところは、ステッ
プ203の内容のみであって、既に説明したところであ
る。
FIG. 7 shows a case where the matching path is fixed to the one determined for a certain weighting coefficient for each standard pattern, and the cumulative distance is calculated by varying only the weighting coefficient. In this example, steps numbered the same as in FIG. 6 represent similar functions as in FIG. The only difference is the content of step 203, which has already been explained.

係数を決めておけば、この正規化の必要はない。If the coefficients are determined, there is no need for this normalization.

発明の効果 本発明のパターン比較装置は、マツチング経路に種々の
重み係数を導入し、その結果を総合的に判断するように
構成したので、単語に依って、局部的に重視すべきとこ
ろは重視し、また全体としてのマツチング結果も考慮す
るところにより、より精度の高い認識結果を得ることが
でき、また、あらゆる認識単語2重み係数について、入
力フレーム毎に計算を完了することによp1実時間処理
が可能となったものである。
Effects of the Invention The pattern comparison device of the present invention is configured to introduce various weighting coefficients into the matching path and comprehensively judge the results. In addition, by considering the overall matching result, more accurate recognition results can be obtained, and by completing calculations for each input frame for all recognition word 2 weight coefficients, p1 real time can be obtained. It is now possible to process this.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はDPマツチングを説明する図、第2図(a)〜
(i)はDPマツチングにおけるマツチング経路の拘束
条件の例を示す図、第3図は局部的に重視したDPマツ
チングを行うだめのマツチング経路に対する重み付の一
例を示す図、第4図は本発明における一実施例のパター
ン比較装置の構成を示すブロック図、第5図は同実施例
における累積距離計算部の詳細を示すブロック図、第6
図は同実施例における動作をプログラムで示した図、第
7図は別の実施例における動作をプログラムで示した図
である。 6・・・・・・特徴抽出部、7・・・・・・標準パター
ン記憶部、8・・・・・・ベクトル間距離計算部、9・
・・・・・ベクトル間距離記憶部、1Q・・・・・・重
み係数記憶部、11〜13・・・・・・累積距離計算部
、14・・・・・・判定部、103・・・・・漸化式計
算部、104・・・・・・累積距離記憶部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
Figure 1 is a diagram explaining DP matching, Figure 2 (a) -
(i) is a diagram showing an example of constraint conditions for matching paths in DP matching, FIG. 3 is a diagram showing an example of weighting on matching paths for performing DP matching with local emphasis, and FIG. 4 is a diagram showing the present invention. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a pattern comparison device according to an embodiment of the present invention; FIG.
This figure is a diagram showing the operation in the same embodiment as a program, and FIG. 7 is a diagram showing the operation in another embodiment as a program. 6...Feature extraction unit, 7...Standard pattern storage unit, 8...Vector distance calculation unit, 9.
... Inter-vector distance storage unit, 1Q... Weighting coefficient storage unit, 11-13... Cumulative distance calculation unit, 14... Judgment unit, 103... . . . Recurrence formula calculation unit, 104 . . . Cumulative distance storage unit. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
figure

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)入力信号を特徴ベクトルの系列a1.a2.・・
・al・・・al  よりなる入カバターンTに変換す
る特徴抽出手段と、特徴ベクトルの系列舅、 bg・・
・bn・・・b■oからなる標準パターンFF′(ただ
し、n=1、礼・・・・・・、N)を記憶する標準パタ
ーン記憶手段と、前記標準パターンHn に付随する複
数種類の重み係数Wン(1)2吋(2)、・・・・・、
嘘(J”):w;(1)+ WS(2) 、 、、、、
、、、 W”、 (J” ) ; 、、、、、、 : 
Wk(1)。 ・・・・・・、Wζ(J”)を記憶する重み係数記憶手
段と、前記入カバターンTのフレームを横軸に、前記標
準パターンHのフレームを縦軸にとった格子グラフにお
いて、ai  とす、  のベクトル間距離d (11
1)を求めるベクトル間距離計算手段と、このベクトル
間距離を記憶するベクトル間距離記憶手段と、前記複数
種類の重み係数を用いて入カバターンと標準パターンに
ついての複数種類の累積距離を求める漸化式計算手段と
、′前記漸化式計算手段で求められた複数種類の累積距
離を記憶する累積距離記憶手段と、前記複数の累積距離
から最終の認識結果を得る判定手段を設けたことを特徴
とするパターン比較装置。
(1) The input signal is a series of feature vectors a1. a2.・・・
・Feature extraction means for converting into an input pattern T consisting of al...al, a series of feature vectors, bg...
・Standard pattern storage means for storing a standard pattern FF' consisting of bn...b■o (where n=1, courtesy..., N), and a plurality of types of standard pattern Hn associated with the standard pattern Hn. Weighting factor W (1) 2 (2), ...
Lie (J”): w; (1) + WS (2) , ,,,,
,,, W”, (J”) ; ,,,,,, :
Wk(1). . . . , in a weighting coefficient storage means for storing Wζ(J”) and a lattice graph in which the horizontal axis is the frame of the input cover pattern T and the vertical axis is the frame of the standard pattern H, ai and The distance between the vectors d (11
1) intervector distance calculation means for calculating the intervector distance, intervector distance storage means for storing the intervector distance, and recurrence for calculating a plurality of types of cumulative distances for the input cover turn and the standard pattern using the plurality of types of weighting coefficients. A formula calculation means, a cumulative distance storage means for storing a plurality of types of cumulative distances obtained by the recurrence formula calculation means, and a determination means for obtaining a final recognition result from the plurality of cumulative distances. A pattern comparison device.
(2)ベクトル間距離計算手段は、入カバターンと標準
パターンのベクトル間距離を、入カバターフの各フレー
ム毎に、全標準パターンの各フレームについて求め、漸
化式計算手段は、入カバターンと標準パターンの累積距
離を、入カバターンの各フレーム毎ニ、全標準ハターン
の各フレームニついて求めることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載のパターン比較装置。
(2) The inter-vector distance calculation means calculates the inter-vector distance between the input cover pattern and the standard pattern for each frame of the input cover pattern and for each frame of all standard patterns, and the recurrence formula calculation means calculates the distance between the vectors of the input cover pattern and the standard pattern. 2. The pattern comparison device according to claim 1, wherein the cumulative distance is determined for each frame of an input pattern and for each frame of all standard patterns.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6358400A (en) * 1986-08-28 1988-03-14 日本電気株式会社 Continuous word voice recognition equipment
JPH02269951A (en) * 1988-09-01 1990-11-05 E I Du Pont De Nemours & Co Spectral identification method

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