JPS6118760B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は音声認識システムの中心構成要素とな
るパタンマツチング装置の改良に関する。 音声認識システムは人間から機材に対して直接
的に情報を入力できる特徴を有しており、計算機
に対する各種データ入力の手段として、あるい
は、小包等の区分機に対する区分制御データ入力
手段として有用である。特に、音声データは安価
な電話回線を通して遠隔地に伝送することがで
き、これによつて通常の送受話器からデータを計
算機に対して遠隔入力できること、また、従来の
タイプライタ等と異なつて使用訓練をほとんど必
要としないこと、等の点から音声認識システムの
実現によつて可能となる便宜は極めて大きい。 音声は各個人によつて複雑に異なつていて、不
特定の人の音声を認識することは極めて困難なこ
ととされている。この個人性の問題を回避するた
め、現在研究開発されている音声認識装置の多く
は、次のような原理によつて、各話声者個人性に
適応させた後に認識動作を行なうように設計され
ている。すなわち、必要な単語の各々に、現在の
発声者によつて発声された音声のパタンを標準の
音声パタンとして記憶せしめる（この標準の音声
パタンを以後標準パタンと呼ぶ）。以後、未知の
音声パタン（以後入力パタンと称する）が入力さ
れると、すべての前記標準パタンとの間で比較操
作、すなわちパタンマツチングを実行する。入力
パタンと最も類似した標準パタンを決定すること
によつて入力パタンはこの標準パタンと同一単語
であると判定する。 このような方法による音声認識システムの認識
性能は標準パタンと入力パタンとの間のパタンマ
ツチングを行なう手段であるパタンマツチング装
置の性能によつて左右される。一般に、音声パタ
ンは周波数分析等を行ない適当なフレーム周期で
時間標本化することによつて特徴ベクトルの時系
列として表現される。いま入力パタンを Ａ＝〓_１，〓_２，…，〓_i，…〓_I (1) で示す。ここにaiは時間標本点ｉにおける特徴ベ
クトルである。 〓_i＝（a_1i，a_2i，…ａ_oi…ａ_Ni） (2) ａ_oiとしては、例えば、Ｎチヤネル周波数分析装
置の第ｎチヤネル出力レベルを考える。標準パタ
ンは単語セツトに含まれる各単語に対してそれぞ
れ必要であるが、ここではそれらを代表して Ｂ＝〓_１，〓_２，…，〓_j，…〓_J (3) を標準パタンとして考える。 〓_j＝（b_1jb_2j，…， ｂ_oj，…ｂ_Nj） (4) このように時系列として表現される音声パタン
には時間軸変動と呼ばれる複雑な変動要因が存在
する。この時間軸変動とは発声速度の変動に起因
する時間軸の非線形な伸縮のことである。このよ
うな時間軸変動が存在すると入力パタンＡと標準
パタンＢを ここに、

【式】 で定義されるような単純な距離尺度で比較するの
は不適当である。例えば、入力パタンＡと標準パ
タンＢとがともに数字“３”（／san／）の音声
パタンであるとしても、時間軸変動によつて入力
パタンの特徴ベクトルａ_iが音素／ｓ／に属し、
同時刻ｉの標準パタンの特徴ベクトルｂ_iがが音
素／ａ／に属する場合が生じる。このように異な
つた音素に属する特徴ベクトルが比較されるとそ
れらの間の距離ｄ（ｉ）が大となり、それに従が
つて距離Ｄ（Ａ，Ｂ）も大になる。このように同
じ単語の音声パタンを比較して距離が大となるよ
うな尺度はパタンマツチングの尺度としては不適
当である。 昭和49年６月に「日本音響会構演論文集」の第
67ページに「傾斜制限DPマツチングによる音声
認識」と題して発表された論文（以下、引用論文
と称する）には時間軸変動の影響を受けにくいパ
タンマツチング尺度が定義され、その計算方法が
示されている。その記載を要約すると なる量を入力パタンＡと標準パタンＢとの距離と
してパタンマツチングを行なうのが良いとされて
いる。ここに、ｄ（ｉ，ｊ）はベクトル間距離で
あつて Δ(k)は荷重係数であつて Δ(k)＝（ｉ(k)−ｉ（ｋ−１））＋ （ｊ(k)−ｊ（ｋ−１）） (9) また隣り合う（ｉ(k)，ｊ(k)）と（ｉ（ｋ−
１），ｊ（ｋ−１））の間には次の三種の関係のみ
が許される。

【表】 前記引用論文の原理は第１図に示すｉ−ｊ平面
によつて良く説明される。図では、ｉ軸に沿つて
入力パタンＡの特徴ベクトル〓_iが並べられ、ｊ
軸に沿つて標準パタンＢの特徴ベクトル〓_jが並
べられている。特徴ベクトル〓_iと〓_jの組合せは
このｉ−ｊ平面上の点（ｉ，ｊ）によつて示され
る。１≦ｉ≦Ｉ，１≦ｊ≦Ｊなる各点（ｉ，ｊ）
には(8)式で定義される〓_iと〓_jとのベクトル間距
離ｄ（ｉ，ｊ）が存在する。 (7)式では、音声パタンの始端を示す点（１，
１）から終端を示す点（Ｉ，Ｊ）まで参照数字１
で示すような点列（ｉ(k)，ｊ(k)），ｋ＝１，２，
…Ｋを定めて、これら点列上のベクトル間類似度
ｄ（ｉ(k)）に荷重系数Δ(k)を乗じたものの総和を
最小としている。このように、点列（ｉ(k)，ｊ
(k)）の定め方に関して最小化を行なうと、ベクト
ル間距離ｄ（ｉ(k)，ｊ(k)）が全体として最小とな
るように点列が自動的に定まるから、入力パタン
の特徴ベクトル〓ｉ(k)に対してはそれに類似した
標準パタンの特徴ベクトル〓_j(k)が対応づけられ
る。それゆえ、先に例示した′3′（／san／）の音
声パタンの場合には特徴ベクトル〓_i(k)が音素／
ａ／に属するならば、それに対応づけられる特徴
ベクトルｂ_j(k)も同一の音素／ａ／に属する。す
なわち、時間軸の変動は（ｉ(k)，ｊ(k)）なる点利
によつて自動的に吸収される。しかも、(7)式に定
義された距離は荷重係数Δ(k)の総和で正規化され
ているので、入力パタンＡあるいは標準パタンＢ
の時間長が変化することによつて点列上の点（ｉ
(k)，ｊ(k)）の個数が変化してもその影響を受けな
い。このように、(7)式の定義による距離Ｄ（Ａ，
Ｂ）は時間軸の変動に対して安定であり、音声の
パタンマツチング尺度として適している。 ここで荷重係数Δ(k)の意味について説明する。
点（ｉ(k)，ｊ(k)）より成る点列は第１図に参照数
字１で示すように（１，１）点より始まり（Ｉ，
Ｊ）点に至るように定められる。この点列に含ま
れる点（ｉ(k)，ｊ(k)）の個数は点列の定め方に依
存する。それゆえ、もしΔ(k)が常に１であるとす
ると、(7)式の最小化によつてなるべく少数の点数
で（１，１）から（Ｉ，Ｊ）に至る点列が選ばれ
る傾向が生じる。この結果、ベクトル間距離ｄ
（ｉ(k)，ｊ(k)）の総和を最小にするような最適な
点列からのずれが生じることになる。(9)式は隣り
合う点の間の、１次ノルムで定義される距離を荷
重係数として用いることを意味する。このように
荷重係数が定められると、その（１，１）から
（Ｉ，Ｊ）に至るまでの総和は点（Ｉ，Ｊ）のみ
に依存して Ｋ＝（１＋Ｊ−１） (10) と定まり、途中の点列の選び方に無関係となる。
したがつて、（ｉ(k)，ｊ(k)）の点列は、時間軸変
動に対して良好に追従できる。 前記引用論文、及び「日本音響学会誌Vol.27No.
９（1971）第483〜490頁」に「動的計画法を利用
した音声の時間軸正規化とその連続単語認識への
応用」と題して発表された論文には(7)式の最小化
問題を動的計画法によつて効率良く計算する手法
が示されている。それらを総合すると、

【表】 を初期値 ｇ（１，１）＝ｄ（１，１），(12) 制約条件 ｊ−ｒ≦ｉ≦ｊ＋ｒ (13) のもとに点（Ｉ，Ｊ）まで計算することによつ
て、距離Ｄ（Ａ，Ｂ）は Ｄ（Ａ，Ｂ）＝ｇ（Ｉ，Ｊ）／（Ｉ＋Ｊ−１）
(14) と求まる。(12)式は±ｒ標本点までの時間軸変動を
許容することを意味する。この制約は第１図のｉ
−ｊ平面上に参照数字２と３で示す直線にはさま
れた領域を定義する。漸化式(11)はこの領域内のす
べての点に対してｉ座標およびｊ座標に関して増
加方向に順次計算される。 漸化式(11)は、ｉ−ｊ平面上では第２図のように
説明される。第２図はｉ−ｊ平面における１点
（ｉ，ｊ）の近傍を拡大した図である。点（ｉ，
ｊ）に至る径路としては点（ｉ−１，ｊ−２）よ
り発するもの、点（ｉ−１，ｊ−１）より発する
ものおよび点（ｉ−２，ｊ−１）より発するも
の、の３種類を考える。それぞれの径路の始端に
おける漸化式値ｇ（過去の漸化式計算によつて算
出されている）に、それ以後径由する点におけベ
クトル間距離ｄ（ｉ，ｊ）の値にその点と直前に
径由した点との相対的位置関係によつて定まる荷
重係数Δ(k)を乗じた量を加算した値が(11)式右辺
〔 〕内の３種の値となつている。荷重係数Δ(k)
は(9)式によつて定義されるゆえ、 径路が斜めの場合 Δ(k)＝２ ｝ (15) 径路が水平または垂直の場合 Δ(k)＝１ となつている。 以上述べた引用論文記載の方法は音声パタンの
時間軸正規化の能力が高く、優れた方法であるが
次のような欠点を持つている。すなわち、(11)式あ
るいは第２図より明らかなように、各点によつて
ベクトル間距離ｄ（ｉ，ｊ）に乗ぜられる荷重の
値が異なる。例えば、第２図において点（ｉ−
２，ｊ−１）から発して点（ｉ−ｌ，ｊ）を経由
して点（ｉ，ｊ）に至る経路においては、ベクト
ル間距離ｄ（ｉ，ｊ）には荷重１が乗ぜられるの
に対してｄ（ｉ−１，ｊ）には荷重２が乗ぜられ
る。このことはｄ（ｉ，ｊ）がｄ（ｉ−１，ｊ）
に比して半分の荷重で評価されることを意味す
る。ベクトル間距離ｄ（ｉ，ｊ）は入力パタンの
特徴ベクトル〓_iと標準パタ〓_iとの間の距離であ
り、同様にｄ（ｉ−１，ｊ）は〓_i-1と〓_jとの間
の距離である。それゆえ入力パタンの特徴ベクト
ル〓_iは〓_i-1の半分の重要度でしか評価されない
ことになる。同様に、点（ｉ−１，ｊ−２）より
発して点（ｉ，ｊ−１）を径由して点（ｉ，ｊ）
に至る経路では、標準パタンの特徴ベクトル〓_j
は〓_j-1に比して、やはり半分の重要度でしか評
価されない。このように各特徴ベクトルの評価に
ばらつきがあると類似した２個の音声パタン間の
弁別能力が悪くなる。例えば、次の２種の単語／
kanazawa／と／kanagawa／の間では音素／ｚ／
と／ｇ／が異なるだけである。この／ｚ／と／
ｇ／の部分が荷重１で評価され他の部分が荷重２
で評価されると、当然／ｚ／と／ｇ／の相違が無
視される傾向が生じ、この結果、／kanazawa／
と／kanagawa／の区別が十分つけにくいことに
なる。このように、特徴ベクトルに対する荷重に
ばらつきがあると類似した２個の音声パタンを区
別することが困難である。 本発明の目的は各特徴ベクトルを可能な限り均
一に評価することによつて類似した音声パタンを
も良好に弁別することがきるパタンマツチング装
置を実現することにある。 本発明による装置は、(1)特徴ベクトルａ_iの時
系列として表現される入力パタＡを保持するため
の入力パタンバツフア、(2)特徴ベクトル〓_iの時
系列として表現される標準パタンＢを記憶するた
めの標準パタン記憶部、(3)特徴ベクトル〓_iとｂ_j
との間の距離ｄ（ｉ，ｊ）を計算する機能を有す
るベクトル間距離計算部、(4)前記特徴ベクトルの
時刻ｉとｊとによつて番地指定され、漸化式値ｇ
（ｉ，ｊ）を記憶することができるよう構成され
た漸化式値レジスタ、(5)前記ベクトル間距離計算
部により算出されるベクトル間距離ｄ（ｉ，ｊ）
を所要個数保持するためのベクトル間距離レジス
タ、(6)i′＜ｉ，j′＜ｊなる番地指定信号（i′，j′
）
に対して、(a)前記の漸化値レジスタより続み出さ
れる漸化式値ｇ（i′，j′）と、(b)点（i′，j′）か
ら
点（ｉ，ｊ）に至る整数格子点（ｘ，ｙ）により
番地指定されて前記ベクトル間距離ｄ（ｘ，ｙ）
の群の平均値に始点（i′，j′）と終点（ｉ，ｊ）
との間の絶対値距離｜ｉ−i′｜＋｜ｊ−j′｜を乗
算して得られる数値、との和を計算する手段、(7)
この手段の出力数値群を比較して最小値を選択
し、新たな漸化式値ｇ（ｉ，ｊ）として前記の漸
化式値レジスタに記憶されるべく出力する手段等
より構成される。 以下に本発明の原理を第３図以下の図面を参照
しながら説明する。本発明による装置は前記引用
論文において使用された漸化式(11)を次式の如く改
良して使用する。

【表】 ｉ−ｊ平面上で第２図と同様の表示を行なうと
第３図の如くなる。第２図と第３図の比較あるい
は(11)式と(16)式の比較で明らかなように前記引用
論文の漸化式と本発明において使用する漸化式と
の相異はベクトル間距離ｄ（ｉ，ｊ）等に乗ぜら
れる荷重係数の値である。(16)式では荷重係数の
最大値は２で最小値は3/2であるからその比は
４／３である。一方、(11)式では荷重係数の最大値
は２で最小値は１であるからその比は２である。
それゆえ、(16)式に基づいて動作するパタンマツ
チング装置の方が特徴ベクトルをより均一に評価
する能力を有している。 ここで(16)式における荷重係数の設定規則を第
３図を参照しながら説明する。(16)式〔 〕内の
第１式は第３図の点（ｉ−２，ｊ−１）から点
（ｉ−１，ｊ）を経由して点（ｉ，ｊ）に至ぬ経
路に対応するものである。始点（ｉ−２，ｊ−
１）から終点（ｉ，ｊ）までの絶対値距離は３で
あるのでベクトル間距離計ｄ（ｉ，ｊ−１）とｄ
（ｉ，ｊ）には３が乗ぜられている。この経路上
において加算されるベクトル間距離はｄ（ｉ，ｊ
−１）とｄ（ｉ，ｊ）の２個であるので２によつ
て除して平均値を算出している。 (16)式〔 〕内の第２式は点（ｉ−１，ｊ−
１）から点（ｉ，ｊ）に至る経路に対応する。こ
の経路の始点から終点までの絶対値距離は２であ
るので２が乗ぜられている。この経路上で加算さ
れるベクトル間距離はｄ（ｉ，ｊ）１個だけであ
るので除算の必要はない。(16)式〔 〕内の第３
式は点（ｉ−２，ｊ−１）から点（ｉ−１，ｊ）
を経由して点（ｉ，ｊ）に至る経路に対応するも
のであるがこの場合には(16)式〔 〕内の第１式
と同様である。 荷重係数の定め方に関する上述の規則は次のよ
うに一般化して記述される。始点を（i′，j′）と
し終点を（ｉ，ｊ）とする経路上の点（ｘ，ｙ）
におけるベクトル間距離ｄ（ｘ，ｙ）の総和値に
対して始点（i′，j′）から終点（ｉ，ｊ）との間
の絶対値距離 （ｉ−i′）＋（ｊ−j′） (17) を乗じる。しかる後この径路において加算された
整数格子点の個数で除して平均値を算出する。 前記引用文献には(11)式とは異なつた数個の漸化
式が記載されている。これらに対しても上述の荷
重係数設定規則が適用でき、これによつて音声パ
タンの各特徴ベクトルをより均一に評価するとい
う効果が得られる。たとえば引用文献に記載され
ている

【表】 なる漸化式は次のように改良される。

【表】 第４図は特に(16)式漸化式に基づいて動作する
パタンマツチング装置の一構成例を示すブロツク
図である。図において、入力パタンバツフア１１
には(1)式の如く特徴ベクトル〓_iの時系列として
表現される入力パタンＡが保持される。標準パタ
ン記憶部１２には(3)式の如く特徴ベクトル〓_jの
時系列として表現される標準パタンＢが記憶され
る。制御部１０より番地指定信号ｉとｊが入力パ
タンバツフア１１と標準パタン記憶部１２とに与
えられると、それぞれから特徴ベクトル〓_iと〓_i
とが信号線ａとｂとに出力される。ベクトル間距
離計算部１３は前記信号線ａとｂとによつて与え
られる特徴ベクトル〓_iと〓_jとの間のベクトル間
距離ｄ（ｉ，ｊ）を計算し信号線ｄを経由して出
力する。この値はベクトル間距離レジスタ１５に
記憶される。漸化式計算部１４は制御部１０より
番地指定信号ｉとｊを受け、かつ始動パルスｋを
受けて動作を始める。この漸化式計算部１４には
ベクトル間距離レジスタ１５から必要なベクトル
間距離ｄ（ｉ，ｊ），ｄ（ｉ，ｊ−１）等が、ま
た漸化式値レジスタ１６より必要な漸化式値ｇ
（ｉ−２，ｊ−１），ｇ（ｉ−１，ｊ−１）および
ｇ（ｉ−１，ｊ−２）が供給される。漸化式計算
部１４はこれらをもとにして(16)式を計算し得ら
れる漸化式値ｇ（ｉ，ｊ）を漸化式値レジスタ１
６に記憶させるべく出力する。なお、正規化部１
７については後述する。制御部１０よりの番地指
定信号は１≦ｉ≦Ｉ，１≦ｊ≦Ｊかつ(13)式を満
足する範囲でｉ，ｊが増加する方向で順次発生さ
れる。すなわち番地指定信号ｉとｊが指定する点
（ｉ，ｊ）は（１，１）より始まりｊが増加する
方向に、かつ同一のｊに対してはｉが増加する方
向に変化され最後に（Ｉ，Ｊ）に至るまで変化さ
れる。最初の点（１，１）では(12)式の初期条件す
なわち特徴ベクトル〓_iと〓_jの間のベクトル間距
離ｄ（１，１）を点（１，１）の漸化式値ｇ
（１，１）として漸化式値レジスタ１６に書き込
む動作が行なわれる。このための処理の詳細は本
発明にとつて特に重要ではないので省略する。 第５図は漸化式計算部１４の構成例を示す図で
あり、第６図はその動作を説明するためのタイム
チヤートである。この漸化式計算部は前記制御部
１０（第４図）より番地指定信号ｉ及びｊと始動
パルスｋとを受けとつて動作を始める。漸化式計
算制御部５０にはクロツクカウンタが内蔵されて
おりこれによつて第６図の最上部にCLKとして
示される如く０〜15の計16サイクルよりなるクロ
ツクが発生される。なお、前記始動パルスｋが与
えられた時点を第０サイクルとしている。第０サ
イクルではクリア信号CLR１が漸化式計算制御
部５０によつて発生されレジスタ５４に送られ
る。レジスタ５４にはこのクリア信号CLR１に
よつて十分大な数値がプリセツトされる。 第１サイクルから第４サイクルまでは漸化式１
１の〔 〕内の第３式の計算に使用される。第１
サイタルではクリア信号CLR２が漸化式計算制
御部５０から累算器５３に送られこれによつて累
算器５３の内容は０にリセツトされる。第２から
第４のサイクルでは漸化式計算制御から番地指定
信号ｘとｙが第４図のベクトル間距離レジスタ１
５と漸化式値レジスタ１６とに送られる。また荷
重係数信号ｗが乗算回路５１に、選択信号gdが
マルチプレクサ５２に送られる。第２サイクルで
は番地指定信号はｘ＝ｉ，ｙ＝ｊ（ｉとｊは前述
の如く制御部１０より与えられている）として出
力される。この番地指定によつてベクトル間距離
レジスタ１５からベクトル間距離ｄ（ｉ，ｊ）が
信号a′として出力され乗算回路５１に入力され
る。この第２サイクルでは荷重係数信号ｗは3/2
なる値である乗算回路では信号d′と信号ｗの乗算
が実行されその結果は信号dwとして出力され
る。よつて、第２サイクルではdw＝ｄ（ｉ，
ｊ）×３／２なる計算が行なわれる。 この信号dwはマルチプレクサ５２に入力され
る。マルチプレクサ５２には別の入力g′が漸化式
値記憶部１６より入力されている。漸化式計算制
御部５０よりの選択信号gdが０ならば信号dw
が、１ならば信号g′が選択されて信号ｈとして出
力される。現在の第２クロツクではgdは０であ
るから信号ｈとしては信号dwが累算器に送られ
る。この値はクロツク信号wp1に同期して累算器
５３に積分される。故に第２サイクルが終了した
時点では累算器５３の内用ｆは ｆ＝ｄ（ｉ，ｊ）×３／２ となつている。次の第３サイクルでは番地指定信
号はｘ＝ｉ−１ ｙ＝ｊとなつてベクトル間距離
レジスタ１５からはd′＝ｄ（ｉ−１，ｊ）なるベ
クトル間距離が続み出される。その他は第２サイ
クルの時と同様であつて信号ｈとしｄ（ｉ−１，
ｊ）×３／２なる値が累算器５３に積分される。
それゆえ第３サイクルが終了した時点では累算器
５３の内容ｇは ｆ＝ｄ（ｉ，ｊ）×３／２ ＋ｄ（ｉ−１，ｊ）３／２ となつている。第４サイクルでは番地指定信号は
ｘ＝ｉ−２，ｙ＝ｊ−１となり、選択信号gdは
１となる。それゆえ、漸化式値レジスタ１６より
信号g′として続み出される漸化式値ｇ（ｉ−２，
ｊ−１）がマルチプレクサ５２によつて選択され
累算器５３に送られる。この値はクロツク信号
wp1に同期して累算器５３に積分される。それゆ
え第４サイクルが終了した時点では累算器５３の
内容は ｆ＝（ｄ（ｉ，ｊ）＋ｄ（ｉ−１，ｊ） ×３／２＋ｇ（ｉ−２，ｊ−１） (19) 第５サイクルでは比較器５５によつて累算器５
３の内容ｆと前記レジスタ５４の内容ｇとの比較
が行なわれる。ｆ＜ｇのときには比較器５５の出
力はｐ＝１となり、ｆ≧ｇのときにはｐ＝０とな
る。この第５サイクルの後半の時点でクロツク信
号wp２が前記の漸化式計算制御部５０により発
生される。このクロツク信号wp２はANDゲート
５６を経由して前記レジスタ５４の書き込みパル
スｑとなつている。累算器５３の内容を示す信号
ｆがレジスタ５４の内容を示す信号ｇよりも小で
あるときのみ比較器５５の出力信号ｐが１とな
り、クロツク信号wp２はANDゲート５６を通過
しレジスタ５４に対する書き込みパルスｑとな
る。それゆえ、第５サイクルで累算器５３の内容
がレジスタ５４の内容よりも小であるときにはレ
ジスタ５４には累算器５３の内容が転写される。 第６サイクルから第９サイクルまでは漸化式16
の〔 〕内第２式の計算が行なわれる。すなわち
第６サイクルでクリア信号CLR２が発せられ累
算器５３が０にリセツトされ、第７サイクルでは
２×ｄ（ｉ，ｊ）が、第８サイクルではｇ（ｉ−
１，ｊ−１）が累算器に積分される。この結果、
第９サイクルでは累算器５３には ｆ＝２×ｄ（ｉ，ｊ）＋ｇ（ｉ−１，ｊ−１）
(20) なる値が記憶されている。この第９サイクルでは
前記の第５サイクルと同様に累算器５３の内容ｆ
とレジスタ５４の内容ｇが比較されｆ＜ｇなる場
合には累算器５３の内容ｆがレジスタ５４に転写
される。 第10サイクルから第14サイクルまでは漸化式16
の〔 〕内第１式の計算が行なわれる。この間の
処理は(19)式や(20)式の計算とほぼ同じであるの
で省略する。第14サイクルでは累算器５３の内容
ｆは ｆ＝（ｄ（ｉ，ｊ）＋ｄ（ｉ，ｊ−１） ×３／２＋ｇ（ｉ−１，ｊ−２） (21) となつている。この値は、前記第５及び第９サイ
クルの場合と同様に、レジスタ５４と比較されｆ
＜ｇなる場合にはレジスタ５４に書き込まれる。 以上をふりかえつて見ると第０サイクルでレジ
スタ５４に十分に大な数値がプリセツトされて以
後第５サイクルで(19)式、第９サイクルで(20)
式、第14サイクルで(21)式のｆとレジスタ５４の
内容が比較れ、ｆが小なる場合にはレジスタ５４
にその時点のｆが書き込まれる。それゆえ、第15
サイクルにおいては(19)式、(20)式、及び(21)式
のｆの値の中での最小値が算出されレジスタ５４
に記憶されている。この値は(16)式の漸化式値ｇ
（ｉ，ｊ）である。この第15サイクルでは番地指
定信号はｘ＝ｉ，ｙ＝ｊとされる。また、漸化式
計算制御部５０により書き込みパルスwp３が発
生されこれによつてレジスタ５４の内容ｇは漸化
式値ｇ（ｉ，ｊ）として漸化式値レジスタ１６に
書き込まれる。 以上で漸化式１６の計算が一回終了する。次の
時点では番地指定信号ｉが１だけ増加され漸化式
ｇ（ｉ＋１，ｊ）の計算が実行される。 再び第４図を参照して説明を続ける。以上述べ
た漸化式計算部１４による漸化式計算処理は制御
部１０の番地指定信号ｉ，ｊの制御にによつて(1
３）式により指定される範囲内で漸化的に実行され
る。最後に、第１図の点（Ｉ，Ｊ）、すなわち番
地指定信号がｉ＝Ｉ，ｊ＝Ｊ（Ｉ，Ｊに関しては
(1)式と(3)式を参照）とされて漸化式が計算され
る。このときは漸化式値ｇとしてｇ（Ｉ，Ｊ）が
正規化部１７に送られる。同時に制御部１０より
信号IJとして（Ｉ＋Ｊ）なる値が正規化部１７に
送られる。これらの信号をもとにして正規化部１
７では(14)式の計算が行なわれその結果である距
離Ｄ（Ａ，Ｂ）が出力される。これが(1)式の入力
パタンＡと(3)式の標準パタンＢとの間の距離Ｄ
（Ａ，Ｂ）である。以上によつて第４図に示した
パタンマツチング装置の動作が完結する。 以上本発明の原理を実施例をもとに説明した
が、これらの記載は本発明の範囲を限定するもの
ではない。特に本明細書では特徴ベクトルａ_iと
ｂ_jの間の類似性を距離によつて評価する例を示
したが、内積や相関のような量による場合も同様
である。ただし、内積や相関では距離とは大小関
係が逆になるので、(16)式の最小化の処理は最大
化処理で置換する必要がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理の一部を説明するための
図、第２図は在来の方法の欠点を説明するための
図、第３図は本発明によつて得られる改良点を説
明するための図、第４図は本発明の一実施例を示
すブロツク図、第５図は漸化式計算部の一構成例
を示す図、第６図は上記第５図に示した漸化式計
算部の動作を動作するための図である。 図において、１０は制御部、１１は入力パタン
バツフア、１２は標準パタン記憶部、１３はベク
トル間距離計算部、１４は漸化式計算部、１５は
ベクトル間距離計算部、１６は漸化式値レジス
タ、１７は正規化部、５０は漸化式計算制御部、
５１は乗算回路、５２はマルチプレクサ、５３は
累積器、５４はレジスタ、５５は比較器、５６は
ANDゲートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 特徴ベクトル〓_iの時系列として表現される
   入力パタンＡを保持するための入力パタンバツフ
   アと、特徴ベクトル〓_jの時系列として表現され
   る標準パタンＢを保持するための標準パタン記憶
   部と、前記特徴ベクトル〓_iと〓_jとの間の距離ｄ
   （ｉ，ｊ）を計算するためのベクトル間距離計算
   部と、これにより計算されるベクトル間距離ｄ
   （ｉ，ｊ）を記憶するためのベクトル間距離レジ
   スタと、前記入力パタンの時刻ｉと前記標準パタ
   ンの時刻ｊとによつて番地指定され、漸化式値ｇ
   （ｉ，ｊ）を記憶する漸化式値レジスタと、i′＜
   ｉ，j′＜ｊなる番地指定信号（i′，j′）に対し
   て、(a)前記漸化式値レジスタより続み出される漸
   化式値ｇ（i′，j′）と、(b)点（i′，j′）から点
   （ｉ，ｊ）に至る整数格子点（ｘ，ｙ）により番
   地指定されて前記ベクトル間距離ｄ（ｘ，ｙ）の
   群の平均値に始点（i′，j′）と終点（ｉ，ｊ）と
   の間の絶対値距離｜ｉ−i′｜＋｜ｊ−j′｜を乗算
   して得られる数値、との和を計算する手段と、こ
   の手段の出力数値群を比較して最小値を選択し、
   新たな漸化式値ｇ（ｉ，ｊ）として前記漸化式値
   レジスタに記憶されるべく出力する手段とを有
   し、入力パタンＡと標準パタンＢとの間の距離を
   算出することを特徴とするパタンマツチング装
   置。