JPS6152478B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は音声の特徴パターン比較装置に関す
る。

単語等の音声波形をあらかじめ10ミリ秒程度の
フレーム周期で分析して得られる特徴ベクトル
（例えば音声波形の自己相関係数）系列を標準パ
ターンとして用意しておき、前記標準パターンと
入力音声波形を前記フレーム周期で分析して得ら
れる特徴ベクトル系列との距離を算出し比較する
ことにより音声認識を行なう方式が知られてい
る。また、音声波形の冗長性が時間軸方向に不均
一である（母音定常部等において大きく過渡部に
おいて小さい）ことを利用し、音声波形より10ミ
リ秒程度のフレーム周期毎に、特徴ベクトルを抽
出し近傍のフレームにおける特徴ベクトルとの距
離が大きく場合には圧縮率を小さくし、前記距離
が小さい場合には圧縮率を大きくし（代表として
選択するフレーム数を少なくする）ことにより有
効に情報量を圧縮するいわゆる可変フレーム周期
型の音声分析合成方式が知られている。しかしな
がら、上記方式では聴覚的に重要でない単語の語
尾等での距離が比較的大きくなるため、音声認識
においては認識率が劣化し、帯域圧縮においては
情報量の圧縮効率が低下するという欠点を持つて
いる。

本発明の目的は、語尾等の聴覚的に比較的重要
でない部分の特徴ベクトル間の距離が大きいこと
により生ずる、音声認識における認識率の劣化を
防ぎ認識率を向上させることにある。

また、音声帯域圧縮方式においては、前記同様
の原因により生ずる圧縮率の効率低下を防ぐこと
にある。

本発明になる装置は、入力音声波形の短時間区
間（５ミリ秒から50ミリ秒程度の時間区間）にお
ける平均振巾値を算出する平均振巾算出回路と、
前記平均振巾値の時間微分（差分）値を算出する
微分値算出回路と、前記微分値が正のときには負
のときよりも小さな重みを対応する特徴ベクトル
間の距離に乗じた値を新たな特徴ベクトル間の距
離として算出する手段とから構成されている。

本発明の特徴は、入力音声波形の平均振巾の時
間微分値が負である（振巾が次第に小さくなる）
語尾等の聴覚的に比較的重要でない部分に対して
は対応する特徴ベクトル間の距離に小さな重みを
かけ、前記平均振巾の時間微分値が正となる（振
巾が次第に大きくなる）語頭等の聴覚的に重要な
部分に対しては対応する特徴ベクトル間の距離に
大きな重みをかけたものを新たな距離として算出
することにある。

重み係数の一例を第１図に示す。第１図におい
て縦軸ωは重みを表わし、横軸ｖは平均振巾の時
間微分値を表わす。第１図に示されるように重み
は前記微分値ｖの増加とともに大きくなる。な
お、距離を算出すべき二つの特徴ベクトルとは、
前述の音声認識の場合には標準パターンとしてあ
らかじめ用意される特徴ベクトルと入力音声より
抽出された特徴ベクトルであり、前述の可変フレ
ーム周期型の音声分析合成方式においては入力音
声より抽出された異なるフレームに対する二つの
特徴ベクトルである。

また、音声波形の平均振巾の時間微分値が負と
なる部分としては語尾のほかに母音から子音への
わたりの部分があるがこの部分は、その逆の前記
微分値が正となる子音から母音へのわたりの部分
に比べると聴覚的に重要でないことが知られてお
り本発明が有効であることは明らかである。

次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第２図は音声認識装置に対する本発明の一実施例
を示すブロツク図である。

まず、音声波形が音声波形入力端子１を介して
特徴ベクトル抽出回路２および平均振巾算出回路
５に入力される。特徴ベクトル抽出回路２は制御
回路１１より特徴ベクトル抽出回路制御データ伝
送路１３を介して与えられる制御データに従つて
10ミリ秒程度のフレーム周期毎に特徴ベクトルを
算出し距離算出回路４に出力する。一方、標準パ
ターン記憶回路３はあらかじめ標準パターンとし
て作成された認識すべき音声の特徴ベクトル系列
のなかで制御回路１１から標準パターン出力制御
データ伝送路１５を介して与えられる標準パター
ン出力制御データにより指定される該標準パター
ンの特徴ベクトルを距離算出回路４に出力する。
距離算出回路４は前記入力音声波形より抽出され
た特徴ベクトルと前記標準パターンの特徴ベクト
ルとの距離を算出し乗算回路８に出力する。

前記の処理と並行して、平均振巾算出回路１２
は制御回路１１から平均振巾算出回路制御データ
伝送路１２を介して与えられるフレーム周期信号
に従つて前記音声波形の前記短時間区間における
平均振巾値を算出し、微分回路６に出力する。微
分回路６は前記該フレームにおける平均振巾値と
直前のフレームにおける平均振巾値の差分値を算
出し、重み係数記憶回路７に出力する。

重み係数記憶回路７は前記差分値に従い、あら
かじめ記憶されている重み係数のなかから該当す
る重み係数を乗算回路８に出力する。乗算回路８
は前記特徴ベクトル間の距離と前記重み係数との
乗算を行ない新たな距離データを算出しアキユー
ムレータ９に出力する。アキユムレータ９は制御
回路１１よりアキユムレータ制御データ伝送路１
４を介して与えられる（フレーム周期）タイミン
グデータに従つて前記新たな距離データの加算を
繰り返し行なうことにより距離和データを算出し
距離和データ出力端子１０を介して出力する。

以上の説明では、入力音声の平均振巾値の微分
値に従つて重み係数を制御したが、標準パターン
に対する音声の平均振巾値の微分値を用いても同
様の効果が得られることは明らかである。さらに
前記入力音声の平均振巾の微分値と、前記標準パ
ターンの平均振巾の微分値の双方に対して重み係
数を乗じたものを前記新たな距離として算出して
も同様の効果が得られることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において用いられる距離の重み
係数を説明するための図であり、縦軸ωは重み係
数値を表わし、横軸ｖは平均振巾の時間微分値を
表わし、図中の曲線は本発明において用いられる
重み係数特性の一例を表わす。第２図は本発明の
実施例を説明するためのブロツク図であり、１は
音声波形入力端子、２は特徴ベクトル抽出回路、
３は標準パターン記憶回路、４は距離算出回路、
５は平均振巾算出回路、６は微分回路、７は重み
係数記憶回路、８は乗算回路、９はアキユムレー
タ、１０は距離和データ出力端子、１１は制御回
路、１２は平均振巾算出回路制御データ伝送路、
１３は特徴ベクトル抽出回路制御データ伝送路、
１４はアキユムレータ制御データ伝送路、１５は
標準パターン出力制御データ伝送路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 音声波形よりピツチ周期程度のフレーム周期
   で抽出される特徴パラメータ値間の距離を参照し
   て音声の情報量圧縮あるいは音声認識等を行なう
   音声の特徴パターン比較装置において、音声波形
   より短時間区間の平均振巾値を算出する振巾算出
   回路と、前記平均振巾値の時間微分値を算出する
   微分値算出回路と、前記微分値が正の時には負の
   時より大きな重みを対応する特徴パラメータ値間
   の距離に乗じた値を新たな距離として算出する出
   段とを有することを特徴とする音声の特徴パター
   ン比較装置。