JPS62165695A - パタ−ン認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、パターン認ｌＩＩ装置に関し、例えばＤＰ
マツチングによる音声認識装置に利用して有効な技術に
関するものである。

〔従来の技術〕

ＤＰマツチング法による音声認識は、音声パターンの時
間軸の変動を正規化させてマツチングする方法であり、
高い認識性能が得られることから広く使用されている。

同一人が同一単語を普通に発声した場合でも、音声速度
は種々に変動する。

この結果、音声パターンの時間軸に伸縮が生じる。

この伸縮を正規化させるために、一方のパターンの時間
軸を色々に変化させ、他方のパターンに最大近似させる
。すなわち、入力パターンと標準パターンの特徴ベクト
ルの近いものどうしを対応させ、その対応関係（時間正
規化関数）上の特徴ベクｌ−ル間距離の総和（累積距離
）をいろいろな対応関係の中から最小のものを求めるこ
とによって、認識を行うものである。

上記音声認識技術に関しては、例えば、■オー入社昭和
５６年１１月３０日付「音声情報処理の基礎ｊ斉藤収三
、中田和男著、頁１８２〜頁２１５及び１９７１年音響
学会誌Ｖｏ１２７　、隘９頁４８３〜頁４９０がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記時間軸の正規化は、整合窓幅の設定によって行われ
る。すなわち、第２図に示すように、ある入力パターン
に対して、予め記憶された複数の標準パターン（同図で
は標準パターン＃１と＃２が例として示されている）と
の間に、一定の整合窓幅りが設定されることによって行
われる。もしも、入力パターン側に時間の伸縮がなけれ
ば、同図に点線で示したように各フレーム番号に対応し
たもののみについて、標準パターン＃１．９２等の距離
演算を行えばよいが、実際には入力パターンには時間軸
の伸縮が存在する。そこで、整合窓幅りを５とした場合
には、入力パターンの１つのフレームに対して、標準パ
ターン＃１．＃２等はそれに対応したフレームの前後（
正、負）２フレ一ム分のデータについても距駈演算の対
象にされる。

上記のように整合窓幅りを５とした場合、入力パターン
の第１と第２フレームに対して、同図に斜線を付したよ
うに、標準パターン側にはデータが存在しないことが生
じる。このため、標準パターン用のメモリにおいては、
ダミー用のデータエリアが必要になってしまう、この場
合、上記整合窓幅は、それぞれの入力パターンに対して
その認識率を高（するために、任意に設定されるから、
上記ダミー用のデータエリアは、整合幅の最大値を考慮
して設ける必要があり、標準パターンの数の増大、言い
換えるならば、認識可能なｊ１語の数の増大に伴って上
記ダミー用のメモリエリアが無視できない程度に増大し
てしまう。

この発明の目的は、標準パターンの記憶容量を小さくし
た音声認識装置を提供することにある。

この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。

すなわち、一定のサンプリング周期に従ってディジタル
化された入力パターンと標準パターンのデータを受けて
両データの距離を求める距離演算部の出力に、その距離
演算の実行におけるフレーム番号と整合窓幅の情報から
、上記整合窓幅に存在しない標準パターンに対する入力
パターンとの距離演算出力を強制的に最大値とする最大
値回路を付加するものである。

〔作　用１ 上記した手段によれば、標準パターンが格納されたメモ
リに、ダミーデータエリアを設ける必要がな（な（、こ
れによって標準パターンが記憶されるメモリの記憶容量
を削減ないし効率良く使用できる。

〔実施例〕

第１図には、この発明が通用された音声認、ｉａ装置の
一実施例のブロック図が示されている。

同図の各回路ブロックは、公知の半導体集積回路の製造
技術によって、特に制限されないが、単結晶シリコンの
ような半導体基板上において形成される。

特に制限されないが、入力パターンは、メモリＭ１に一
旦格納される。このメモリＭ１の入力パターン信号は、
一定のサンプリング周期に従ったディジタル化された入
力パターン信号ＩＦＭＯ〜７として出力される。標準バ
クーンは、メモリＭ２に格納される。このメモリＭ２に
は、認識すべき子！ｉ数の標準パターンが記憶されてい
る。特に制限されないが、認識すべき単語数を大きくす
るため、上記を嘆準パターンが格納されるメモリ２４２
は、外部メモリとして構成するものであってもよい。

アドレス演算部ＡＤは、後述する距離演算部ＡＬＵで必
要な標準パターンデータを上記メモリＭ２から参照する
ためのアドレス信号を発生させて上記、メモリＭ２のア
クセスを行うつ 距離計算部Ａ　Ｌ　ＴＪは、上記２つの対応された両パ
ターンＩＦＭＯ〜７とＭＤＢＵＳＯ〜７の距離計算を行
う。この場合、距離計算は、極端に異なるフレーム相互
での対応づけを除くために、一定幅（整合窓幅）に制限
された範囲内についてのみ行われる。このような距離計
算は、全標準パターンについて行われる。このような距
離計算結果は、照合処理部において、その中からり小兄
積距離にされる標準パターンを選び出して、それをに！
識結果として出力させるものである。

上記距離計算において、例えば、第２図に示すように、
整合窓ＩＩが５の場合、入力パターンの第１及び第２フ
レームにおいて、標準パターン＃１、＃２’ｔｆの第１
ないし第３フレームの他、斜線を付した計算上のみに存
在する架空のデータが必要になってしまう。具体的には
、入力パターンの第１フレームに対する距離計算には、
標準パターン＃１．＃２の０．−１フレームのように実
際上は存在しないデータが必要になってしまう。

そこで、この実施例では、次のような最大値回路が設げ
られる。ｒなわち、Ｌｉ７回路は、入力パターンのフレ
ーム情１１Ｆｔと整合窓幅りを受けて、Ｆ　ｉ　−（Ｌ
　−１）　／２の減算を行う。例えば、上記整合窓幅Ｔ
、−５で、フレームＦｉが１のとき、Ｘは、−１のよう
に負の値を持つ。また、Ｆｉが２のとき、０のような値
を持つ。上記のように減算結果が負又は０の値を持つ場
合において、標準パターン＃１，６２等に対して規則的
に発生されるフ【／−ム情報１〜５を加算して、それが
負ないし０のとき、言い換えるならば、標準パターン側
から見て０．−１のような実存しないフレームが発生し
たとき、判定回路は、上記距離計算部ＡＬＵの出力信号
５ＤＲＯ−３ＤＲ９に対応してそれぞれ設けられたナン
ド（ＮＡＮＤ）ゲート回路Ｇにロウレベル（論理″０”
）を供給する。これによって、ナントゲート回路Ｇの出
力信号は、上記距離計算部ＡＬＵの出力信号（距離計算
結果５ＤＲＯ〜５ＤＲ９）に無関係に全ビットが論理“
ｉ”にされる。これによって、照合処理部に供給される
距離計算出力信号は、全ビットが論理“ｉ″にされるこ
とによって最大値にされる。したがって、上記標準パタ
ーン＃１．９２等における−１．０のように負のフレー
ムに対応された入力パターンとの距離計算出力が大きな
距離値として出力されるから、照合処理において、上記
標準パターンの負のフレーム対応された入力パターンと
の間て綴小思積距離が求められることがない。

これによって、標準パターンが格納されるメモリＭ２に
おいて、各捩準パターンに対応して上記負のフｌ／−ム
に相当するデータエリアを設ける必要がなく、そのダミ
ーデータを作成する必要もない。これによって、メモリ
Ｍ２のメモリ容量を大幅に削減できるものとなる。

上記した実施例から得、られる作用効果は、以下の通り
である。すなわら、 （１）標準パターンにおいて、整合窓ｆＨの設定に伴い
存在しないフレームでのデータと入力パターンの距離計
算時に、その計算値を最大にさせる回路を設けることに
よって、標準パターンを格納させるメモリにダミーのデ
ータエリアを設ける必要がな（なる。これによって、標
準パターンを格納すべきメモリ容量の大幅な削減を図る
ことができるという効果が得られる。

（２）フレーム情報と整合窓幅情報から、標準パターン
側において存在しないフレームに対する距離計算を識別
し、距離計算部の出力に設けられた論理ゲート回路を制
御するという掻めて簡単な回路の付加のみよって、上記
標準パターンメモリのメモリ容量を削減を図ることがで
きるという効果が得られる。

（３）上記（１）により、距濯計算がその整合窓幅に従
った一定の操り返し処理ができるから、距離計算結果の
画一化を維持することができるとい・う効果が得られる
。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、距離計算部の
出力イε号を最大値にさせる回路は、オア（ＯＲ）ゲー
ト回路を用いて、上記判定回路の出力１言号を論理“ｉ
”にして、最大値を形成するものであってもよい。また
、各回路ブロックの具体的構成は、種々の実施形態を探
ることができるものである。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である音声認Ｒ’装置に適
用した場合について説明したが、そにれ限定されるもの
ではなく、例えば文字等の各種パターン認識も上記類似
の構成によって実現できるものである。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうちの代表的なものによ
って得られる効果をＰｌに説明すれば下記の通りである
。すなわち、フレーム情報と整合窓幅Ｗｊ報から、標準
パターン側において存在しないフレームに対する距離計
算を識別し、距離計算部の出力を最大にさせる回路をす
ることにより、上記標準バクーンメモリのメモ°Ｊ容屋
を削減ないし効率的に使うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示すブロンク図、 第２図は、標準パターンと入力パターンの距離計算処理
を説明するための相関図である。 Ｍｌ・・入力パターンメモリ、Ｍ２・・標準パターンメ
モリ、ＡＬＵ・・距離演算部、ＡＤ・・アドレス発生部 代理人弁理士　小川　勝那′　＼。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一定のサンプリング周期に従ってディジタル化され
   た入力パターンと標準パターンのデータを受けて両デー
   タの距離を求める距離演算部と、上記距離演算結果の最
   小値を求める照合部と、上記距離演算の実行フレーム番
   号と整合窓幅の情報から、上記整合窓幅に存在しない標
   準パターンと入力パターンに対応した距離演算出力を強
   制的に最大値とする最大値回路とを含むことを特徴とす
   るパターン認識装置。 ２、上記最大値回路は、整合窓幅と入力パターンのフレ
   ーム情報から求められる標準パターンのフレーム情報が
   負であることを検出する判定回路と、この判定出力によ
   り、上記距離演算部の出力信号を強制的に論理“ｉ”と
   する論理ゲート回路からなることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のパターン認識装置。