JPS6239749B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、入力される音声の入力パターンと
あらかじめの登録された登録パターンを比較照合
し、入力音声を認識する音声認識装置に関し、特
に、その登録パターンの更新登録に関するもので
ある。

第１図は従来の単語音声認識装置の一例を示す
回路構成図である。マイクロホン１から入力され
た音声波形２は、前処理回路３内で音声区間検
出、３波等の前処理を受け、分析音声波形４とな
る。

この分析音声波形４は、音声分析・特徴抽出回
路５内で、例えば周波数スペクトラム分析を受
け、スペクトラムの時間構造を表わす特徴パター
ン６が抽出される。後続のスイツチ７は動作機能
を登録又は認識モードに切替えるもので、音声の
登録操作時には実線側、認識実行時には点線側に
倒される。

まず、音声（標準音声）登録時、音声の特徴パ
ターン６はスイツチ７の実線側を通り登録パター
ンメモリ８へ順次書き込まれる。このメモリ８は
登録音声数Ｎ個分備えられており通常，，…
と順番に貯えられていく。一通りの登録が終了
するとスイツチ７は点線側に切替えられ、認識動
作が開始される。認識時には特徴パターン６はス
イツチ７の点線側を通り、入力パターンメモリ９
に一時貯えられる。なお、このメモリ９は音声発
声の都度更新され書き替えられる。

次に登録パターンメモリ８からの複数の登録パ
ターン１０は、入力パターンメモリ９からの１つ
の入力パターン１１と認識処理回路１２で順次比
較され、両者の類似度が次々と求められる。この
比較の際には認識処理回路１２内で、入力パター
ンと登録パターン間の時間伸縮を補正しつつパタ
ーンマツチングが行なわれる。

さらに、認識処理回路１２では、入力パターン
１１と登録パターン１０間の類似度の中で最大の
類似度を得る登録パターンが選択され、そのカテ
ゴリが認識結果１３として出力される。ところ
で、認識処理回路１２は誤認識を避けるため、類
似度の絶対値の監視も行なつており、類似度が或
る閾値を越えた時のみ認識結果１３が出力され
る。例えば、類似度100を完全一致、90を閾値と
すると、或る入力音声と登録音声との最大類似度
が85の場合、この認識出力は棄却される。

ところで、入力される音声パターンは、その登
録時点の発声から時間と共に変化することは避け
られない。従つて、この従来装置では、入力パタ
ーン１１の経時変化により、棄却や誤認識が増加
する場合には、登録パターン１０の更新すなわち
再学習操作をその都度行なう必要があつた。

なお、この欠点を除去するために、各入力音声
の認識終了ごとにその登録パターン１０を新規入
力パターン１１で自動的に更新する方式が提案さ
れているが、誤認識が行なわれた入力パターン１
１が無条件に更新登録されてしまうため、認識率
の経時劣化が避けられない欠点があつた。

この発明は従来装置の欠点を除去するために提
案されたもので、登録パターンメモリの他にその
候補パターンが記憶される候補パターンメモリを
設け、その登録パターンおよび候補パターンをそ
れぞれ入力パターンと類似照合し、その類似度出
力の大小およびその出力回数に応じて候補パター
ンメモリ、登録パターンメモリの内容を新規入力
パターンで順次的に更新することにより、誤認識
によつて起こる不正パターンの登録を防止し、長
期間にわたつて高い認識率を推持することができ
る音声認識装置を提供するものである。

以下、この発明の一実施例を第２図を用いて説
明する。第２図において、モード切替スイツチ７
ａ，７ｂの前段には第１図のマイクロホン１、前
処理回路３、音声分析・特徴抽出回路５が第１図
と同様に接続されているものとする。また、符号
８〜１３は第１図に示したものと同一である。

第２図において、１５は登録パターン１０の候
補パターン１６が記憶される候補パターンメモ
リ、１７はこの候補パターンメモリ１５から出力
される候補パターン１６と入力パターン１１を照
合し、その類似度ｂ１８を出力する第２の認識処
理回路、１９は第１および第２の認識処理回路１
２，１７から出力される類似度ａ１４および類似
度ｂ１８を比較する類似度比較判定回路で、この
判定結果がａ＞ｂの場合は候補パターン更新信号
２０を出力し、ａ≦ｂの場合はカウンタ２３にパ
ルス信号を出力する。なお、このカウンタ２３は
そのカウンタ値が所定値Ｍに達すると登録パター
ン更新信号２１を出力する。

２２ａは候補パターン更新信号２０により入力
パターン１１を候補パターンメモリ１５にゲート
出力する転送ゲートで、そのメモリ１５の内容を
入力パターン１１で更新する。２２ｂは登録パタ
ーン更新信号２１により候補パターン１６を登録
パターンメモリ８にゲート出力する転送ゲート
で、その候補パターン１６でメモリ８の内容を更
新する。

まず、この実施例における音声認識装置の概略
を説明する。

この装置は、音声の経時変化に対処するため、
認識実行中に登録パターンを新パターンで更新す
る。その際不正パターンが登録されることを防ぐ
ために、認識が終了した入力パターン１１を候補
パターン１６として候補パターンメモリ１５に一
度たくわえる。それ以後新規入力パターン１１と
この候補パターン１６との類似度ｂが新規入力パ
ターン１１と登録パターン１０との類似度ａより
大きい（もし小さければ候補パターン１６は直ち
に新規入力パターン１１で更新される）という事
象が、ある定数Ｍ回発生した場合、この候補パタ
ーン１６を新しい登録パターン１０として認め、
登録パターンメモリ８に書き込む。

この操作により、不正パターンが登録パターン
メモリ８に誤つて登録される確率は、認識装置の
誤認識率がPeの場合にはPe^Mとなり、極めて低い
値に設定できる。

以上がこの実施例の概略である。次に、その動
作を詳細に説明する。第２図において、モード切
替連動スイツチ７ａ，７ｂを点線側に倒すことに
より、装置は認識モードとなる。今、すでに一通
りの音声が登録パターンメモリ８に登録され、認
識動作が実行中（候補パターンメモリ１５にも一
通りの音声が登録済）であるとする。この状態
で、音声が入力されると、第１の認識処理回路１
２は、複数の登録パターン１０と入力パターン１
１とを順次比較し、その類似度が最大の登録パタ
ーン１０を探索する。そこで仮に最大類似度を与
えるテンプレートとして登録パターンメモリ８の
中のが選択されたとし、かつその類似度ａ１４
も所定の閾値を越えて、認識結果１３が出力され
たとする。この時、第１の認識処理回路１２は、
入力パターン１１ととの類似度ａ１４を同時に
出力する。

一方、第２の認識処理回路１７は入力パターン
１１と候補パターンメモリ１５中のパターンと
の類似度の計算を行ない類似度ｂ１８を出力す
る。前記した類似度ａ１４とこの類似度ｂ１８
は、類似度比較判定回路１９によつて比較され、
大小関係が判定される。ここで、類似度ａ＞類似
度ｂと判定されると候補パターン更新信号２０が
出力され、転送ゲート２２ａが開いて入力パター
ン１１が候補パターンメモリ１５の中のの場所
に書さ込まれる。また、類似度ａ≦類似度ｂと判
定されるとカウンタ２３のの内容が１つ加算さ
れる。この時候補パターン更新信号２０は出力さ
れず、候補パターンメモリ１５中のは保存され
る。数回の認識動作の間に、カウンタ２３のの
内容がある定数Ｍに達した場合、登録パターン更
新信号が出力され、転送ゲート２２ｂが開き、登
録パターンメモリ８中のが候補パターンメモリ
１５中ので更新される。

従つて、ある候補パターン１６が登録パターン
１０として登録されるには、連続したＭ回の検定
をパスしなければならず、不正パターンが登録パ
ターン１０として登録される確率は極めて低くな
る。

また、この実施例の場合、候補パターン１６と
入力パターン１１との比較・類似度計算は、ひと
つの入力パターン１１に対して唯ひとつの候補パ
ターン１６との間で行なわれるだけで良いので、
第１図に示す従来の装置と比較しても、その計算
時間にはほとんど差異が生じない。

なお、上記実施例では単語音声認識に適用した
場合について説明したが、話者照合・話者識別装
置にも拡張、適用することができ、入力パターン
の経時、経年変化に対する適応効果を奏する。

以上のように、この発明によれば、登録パター
ンメモリおよびその候補パターンが記憶される候
補パターンメモリを設け、その登録パターンおよ
び候補パターンをそれぞれ入力パターンと類似度
照合し、その各類似度出力の大小およびその出力
回数に応じて候補パターンメモリ、登録パターン
メモリの内容を新規入力パターンで順次的に更新
するようにしたので、認識動作を中断することな
く登録パターンの更新（学習）を行なうことがで
き、高い認識率を長期に渡つて維持することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の音声認識装置の一例を示す回路
構成図、第２図はこの発明による音声認識装置の
一実施例を示す回路構成図である。 図中、８は登録パターンメモリ、９は入力パタ
ーンメモリ、１２は第１の認識処理回路、１５は
候補パターンメモリ、１７は第２の認識処理回
路、１９は類似度比較判定回路、２２ａ及び２２
ｂは転送ゲート、２３はカウンタである。尚、図
中同一符号は夫々同一又は相当部分を示すもので
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力される音声入力パターンとあらかじめ登
   録された登録パターンを照合し、上記音声入力を
   認識する音声認識装置において、上記登録パター
   ンおよびその登録候補となる候補パターンをそれ
   ぞれ記憶する登録パターンメモリおよび候補パタ
   ーンメモリ、上記入力パターンと上記登録パター
   ンメモリに記憶された登録パターンの類似度照合
   をし、その類似度ａを出力する第１の認識処理回
   路、上記入力パターンと上記候補パターンメモリ
   に記憶された候補パターンの類似度照合をし、そ
   の類似度ｂを出力する第２の認識処理回路、上記
   第１および第２の認識処理回路から出力される類
   似度ａおよびｂを比較判定する判定回路を設け、
   上記判定回路の出力がａ＞ｂの場合は、上記候補
   パターンメモリの内容を上記入力パターンで更新
   し、ａ≦ｂの場合は、その判定出力回数を計数し
   てその計数値が所定数に達した時上記登録パター
   ンメモリの内容を上記候補パターンメモリで更新
   することを特徴とする音声認識装置。