JPS63259598A - 音声認識装置 - 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 本発明は、標準パターンと入力音声パターンとのパター
ンマツチングにより認識結果を導き出す音声認識装置に
関するものである。

従来の技術 一般に、音声認識装置では、入力音声パターンと辞書に
蓄えられた各標準パターンとの類似度を計算し、類似度
の最大となる標準パターンを認識結果とする方法が行な
われている。

以下図面を参照しながら、従来の音声認識装置の一例に
ついて説明する。第３図は従来の音声認識装置の一例を
示すブロック図である。第３図において、３１は入力音
声を分析する音声分析部、３２は入力音声の特徴ベクト
ルの時系列を記憶する入力パターンメモリ、３３は標準
パターンの特徴ベクトルの時系列を記憶する標準パター
ンメモリ、３４は入力音声と各標準パターン間の距離を
計算する累積距離計算部、３６は認識候補音声を導き出
す認識結果判定部である。

以上のように構成された音声認識装置について以下その
動作を説明する。

まず、入力された音声は音声分析部３１で特徴ベクトル
の時系列に変換され入力パターンメモリ３２に記憶され
る。次に累積距離計算部３４で入力音声と標準パターン
メモリ３３に記憶された各標準パターンとの間で両者間
の距離を計算し、認識結果判定部３５で得られた距離値
の中で最小値を与える標準パターンを認識候補音声とし
て出力する。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記の音声認識装置では、入力音声と標準
パターン全てとの間で入力音声の最終フレームまで距離
計算を行わなければならず、特に動的計画法を用いたパ
ターンマツチングを行う場合には累積距離計算に多くの
時間を費やし、標準パターンが増大すると実時間処理が
難しくなるという間７頂点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、認識性能はそのままでパタ
ーンマツチングに要する処理時間を大幅に短縮できる音
声認識装置を提供するものである。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために本発明の音声認識装置は入
力音声から特徴ベクトルの時系列を出力する音声分析部
と、入力音声の各フレームごとに標準パターンとの累積
距離を計算する累積距離計算部と、累積距離計算部で得
られた整合窓内の累積距離がすべて、これまでに得ら庇
た最小累積距離と予め与えられたしきい値との最小値を
超えた時点で距離計算を中止し次の標準パターンとの距
離計算に移る距離比較部と、最後まで計算された標準パ
ターンとその距離値を記憶する最小距離記憶部とを備え
たものである。

作　　用 本発明は上記に述べた構成によって、入力音声の各フレ
ームごとに、得られた距離値が、現在までの最小累積距
離値と最初に与えられたしきい値の小さい方の値を超え
た時点で距離計算を中止し次の標準パターンとの距離計
算に移り、また入力音声の最終フレームまで計算された
標準パターンとその距離値を最小距離としてそのつど記
憶することにより、すべての標準パターンと最後まで距
・イｆ計算を行う必要がなく、またすべての標準パター
ンとの処理が終了した時点で認識結果が得られることに
なり、認識処理に要する時間を大幅に短縮できる音声認
識装置を提供することができる。

実施例 以下本発明の一実施例の音声認識装置について、図面を
参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例における音声認識装置のブロ
ック図である。第１図において、１は音声分析部で、入
力された音声を分析し特徴ベクトルの時系列に変換する
。２は音声分析部１で得られた入力音声の特徴ベクトル
の時系列を記憶する入力パターンメモリ、３はあらかじ
め登録音声の特徴ベクトルの時系列を記憶しておく標準
パターンメモリである。４は入力音声の各フレームごと
に標準パターンとの累積距離を計算する累積距離計算部
、５は入力音声の現在のフレームでの距離値と、これま
での最小累積距離値と前もって与えられている距離しき
い値の小さい方の値とを比較し、距離計算を続行するか
どうかを判定する距離比較部、６はこれまでに得られた
最小距離値とその距離値を与える標準パターンを記憶す
る最小距離記憶部、７は累積距離計算を途中で中止する
かを判定するために予め設定された距離しきい値を記憶
するしきい値記憶部、８は入力パターンメモリ２、標準
パターンメモリ３、累積距離計算部４、距離比較部６、
最小距離記憶部６、しきい値記憶部７の動作を制御する
制御部である。

第２図は第１図の音声認識装置の動作概念を説明する為
の図である。

以上のように構成された音声認識装置について、以下第
１図及び第２図を用いてその動作を詳細に説明する。

まず、マイクロホン等を通して入力された音声は音声分
析部１に入力され特徴ベクトルの時系列（例えば、１０
次元の線形予測係数）に変換された後、入力パターンメ
モリ２に記憶される。次に入力パターンメモリ２に記憶
された入力音声と標準パターンメモリ３に記憶された標
準パターンとの間でパターンマツチングを開始する。

なお予め累積距離のしきい値Ｓ１の値がしきい値記憶部
７に記憶されている。Ｓｌの値は、累積距離値がこれ以
上になると類似度が小さいため、この時の標準パターン
は認識結果ではありえないことを判定するため予め与え
られた距離性のしきい値である。

始めに最小距離記憶部６に最小距離の初期値として非常
に大きな値をセットする。即ち最小距離値を５２として Ｓ２＝■ とする。さらに　５＝８１とする。（ＳはＳｌと５２と
の最小値である。） その後書標準パターンと入力パターンの第１フレームか
ら順番に累積距離計算部４で距離を計算する。

ここで入力音声のフレーム長を工、現在処理を行ってい
る標準パターンのフレーム長を１、パターンマツチング
を行う整合窓の幅をＲとし、またパターンマツチング処
理は現在入力音声の第１フレーム１で進んできているも
のとする。これらの様子は第２図に示しである。距離計
算のだめの漸化式は第２図のＤＰババス代表されるよう
な非対称型のものを使用する。

まず累積距離計算部４で入力音声の第１フレームについ
て整合窓＠Ｒ内の累積距離を計算する。

ここで得られた各距離値をＤｌ、Ｄ２．・・・・・−・
・ＤＲ（第２図で斜線内の各点での累積距離）とする。

次に距離比較部５で、累積距離計算部４で得られた各累
積距離値とＳとを比較し、 ＤＫ（Ｋ＝１、・・・・・・・・Ｒ）：）Ｓ　　　・山
・・・・・（１）の条件を満足するとこれ以降のパター
ンマツチング処理を中断し、次の標準パターンとのマツ
チング処理に移る。（１）式の条件を満たさなければ、
入力音声の第ｉ＋１フレーム以降について同様の処理を
続ける。

また（１）式の条件を満たさずに入力音声の最終フレー
ム１まで処理を完了したときは、得られた累積距離値は
これまでの最小距離値を与えることになるので、その距
離値及びその距離値を与える標準パターンを最小距離記
憶部６に記憶させＳ２の値を更新する。さらにＳｌと８
２の値を比較し、小さい方の値をＳとする。

上記の処理を標準パターンメモリ３に記憶されたすべて
の標準パターンについて処理し終わると、その時に得ら
れている最小距離記憶部６の８２の距離値を与える標準
パターンを認識候補音声として、制御部γから外部に出
力する。

以上のように本実施例によれば、入力音声の各フレーム
ごとに標準パターンとの累積距離を計算する累積距離計
算部４と、現在まで処理し終わった標準パターンのうち
最小距離を与える標準パターンとその距離値を記憶する
最小距離記憶部６と、累積距離計算部４で得られた整合
窓幅内の累積距離と予め与えられた距離しきい値を超え
た時点でマツチング処理を中断する距離比較部５とを設
けたことにより、すべての標準パターンと入力音声の最
終７レームまで処理をする必要がなく、パターンマツチ
ングに要する処理時間を大幅に短縮することかできる。

発明の効果 以上のように本発明は入力音声の特徴ベクトルの時系列
を出力する音声分析部と、入力音声の各フレームごとに
整合窓幅分の標準パターンとの累積距離を計算する累積
距離計算部と、累積距離計算部で得られた整合窓内の累
積距離がすべて、現在までに得られている最小累積距離
と予め与えられている距離しきい値との最小値を超えた
時点でマツチング処理を中断し次の標準パターンとの距
離計算に移る距離比較部と、距離比較部で処理を中断せ
ずに最後まで計算された標準パターンとその累積距離値
を現在までの最小距離値として記憶する最小距離記憶部
とを設けることにより、登録された全標準パターンと入
力音声の最終フレームまで距離計算を行う必要がなく、
まだ全標準パターンとのパターンマツチング処理が終了
した時点で最小距離を与える標準パターンが既に最小距
離記憶部に得られることになり、パターンマツチングに
要する時間を大幅に短縮でき標準パターンが増加しても
実時間処理に十分に耐えうる音声認識装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における音声認識装置の構成
を示すブロック図、第２図は第１図の処理概念を説明す
るだめの状態図、第３図は従来の音声認識装置の構成を
示すブロック図である。 １・・・・・・音声分析部、２・・・・・・入力パター
ンメモリ、３・・・・・標準パターンメモリ、４・・・
・・・累積距離計算部、５・・・・・・距離比較部、６
・・・・・・最小距離記憶部、７・・・・・・しきい値
記憶部、８・・・・・・制御部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名りト ー　　　　　　　くＰゆ七瓢 ｗ＆　　　　　　串状やく

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力音声から特徴ベクトルの時系列を出力する音声分析
   部と、前記音声分析部で分析された入力音声パターンと
   あらかじめメモリに記憶された各標準パターンとの累積
   距離を入力パターンの各フレームごとに計算する累積距
   離計算部と、前記累積距離計算部で得られた整合窓内の
   累積距離値が、これまでに得られた最小累積距離とあら
   かじめ与えられたしきい値との小さい方の値をすべて超
   えた時点で累積距離計算を中止する距離比較部と、前記
   距離比較部で距離計算を中止されずに入力音声の最終フ
   レームまで処理を終了した標準パターンと、その時の距
   離値を現在までの最小距離として更新し記憶する最小距
   離記憶部とを備えたことを特徴とする音声認識装置。