JPS638797A - パタン認識方法 - 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、パタン認識方法、将に標準パタンを用いたパ
タンマツチングにより認識を行うパタン認識方法に関す
る。

（従来の技術） パタン認識の方法として、認識すべきパタンを必らかじ
め標準パタンとして登録してあき、認識時に入力される
未知パタンを標準パタンと比較し最も類似度の大きいも
のを認識結果として決定するパタンマツチング法は従来
から広く用いられている。

このようなパタンマツチング法は、比較処理（マツチン
グ）か確実なものであれば、標準パタンの個数をふやす
ことにより、原理的には高精度の認識精度か得られる。

音声認識では代表的なマツチング方法として動的計画法
を利用した時間軸正規化マツチング法（ＤＰマツチング
法）（日本音響学会誌Ｖｏ　１．２７　　Ｎｏ、９　ｐ
、４８３　）があり、非常に有効な方法として広く実用
に供されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、パタンマツチング法は、標準パタンの個
数か増加するに浮なって、マツチングの処理も増加する
という欠点をもっている。特に前述のＤＰマツチング法
は、音声に固有の時間的なパタンの変動の問題を時間軸
正規化により解決した画期的な方法であるが、速理量が
多い。

本発明は、順次標準パタンとのマツチングを行なうに際
して、マツチングの行われる標準パタンの順序を工夫す
ることにより、各標準パタンのマツチングの処理をこれ
以上続ける必要がない場合には、途中で打ち切ることに
より、処理の効率を上げる手段を提供し、効率的なパタ
ン認識を実現することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 前述の問題点を解決するために本発ザが提供する手段は
、標準パタンと入力パタンとを順次に比較し、これら両
パタンの類似度を降出し、該類似度を用いて認識結果を
得るパタン九２識方法であって：前記標準パタンか、既
に比較された標準パタンのいずれからもできるだけ類似
していないものが次に比較されるような順序で並べられ
てあり、パタンの比較に際しては、既に比較の行われた
標準パタンとの類似度の値を用いて、比較処理を途中で
打ち切ることを可能としたことを特徴とする。

（作用） 入力パタンをＡ、標準パタンを８．　、　Ｂ１１１．・
・・。

ＢＨと表わすことにする。

マツチングの結果前られる類似性を表わす尺度として、
２つのパタン間の距離をＤ　（Ａ、　Ｂ１１１）で表わ
す。

パタンは、パラメータないしシンボルの系列として表わ
れるものとし、 Ａ　　−（ａｌ、・・・、ａｌ） Ｂ’　＝　（ａＩＩｌ、　・、ｂＩＩｌ）ｍｌ　　　　
　Ｊ で表わすことにする。

音声認識の場合には、前述したように、動的計画法を利
用して時系列として表わされた２つのパタンの時間’ｌ
１ｌＩｌを非線形に伸縮して最適なマツチングを行う方
法か広く用いられている。すなわち、２つのパラメータ
ないしシンボルの距離をと Σｄ（ｉ、ｊ＞ が最小となるように、（ｉ、ｊ）−（１，１）から（ｉ
、　ｊ＞−（ｒ、Ｊ）まで、ｄを累積する。

これは、例えば次の漸化式により解くことができる。

Ｑ　（０，０＞−〇、Ｃ１（０，ｊ）＝（３）、ｊ−１
、・・・Ｊ（初期条件） ｊ−１，・・・、Ｊ　　　ｉ＝１．・・・、■このとき
、パタン間距離Ｄ（△、Ｂ）はＤ　（Ａ、Ｂ）−Ｃ］　
（！、Ｊ）として求められる。

パタン認識の問題はＤ（△、ＢＩＩＩ）を特徴とする請
求めることでおる。

Ｄ　（Ａ、　ＢＩｌｌ）をｍ＝１．２．　・・・につい
て順次求める場合には、前）ボの漸化式の計算の途中で
Ｑ（ｉ、ｊ）か既に求めたＤ　（Ａ、Ｂ□）の最小（直
より大きくなった場合には、それ以降の計算を行うこと
は不要て必る。

すなわち、 Ｄ＝ｍ　ｌ　ｎ、　Ｄ　（Ａ、隅） ｍ＝ｌ、ｍ としたとき、Ｄ　（Ａ、　ＢＩＩ、・、１）の算出にお
いて１１Ｎｎ　Ｑ　（：、　　Ｊ）＞［）となったｉの
時点でマン」 チングを中途で打切ることができる。

このような中途打切り処理か有効に馳くためにはできる
だけ早い段階で最適に近いパタン間距離が得られている
ことか必要でおる。

例えば、最初に１ｑられたパタン間距離が最適なもので
必る場合には、それ以降のマツチングでは必す途中打切
りか行われる（それ以降のマツチングで（は、パタン間
距離は必す最初に１ｑられたものより大きいので）。

また最適なものではなくても最適に近いものが初期の段
階で得られていれば、それ以降の処理で中途打切りの行
われる可能性は高くなる。

本発明による方法では、最適に近い標準パタンかなるへ
く初期の段階でマツチングに用いられるように、標準パ
タンをなるべくお互いが類似していないような順序で並
べる。

一例を次に示す。２つの標準パタン間の距離をＤ（ＢＩ
Ｉ、、Ｂｋ）で表わす。既にノ個の標準パタンＢ１・・
・・、Ｂ　が選ばれているとし、ノ＋１番目を選ぶとす
る。このとき、 か最大となるＢＩＩｌを　に選ぶ。

標準パタンを上記のような方法で順次選択し並べる処理
は、認識の前に予め１１っておけばよく、また２つの標
準パタン間の距離の計算は認識時のパタン間距離の計算
と同一の手順で実行できるので、認識装置は、本発明に
よる方法を導入してもそれ程ハードウェアの負担の増加
をもたらさない。

（実施例） 本発明の一実施例に用いるパターン認識装置をブロック
図で第１図に示す。図において、参照数字１は入力パタ
ンバッファ、２は標準パタンバッファ、３はパタン間距
離計算部でおる。

本実施例では３つの動作モード、すなわちｎ　、標準パ
タン登録モード、標準パタン順序指定モードおよび認識
モードが必る。

標準パタン登録モードでは、入力された標準パタンは順
次入力パタンバッファ１を経由して標準パタンバッファ
２へ格納される。

すべての標準パタンか登録された後、標準パタン順序指
定モードで、＠準パタンのマツチング順序を決定する。

このモードでは、標準パタン順序決定部５のｉ、＋制御
のちとに１．標準パタンバッファ２上の各標準パタンか
、パタン間距離計算部３へ読み出され３で計算された各
標準パタン間の距離を用いて、５において１標準パタン
の順序か／ｌ前）ホした方法により決定される。決定さ
れた順序情報は標準パタン読出し制御部ｌ；へ格納され
る。

認識モードでは、入力パタンバッファ１の内容がパタン
間距離計算部３へ読み出され、標準パタン読出し制御部
４て指定された順序に従ってＷ、準パタンバッファ２か
ら出力される標準パタンとのマツチング、すなわらパタ
ン間距離の計偉か行われ、パタン間距離の最も小ざい標
準パタンに対応するクラスを認識結果として出力する。

ここで、パタン間距離の計算方法とじては、前）ボの中
途打切り機能をもつ動的計画法を用いた方法が利用でき
る仙、計算の中途打切りか意味をもつような方法、すな
わち逐次形に計算が実行されかつパタン間距離がｌ／よ
り低いレベルの距離の累積最として計算される任意の方
法か利用可能でおる。

（発明の効果） 以上ｊホへたように、本発明によれば、各パタンとのマ
ツチングの処理において中途打切りを効果的に行なうこ
とが可能となり、辺埋効率の高いパタン認識を実現する
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用いるパターン認識装置を
示すブロック図であり、図中、１，２はバッファ、３は
パタン間距離計算部、４は読み出し制御部、５は順序決
定部て必る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 標準パタンと入力パタンとを順次に比較し、これら両パ
   タンの類似度を算出し、該類似度を用いて認識結果を得
   るパタン認識方法において：前記標準パタンが、既に比
   較された標準パタンのいずれからもできるだけ類似して
   いないものが次に比較されるような順序で並べられてお
   り、パタンの比較に際しては、既に比較の行われた標準
   パタンとのパタン間距離を用いて、比較処理を途中で打
   ち切ることを可能としたことを特徴とするパタン認識方
   法。