JPH02193200A

JPH02193200A - 音声認識装置

Info

Publication number: JPH02193200A
Application number: JP1013559A
Authority: JP
Inventors: Junichiro Fujimoto; 潤一郎藤本; Keiichi Miyamoto; 恵一宮本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-01-23
Filing date: 1989-01-23
Publication date: 1990-07-30

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】技更ヶ国本発明は、音声認識装置、より詳細には、音声認識装置
におけるパターンマツチングに係る。

ｋ末技権音声認識ではパターンマツチングの手法を用いて行われ
るものが多く、この方法では、認識すべきカテゴリーご
とにあらかじめ標準パターンを用意しておき、入力され
た未知のパターンと各標準パターンとを比較照合するこ
とで未知パターンがどのカテゴリに分類されるかを決定
するものである。しかしながら、この方法では、例えば
、「イチｊと「シチ」のようにパターン中のわずかな部
分のみ異なり他が同音であるような二つの音声を区別す
ることは困難であった。このような欠点を改良する技術
として、特開昭６３−１９７９９６号公報に示されるよ
うに、パターンマツチングによって認識した際の未知入
力と、最大類４ｇ、標準パターンと第２位の類似標準パ
ターンとの組合せによって再度、パターンの部分的比較
を行なって部分的な違いを最終結果に反映するものがあ
る。先の「イチｊと「シチ」の例では、第１位として「
イチ」、第２位として［シチ」があった場合、「イチ」
と［シチＪの絹合せから次にパターンの前半同士を比較
し、その結果によって認識出力を出すものである。しか
しながら、この方法で、「イチ」と「シチ」の前半同士
を比較する際、第４図のような不具合が生じることがあ
る。すなわち、第４図において、「ａ」はシステムに登
録されているｓ？準パターン、（ｂ）は未知の入カバタ
ーンで、［イチ」が入力されたものである。［イチ（ｉ
　ｃ　ｊ）　Ｊの場合、破裂音／　ｃ　／の前に無音が
発生し、時には末尾の／）／の音が無音化されてｒｉｃ
Ｊとしか発声されないことがある。第４図で、（ｂ）は
無声化されて最終の母音が欠落したものである。また、
（ｃ）は「シ、チｊの標準パターンであるが末尾が無声
化している。このような場合、認識結果の第１位に（ａ
）の標準パターン、第２位に（ｃ）の標準パターンがあ
った時、メモリ内に記された指示に従い、各々のパター
ンの前半を比較する。図中に、パターンの中央な矢印で
示したが、冒頭からこの部分までをとり出して比較する
訳である。特に破裂音の前の無音の如きパターンが突然
変化するものでは中央がパターンのどこに位置するかに
よって前半部に特徴的な部分が含まれるかどうかという
大きな影響を与える。つまり比較による類似性が大きく
異なってくる。第４図の如きパターンの無声化が生じて
いる場合は、（ｂ）の入力は（ａ）と同じ「イチ」であ
りながら必ずしもその前半部は（ａ）に類似していると
は言えず、（Ｑ）へ誤る可能性が高い。

また、この方法では前半、後半の比較は容易であるが、
第４図に示すように中央位置が移動するためパターンの
中央同士の比較は難しいという欠点がある。

目　　　　　的本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
特に、音声認識装置において、パターンの一部をとり出
して比較する際に、とり出し方の影響を受けることを少
なくし、それらのどの部分でもとり出しやすくすること
を目的としてなされたものである。

裸−□炭本発明は、上記目的を達成するために、未知のパターン
とあらかじめ登録された標準パターンを比較照合し、類
似度又は距離を計算することにより未知パターンがどの
カテゴリーに分類されるかを求める第１゜の手段と、該
第１の手段によって分類されたカテゴリーを複数個出力
し、上位の候補のカテゴリーの関係から、未知のパター
ンの指定された部分と標準パターンとを比較して類似度
又は距離を割算する第２の手段とを有し、第１の手段と
第２の手段の総合的判定により、認識結果を出力する音
声認識装置において、第２の手段中のパターン比較をす
べき部分の大きさをいくつかの種類に９弁１し、記−ｚ
化しておき、第２の手段中では該記号によって指定する
ことを特徴としたものであり、更には、上記第２の手段
の中のパターンの大きさ、及びその位置をファジィ理論
的に表現するようにしたことを特徴としたものである。

以下、本発明の実施例に基づいて説明する。

第１図は、本発明の一実施例を説明するための構成図で
、図中、１は音響・電気信号変換器、２は特徴変換部、
３は音声区間切り出し部、４は照合部、５は辞書、６は
第１．第２候補選択部、７はテーブル、８は部分照合部
、９はメンバーシップ関数部、１０は第１位候補選択部
で、まず、マイクのような音響・電気信号変換器１から
入力された信号を特徴変換部２で特徴量に変換する。特
徴量はＬＰＣ、ケプストラム、スペクトル、零交差数な
どどのようなものでも良く、ポピユラーなスペクトルを
使う場合には特徴変換部はフィルター群で構成されるこ
とが多い。このようにして変換された特徴量の時系列信
号中から音声区間切り出し部３によって音声に係る部分
と雑音を分離し、音声に係る部分だけが照合部４八転送
される。このようなデータの集りを特徴パターン又は１
５゜にパターンと呼ぶ。照合部４でばあらかしめ辞書５
に登録されている標準パターンと未知人カバターンとを
照合する訳であるが、照合手段としては特に制限を設け
るものではなく、よく知られたＤＰマツチングなど、ど
のような方法を使用しても良い。

その結果、辞書中の最も類似したものと２番目に類似し
たパターンの組合せが第１．第２候補選択部６で得られ
る。この組合せによりテーブル７の中から、パターンの
どの部分を比較すれば良いが、或いは比較しなくて良い
かを読み取り、比較する場合、どのメンバーシップ関数
を使うかを番号で読み、次にその指定された番号のメン
バーシップ関数を使って部分照合部８で照合して比較す
る。

この照合法も先の照合方法と同じでも良く１Ｍ１算量が
少ない線形伸縮マツチングや伸縮なしの照合で良い。こ
の結果と、パターン全体を比較して得・た類似性を加味
しく図中の破線）、第１候補を決め、結果として出力す
る。この場合、加味するやり方は、先の照合で得た類似
度値と後の照合で得た類似度の和、又は積、或いはそ九
らの組合せで最終類似度を定義しておけは良い。なお、
以上には、類似度で説明したが、代りに距離の概念を用
いても良い。この場合、演算や大小関係を逆に考えれば
良い。

次に、メンバーシップ関数を説明すると、これはファジ
ィ集合を定義する関数として使われ、本発明で使う例を
第２図を参照しながら説明する。

第２図において、（ａ）〜（ｅ）のメンバーシップ関数
はそれぞれ冒頭、末尾、中央、前寄り、後寄りを定義し
ている。ここでは５種顕示したが更に増しても減らして
も良い。先に示した例で「イチ」と「シチ」の場合はテ
ーブルがら１のメンバーシップ関数を使うことを読み取
り、比較するパターンに１のメンバーシップ関数を掛け
て照合する。関数のフレーム軸に記された１がパターン
のフレーム長と一致するよう調整しておく。

第３図に示すように、無音部が多少移動しようとしても
、１のメンバーシップ関数を掛けることにより、この部
分は０．５以下の影響しか持たないために、照合結果に
与える影響は少ない。従って、本来比較したい冒頭部の
比較が有効に行なえる。又、「ハチ」と「ハキ」のよう
に中央部を比較しなければならない場合も、３のメンバ
ーシップ関数を用いることで容易にできる。更に、メン
バーシップ関数の１．０の部分の大きさを指示して変化
させるのも効果的であるが、多くの種類のメンバーシッ
プ関数を作り、１．０の部分の大きいもの、やや小さい
ものを作っておくのも良い。

また、ここで述べたメンバーシップ関数は、０〜１．０
のものであるが、計算機の中での演算の容易さを考えて
０，１，２．・・・という整数で表わしても良い。

効　　　果以上の説明から明らかなように、本発明によると、音声
認識において、パターンの一部をとり出す時、その抽出
部境界付近の影響を少なくし、パターンの冒頭、中央、
末尾など任意の部分をとり出すことが可能となり、これ
により、認識率の向上が見込まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を説明するための構成図、
第２図は、メンバーシップ関数の一例を示す図、第３図
は、本発明の詳細な説明するための図、第４図は、従来
技術を説明するための図である。１・・・音響・電気信号変換器、２・特徴変換部、３・
・・音声区間切り出し部、４・・・照合部、５・・・辞
書。６・・・第１．第２候補選択部、７・・・テーブル、８
・・部分照合部、９・・・メンバーシップ関数部、１０
第１位候補選択部。特許出願人　　株式会社　リコー

Claims

【特許請求の範囲】１、未知のパターンとあらかじめ登録された標準パター
ンを比較照合し、類似度又は距離を計算することにより
未知パターンがどのカテゴリーに分類されるかを求める
第１の手段と、該第１の手段によって分類されたカテゴ
リーを複数個出力し、上位の候補のカテゴリーの関係か
ら、未知のパターンの指定された部分と標準パターンと
を比較して類似度又は距離を計算する第２の手段とを有
し、第１の手段と第２の手段の総合的判定により、認識
結果を出力する音声認識装置において、第２の手段中の
パターン比較をすべき部分の大きさをいくつかの種類に
分類し、記号化しておき、第２の手段中では該記号によ
って指定することを特徴とする音声認識装置。２、上記第２の手段の中のパターンの大きさ、及びその
位置をファジィ理論的に表現するようにしたことを特徴
とする請求項第１項に記載の音声認識装置。