JPH0223876B2 - - Google Patents

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JPH0223876B2
JPH0223876B2 JP54045728A JP4572879A JPH0223876B2 JP H0223876 B2 JPH0223876 B2 JP H0223876B2 JP 54045728 A JP54045728 A JP 54045728A JP 4572879 A JP4572879 A JP 4572879A JP H0223876 B2 JPH0223876 B2 JP H0223876B2
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JP
Japan
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similarity
calculates
calculation
pattern
change
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JP54045728A
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Japanese (ja)
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JPS55138181A (en
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Kazunaga Yoshida
Shigemi Chiba
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は音声のように特徴ベクトルの時系列と
して表現される2個のパタンを比較し、その類似
性を評価する尺度(以下類似度という)を計算す
る装置の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is an improvement of a device that compares two patterns expressed as a time series of feature vectors, such as speech, and calculates a measure for evaluating their similarity (hereinafter referred to as similarity). Regarding.

本発明の適用範囲は音声パタンの認識に限定さ
れるものではないが、以下では代表的な場合とし
て音声パタンの認識を例に挙げて説明する。
Although the scope of application of the present invention is not limited to the recognition of voice patterns, the following description will take the recognition of voice patterns as a typical case.

単語単位で音声パタン認識を行なう方法は比較
的簡単でしかも調音結合等の問題が回避できるの
で、音声認識の実用的な一手段と考えられてい
る。しかし同一単語が同一人によつて発声されて
もその発声速度は一様でなく、その単語を構成す
る各音韻はそれぞれ伸縮し全体としての時間軸は
非線形で複雑な変動を示す。このため、このよう
な非線形な伸縮を正規化して比較処理を行なう必
要があり各種の方式が考案されている。
The method of recognizing speech patterns on a word-by-word basis is relatively simple and avoids problems such as articulatory combination, so it is considered a practical means of speech recognition. However, even when the same word is uttered by the same person, the utterance speed is not uniform, each phoneme that makes up the word expands and contracts, and the overall time axis exhibits nonlinear and complex fluctuations. For this reason, it is necessary to normalize such nonlinear expansion and contraction to perform comparison processing, and various methods have been devised.

これらの中で動的計画法を利用した時間正規化
マツチング法(以下DPマツチング法と称す)は
比較的簡単でありながら非常に有効な方法となつ
ている(参照日本音響学会誌1971年9月号Vol.27
No.9P483〜487、以下引用文献(1)と称す)。この方
法は時間軸の変動を単調増加で連続な非線形関数
(以下時間正規化関数と称す)で近似することに
よつてモデル化し、入力パタンと標準パタンを最
大に相似させる非線形関数を求めて正規化し、発
声速度に関して正規化された類似度を得るもので
ある。
Among these, the time-normalized matching method (hereinafter referred to as DP matching method) using dynamic programming is a relatively simple yet extremely effective method (Reference: Journal of the Acoustical Society of Japan, September 1971). Issue Vol.27
No.9P483-487, hereinafter referred to as cited document (1)). This method models fluctuations on the time axis by approximating them with a monotonically increasing and continuous nonlinear function (hereinafter referred to as time normalization function), and then calculates the nonlinear function that maximizes the similarity between the input pattern and the standard pattern and normalizes it. , and obtain the similarity normalized with respect to the speaking rate.

しかし、このようなDPマツチング法では、各
時間点の特徴ごとの類似度によつて時間正規化関
数が決定されるため、相当に非現実的な時間軸の
変形をも許してしまつている。これを防ぐ方法と
しては時間軸整合窓を設ける方法(引用文献(1))、
傾斜制限を設ける方法(特願昭49−2418、号明細
書以下引用文献(2)と称す)などが提案されてい
る。一般に、発声される単語中においては、子音
部における時間軸の伸縮量は小さく、母音部にお
いては大きい。また、子音部においては、時間軸
伸縮の絶対量は小さいが、特徴の時間フレーム間
の変化量は大きい。時間軸の非現実的な変形の防
止を時間軸の変形量を限定することによつて実現
するのでは音韻間の対応を正しく行なうことは困
難であり、DPマツチング法による時間軸正規化
能力を十分に発揮できないおそれがある。一方、
特徴の変化速度によつて区別される音韻対がある
が、DPマツチング法ではこの変化速度の違いに
よるそれら音韻間を区別することはむずかしい。
However, in such a DP matching method, since the time normalization function is determined by the degree of similarity of each feature of each time point, it also allows considerably unrealistic deformation of the time axis. A method to prevent this is to provide a time axis alignment window (cited document (1)),
A method of setting an inclination limit (Japanese Patent Application No. 49-2418, hereinafter referred to as cited document (2)) has been proposed. Generally, in a word that is uttered, the amount of expansion and contraction of the time axis is small in consonant parts, and large in vowel parts. Furthermore, in the consonant part, although the absolute amount of time axis expansion/contraction is small, the amount of change in features between time frames is large. If prevention of unrealistic distortion of the time axis is achieved by limiting the amount of time axis distortion, it is difficult to achieve correct correspondence between phonemes. There is a risk that you may not be able to perform to your full potential. on the other hand,
There are phoneme pairs that are distinguished by the rate of change of their features, but with the DP matching method, it is difficult to distinguish between these phonemes based on the difference in rate of change.

本発明は時間軸正規化精度を高めて精密な音韻
間対応を実現すること、一般のDPマツチング法
では困難である変化速度によつて区別される音韻
対間の区別を可能とすること、などにより紛らわ
しい2単語間の区別を容易にすることを目的とす
る。
The present invention improves time axis normalization accuracy to realize precise correspondence between phonemes, and enables discrimination between phoneme pairs distinguished by change speed, which is difficult with general DP matching methods. The purpose is to make it easier to distinguish between two confusing words.

次に本発明によるパタン間類似度計算装置の構
成を述べるに先だつてその動作原理を説明する。
一般に、音声パタンは特徴ベクトルの時系列とし
て表現される。
Next, before describing the configuration of the pattern-to-pattern similarity calculating device according to the present invention, its operating principle will be explained.
Generally, speech patterns are expressed as a time series of feature vectors.

いま、 入力パタン A=〓1、〓2、…、〓i、…、〓I 標準パタン B=〓1、〓2…、〓j、…、〓J
………(1) なる2個の音声パタンを考える。
Now, input pattern A = 1 , 2 , ..., i , ..., I standard pattern B = 1, 2 , ..., j , ..., J
......(1) Consider two speech patterns.

ここに、 〓i=(a1i、a2i、…、aoi、…aNi) ………(2) は音声の時間点iにおける特徴を示すベクトルで
あり、aoiとしては、一例としてNチヤネルの周
波数分析器の出力を考えることができる。
Here, 〓 i = (a 1i , a 2i , ..., a oi , ...a Ni ) ......(2) is a vector indicating the characteristics of the speech at time point i, and a oi is, for example, N One can consider the output of a frequency analyzer in a channel.

この2パターンA,Bの間の類似度を計算する
問題を考える。一般に、時間軸は非線形で複雑な
変動を示しているので、両パタン間の時間軸変動
を整合して比較する必要がある。文献(1)で述べら
れているようなDPマツチング法を用いることに
より、時間点i,jの対応を与える時間正規化関
数を最適に決定することができる。特徴ベクトル
〓i、〓j間の類似度として、文献(2)では d1(i,j)=〓〓〓〔aoi−boj〕 ………(3) なる値を用いている。本発明においては特徴ベク
トルの変化量間の類似度 d2(i,j)=〓〓〓〔aoi/aoi-1−boj/boj-1〕………(4) と前記(3)の式d1との荷重和 d(i,j)=kd1(i,j)+d2(i,j) ………(5) なる値をベクトル間類似度のかわりに用いること
を特徴としている。
Consider the problem of calculating the similarity between these two patterns A and B. Generally, since the time axis shows non-linear and complex fluctuations, it is necessary to match and compare the time axis fluctuations between both patterns. By using the DP matching method as described in document (1), it is possible to optimally determine a time normalization function that provides correspondence between time points i and j. As the degree of similarity between the feature vectors 〓 i and 〓 j , the following value is used in literature (2): d 1(i,j) =〓〓〓〓〓〓〓〓〔a oi −b oj 〕 ......(3). In the present invention, the similarity between the amount of change in the feature vector d 2(i,j) =〓〓〓〓〓〓〓〓〓〔a oi /a oi-1 −b oj /b oj-1 〕……(4) and the above ( The weighted sum d (i,j) = kd 1(i,j) + d 2(i,j) (5) with equation d 1 in 3) is used instead of the similarity between vectors. It is a feature.

(5)式中の荷重kの値を変化することにより特徴
ベクトル間の類似度と変化量間の類似度の間の荷
重比を変化させることができる。
By changing the value of weight k in equation (5), it is possible to change the weight ratio between the similarity between feature vectors and the similarity between variation amounts.

このd(i,j)を用いてDPマツチングを行なう。す
なわち、初期値 g(1,1)=d(1,1) ………(6) のもとに、積分量g(i,j)に関する漸化式 g(i,j)=min〔g(i,j-1)+d(i,j) g(i-1,j-1)+2・d(i,j) g(i-1,j)+d(i,j)〕 …………(7) を、 1≦i≦I、1≦j≦J、j-r≦i≦j+r ………(8) なる条件のもとで解き、その結果得られる積分量
g(i,j)によつてパタン間類似度 S(A,B)=g(i,j)/I+J ………(9) を求める。
DP matching is performed using this d (i,j) . That is, based on the initial value g (1,1) = d (1,1) ......(6), the recurrence formula g (i, j) = min [g (i,j-1) +d (i,j) g (i-1,j-1) +2・d (i,j) g (i-1,j) +d (i,j) 〕 ………… (7) is solved under the conditions 1 ≦ i ≦ I , 1 ≦ j ≦ J , jr ≦ i ≦ j+r (8), and the resulting integral quantity is
Find the inter-pattern similarity S (A , B) = g (i, j) / I + J (9) using g (i, j).

一例として、パタンA,Bがともに数字“1”
(/it∫i/)の音声である場合を考える。第1図
において横軸は入力パタンAの時間軸i、縦軸は
標準パタンBの時間軸jを示す。第1図に示すご
とく各音韻、特に母音/i/の部分の時間軸の伸
縮量は大きい。この伸縮を考慮して、パタンA,
Bの時間点i,j間を最適に整合させる時間正規
化関数10を決定する。パタンA,Bの各変化量
は、第1図に参照数字11,12で示すごとき曲
線となる。このように一般に音韻の変化する点に
おいて変化量は極大、極小点をとる。それゆえ
に、この近傍における変化量を考慮することによ
り、音韻が変化する部分どうしを正確に整合させ
ることができる。また、特徴ベクトル間変化量の
値も類似度評価に加えられるので特徴量の変化速
度により区別される音韻間を区別することができ
る。このように本発明は、DPマツチング法の時
間正規化アルゴリズムに、特徴ベクトルの変化量
を評価する機能を付加することにより、パタン間
類似度の計算精度を高めたものである。
As an example, both patterns A and B are the number "1"
Consider the case where the voice is (/it∫i/). In FIG. 1, the horizontal axis shows the time axis i of input pattern A, and the vertical axis shows the time axis j of standard pattern B. As shown in FIG. 1, the amount of expansion and contraction of the time axis of each phoneme, especially the vowel /i/, is large. Considering this expansion and contraction, pattern A,
A time normalization function 10 that optimally matches time points i and j of B is determined. The amounts of change in patterns A and B form curves as shown by reference numerals 11 and 12 in FIG. In this way, the amount of change generally takes maximum and minimum points at the points where the phoneme changes. Therefore, by considering the amount of change in this neighborhood, it is possible to accurately match the parts where the phoneme changes. Furthermore, since the value of the amount of change between feature vectors is also added to the similarity evaluation, it is possible to distinguish between phonemes that are distinguished by the rate of change of the feature amount. As described above, the present invention improves the accuracy of calculating similarity between patterns by adding a function to evaluate the amount of change in feature vectors to the time normalization algorithm of the DP matching method.

(3)式では類似度の評価尺度として距離を用いた
が、その他の評価尺度(たとえば内積)を用いて
もよい。また(4)式では変化量として比の値を用い
たが、差分(aoi−aoi-1)を用いてもよい。また、
(6)、(7)、(8)式に示した漸化式はこの他のもの、た
とえば文献(2)に示されているような式を用いるこ
ともできる。
In formula (3), distance is used as a similarity evaluation measure, but other evaluation measures (for example, inner product) may be used. Further, although the ratio value is used as the amount of change in equation (4), the difference (a oi −a oi-1 ) may also be used. Also,
Other recurrence formulas shown in equations (6), (7), and (8) can also be used, for example, the equations shown in document (2).

本発明によるパタン間類似度計算装置の構成
は、特徴ベクトル〓iの時系列として表現される
入力パタンAを保持するための入力パタンバツフ
アと、特徴量〓jの時系列として表現される標準
パタンBを記憶するための標準パタンメモリー
と、あらかじめ定められた順序により時系列上で
相となる特徴量〓iと〓i-1および〓jと〓j-1の間の
変化量を計算する変化量計算部と、該変化量間の
距離の尺度による類似度d2(i,j)を計算する類似度計
算部1と、該順序により指定された特徴量〓iと
〓j間の類似度d1(i,j)を計算する類似度計算部2と、
該類似度の荷重和を計算し類似度d(i,j)を求める類
似度加算部と、類似度d(i,j)をもとに計算した積分
量g(i,j)を少なくとも必要個数保持するための演算
レジスタと、類似度加算部よりの出力d(i,j)と、演
算レジスタ内の積分量g(n,o)〔m≦i、n≦j〕等
の荷重和を複数個計算しその最小値(または最大
値)を積分量g(i,j)として求める漸化式計算部より
成る。
The configuration of the inter-pattern similarity calculation device according to the present invention includes an input pattern buffer for holding an input pattern A expressed as a time series of feature vectors 〓 i , and a standard pattern B expressed as a time series of feature values 〓 j . A standard pattern memory for storing , and a change amount for calculating the amount of change between feature values 〓 i and 〓 i-1 and 〓 j and 〓 j-1 that are phases in a time series according to a predetermined order. A calculation unit, a similarity calculation unit 1 that calculates the similarity d 2(i,j) based on the distance between the changes, and the similarity d between the feature values 〓 i and 〓 j specified by the order. a similarity calculation unit 2 that calculates 1(i,j) ;
At least a similarity addition unit that calculates the weighted sum of the similarities to obtain the similarity d (i,j) and an integral g (i,j) calculated based on the similarity d (i,j) are required. The weighted sum of the calculation register for holding the number, the output d (i, j) from the similarity adder, and the integral quantity g (n, o) [m≦i, n≦j] etc. in the calculation register. It consists of a recurrence formula calculation section that calculates multiple values and finds the minimum (or maximum) value as the integral quantity g (i,j) .

本発明について図面を用いて説明する。 The present invention will be explained using the drawings.

第2図は本発明のパターン間類似度計算装置の
一実施例を示すブロツク図である。図において2
1は入力パタンバツフアであり、入力パタンAを
保持する。22は標準パタンメモリであり、標準
パタンBがあらかじめ記憶されている。23は類
似度計算部であり、式(5)で示された〓i、〓j間の
類似度d(i,j)を計算する。24は漸化式計算部であ
り、類似度計算部23の出力dとあらかじめ計算
された積分量gより式(7)で示されたような漸化式
を計算する。25はレジスタ部であり、漸化式の
計算に必要なgの値を保持する。26は正規化部
であり、求められたg(I,J)をフレーム数により正規
化してパタン間類似度S(A、B)を求める。2
7は制御部であり、各部に動作タイミングを与え
る。
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the inter-pattern similarity calculating device of the present invention. In the figure 2
1 is an input pattern buffer that holds input pattern A; 22 is a standard pattern memory in which standard pattern B is stored in advance. Reference numeral 23 denotes a similarity calculation unit, which calculates the similarity d (i,j) between 〓 i and 〓 j shown in equation (5). Reference numeral 24 denotes a recurrence formula calculation unit, which calculates a recurrence formula as shown in equation (7) from the output d of the similarity calculation unit 23 and the integral amount g calculated in advance. A register section 25 holds the value of g necessary for calculating the recurrence formula. 26 is a normalization unit, which normalizes the obtained g (I, J) according to the number of frames to obtain inter-pattern similarity S (A, B). 2
Reference numeral 7 denotes a control section, which gives operation timing to each section.

第3図は類似度計算部23の回路構成を示すブ
ロツク図。30,31はシフトレジスタであり、
特徴ベクトル〓、〓の次元数Nに等しい段数を持
ち、ベクトルの値を1つ保持する。32,33は
除算回路であり、2入力間の比の値を計算する。
34,35は距離計算回路であり、2入力間の差
の絶対値を計算する。36は定数回路であり、入
力に定数kをかける。37は、加算回路であり、
3入力の和を計算する。38は積分レジスタ回路
であり、距離の値の合計を求めるための中間値を
保持する。また32,33の除算回路、34,3
5の距離計算回路、36の定数回路、37の加算
回路の各演算回路は出力結果を保持する付属ラツ
チ回路をそれぞれ持つ。
FIG. 3 is a block diagram showing the circuit configuration of the similarity calculation section 23. 30 and 31 are shift registers,
It has the number of stages equal to the number of dimensions N of the feature vectors 〓, 〓, and holds one value of the vector. Divider circuits 32 and 33 calculate the ratio between two inputs.
34 and 35 are distance calculation circuits that calculate the absolute value of the difference between two inputs. 36 is a constant circuit whose input is multiplied by a constant k. 37 is an addition circuit;
Calculate the sum of 3 inputs. 38 is an integral register circuit which holds an intermediate value for calculating the sum of distance values. Also, 32, 33 division circuits, 34, 3
Each of the calculation circuits, ie, the distance calculation circuit 5, the constant circuit 36, and the addition circuit 37, each has an attached latch circuit for holding the output result.

次に上記構成をもとに動作を説明する。 Next, the operation will be explained based on the above configuration.

まず入力パタンバツフア21にパタンAが入力
され保持される。標準パタンメモリ22にはあら
かじめ標準パタンBが記憶されている。制御部2
7よりの制御信号i,jにしたがつて、パタンA,B
の特徴ベクトル〓i、〓jが順次出力される。類似
度計算部23では〓i、〓j間の類似度d(i,j)が計算
される。この動作を第3図および第4図のタイミ
ングチヤートにしたがつて説明する。なお、第4
図において、斜線部分は計算時間を示す。最初
に、タイミングT0により積分レジスタ38がリ
セツトされる。つづいて、タイミングT1におい
て入力パタンバツフア21から式(2)に示されるベ
クトル〓iの一要素aoiが出力される。これにつづ
くタイミングL1においてシフトレジスタ30が
一段シフトされることにより前記ao,iがシフトレ
ジスタ30の最前段に書きこまれ、N段まえの
値、すなわちao,i-1が最後段より出力される。そ
れゆえ、この時点では除算回路32にはベクトル
〓iの一要素aoiとベクトル〓i-1の一要素ao,i-1が与
えられることになる。これらの値により除算回路
32では変化量ao,1/ao,i-1がタイミングT2にて計
算され、結果がタイミングL2にて付属ラツチ回
路に保持される。同様にベクトル〓jの一要素bo,j
に関してもaoiと同じタイミングでシフトレジス
タ31と除算回路33によつて変化量boj/boj-1
が計算される。距離計算回路32ではタイミング
T3において前記の2変化量aoi/aoi-1とboj/boj-1
の距離が計算されタイミングL3にて付属ラツチ
回路に保持される。また距離計算回路35におい
ては信号線aとbからそれぞれ与えられる前記
aoiとbojの距離がタイミングT4にて計算され、タ
イミングL4で付属ラツチ回路に保持される。さ
らに定数回路36においてタイミングT5にて距
離計算回路35からの出力に定数kがかけられタ
イミングL5で結果が保持される。加算回路37
ではタイミングT6にて積分レジスタ38の出力
と、距離計算回路34の出力と、定数回路36の
出力が加算され結果がタイミングL6で付属ラツ
チ回路に保持される。この出力結果は積分レジス
タ38にタイミングL7で保持される。このよう
な動作を順次、式(2)におけるnの値をn=1、
2、…、Nと変化させ行なうことにより、結果と
して積分レジスタには式5に示す〓i、〓j間の類
似度d(i,j)が保持される。ベクトル〓iと〓j間の類
似度d(i,j)の計算がおわると、第2図における類似
度計算部23より漸化式計算部24に類似度d(i,j)
が出力される。
First, pattern A is input to the input pattern buffer 21 and held. A standard pattern B is stored in the standard pattern memory 22 in advance. Control part 2
According to control signals i and j from 7, patterns A and B
The feature vectors 〓 i , 〓 j are sequentially output. The similarity calculation unit 23 calculates the similarity d (i,j) between 〓 i and 〓 j . This operation will be explained with reference to timing charts shown in FIGS. 3 and 4. In addition, the fourth
In the figure, the shaded area indicates calculation time. First, the integration register 38 is reset at timing T0 . Subsequently, at timing T1 , the input pattern buffer 21 outputs one element a oi of the vector 〓 i shown in equation (2). Following this, at timing L 1 , the shift register 30 is shifted by one stage, so that the a o,i is written to the first stage of the shift register 30, and the value N stages before, that is , a o,i-1 is written to the last stage. It is output from Therefore, at this point, the division circuit 32 is given one element a oi of the vector 〓 i and one element a o, i-1 of the vector 〓 i-1. Based on these values, the division circuit 32 calculates the amount of change a o,1 /a o,i-1 at timing T2 , and the result is held in the attached latch circuit at timing L2 . Similarly, vector 〓 one element of j b o,j
Also, at the same timing as a oi , the change amount b oj /b oj-1 is determined by the shift register 31 and the division circuit 33.
is calculated. In the distance calculation circuit 32, the timing
At T 3 , the above two changes a oi /a oi-1 and b oj /b oj-1
The distance is calculated and held in the attached latch circuit at timing L3 . In addition, in the distance calculation circuit 35, the
The distance between a oi and b oj is calculated at timing T 4 and held in the attached latch circuit at timing L 4 . Further, in the constant circuit 36, the output from the distance calculation circuit 35 is multiplied by a constant k at timing T5 , and the result is held at timing L5 . Addition circuit 37
Then, at timing T6 , the output of the integral register 38, the output of the distance calculation circuit 34, and the output of the constant circuit 36 are added, and the result is held in the attached latch circuit at timing L6 . This output result is held in the integral register 38 at timing L7 . Sequentially, through these operations, the value of n in equation (2) is set to n=1,
2 , . When the calculation of the similarity d (i,j) between the vectors 〓 i and 〓 j is completed, the similarity calculation section 23 in FIG .
is output.

漸化式計算部24では、前記類似度d(i,j)と、レ
ジスタ部25に保持されている積分量g(i,j-1)、
g(i-1,j-1)、g(i-1,j)とを入力して式(7)の漸化式が計
算
され、その計算結果g(i,j)がレジスタ部25に保持
される。レジスタ部25には少なくとも漸近式計
算に必要なだけのgの値が保持される。この漸化
式計算は制御部27よりの制御信号tw、trにし
たがつて行なわれるが、これらの動作に関しては
一般のDPマツチング法によるパタンマツチング
装置と共通であるので詳しい説明は省略する。一
例として時間点(i,j)の値を(1、1)、(2、1)、
…、(i、1)、…、(I、1)、(1、2)、(2、
2)、…、(I、2)、…、(1、j)、(2、j)、
…、(I、j)、…、(I、j)と変化させること
によりg(I、J)を求めることができる。
In the recurrence formula calculation unit 24, the similarity degree d (i, j) and the integral quantity g (i, j-1) held in the register unit 25,
The recurrence formula (7) is calculated by inputting g (i-1,j-1) and g (i-1,j) , and the calculation result g (i,j) is stored in the register section 25. Retained. The register unit 25 holds at least as many g values as are necessary for asymptotic equation calculation. This recurrence formula calculation is performed according to control signals tw and tr from the control section 27, but since these operations are common to a pattern matching device using a general DP matching method, detailed explanations will be omitted. As an example, the values at time point (i, j) are (1, 1), (2, 1),
..., (i, 1), ..., (I, 1), (1, 2), (2,
2), ..., (I, 2), ..., (1, j), (2, j),
..., (I, j), ..., (I, j), g(I, J) can be obtained.

漸化式計算部24により求められたg(I、J)
に対して正規化部26では(9)式のごとくフレーム
数の和で除することにより正規化してパタン間類
似度Sが求められる。
g(I, J) obtained by the recurrence formula calculation unit 24
On the other hand, the normalization unit 26 normalizes it by dividing it by the sum of the number of frames as shown in equation (9) to find the inter-pattern similarity S.

以上本発明の原理を簡単な実施例を用いて説明
したが、式および回路形態はこの例に限定される
ものではない。
Although the principle of the present invention has been explained above using a simple example, the formula and circuit form are not limited to this example.

又、音声パターンの認識を例に今迄説明したが
これに限ることなく、文字、図形、あるいは指紋
等のパターン認識にも適用できることは云うまで
もない。
Furthermore, although the description has been made using voice pattern recognition as an example, it goes without saying that the present invention is not limited to this, and can also be applied to pattern recognition of characters, graphics, fingerprints, and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は音声パタンの時間軸正規化の原理図、
第2図は本発明の一実施例を示すブロツク図、第
3図は第2図の類似度計算部の一実施例を示すブ
ロツク図、第4図は第3図に示す回路を動作させ
る信号の発生時刻の例を示す波形図である。 図において、10はパターンAとパターンBの
時間軸正規化関数、11,12はパターンA,B
の変化量を示す曲線、13は音韻の変化点を示
す、21は入力パターンバツフア、22は標準パ
タンメモリ、23は類似度計算部、24は漸化式
計算部、25はレジスタ部、26は正規化部、3
0,31はシフトレジスタ、32,33は除算回
路、34,35は距離計算回路、36は定数回
路、37は加算回路、38は積分レジスタをそれ
ぞれ示す。
Figure 1 is a diagram of the principle of time axis normalization of audio patterns.
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the similarity calculation section of FIG. 2, and FIG. 4 is a signal for operating the circuit shown in FIG. 3. FIG. 3 is a waveform diagram showing an example of the occurrence time of the . In the figure, 10 is the time axis normalization function of pattern A and pattern B, and 11 and 12 are patterns A and B.
21 is an input pattern buffer, 22 is a standard pattern memory, 23 is a similarity calculation section, 24 is a recurrence formula calculation section, 25 is a register section, 26 is the normalization part, 3
0 and 31 are shift registers, 32 and 33 are division circuits, 34 and 35 are distance calculation circuits, 36 is a constant circuit, 37 is an addition circuit, and 38 is an integration register, respectively.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 特徴量〓iの時系列として表現される入力パ
タンAを保持するための入力パタンバツフアと、
特徴量〓jの系列として表現される標準パタンB
を記憶するための標準パタンメモリと、あらかじ
め定められた順序により、時系列上で相隣る特徴
量〓iと〓i-1および〓jと〓j-1の間の変化量を計算
する変化量計算部と、該変化量間の距離等の尺度
による類似度d2(i,j)を計算する類似度計算部1と、
該順序により指定された特徴量〓iと〓j間の類似
度d1(i,j)を計算する類似度計算部2と、該類似度の
荷重和を計算し2特徴量〓i、〓j間の類似度d(i,j)
を求める類似度加算部と、類似度dをもとに計算
した積分量g(i,j)を少なくとも必要個数保持するた
めの演算レジスタと、該類似度加算部よりの出力
d(i,j)と該演算レジスタ内の積分量g(n,o)〔m≦i、
n≦j〕等の荷重和を複数個計算しその最小値
(または最大値)を積分量g(i,j)として求める漸化
式計算部とを有して成ることを特徴とするパタン
間類似度計算装置。
[Claims] 1. An input pattern buffer for holding an input pattern A expressed as a time series of feature quantity i ;
Feature value = Standard pattern B expressed as a series of j
Changes that calculate the amount of change between adjacent features 〓 i and 〓 i-1 and 〓 j and 〓 j-1 in the time series using a standard pattern memory for storing , and a predetermined order. a similarity calculation unit 1 that calculates a similarity d 2 (i, j) based on a measure such as a distance between the amounts of change;
A similarity calculation unit 2 calculates the similarity d 1(i,j) between the feature quantities 〓 i and 〓 j specified by the order, and calculates the weighted sum of the similarities and calculates the two feature quantities 〓 i , 〓 Similarity d (i,j) between j
, a calculation register for holding at least the required number of integral quantities g (i,j) calculated based on the similarity d, and an output from the similarity addition unit.
d (i,j) and the integral amount g (n,o) in the calculation register [m≦i,
n≦j], etc., and calculates the minimum value (or maximum value) of the weighted sums as the integral quantity g (i,j) . Similarity calculation device.
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