JPH02304497A - Word recognition system - Google Patents

Word recognition system

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Publication number
JPH02304497A
JPH02304497A JP1126315A JP12631589A JPH02304497A JP H02304497 A JPH02304497 A JP H02304497A JP 1126315 A JP1126315 A JP 1126315A JP 12631589 A JP12631589 A JP 12631589A JP H02304497 A JPH02304497 A JP H02304497A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
neural network
word
input
recognition system
voice
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1126315A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Okashita
和彦 岡下
Shingo Nishimura
新吾 西村
Masayuki Unno
海野 雅幸
Masashi Miyagawa
宮川 正志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
Priority to JP1126315A priority Critical patent/JPH02304497A/en
Publication of JPH02304497A publication Critical patent/JPH02304497A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To secure a high recognition rate and to easily perform real-time processing by inputting mean frequency characteristics of one word of a voice to a neural network. CONSTITUTION:The recognition system 1 is constituted by combining band-pass filters 10 of (n) channels, averaging circuits 15, the neural network 20, and a decision circuit 30. Then when a word is recognized from an input voice by using the neural network 20, the mean frequency characteristics of one word of the voice are inputted to the neural network 20. Therefore, preprocessing for obtaining the input is simpler than conventional complicate feature quantity extraction and the time required for the preprocessing is shortened. Consequently, the high recognition rate is secured and the real-time processing is easily enabled.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電気錠、ICカード等のオンライン端末等で
入力音声からその単語を認識するに好適な単語認識方式
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a word recognition method suitable for recognizing words from input speech using online terminals such as electric locks and IC cards.

[従来の技術] 従来の単語認識方式は、例えば特公昭63−4200号
公報、特開昭62−220998号公報に記載される如
く、以下の手順による。
[Prior Art] A conventional word recognition method, as described in, for example, Japanese Patent Publication No. 63-4200 and Japanese Patent Application Laid-open No. 62-220998, is based on the following procedure.

■入力音声に含まれる単語に関する特徴量を抽出する。■Extract features related to words included in input speech.

■予め上記■と同様にして抽出しておいた標準パターン
と上記■で抽出した特徴量との距離を計算する。
(2) Calculate the distance between the standard pattern extracted in advance in the same manner as (2) above and the feature amount extracted in (2) above.

■計算結果より、上記距離が展示の標準パターンの単語
を入力音声の単語と判定する。
(2) Based on the calculation result, the word whose distance is the standard pattern exhibited is determined to be the word of the input speech.

[発明が解決しようとする課題] 然しながら、上記従来の単語認識方式では、以下の問題
点がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional word recognition method described above has the following problems.

実時間処理が困難である。即ち、従来の単語認識方式に
おいて一定以上の認識率を確保するためには複雑な特徴
量を用いる必要があるが、複雑な特徴量を抽出するには
複雑な処理装置が必要であり、処理時間も多大となる。
Real-time processing is difficult. In other words, in conventional word recognition methods, it is necessary to use complex features in order to ensure a recognition rate above a certain level, but extracting complex features requires a complex processing device, which increases the processing time. It will also be huge.

本発明は、高い認識率を確保し、かつ容易に実時間処理
できる単語認識方式を得ることを目的とする。
An object of the present invention is to obtain a word recognition method that ensures a high recognition rate and that can be easily processed in real time.

[課題を解決するための手段] 請求項1に記載の本発明は、ニューラルネットワークを
用いて入力音声からその単語を認識する単記認識方式で
あって、ニューラルネットワークへの入力として、音声
の1単語の平均的な周波数特性を用いるようにしたもの
である。
[Means for Solving the Problems] The present invention as set forth in claim 1 is a single word recognition method that recognizes a word from input speech using a neural network. This uses the average frequency characteristics of .

1a求項2に記載の本発明は、前記ニューラルネットワ
ークが階層的なニューラルネットワークであるようにし
たものである。
In the present invention described in Item 1a, the neural network is a hierarchical neural network.

[作用] 請求項1に記載の本発明によれば以下の■〜■の作用効
果がある。
[Function] According to the present invention as set forth in claim 1, there are the following functions and effects.

■ニューラルネットワークへの入力として、「音声の1
単語の平均的な周波数特性」を用いたから、入力を得る
ための前処理が、従来の複雑な特徴量抽出に比して、単
純となり、この前処理に要する時間が短くて足りる。
■As an input to the neural network,
Since the "average frequency characteristics of words" are used, the preprocessing for obtaining input is simpler than conventional complex feature quantity extraction, and the time required for this preprocessing is short.

■ニューラルネットワークは、原理的に、ネットワーク
全体の演算処理が単純且つ迅速である。
(2) In principle, neural networks allow simple and quick calculation processing of the entire network.

■ニューラルネットワークは、原理的に、それを構成し
ている各ユニットが独立に動作しており、並列的な演算
処理が可能である。従ワて、演算処理が迅速である。
■In principle, each unit that makes up a neural network operates independently, and parallel arithmetic processing is possible. Therefore, calculation processing is quick.

■上記■〜■により、単語認識処理を複雑な処理装置に
よることなく容易に実時間処理できる。
(2) With the above (2) to (2), word recognition processing can be easily performed in real time without using a complicated processing device.

又、請求項2に記載の本発明によれば上記■〜■の作用
効果に加えて、以下の■の作用効果かある。
Further, according to the present invention as set forth in claim 2, in addition to the effects (1) to (2) above, there is also the following effect (2).

0階層的なニューラルネットワークにあっては、現在、
後述する如くの簡単な学習アルゴリズム(パックプロパ
ゲーション)が確立されており、高い認識率を実現でき
るニューラルネットワークを容易に形成できる。
Currently, in a zero-layer neural network,
A simple learning algorithm (pack propagation) as described below has been established, and a neural network that can achieve a high recognition rate can be easily formed.

[実施例] 第1図は本発明が適用された単語認識システムの一例を
示す模式図、第2図はニューラルネットワークを示す模
式図、第3図は階層的なニューラルネットワークを示す
模式図、第4図はユニットの構造を示す模式図である。
[Example] Fig. 1 is a schematic diagram showing an example of a word recognition system to which the present invention is applied; Fig. 2 is a schematic diagram showing a neural network; Fig. 3 is a schematic diagram showing a hierarchical neural network; FIG. 4 is a schematic diagram showing the structure of the unit.

本発明の具体的実施例の説明に先立ち、ニューラルネッ
トワークの構成、学習アルゴリズムについて説明する。
Prior to describing specific embodiments of the present invention, the configuration of the neural network and the learning algorithm will be described.

(1)ニューラルネットワークは、その構造から、第2
図(A)に示す階層的ネットワークと第2図(B)に示
す相互結合ネットワークの2種に大別できる。本発明は
、両ネットワークのいずれを用いて構成するものであっ
ても良いが、階層的ネットワークは後述する如くの簡単
な学習アルゴリズムか確立されているためより有用であ
る。
(1) Due to its structure, neural networks
It can be roughly divided into two types: a hierarchical network shown in FIG. 2(A) and an interconnected network shown in FIG. 2(B). Although the present invention may be configured using either of these networks, the hierarchical network is more useful because a simple learning algorithm as described below has been established.

(2)ネットワークの構造 階層的ネットワークは、第3図に示す如く、入力層、中
間層、出力層からなる階層横道をとる。
(2) Network Structure A hierarchical network, as shown in FIG. 3, has a horizontal hierarchy consisting of an input layer, an intermediate layer, and an output layer.

各層は1以上のユニットから構成される。結合は、入力
層→中間層→出力層という前向きの結合たけで、各層内
での結合はない。
Each layer is composed of one or more units. The connections are forward connections from the input layer to the middle layer to the output layer, and there are no connections within each layer.

(3)ユニットの構造 ユニットは第4図に示す如く脳のニューロンのモデル化
であり構造は簡単である。他のユニットから入力を受け
、その総和をとり一定の規則(変換関数)で変換し、結
果を出力する。他のユニットとの結合には、それぞれ結
合の強さを表わす可変の重みを付ける。
(3) Structure of the unit The unit is a model of a neuron in the brain and has a simple structure as shown in FIG. It receives input from other units, sums it up, transforms it using a certain rule (conversion function), and outputs the result. Each connection with another unit is given a variable weight that represents the strength of the connection.

(4)学習(パックプロパゲーション)ネットワークの
学習とは、実際の出力を目標値(望ましい出力)に近づ
けることであり、−M的には第4図に示した各ユニット
の変換関数及び重みを変化させて学習を行なう。
(4) Learning (pack propagation) Learning of a network is to bring the actual output closer to the target value (desired output). Learn by making changes.

又、学習のアルゴリズムとしては、例えば、Rumel
hart、 D、E、、McClelland、 J、
L、 and thePDP Re5earch Gr
oup、 l’ARALLEL DISTRIBUTE
DPROCESSING、 the MIT Pres
s、 1986.に記載されているパックプロパゲーシ
ョンを用いることができる。
Further, as a learning algorithm, for example, Rumel
hart, D.E., McClelland, J.
L, and thePDP Re5earch Gr.
oup, l'ARALLEL DISTRIBUTE
DPROCESSING, the MIT Pres.
s, 1986. Pack propagation as described in .

以下、本発明の具体的な実施例について説明する。尚、
この実施例の認識システム1は、nチャンネルのバンド
パスフィルタ10、平均化回路15、ニューラルネット
ワーク20、判定回路30の結合にて構成される(第1
図参照)。
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described. still,
The recognition system 1 of this embodiment is configured by combining an n-channel bandpass filter 10, an averaging circuit 15, a neural network 20, and a determination circuit 30 (first
(see figure).

(A)学習単語を「ショウメイ」、「エアコン」、「カ
ーテン」、「テレビ」、「ドア」の5単語とし、入力単
語を「ショウメイ」、「エアコン」、「カーテン」、「
テレビ」、「ドア」の5単語とした。
(A) The five words to be learned are "shoumei", "air conditioner", "curtain", "television", and "door", and the input words are "shoumei", "air conditioner", "curtain", "
The five words were ``TV'' and ``Door.''

(B)前処理 ■入力音声(5単語のそれぞれ)を、第1図に示す如く
、複数(n個)(この実施例ではn=8)チャンネルの
バンドパスフィルタ10に通ず。
(B) Pre-processing ■ The input speech (each of the five words) is passed through a bandpass filter 10 with a plurality of (n) channels (n=8 in this embodiment) as shown in FIG.

この時、バンドパスフィルタ10の出力は平均化回路1
5で平均化される。
At this time, the output of the bandpass filter 10 is
Averaged by 5.

(C)ニューラルネットワークによる処理及び判定 ■前処理の結果(バンドパスフィルタ10の出力)を、
第1図に示す如く、3層の階層的なニューラルネットワ
ーク20に入力する。入力層21は、前処理のnチャン
ネルに対応するnユニット(この実施例ではn=8.8
ユニツト)にて構成される。出力層22は、5単語のそ
れぞれについて登録単語とその他の単語とに対応する2
ユニツトを設け、全体を10ユニツトにて構成される。
(C) Processing and judgment by neural network ■Preprocessing results (output of bandpass filter 10)
As shown in FIG. 1, input is made to a three-layer hierarchical neural network 20. The input layer 21 has n units (n=8.8 in this embodiment) corresponding to n channels of preprocessing.
It is composed of units). The output layer 22 includes two words corresponding to registered words and other words for each of the five words.
unit, and the whole consists of 10 units.

■ニューラルネットワーク20の出力を判定回路3oに
入力し、今回入力音声の単語を認識する。但し、本発明
の実施において、ニューラルネットワーク20の出力は
判定回路30の如くにて機械的に判定処理されず、ニュ
ーラルネットワーク20の出力を得た人間の知力にて判
定処理されるものであっても良い。
- The output of the neural network 20 is input to the judgment circuit 3o, and the words of the input speech are recognized this time. However, in implementing the present invention, the output of the neural network 20 is not mechanically judged by the judgment circuit 30, but is judged by the human intellect that has obtained the output of the neural network 20. Also good.

■前述した学習アルゴリズムのバックプロパゲーション
により、入力に対する出力のエラーが一定レベルに収束
するまで t、ooo回学習させ、一定認識率を保証し
得るネットワークを構築する。尚、出力としては、各登
録単語に対応したユニットが「1」、その他の単語に対
応したユニットがrOJとなるように学習した。
■By backpropagation of the learning algorithm described above, the network is trained t, ooo times until the output error with respect to the input converges to a constant level, and a network that can guarantee a constant recognition rate is constructed. It should be noted that learning was performed so that the unit corresponding to each registered word would be "1" and the units corresponding to other words would be rOJ as outputs.

CD)実験 上記認識システム1を用いて、単語認識を実験した。CD) Experiment Word recognition was experimented using the recognition system 1 described above.

入力音声は、パックプロパゲーションにより学習した5
単話(「ショウメイ」、「エアコン」、「カーテン」、
「テレビ」、「ドア」)とした。
The input speech was learned using pack propagation.
Single stories ("Shoumei", "Air Conditioner", "Curtain",
``television'', ``door'').

(a)認識率 結果、認識率は 100%であることが認められた。(a) Recognition rate As a result, the recognition rate was found to be 100%.

(b)処理速度 又、処理速度(1単語の発声に対する認識に要した時間
)は1秒以内であり、極めて迅速処理てきることが認め
られた。
(b) Processing speed The processing speed (the time required to recognize the utterance of one word) was within 1 second, indicating extremely rapid processing.

即ち、上記認識システム1にあっては、上記(a)の結
果が示すように認識率が極めて高い。
That is, in the recognition system 1, the recognition rate is extremely high, as shown in the result (a) above.

又、上記認識システム1にあっては、上記 (b)の結
果か示すように単語認識処理を複雑な処理装置によるこ
となく迅速処理でき、容易に実時間処理できる。
Further, in the recognition system 1, as shown in the result (b) above, word recognition processing can be performed quickly without using a complicated processing device, and can be easily processed in real time.

[発明の効果] 以上のように本発明によれば、高い認識率を確保し、か
つ容易に実時間処理できる単語認識方式を得ることがで
き°葛。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a word recognition method that secures a high recognition rate and can easily perform real-time processing.

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

第1図は本発明が適用された単語認識システムの一例を
示す模式図、第2図はニューラルネットワークを示す模
式図、第3図は階層的なニューラルネットワークを示す
模式図、第4図はユニットのflll造を示す模式図で
ある。 1・・・認識システム、 10・・・バンドパスフィルタ、 15・・・平均化回路、 20・・・ニューラルネットワーク、 21・・・入力層 22・・・出力層、 30・・・判定回路。 特許出願人 積水化学工業株式会社 代表者  廣1)馨 第1図 第2図 第3図 ↑ 入力パターン
Fig. 1 is a schematic diagram showing an example of a word recognition system to which the present invention is applied, Fig. 2 is a schematic diagram showing a neural network, Fig. 3 is a schematic diagram showing a hierarchical neural network, and Fig. 4 is a schematic diagram showing a unit. It is a schematic diagram showing the full structure of. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Recognition system, 10... Band pass filter, 15... Averaging circuit, 20... Neural network, 21... Input layer 22... Output layer, 30... Judgment circuit. Patent applicant Sekisui Chemical Co., Ltd. Representative Hiroshi 1) Kaoru Figure 1 Figure 2 Figure 3 ↑ Input pattern

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ニューラルネットワークを用いて入力音声からそ
の単語を認識する単語認識方式であって、ニューラルネ
ットワークへの入力として、音声の1単語の平均的な周
波数特性を用いる単語認識方式。
(1) A word recognition method that uses a neural network to recognize a word from input speech, and uses the average frequency characteristics of one word of speech as input to the neural network.
(2)前記ニューラルネットワークが階層的なニューラ
ルネットワークである請求項1記載の単語認識方式。
(2) The word recognition method according to claim 1, wherein the neural network is a hierarchical neural network.
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