JPH04223499A - 音声認識方法及び装置 - Google Patents
音声認識方法及び装置Info
- Publication number
- JPH04223499A JPH04223499A JP2413766A JP41376690A JPH04223499A JP H04223499 A JPH04223499 A JP H04223499A JP 2413766 A JP2413766 A JP 2413766A JP 41376690 A JP41376690 A JP 41376690A JP H04223499 A JPH04223499 A JP H04223499A
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- Japan
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- pattern
- distance
- standard
- phoneme
- duration
- Prior art date
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、音声認識方法及び装置
に関するものである。
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】音声認識方法及び装置の従来例としては
、本出願人が特開昭64−23299号公報に開示した
音声認識方式などが存している。これは、予め音声信号
を変換した特徴ベクトルの時系列である各種の音声パタ
ーンの部分パターンに対応する標準パターンを継続時間
等でパターン記憶手段に設定しておき、入力される音声
信号をマイクロフォン等からなる音声変換手段で音声パ
ターンに変換して部分パターンの継続時間を検出し、こ
の部分パターンの継続時間と標準パターンの継続時間と
に従って部分パターンと標準パターンとの類似度に相当
するパターン間距離を算定し、この算定結果に基づいて
音声信号の音韻を認識するようになっている。
、本出願人が特開昭64−23299号公報に開示した
音声認識方式などが存している。これは、予め音声信号
を変換した特徴ベクトルの時系列である各種の音声パタ
ーンの部分パターンに対応する標準パターンを継続時間
等でパターン記憶手段に設定しておき、入力される音声
信号をマイクロフォン等からなる音声変換手段で音声パ
ターンに変換して部分パターンの継続時間を検出し、こ
の部分パターンの継続時間と標準パターンの継続時間と
に従って部分パターンと標準パターンとの類似度に相当
するパターン間距離を算定し、この算定結果に基づいて
音声信号の音韻を認識するようになっている。
【0003】つまり、上述の音声認識方式では、標準パ
ターンの所定の状態に対応する音声パターンの部分パタ
ーンの継続時間をX、標準パターンの継続時間をY、予
め設定された定数をwとすると、パターン間距離Dを、
D=w(Lx−Lj)2として算定するようになってい
る。
ターンの所定の状態に対応する音声パターンの部分パタ
ーンの継続時間をX、標準パターンの継続時間をY、予
め設定された定数をwとすると、パターン間距離Dを、
D=w(Lx−Lj)2として算定するようになってい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示された
音声認識方式では、予め機器に設定された標準パターン
の継続時間と機器に入力された音声パターンの部分パタ
ーンの継続時間とに基づいて音声信号の音韻を認識する
ようになっている。
音声認識方式では、予め機器に設定された標準パターン
の継続時間と機器に入力された音声パターンの部分パタ
ーンの継続時間とに基づいて音声信号の音韻を認識する
ようになっている。
【0005】しかし、上述した音声認識方式では、音声
パターンの部分パターンの継続時間の伸長とは無関係に
常時同一の演算処理が行なわれるので誤認識が発生しや
すくなっている。つまり、語尾の母音は極端に長くなる
ことはあっても極端に短くなることはほとんどないが、
上述の音声認識方式では、標準パターンの継続時間が予
め50(ms)などとして設定されているので、音声パ
ターンの継続時間が10(ms)や100(ms)等と
変化すると良好な演算結果を得ることができない。つま
り、上述の音声認識方式では、図8に例示するように、
継続時間の分布が平均値lに対して不均一になる標準パ
ターンに対し、音声パターンの継続時間が分布範囲外に
短いaでも分布範囲内で長いbでも同一の演算処理を行
なうので、誤認識が発生しやすくなっている。
パターンの部分パターンの継続時間の伸長とは無関係に
常時同一の演算処理が行なわれるので誤認識が発生しや
すくなっている。つまり、語尾の母音は極端に長くなる
ことはあっても極端に短くなることはほとんどないが、
上述の音声認識方式では、標準パターンの継続時間が予
め50(ms)などとして設定されているので、音声パ
ターンの継続時間が10(ms)や100(ms)等と
変化すると良好な演算結果を得ることができない。つま
り、上述の音声認識方式では、図8に例示するように、
継続時間の分布が平均値lに対して不均一になる標準パ
ターンに対し、音声パターンの継続時間が分布範囲外に
短いaでも分布範囲内で長いbでも同一の演算処理を行
なうので、誤認識が発生しやすくなっている。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
入力される音声信号を音声変換手段が特徴ベクトルの時
系列である音声パターンに変換し、各種の音声パターン
の部分パターンに対応する標準パターンを少なくとも継
続時間と継続時間に対する複数の重み係数とで予めパタ
ーン記憶手段に設定し、音声パターンの部分パターンの
継続時間を時間検出手段が検出し、この検出された部分
パターンの継続時間と標準パターンの継続時間とを時間
比較手段が比較し、この比較結果に従って標準パターン
の重み係数から所定の一つを係数選出手段が選出し、こ
の選出された重み係数に従って部分パターンと標準パタ
ーンとの類似度に相当するパターン間距離を類似度算定
手段が算定し、この算定結果に基づいて音声信号の音韻
を認識手段が認識するようにした。
入力される音声信号を音声変換手段が特徴ベクトルの時
系列である音声パターンに変換し、各種の音声パターン
の部分パターンに対応する標準パターンを少なくとも継
続時間と継続時間に対する複数の重み係数とで予めパタ
ーン記憶手段に設定し、音声パターンの部分パターンの
継続時間を時間検出手段が検出し、この検出された部分
パターンの継続時間と標準パターンの継続時間とを時間
比較手段が比較し、この比較結果に従って標準パターン
の重み係数から所定の一つを係数選出手段が選出し、こ
の選出された重み係数に従って部分パターンと標準パタ
ーンとの類似度に相当するパターン間距離を類似度算定
手段が算定し、この算定結果に基づいて音声信号の音韻
を認識手段が認識するようにした。
【0007】請求項2記載の発明は、標準パターンを各
種の音素毎にパターン記憶手段に予め設定し、このパタ
ーン記憶手段に記憶された標準パターンと音声変換手段
が変換した音声パターンの部分パターンとのパターン間
距離を類似度算定手段が音素の種別に従って算定し、こ
の算定されたパターン間距離と予め設定された閾値とを
距離比較手段が比較し、この比較結果に従って標準パタ
ーンの重み係数を係数更新手段が更新するようにした。
種の音素毎にパターン記憶手段に予め設定し、このパタ
ーン記憶手段に記憶された標準パターンと音声変換手段
が変換した音声パターンの部分パターンとのパターン間
距離を類似度算定手段が音素の種別に従って算定し、こ
の算定されたパターン間距離と予め設定された閾値とを
距離比較手段が比較し、この比較結果に従って標準パタ
ーンの重み係数を係数更新手段が更新するようにした。
【0008】請求項3記載の発明は、音声パターンの部
分パターンの音素の種別に従って類似度算定手段が算定
したパターン間距離に比して小さいパターン間距離が算
定される音素を音素検出手段が検出し、この検出された
音素の標準パターンの少なくとも重み係数をパターン更
新手段が更新するようにした。
分パターンの音素の種別に従って類似度算定手段が算定
したパターン間距離に比して小さいパターン間距離が算
定される音素を音素検出手段が検出し、この検出された
音素の標準パターンの少なくとも重み係数をパターン更
新手段が更新するようにした。
【0009】請求項4記載の発明は、入力される音声信
号を特徴ベクトルの時系列である音声パターンに変換す
る音声変換手段を設け、各種の音声パターンの部分パタ
ーンに対応する標準パターンが少なくとも継続時間と継
続時間に対する複数の重み係数とで設定されたパターン
記憶手段を設け、音声変換手段が変換した音声パターン
の部分パターンの継続時間を検出する時間検出手段を設
け、この時間検出手段が検出した部分パターンの継続時
間とパターン記憶手段に記憶された標準パターンの継続
時間とを比較する時間比較手段を設け、この時間比較手
段の比較結果に従って標準パターンの重み係数から所定
の一つを選出する係数選出手段を設け、この係数選出手
段が選出した重み係数に従って部分パターンと標準パタ
ーンとの類似度に相当するパターン間距離を算定する類
似度算定手段を設け、この類似度算定手段の算定結果に
基づいて音声信号の音韻を認識する認識手段を設けた。
号を特徴ベクトルの時系列である音声パターンに変換す
る音声変換手段を設け、各種の音声パターンの部分パタ
ーンに対応する標準パターンが少なくとも継続時間と継
続時間に対する複数の重み係数とで設定されたパターン
記憶手段を設け、音声変換手段が変換した音声パターン
の部分パターンの継続時間を検出する時間検出手段を設
け、この時間検出手段が検出した部分パターンの継続時
間とパターン記憶手段に記憶された標準パターンの継続
時間とを比較する時間比較手段を設け、この時間比較手
段の比較結果に従って標準パターンの重み係数から所定
の一つを選出する係数選出手段を設け、この係数選出手
段が選出した重み係数に従って部分パターンと標準パタ
ーンとの類似度に相当するパターン間距離を算定する類
似度算定手段を設け、この類似度算定手段の算定結果に
基づいて音声信号の音韻を認識する認識手段を設けた。
【0010】請求項5記載の発明は、標準パターンが各
種の音素毎に予め設定されたパターン記憶手段を設け、
このパターン記憶手段に記憶された標準パターンと音声
変換手段が変換した音声パターンの部分パターンとのパ
ターン間距離を音素の種別に従って算定する類似度算定
手段を設け、この類似度算定手段で算定されたパターン
間距離と予め設定された閾値とを比較する距離比較手段
を設け、この距離比較手段の比較結果に従って標準パタ
ーンの重み係数を更新する係数更新手段を設けた。
種の音素毎に予め設定されたパターン記憶手段を設け、
このパターン記憶手段に記憶された標準パターンと音声
変換手段が変換した音声パターンの部分パターンとのパ
ターン間距離を音素の種別に従って算定する類似度算定
手段を設け、この類似度算定手段で算定されたパターン
間距離と予め設定された閾値とを比較する距離比較手段
を設け、この距離比較手段の比較結果に従って標準パタ
ーンの重み係数を更新する係数更新手段を設けた。
【0011】請求項6記載の発明は、音声パターンの部
分パターンの音素の種別に従って類似度算定手段が算定
したパターン間距離に比して小さいパターン間距離が算
定される音素を検出する音素検出手段を設け、この音素
検出手段が検出した音素の標準パターンの少なくとも重
み係数を更新するパターン更新手段を設けた。
分パターンの音素の種別に従って類似度算定手段が算定
したパターン間距離に比して小さいパターン間距離が算
定される音素を検出する音素検出手段を設け、この音素
検出手段が検出した音素の標準パターンの少なくとも重
み係数を更新するパターン更新手段を設けた。
【0012】
【作用】請求項1及び4記載の発明は、各種の音声パタ
ーンの部分パターンに対応する標準パターンを少なくと
も継続時間と継続時間に対する複数の重み係数とで予め
設定し、音声パターンの部分パターンの継続時間と標準
パターンの継続時間との比較結果に従って標準パターン
の重み係数から所定の一つを選出し、この選出された重
み係数に従って部分パターンと標準パターンとの類似度
に相当するパターン間距離を算定して音声信号の音韻を
認識することで、標準パターンの継続時間に対する音声
パターンの部分パターンの継続時間の大小に従って演算
処理には複数の重み係数の一つが選択的に利用されるの
で、語尾の母音のように継続時間の分布が不均一な音韻
でも良好に認識することができる。
ーンの部分パターンに対応する標準パターンを少なくと
も継続時間と継続時間に対する複数の重み係数とで予め
設定し、音声パターンの部分パターンの継続時間と標準
パターンの継続時間との比較結果に従って標準パターン
の重み係数から所定の一つを選出し、この選出された重
み係数に従って部分パターンと標準パターンとの類似度
に相当するパターン間距離を算定して音声信号の音韻を
認識することで、標準パターンの継続時間に対する音声
パターンの部分パターンの継続時間の大小に従って演算
処理には複数の重み係数の一つが選択的に利用されるの
で、語尾の母音のように継続時間の分布が不均一な音韻
でも良好に認識することができる。
【0013】請求項2及び5記載の発明は、各種の音素
毎に予め設定された標準パターンと音声変換手段が変換
した音声パターンの部分パターンとのパターン間距離を
音素の種別に従って算定し、この算定されたパターン間
距離と予め設定された閾値との比較結果に従って標準パ
ターンの重み係数を更新することで、音声パターンと音
素が同一の標準パターンに対しては重み係数が更新され
てパターン間距離が短縮される。
毎に予め設定された標準パターンと音声変換手段が変換
した音声パターンの部分パターンとのパターン間距離を
音素の種別に従って算定し、この算定されたパターン間
距離と予め設定された閾値との比較結果に従って標準パ
ターンの重み係数を更新することで、音声パターンと音
素が同一の標準パターンに対しては重み係数が更新され
てパターン間距離が短縮される。
【0014】請求項3及び6記載の発明は、音声パター
ンの部分パターンの音素の種別に従って算定したパター
ン間距離に比して小さいパターン間距離が算定される音
素を検出し、この検出された音素の標準パターンの少な
くとも重み係数をパターン更新手段が更新するようにし
たことにより、音声パターンと音素が同一の標準パター
ンに対しては重み係数の更新でパターン間距離が短縮さ
れ、かつ、音素が異なるにも関わらずパターン間距離が
小さい標準パターンに対しては重み係数の更新でパター
ン間距離が拡大される。
ンの部分パターンの音素の種別に従って算定したパター
ン間距離に比して小さいパターン間距離が算定される音
素を検出し、この検出された音素の標準パターンの少な
くとも重み係数をパターン更新手段が更新するようにし
たことにより、音声パターンと音素が同一の標準パター
ンに対しては重み係数の更新でパターン間距離が短縮さ
れ、かつ、音素が異なるにも関わらずパターン間距離が
小さい標準パターンに対しては重み係数の更新でパター
ン間距離が拡大される。
【0015】
【実施例】請求項1及び4記載の発明の音声認識装置を
図1ないし図3に基づいて説明する。まず、この音声認
識装置1は、図1に例示するように、マイクロフォン等
からなる音声入力部2に、入力される音声信号を特徴ベ
クトルの時系列である音声パターンに変換する音声変換
手段である特徴系列変換部3が接続されており、予め各
種の標準パターンが設定されたパターン記憶手段である
標準パターン格納部4がRAM(Random Ac
cess Memory)等で形成されている。そし
て、この標準パターン格納部4と前記特徴系列変換部3
とが接続された照合部5は、部分パターンの継続時間を
検出する時間検出手段と、部分パターンの継続時間と標
準パターンの継続時間とを比較する時間比較手段と、標
準パターンの重み係数から所定の一つを選出する係数選
出手段と、パターン間距離を算定する類似度算定手段と
、音声信号の音韻を認識する認識手段(何れも図示せず
)とがファームウェアなどで形成されたCPU(Cen
tral Processing Unit)等か
らなっている。そして、前記標準パターン格納部4に設
定された標準パターンは、ここでは平均ベクトルYと継
続時間l及び重み係数w1,w2で形成されている。
図1ないし図3に基づいて説明する。まず、この音声認
識装置1は、図1に例示するように、マイクロフォン等
からなる音声入力部2に、入力される音声信号を特徴ベ
クトルの時系列である音声パターンに変換する音声変換
手段である特徴系列変換部3が接続されており、予め各
種の標準パターンが設定されたパターン記憶手段である
標準パターン格納部4がRAM(Random Ac
cess Memory)等で形成されている。そし
て、この標準パターン格納部4と前記特徴系列変換部3
とが接続された照合部5は、部分パターンの継続時間を
検出する時間検出手段と、部分パターンの継続時間と標
準パターンの継続時間とを比較する時間比較手段と、標
準パターンの重み係数から所定の一つを選出する係数選
出手段と、パターン間距離を算定する類似度算定手段と
、音声信号の音韻を認識する認識手段(何れも図示せず
)とがファームウェアなどで形成されたCPU(Cen
tral Processing Unit)等か
らなっている。そして、前記標準パターン格納部4に設
定された標準パターンは、ここでは平均ベクトルYと継
続時間l及び重み係数w1,w2で形成されている。
【0016】このような構成において、この音声認識装
置1では、音声入力部2から入力される音声信号が、特
徴系列変換部3で特徴ベクトルの時系列である音声パタ
ーンXに変換される。ここで、このような音声認識装置
1に有用な特徴ベクトルの抽出手段としては各種の方式
が考えられるが、例えば、15チャンネルのバンドパス
フィルタ群(図示せず)の出力を10(ms)毎に抽出
することや、5.0(ms)のフレーム周期でFFT(
Fast Fourier Transform)
スペクトラムを対数化した周波軸上で等分化して加算平
均を算定した20次元のベクトルを抽出することや、1
4次のLPC(Linear Predictive
Coding)ケプストラムを10(ms)毎に抽
出することなどが実施可能である。そして、上述のよう
にして得られる音声パターンX=x1,x2…xi…x
I(Iはフレーム数)のi番目のフレームの特徴ベクト
ルxiは、チャンネル数に対応した15次元などとなる
。
置1では、音声入力部2から入力される音声信号が、特
徴系列変換部3で特徴ベクトルの時系列である音声パタ
ーンXに変換される。ここで、このような音声認識装置
1に有用な特徴ベクトルの抽出手段としては各種の方式
が考えられるが、例えば、15チャンネルのバンドパス
フィルタ群(図示せず)の出力を10(ms)毎に抽出
することや、5.0(ms)のフレーム周期でFFT(
Fast Fourier Transform)
スペクトラムを対数化した周波軸上で等分化して加算平
均を算定した20次元のベクトルを抽出することや、1
4次のLPC(Linear Predictive
Coding)ケプストラムを10(ms)毎に抽
出することなどが実施可能である。そして、上述のよう
にして得られる音声パターンX=x1,x2…xi…x
I(Iはフレーム数)のi番目のフレームの特徴ベクト
ルxiは、チャンネル数に対応した15次元などとなる
。
【0017】そして、照合部5では、入力された音声パ
ターンXと、標準パターン格納部4に格納されているN
個の標準パターンY1〜YNのn番目の標準パターンY
nとの類似度に相当するパターン間距離Dist(X,
Yn)が順次算定され、この算定結果が最も小さい標準
パターンが属する音韻であるカテゴリー(ここでは単語
)が認識結果として検出されることになる。
ターンXと、標準パターン格納部4に格納されているN
個の標準パターンY1〜YNのn番目の標準パターンY
nとの類似度に相当するパターン間距離Dist(X,
Yn)が順次算定され、この算定結果が最も小さい標準
パターンが属する音韻であるカテゴリー(ここでは単語
)が認識結果として検出されることになる。
【0018】なお、各標準パターンYnはJ個の時系列
として形成されており、j番目の状態には、標準パター
ンYnのj番目の状態を代表する特徴ベクトルynjと
、継続時間lnjと、二つの重み係数wnj1,wnj
2とが各々に登録されている。そこで、音声パターンX
と標準パターンYnとを照合した際、例えば、音声パタ
ーンXの部分パターンxn+1,xn+2…xiが標準
パターンYnの第j状態に対応したとすると、この場合
の(i−m≧lnj)と(i−m<lnj)との距離s
d(m,i,n,j)は、
として形成されており、j番目の状態には、標準パター
ンYnのj番目の状態を代表する特徴ベクトルynjと
、継続時間lnjと、二つの重み係数wnj1,wnj
2とが各々に登録されている。そこで、音声パターンX
と標準パターンYnとを照合した際、例えば、音声パタ
ーンXの部分パターンxn+1,xn+2…xiが標準
パターンYnの第j状態に対応したとすると、この場合
の(i−m≧lnj)と(i−m<lnj)との距離s
d(m,i,n,j)は、
【数1】
となる。なお、上記数式内で使用したdist1は二つ
のベクトル間の距離を算定する演算式であり、dist
2は二つのスカラー間の距離を算定する演算式である。 そこで、これらの演算式としてユークリッド距離を使用
すると、図2及び図3のフローチャートに例示するよう
に、この場合の(i−m≧lnj)と(i−m<lnj
)との距離sd(m,i,n,j)は、
のベクトル間の距離を算定する演算式であり、dist
2は二つのスカラー間の距離を算定する演算式である。 そこで、これらの演算式としてユークリッド距離を使用
すると、図2及び図3のフローチャートに例示するよう
に、この場合の(i−m≧lnj)と(i−m<lnj
)との距離sd(m,i,n,j)は、
【数2】
となる。そこで、この場合のパターン間距離Dist(
X,Yn)は、
X,Yn)は、
【数3】
となる。なお、上記数式では0=S(0)≦S(1)…
≦S(N)=Iとなっており、図3のフローチャートで
用いたDTは一時的に利用する変数である。
≦S(N)=Iとなっており、図3のフローチャートで
用いたDTは一時的に利用する変数である。
【0019】つまり、この音声認識装置1では、標準パ
ターンの継続時間に対する音声パターンの部分パターン
の継続時間の大小に従って演算処理には二つの重み係数
の一方が利用されるので、語尾の母音のように継続時間
の分布が不均一な音韻でも良好に認識することができる
。
ターンの継続時間に対する音声パターンの部分パターン
の継続時間の大小に従って演算処理には二つの重み係数
の一方が利用されるので、語尾の母音のように継続時間
の分布が不均一な音韻でも良好に認識することができる
。
【0020】なお、ここで上述のような数式の解法とし
て動的計画法を利用する場合を想定すると、累積距離を
格納する配列D(i,1)(1≦j≦I,1≦j≦J)
を用意し、手順■D(i,1)=sd(0,i,n,1
) (1≦j≦I)手順■
て動的計画法を利用する場合を想定すると、累積距離を
格納する配列D(i,1)(1≦j≦I,1≦j≦J)
を用意し、手順■D(i,1)=sd(0,i,n,1
) (1≦j≦I)手順■
【数4】
手順■Dist(X,Yn)=D(I,J)とすること
が考えられる。このようにすることで、パターン間距離
Distを算定する数式を簡易に得ることができる。
が考えられる。このようにすることで、パターン間距離
Distを算定する数式を簡易に得ることができる。
【0021】請求項2及び5記載の発明の実施例を図4
に基づいて説明する。まず、この音声認識装置6では、
RAM等のパターン記憶手段である標準パターン格納部
7には、標準パターンが各種の音素毎に設定されており
、CPU等からなる照合部8には、部分パターンと標準
パターンとのパターン間距離を予め設定された閾値と比
較する距離比較手段等がファームウェアなどで形成され
ている。そして、この照合部8には、前記標準パターン
格納部7内の標準パターンの重み係数を更新する係数更
新手段である重み係数更新部9が接続されている。なお
、この他の構造は前述の音声認識装置1と同様になって
いる。
に基づいて説明する。まず、この音声認識装置6では、
RAM等のパターン記憶手段である標準パターン格納部
7には、標準パターンが各種の音素毎に設定されており
、CPU等からなる照合部8には、部分パターンと標準
パターンとのパターン間距離を予め設定された閾値と比
較する距離比較手段等がファームウェアなどで形成され
ている。そして、この照合部8には、前記標準パターン
格納部7内の標準パターンの重み係数を更新する係数更
新手段である重み係数更新部9が接続されている。なお
、この他の構造は前述の音声認識装置1と同様になって
いる。
【0022】このような構成において、この音声認識装
置6は、前述の音声認識装置1と略同様にして音声パタ
ーンの部分パターンと標準パターンとのパターン間距離
を算定する。つまり、フレーム数xの部分パターンai
+1,ai+2…ai+xと特徴ベクトルがbの標準パ
ターンyとのパターン間距離Distを、
置6は、前述の音声認識装置1と略同様にして音声パタ
ーンの部分パターンと標準パターンとのパターン間距離
を算定する。つまり、フレーム数xの部分パターンai
+1,ai+2…ai+xと特徴ベクトルがbの標準パ
ターンyとのパターン間距離Distを、
【数5】
として算定する。この時、上記数式の右辺第一項はスペ
クトラムに関するユークリッド距離であり、右辺第二項
は部分パターンの継続時間である。つまり、この継続時
間Dはxフレームと標準パターンの継続時間yとの距離
で、標準パターンの二つの重み係数w1,w2により、
(x≧y)の場合はD=w1(x−y)2となり、(x
<y)の場合はD=w2(x−y)2となる。
クトラムに関するユークリッド距離であり、右辺第二項
は部分パターンの継続時間である。つまり、この継続時
間Dはxフレームと標準パターンの継続時間yとの距離
で、標準パターンの二つの重み係数w1,w2により、
(x≧y)の場合はD=w1(x−y)2となり、(x
<y)の場合はD=w2(x−y)2となる。
【0023】ここで、この音声認識装置6では、例えば
、音声パターンの部分パターンxの音素の種別が既知の
場合、この音素kの標準パターンyが照合部8により標
準パターン格納部7から読出されて距離Dが再度算定さ
れる。つぎに、この距離Dが閾値D0と比較され、D>
D0の場合は標準パターンの二つの重み係数w1,w2
の所定の一方から更新定数w0が減算され、D<D0の
場合は標準パターンの二つの重み係数w1,w2の所定
の一方に更新定数w0が加算される。このようにするこ
とで、各音素毎に音声パターンの伸長に対する制限が低
減されるので、標準パターンと音声パターンとのパター
ン間距離が短縮されることになる。従って、この音声認
識装置6では、上述のような動作が繰返されることで、
標準パターンの重み係数wが順次適切な値に更新される
ので、音声認識の精度が向上することになる。
、音声パターンの部分パターンxの音素の種別が既知の
場合、この音素kの標準パターンyが照合部8により標
準パターン格納部7から読出されて距離Dが再度算定さ
れる。つぎに、この距離Dが閾値D0と比較され、D>
D0の場合は標準パターンの二つの重み係数w1,w2
の所定の一方から更新定数w0が減算され、D<D0の
場合は標準パターンの二つの重み係数w1,w2の所定
の一方に更新定数w0が加算される。このようにするこ
とで、各音素毎に音声パターンの伸長に対する制限が低
減されるので、標準パターンと音声パターンとのパター
ン間距離が短縮されることになる。従って、この音声認
識装置6では、上述のような動作が繰返されることで、
標準パターンの重み係数wが順次適切な値に更新される
ので、音声認識の精度が向上することになる。
【0024】請求項3及び6記載の発明の実施例を図5
ないし図7に基づいて説明する。まず、この音声認識装
置10では、部分パターンの音素の種別に従って算定さ
れたパターン間距離より小さいパターン間距離が算定さ
れる音素を検出する音素検出手段がCPU等からなる照
合部11にファームウェアなどで形成されており、この
照合部11には標準パターンの重み係数と継続時間とを
更新するパターン更新手段である標準パターン更新部1
2が接続されている。なお、この他の構造は前述の音声
認識装置6と同様になっている。
ないし図7に基づいて説明する。まず、この音声認識装
置10では、部分パターンの音素の種別に従って算定さ
れたパターン間距離より小さいパターン間距離が算定さ
れる音素を検出する音素検出手段がCPU等からなる照
合部11にファームウェアなどで形成されており、この
照合部11には標準パターンの重み係数と継続時間とを
更新するパターン更新手段である標準パターン更新部1
2が接続されている。なお、この他の構造は前述の音声
認識装置6と同様になっている。
【0025】このような構成において、この音声認識装
置10は、前述の音声認識装置6と同様にして音声パタ
ーンの部分パターンと標準パターンとのパターン間距離
を算定する。つまり、個数Jのj番目の音素に対して特
徴ベクトルがbjで継続時間がyjで重み係数がwj1
,wj2の標準パターンyと、フレーム数xの部分パタ
ーンai+1,ai+2…ai+xとのパターン間距離
Distを、
置10は、前述の音声認識装置6と同様にして音声パタ
ーンの部分パターンと標準パターンとのパターン間距離
を算定する。つまり、個数Jのj番目の音素に対して特
徴ベクトルがbjで継続時間がyjで重み係数がwj1
,wj2の標準パターンyと、フレーム数xの部分パタ
ーンai+1,ai+2…ai+xとのパターン間距離
Distを、
【数6】
として算定する。この時、上記数式の右辺第一項は特徴
ベクトルに関するユークリッド距離であり、右辺第二項
は部分パターンの継続時間である。つまり、この継続時
間Dはxフレームと標準パターンの継続時間yとの距離
で、標準パターンの二つの重み係数wj1,wj2によ
り、(x≧yj)の場合はD=wj1(x−yj)2と
なり、(x<yj)の場合はD=wj2(x−yj)2
となる。
ベクトルに関するユークリッド距離であり、右辺第二項
は部分パターンの継続時間である。つまり、この継続時
間Dはxフレームと標準パターンの継続時間yとの距離
で、標準パターンの二つの重み係数wj1,wj2によ
り、(x≧yj)の場合はD=wj1(x−yj)2と
なり、(x<yj)の場合はD=wj2(x−yj)2
となる。
【0026】ここで、この音声認識装置10では、例え
ば、音声パターンの部分パターンが音素kであることが
既知である場合、重み係数を更新すべき他の音素mの存
在が検索される。この場合の更新条件としては、D(x
,ym)<D(x,yk)となる音素mの集合の全要素
や、D(x,ym)<D(x,yk)かつDist(m
)<Dist(k)となる音素mの集合の全要素などと
することが可能であり、これらの条件に対してD(x,
ym)を小さいものからM個とすると云う条件を付与す
ることも可能である。このようにして更新する音素m1
,m2…mMが検出されると、図7に例示するように、
標準パターンYkの継続時間ykが、yk=yk+α(
x−yk)として更新され(αは正の定数)、標準パタ
ーンYkの二つの重み係数wk1,wk2も、各々wk
1=wk1−a,wk2=wk2−b(a,bは正の定
数)として更新される。同様にm=m1,m2…mMに
対しても、各重み係数wm1,wm2が各々wm1=w
m1+c,wm2=wm2+d(c,dは正の定数)と
して更新される。
ば、音声パターンの部分パターンが音素kであることが
既知である場合、重み係数を更新すべき他の音素mの存
在が検索される。この場合の更新条件としては、D(x
,ym)<D(x,yk)となる音素mの集合の全要素
や、D(x,ym)<D(x,yk)かつDist(m
)<Dist(k)となる音素mの集合の全要素などと
することが可能であり、これらの条件に対してD(x,
ym)を小さいものからM個とすると云う条件を付与す
ることも可能である。このようにして更新する音素m1
,m2…mMが検出されると、図7に例示するように、
標準パターンYkの継続時間ykが、yk=yk+α(
x−yk)として更新され(αは正の定数)、標準パタ
ーンYkの二つの重み係数wk1,wk2も、各々wk
1=wk1−a,wk2=wk2−b(a,bは正の定
数)として更新される。同様にm=m1,m2…mMに
対しても、各重み係数wm1,wm2が各々wm1=w
m1+c,wm2=wm2+d(c,dは正の定数)と
して更新される。
【0027】このようにすることで、図6に例示するよ
うに、音声パターンと音素kが同一の標準パターンYk
に対しては、継続時間ykと重み係数wk1,wk2と
が更新されてパターン間距離D(x,yk)が短縮され
、カテゴリーが異なる音素mであるにも関わらずパター
ン間距離D(x,ym)が小さい標準パターンYmに対
しては、重み係数wm1,wm2が更新されてパターン
間距離D(x,ym)が拡大されることになる。従って
、この音声認識装置10では、上述のような動作が繰返
されることで、各標準パターンが各々適切な内容に更新
されるので、より音声認識の精度が向上することになる
。
うに、音声パターンと音素kが同一の標準パターンYk
に対しては、継続時間ykと重み係数wk1,wk2と
が更新されてパターン間距離D(x,yk)が短縮され
、カテゴリーが異なる音素mであるにも関わらずパター
ン間距離D(x,ym)が小さい標準パターンYmに対
しては、重み係数wm1,wm2が更新されてパターン
間距離D(x,ym)が拡大されることになる。従って
、この音声認識装置10では、上述のような動作が繰返
されることで、各標準パターンが各々適切な内容に更新
されるので、より音声認識の精度が向上することになる
。
【0028】
【発明の効果】請求項1及び4記載の発明は、入力され
る音声信号を音声変換手段が特徴ベクトルの時系列であ
る音声パターンに変換し、各種の音声パターンの部分パ
ターンに対応する標準パターンを少なくとも継続時間と
継続時間に対する複数の重み係数とで予めパターン記憶
手段に設定し、音声パターンの部分パターンの継続時間
を時間検出手段が検出し、この検出された部分パターン
の継続時間と標準パターンの継続時間とを時間比較手段
が比較し、この比較結果に従って標準パターンの重み係
数から所定の一つを係数選出手段が選出し、この選出さ
れた重み係数に従って部分パターンと標準パターンとの
類似度に相当するパターン間距離を類似度算定手段が算
定し、この算定結果に基づいて音声信号の音韻を認識手
段が認識するようにしたことにより、標準パターンの継
続時間に対する音声パターンの部分パターンの継続時間
の大小に従って演算処理には複数の重み係数の一つが選
択的に利用されるので、語尾の母音のように継続時間の
分布が不均一な音韻でも良好に認識することができ、高
性能な音声認識を簡易に実現することができる等の効果
を有するものである。
る音声信号を音声変換手段が特徴ベクトルの時系列であ
る音声パターンに変換し、各種の音声パターンの部分パ
ターンに対応する標準パターンを少なくとも継続時間と
継続時間に対する複数の重み係数とで予めパターン記憶
手段に設定し、音声パターンの部分パターンの継続時間
を時間検出手段が検出し、この検出された部分パターン
の継続時間と標準パターンの継続時間とを時間比較手段
が比較し、この比較結果に従って標準パターンの重み係
数から所定の一つを係数選出手段が選出し、この選出さ
れた重み係数に従って部分パターンと標準パターンとの
類似度に相当するパターン間距離を類似度算定手段が算
定し、この算定結果に基づいて音声信号の音韻を認識手
段が認識するようにしたことにより、標準パターンの継
続時間に対する音声パターンの部分パターンの継続時間
の大小に従って演算処理には複数の重み係数の一つが選
択的に利用されるので、語尾の母音のように継続時間の
分布が不均一な音韻でも良好に認識することができ、高
性能な音声認識を簡易に実現することができる等の効果
を有するものである。
【0029】請求項2及び5記載の発明は、標準パター
ンを各種の音素毎にパターン記憶手段に予め設定し、こ
のパターン記憶手段に記憶された標準パターンと音声変
換手段が変換した音声パターンの部分パターンとのパタ
ーン間距離を類似度算定手段が音素の種別に従って算定
し、この算定されたパターン間距離と予め設定された閾
値とを距離比較手段が比較し、この比較結果に従って標
準パターンの重み係数を係数更新手段が更新するように
したことにより、音声パターンと音素が同一の標準パタ
ーンに対しては重み係数の更新でパターン間距離が短縮
されるので、音声認識の動作を繰返す毎に音声認識の精
度が向上する音声認識装置を得ることができる等の効果
を有するものである。
ンを各種の音素毎にパターン記憶手段に予め設定し、こ
のパターン記憶手段に記憶された標準パターンと音声変
換手段が変換した音声パターンの部分パターンとのパタ
ーン間距離を類似度算定手段が音素の種別に従って算定
し、この算定されたパターン間距離と予め設定された閾
値とを距離比較手段が比較し、この比較結果に従って標
準パターンの重み係数を係数更新手段が更新するように
したことにより、音声パターンと音素が同一の標準パタ
ーンに対しては重み係数の更新でパターン間距離が短縮
されるので、音声認識の動作を繰返す毎に音声認識の精
度が向上する音声認識装置を得ることができる等の効果
を有するものである。
【0030】請求項3及び6記載の発明は、音声パター
ンの部分パターンの音素の種別に従って類似度算定手段
が算定したパターン間距離に比して小さいパターン間距
離が算定される音素を音素検出手段が検出し、この検出
された音素の標準パターンの重み係数と継続時間とをパ
ターン更新手段が更新するようにしたことにより、音声
パターンと音素が同一の標準パターンに対しては重み係
数の更新でパターン間距離が短縮され、かつ、音素が異
なるにも関わらずパターン間距離が小さい標準パターン
に対しては重み係数の更新でパターン間距離が拡大され
るので、音声認識の動作を繰返す毎に極めて音声認識の
精度が向上する音声認識装置を得ることができる等の効
果を有するものである。
ンの部分パターンの音素の種別に従って類似度算定手段
が算定したパターン間距離に比して小さいパターン間距
離が算定される音素を音素検出手段が検出し、この検出
された音素の標準パターンの重み係数と継続時間とをパ
ターン更新手段が更新するようにしたことにより、音声
パターンと音素が同一の標準パターンに対しては重み係
数の更新でパターン間距離が短縮され、かつ、音素が異
なるにも関わらずパターン間距離が小さい標準パターン
に対しては重み係数の更新でパターン間距離が拡大され
るので、音声認識の動作を繰返す毎に極めて音声認識の
精度が向上する音声認識装置を得ることができる等の効
果を有するものである。
【図1】請求項1及び4記載の発明の実施例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図2】フローチャートである。
【図3】フローチャートである。
【図4】請求項2及び5記載の発明の実施例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図5】請求項3及び6記載の発明の実施例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図6】特性図である。
【図7】フローチャートである。
【図8】従来例を示す特性図である。
1,6,10 音声認識装置
2 音声変換手段4,7
パターン記憶手段5
時間検出手段かつ時間比較手段かつ係数選出手段かつ
類似度算定手段 8 時間検出手段かつ時間比較
手段かつ係数選出手段かつ類似度算定手段かつ距離比較
手段9 係数更新手段11
時間検出手段かつ時間比較手段かつ係
数選出手段かつ類似度算定手段かつ距離比較手段かつ音
素検出手段
パターン記憶手段5
時間検出手段かつ時間比較手段かつ係数選出手段かつ
類似度算定手段 8 時間検出手段かつ時間比較
手段かつ係数選出手段かつ類似度算定手段かつ距離比較
手段9 係数更新手段11
時間検出手段かつ時間比較手段かつ係
数選出手段かつ類似度算定手段かつ距離比較手段かつ音
素検出手段
Claims (6)
- 【請求項1】 入力される音声信号を音声変換手段が
特徴ベクトルの時系列である音声パターンに変換し、各
種の音声パターンの部分パターンに対応する標準パター
ンを少なくとも継続時間と前記継続時間に対する複数の
重み係数とで予めパターン記憶手段に設定し、前記音声
パターンの部分パターンの継続時間を時間検出手段が検
出し、この検出された部分パターンの継続時間と前記標
準パターンの継続時間とを時間比較手段が比較し、この
比較結果に従って前記標準パターンの重み係数から所定
の一つを係数選出手段が選出し、この選出された重み係
数に従って前記部分パターンと前記標準パターンとの類
似度に相当するパターン間距離を類似度算定手段が算定
し、この算定結果に基づいて前記音声信号の音韻を認識
手段が認識するようにしたことを特徴とする音声認識方
法。 - 【請求項2】 標準パターンを各種の音素毎にパター
ン記憶手段に予め設定し、このパターン記憶手段に記憶
された標準パターンと音声変換手段が変換した音声パタ
ーンの部分パターンとのパターン間距離を類似度算定手
段が音素の種別に従って算定し、この算定されたパター
ン間距離と予め設定された閾値とを距離比較手段が比較
し、この比較結果に従って前記標準パターンの重み係数
を係数更新手段が更新するようにしたことを特徴とする
請求項1記載の音声認識方法。 - 【請求項3】 音声パターンの部分パターンの音素の
種別に従って類似度算定手段が算定したパターン間距離
に比して小さいパターン間距離が算定される音素を音素
検出手段が検出し、この検出された音素の標準パターン
の少なくとも重み係数をパターン更新手段が更新するよ
うにしたことを特徴とする請求項2記載の音声認識方法
。 - 【請求項4】 入力される音声信号を特徴ベクトルの
時系列である音声パターンに変換する音声変換手段を設
け、各種の音声パターンの部分パターンに対応する標準
パターンが少なくとも継続時間と前記継続時間に対する
複数の重み係数とで設定されたパターン記憶手段を設け
、前記音声変換手段が変換した音声パターンの部分パタ
ーンの継続時間を検出する時間検出手段を設け、この時
間検出手段が検出した部分パターンの継続時間と前記パ
ターン記憶手段に記憶された標準パターンの継続時間と
を比較する時間比較手段を設け、この時間比較手段の比
較結果に従って前記標準パターンの重み係数から所定の
一つを選出する係数選出手段を設け、この係数選出手段
が選出した重み係数に従って前記部分パターンと前記標
準パターンとの類似度に相当するパターン間距離を算定
する類似度算定手段を設け、この類似度算定手段の算定
結果に基づいて前記音声信号の音韻を認識する認識手段
を設けたことを特徴とする音声認識装置。 - 【請求項5】 標準パターンが各種の音素毎に予め設
定されたパターン記憶手段を設け、このパターン記憶手
段に記憶された標準パターンと音声変換手段が変換した
音声パターンの部分パターンとのパターン間距離を音素
の種別に従って算定する類似度算定手段を設け、この類
似度算定手段で算定されたパターン間距離と予め設定さ
れた閾値とを比較する距離比較手段を設け、この距離比
較手段の比較結果に従って前記標準パターンの重み係数
を更新する係数更新手段を設けたことを特徴とする請求
項4記載の音声認識装置。 - 【請求項6】 音声パターンの部分パターンの音素の
種別に従って類似度算定手段が算定したパターン間距離
に比して小さいパターン間距離が算定される音素を検出
する音素検出手段を設け、この音素検出手段が検出した
音素の標準パターンの少なくとも重み係数を更新するパ
ターン更新手段を設けたことを特徴とする請求項5記載
の音声認識装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02413766A JP3083855B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 音声認識方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02413766A JP3083855B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 音声認識方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04223499A true JPH04223499A (ja) | 1992-08-13 |
| JP3083855B2 JP3083855B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=18522338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02413766A Expired - Fee Related JP3083855B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 音声認識方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3083855B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3135931B2 (ja) | 1991-02-14 | 2001-02-19 | 株式会社リコー | 音声認識方式 |
-
1990
- 1990-12-25 JP JP02413766A patent/JP3083855B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3083855B2 (ja) | 2000-09-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |