JPH0782350B2 - パタン比較器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は例えば音声のようにベクトルの時系列として
表わされる２個のパタンを比較し、その類似度を算出す
る装置に関するものである。

（従来の技術） 従来よりパタン間の類似度を算出する方法は多く提案さ
れている。その代表的な手法に特公昭50−19227、特公
昭50−23941に開示されているDPマッチング法がある。
この手法は音声の時間−スペクトルパタンの類似度を判
定する手法として多く用いられている。

以下、従来のDPマッチング手法について説明する。

比較される音声パタンはベクトルの時系列としてＩ個の
ベクトルにより と表わされる。ここでベクトル は時間点ｉにおける音声の特徴を表わすＫ次元のベクト
ルである。このベクトル は中心周波数の異なるＫ個のバンドパスフィルタ群の出
力の絶対値時間平均やＫ次の線形予測分析による結果に
よって得られる。

同様な手法により得られるもう一方の音声パタンを とし、ベクトル を で表わす。これら２つの音声パタン の類似性の判定は音声認識に多く利用されている。

従来のパタン比較器では、これら２つのパタン の類似度は以下の手法により算出される。

この算出に当り、処理の簡易化のため及びメモリ管理の
容易さのため、従来からパタン の長さＩとパタン の長さＪを等しくするのが一般的である。

先ず、パタン における時間点ｉの における時間点ｊでのベクトル の距離ｄ（i,j）が によって定義される。（１）式において が類似している場合距離ｄ（i,j）は小さな値をとる。

第２図は従来のパタン比較演算を説明するための説明図
である。同図において、パタン における時間点ｉを横軸に、パタン の時間点ｊを縦軸にとると格子点（i,j）に対応するベ
クトル 間の距離がｄ（i,j）となる。以下、パタン における時間点ｉのベクトルとパタン における時間点ｊのベクトルの間の議論を行う際、単に
「格子点（i,j）において」と表現する。

格子点（i,j）における距離ｄ（i,j）を用い、格子点
（0,0）から格子点（i,j）に至るまでの類似性を表わす
量ｇ（i,j）を定義する。類似性が大きい場合にはｇ
（i,j）は小さな値をとる。

従来より開示されているDPマッチングでは なる漸化式が用いられている。（２）式で与えられる漸
化式を全ての格子点について演算することは処理量の増
加を招く。この（２）式に従う通常の処理の処理量の増
加を防ぐため実際には第２図に21、22でそれぞれ示され
る境界線に挟まれた領域（整合窓内と称す）のみが演算
されている。尚、この整合窓の幅をＷとする。また実際
には境界上及び端点付近では（２）式が当てはまらな
い。従って（２）式のｇ（i,j）のｄ（i,j）項で、ｉ、
ｊが０又は負となる格子点或は（２）式の１つのパスが
整合窓から外れてしまう格子点に対しては（２）式の特
殊な形を用いなければならない。第２図において10〜17
は特殊処理を行なわなければならない格子点領域を表わ
している。次にこれらの特殊処理について記述する。
尚、以下の特殊処理において、ｉ、ｊの割り当ては特殊
処理が行われる注目した格子点を基準として割り当てて
いる。

（ａ）格子点領域10における特殊処理（ｉ＝0,j＝０） 格子点10の領域では ｇ（i,j）＝2d（i,j） ……（３） の処理を行う。

（ｂ）格子点領域11における特殊処理（ｉ＝0,j＝１〜
Ｗ−１） 格子点領域11においては ｇ（i,j）＝ｇ（i,j−１）＋ｄ（i,j） ……（４） の処理を行う。

（ｃ）格子点領域12における特殊処理（ｉ＝１〜Ｗ−1,
j＝０） 格子点領域12においては ｇ（i,j）＝ｇ（ｉ−1,j）＋ｄ（i,j） ……（５） の処理を行う。

（ｄ）格子点領域13における特殊処理（ｉ＝1,j＝１） 格子点領域13においては の処理を行う。

（ｅ）格子点領域14における特殊処理（ｉ＝2,j＝２〜
Ｗ−２） 格子点領域14においては の処理を行う。

（ｆ）格子点領域15における特殊処理（ｉ＝２〜Ｗ−2,
j＝２） 格子点領域15においては の処理を行う。

（ｇ）格子点領域16における特殊処理（ｊ＝ｉ＋Ｗ−
１） 格子点領域16においては の処理を行う。

（ｈ）格子点領域17における特殊処理（ｉ＝ｊ＋Ｗ−
１） 格子点領域17においては の処理を行う。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来のパタン比較器での（２）式に従った処
理方法では上記各項（ａ）〜（ｈ）に記載されるがごと
き実行すべき特殊処理が極めて多い。これらの特殊処理
を実現するためには、パタン比較器の回路規模も大きく
なってしまうという問題点があった。

この発明の目的はこれらの特殊処理を少なくし、その回
路規模を小さくしたパタン比較器を提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明によれば、 時間点ｉのベクトル系列及び時間点ｊのベクトル系列に
よってそれぞれ表される第１及び第２のパタン の類似性を表す値を算出するパタン比較器において、 （ａ）時間点ｉ及びｊが形成する格子点座標を、ｊ＝ｉ
＋ｋでｋ≧０のときｉ＝ｌ及びｋ＜０のときｊ＝ｌとし
て得られる第１の変数ｌ及び第２の変数ｋの座標に座標
変換する座標交換手段と、 （ｂ）第１の変数ｌを０から第１の所定数まで変化させ
る第１の制御手段と、 （ｃ）第１の変数ｌの値毎に、第２の変数ｋを、先ず０
から第２の正の所定数まで変化させ、続いて−１から第
３の負の所定数まで変化させる第２の制御手段と、 （ｄ）第１パタン を構成する時間点ｉの第１のベクトル と第２のパタン を構成する時間点ｊの第２のベクトル との距離ｄ（i,j）を算出する距離算出手段と、 （ｅ）第１の変数ｌ及び第２の変数ｋの値毎に、第１の
パタン の一番目のパタンから前記第１のベクトル までの第１の部分パタンと第２のパタン の一番目のパタンから第２のベクトル までの第２の部分パタンまでの類似性を表す第１の値
ｇ′（ｋ）＝ｇ（i,j）を算出すると共に、第２の値
Ｓ′（ｋ）＝［ｇ（ｉ−1,j−１）＋2d（i,j）］を算出
する演算器と、 （ｆ）第１の値ｇ′（ｋ）を格納する第１のメモリと、 （ｇ）第２の値Ｓ′（ｋ）を格納する第２のメモリと、 （ｈ）第１のメモリを初期化する初期化手段と、 を具えることを特徴とする。

この発明の実施に当り、前述の第１のメモリ及び第２の
メモリを整合窓の幅Ｗに対して（2W＋１）の大きさをも
つメモリとするのが好適である。

（作用） 上述したこの発明のパタン比較器によれば、座標交換手
段によって座標交換されて得られたｌ、ｋ座標系の格子
点領域に対し演算処理を行い、この演算処理に当り、特
殊処理のため第１のメモリの各アドレスに格納された類
似性を表わす値ｇ′（ｋ）に対する初期値を、初期化手
段によってそれぞれ正の最大値域は“0"と、設定するこ
とにより、当該特殊処理の必要な格子点領域の一部分を
通常処理のシーケンスで実行することが出来る。通常処
理のシーケンスを実行出来ない残りの格子点領域に対す
る特殊処理を行うに当り、第２のメモリに変数Ｓ′
（ｋ）の値を格納することにより、当該残りの格子点領
域に対する特殊処理を実行することが出来る。

このように、この発明のパタン比較器によれば、特殊処
理開始時に第１のメモリに初期値を与えること及び通常
処理が出来ない格子点領域に対する特殊処理には第２の
メモリに変数Ｓ′（ｋ）の値を格納することが付加され
ることのみであるので、特殊処理のための特別な回路構
成はほとんど必要なく、そのため通常処理に必要な回路
構成にてDPマッチング演算処理を行え、しかも、演算に
必要なメモリの容量も極めて少なくて良く、従って、回
路構成が簡単となる。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明のパタン比較器の一実施
例につき説明する。

この発明では、従来と同様に、パタン の長さをＩ、パタン の長さをＪと考え、第２図に示されるDPマッチングの計
算順序を第３図の流れ図に従って行う。ここで処理ステ
ップをＳと略称する。

今、計算する順序を与える番号としてｌ、ｋを与える。
そして、先ず、ｌ＝０を初期値（第３図のS1）とし、ま
ずｋ＝０とし（第３図のS2）、i,jをｊ＝ｌ＋k,i＝ｌと
座標交換し（第３図のS3）、これらｊ＝ｌ＋ｋ及びｉ＝
ｌにおけるDP演算を行う（第３図のS4）。次にｋを１つ
増加させ（第３図のS5）、（Ｗ−１）になるまで処理ス
テップS3及びS4の処理を繰り返す。

次にｋを−１に設定し（第３図のS7）、ｊ＝l,i＝ｌ−
ｋ（第３図のS8）におけるDP演算（第３図のS9）を行
う。ｋは１つ減少させ（第３図のS10）、−（Ｗ−１）
になるまで処理ステップS8及びS9の処理を繰り返す。

以上、説明した処理（S2〜S11）をｌ＝０〜（Ｉ−１）
まで繰り返す。これがこの発明によるDP演算の順序であ
る。

第４図は第２図に示されているｉとｊの代わりに上述し
た座標交換後のｌとｋを変数にとって図示すると第４図
を得る。

第４図において横軸はｌを、縦軸はｋを表わしている。
そして、この第４図はこの発明のパタンの比較演算の説
明図である。

このような第４図に示す変換座標では、第２図に示され
たDP演算のためのパスは、図中、（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）で示すように、 （Ａ）ｋ＝０のとき、すなわちｉ＝ｊ＝ｌ （Ｂ）ｋ＞０のとき、すなわち ｉ＝l,j＝ｌ＋ｋ （Ｃ）ｋ＞０のとき、すなわち ｊ＝l,i＝ｌ−ｋ の３つの場合に分けられる。また、第４図に11〜17で示
す格子点領域は第２図の11〜17で示す格子点領域にそれ
ぞれ対応し、DP演算における特殊処理の格子領域を表わ
している。また、ｉとｊとｋには ｋ＝ｊ−ｉ なる関係がある。

ここで、新しい変数Ｓ（i,j）を次式で定義する。

Ｓ（i,j）＝ｇ（ｉ−1,j−１）＋2d（i,j） ……（11） また、Ｓ（i,j）を格納しておく領域としてＳ′（ｋ）
を考える。すなわち、 Ｓ′（ｋ）＝Ｓ′（i,j）＝Ｓ（i,j） Ｓ（i,j）を用いれば（２）式は となる。得られた（12）式をさらに前述のｋ＝０、ｋ＞
０、ｋ＜０の３つの場合についてＳ′（ｋ）を用いて考
えなおすと次のようになる。

（Ａ）ｉ＝ｊ（ｋ＝０）の場合 このとき、すでに第４図の（ｌ−１）の時点で計算され
た値が Ｓ′（１）＝Ｓ（ｉ−1,j）＝ｇ（ｉ−2,j−１）＋2d
（ｉ−1,j） Ｓ′（０）＝Ｓ（ｉ−1,j−１）＝ｇ（ｉ−2,j−２）＋
2d（ｉ−1,j−１） Ｓ′（−１）＝Ｓ（ｉ−1,j−２）＝ｇ（ｉ−1,j−２）
＋2d（i,j−１） に格納されているはずである。そこで、先ず、 Ｓ（i,j）＝ｇ（ｉ−1,j−１）＋2d（i,j） をＳ′（０）に格納すれば（12）式はＳ′（ｋ）を用い
て と書ける。

（Ｂ）ｊ＝ｉ＋ｋ（ｋ＞０）の場合 （12）式の演算順序を格子（i,i＋１）、格子（i,i＋
２）の順に進めていくことを考えるとＳ′（ｋ＋１）に
は格子（ｉ−1,j）の時点で計算された値が保存されて
おり、Ｓ′（ｋ−１）には格子（i,j−１）で計算され
た値が格納されている。すなわち Ｓ′（ｋ＋１）＝Ｓ（ｉ−1,j） Ｓ′（ｋ−１）＝Ｓ（i,j−１） となっている。そこで、先ず、 Ｓ（i,j）＝ｇ（ｉ−1,j−１）＋2d（i,j） をＳ′（ｋ）に格納すれば（12）式はＳ′（ｋ）を用い
て と書ける。

（Ｃ）ｉ＝ｊ−ｋ（ｋ＜０）の場合 演算順序を格子（ｉ＋1,i）、格子（ｉ＋2,i）…と考え
るとＳ′（ｋ＋１）には格子（ｉ−1,j）の時点で計算
された値Ｓ（ｉ−1,j）が格納されており、Ｓ′（ｋ−
１）には格子（i,j−１）の時点で計算された値Ｓ（i,j
−１）が保存されている。従って、 Ｓ（i,j）＝ｇ（ｉ−1,j−１）＋2d（i,j） をＳ′（ｋ）を用いて をＳ′（ｋ）に格納すれば（12）式は と書ける。

以上の結果を総合すると、（２）式に与えられる演算は
Ｓ′（ｋ）を用いれば Ｓ′（ｋ）＝ｇ（ｉ−1,j−１）＋2d（i,j）……（13） となる。また、さらに（13）式、（14）式においてｇ
（i,j）のうちｉに関する領域は不要で ｇ′（ｋ）＝ｇ（i,j） （ｋ＝ｊ−ｉ） とすることができる。なぜならば仮に格子点（ｉ−1,j
−１）におけるｇの値ｇ（ｉ−1,j−１）がｇ′（ｋ）
に格納されていたとすれば格子点（i,j）の Ｓ′（ｋ）＝ｇ′（ｋ）＋2d（i,j） ……（15） の演算が終了すれば以降ｇ′（ｋ）の値は不要となり
（14）式の結果をｇ′（ｋ）に格納することが可能であ
るからである。

次に、第２図に示した格子点領域10〜17の特殊処理を
（13）式、（14）式に適応する方法について第４図及び
第５図を用いて説明する。

第５図は（13）式、（14）式の処理の流れを表わす図
で、演算とメモリ領域との関係を示した図でもある。

同図において、50は領域ｇ′（ｋ）の前のフレームの状
態ｇ（ｉ−1,j−１）が保存されるメモリ領域、51は
ｇ′（ｋ）に2d（i,j）を加算する加算器、52はＳ′
（ｋ）＝ｇ′（ｋ）＋2d（i,j）を格納するメモリ領域
である。

53はメモリ領域52からの２つのデータを比較して最小値
の方を選択する比較器、54は比較器53の出力データにｄ
（i,j）を加算する加算器、55は加算器54の出力データ
とメモリ領域52からのＳ′（ｋ）とを比較して最小値の
方を選択する比較器、56はこの比較器55から得られた、
計算後の値ｇ（i,j）を格納するメモリ領域ｇ′（ｋ）
である。この流れ図の処理によれば領域Ｓ′（ｋ）の前
後の状態をみればよく、ｉに関するデータの全てを保存
しておく必要は全く無い。

以下、特殊処理につき説明する。

既に説明した通り、第４図中の10〜17で示す各格子点領
域、第３図中の10〜17で示した各格子点領域の特殊処理
に対応する領域である。

（ａ）格子点領域10における処理（このときｉ＝0,j＝
0,k＝０） （３）式を書き直すと Ｓ′（ｋ）＝Ｓ′（０）＝2d（i,j） ｇ′（ｋ）＝Ｓ（ｋ） となり、第５図を適用させるためにはメモリ領域50での
ｇ′（ｋ）をｇ′（０）＝０、メモリ領域52の領域Ｓ′
（ｋ）をＳ′（１）＝正の最大値又は＋∞、Ｓ′（−
１）＝正の最大値又は＋∞とする必要がある。

（ｂ）格子点領域11における処理（このときｉ＝0,j＝
k,k＝１〜（Ｗ−１）） （４）式を第５図の流れに適用するためにはメモリ領域
52の領域Ｓ′（ｋ）とＳ′（ｋ＋１）の経路が選択され
ないようにすればよく、従って、メモリ領域50のｇ′
（ｋ）とメモリ領域52のＳ′（ｋ＋１）に予め正の最大
値を格納しておけばよい。

また、後で説明する格子点領域14における処理のため
に、得られたｇ′（ｋ）をＳ′（ｋ）に格納する必要が
ある。

（ｃ）格子点領域12における処理（このときｊ＝0,i＝
−k,k＝−１〜１−Ｗ） （５）式を第５図の流れに適用するためにはメモリ領域
52の領域Ｓ′（ｋ）とＳ′（ｋ−１）の経路が選択され
ないようにすればよく、従ってメモリ領域50のｇ′
（ｋ）とメモリ領域52のＳ′（ｋ＋１）に予め正の最大
値を格納しておけばよい。

また、後で説明する格子点領域15における処理のため
に、得られたｇ′（ｋ）をＳ′（ｋ）に格納する処理が
必要となる。

（ｄ）格子点領域13における処理（ｉ＝1,j＝1,k＝０） （６）式は第５図の流れ図にそのまま適用される。なぜ
ならばメモリ領域52の領域Ｓ′（ｋ−１）には格子点領
域12の処理における結果ｇ（ｉ−1,j）＋ｄ（i,j）が、
Ｓ′（ｋ＋１）には格子点領域11の処理の結果ｇ（i,j
−１）＋ｄ（i,j）が格納されているからである。

（ｅ）格子点領域14における処理（ｉ＝1,j＝ｋ＋1,k＝
１〜Ｗ−２） （７）式は第５図の流れ図にそのまま適用される。なぜ
ならばメモリ領域52の領域Ｓ′（ｋ＋１）には格子点領
域11における結果ｇ（ｉ−1,j）が格納されているから
である。

（ｆ）格子点領域15における処理（ｊ＝1,i＝１−k,k＝
−１〜（−Ｗ＋２）） （８）式は第５図の流れ図そのままが適用される。なぜ
ならばメモリ領域52の領域Ｓ′（ｋ−１）には格子点領
域12における結果ｇ（i,j−１）が格納されているから
である。

（ｇ）格子点領域16における処理（ｉ＝１〜Ｉ−1,j＝
ｉ＋k,k＝Ｗ−１） （９）式を第５図の流れ図に適用するためにはメモリ領
域52の領域Ｓ′（ｋ＋１）の値を正の最大値とすればよ
い。

（ｈ）格子点領域17における処理（ｊ＝１〜Ｊ−1,i＝
ｊ−k,k＝１−Ｗ） （10）式を第５図の流れ図に適用するためにはメモリ領
域52の領域Ｓ′（ｋ−１）を正の最大値とすればよい。

以上の説明からこの発明のパタン比較器における特殊処
理は格子点領域10、11、12、16、17の場合のみであり、
他は（13）式、（14）式の通常処理が適用される。

次にこの発明のパタン比較器の実施例について第１図を
用いて説明する。

第１図はこの発明のパタン比較器の説明に供するブロッ
ク図である。

第１図に示す実施例において、100は後述する各カウン
タ及び演算器を制御するコントローラ、101はｌを与え
るカウンタ、102はパタン の時間点ｉを出力するカウンタ、103はパタン の時間点ｊを出力するカウンタ、104はパタン が格納されているメモリ、105はパタン が格納されているメモリである。これらメモリ104及び1
05には、例えば、図示していない音声の特徴を抽出する
部分から、コントローラ100を介して が格納されている。106はパタン の第１の の第２のベクトル との距離ｄ（i,j）を算出する距離算出手段であるｄ演
算部、107はｋ＝ｊ−ｉを演算する減算器である。この
減算器107と上述したカウンタ101〜103と相俟って時間
点ｉ及びｊの格子点の座標系をｌ及びｋの格子点の座標
系に変換する座標交換手段130を構成する。108は後述す
る演算器120の算出結果の一つであるｇ′（ｋ）が格納
されている第１のメモリ、109は後述する演算器120のも
う一方の算出結果であるＳ′（ｋ）が格納されている第
２のメモリである。110は第１のメモリ108及び第２のメ
モリ109のアドレスｋを与えるカウンタで上述した減算
器107と相俟って番地算出手段131を構成している。120
はｄ（i,j）、Ｓ′（ｋ）、ｇ′（ｋ）の値を入力して
各種演算、例えば、第１のパタン の一番目のパタンから第１のベクトル までの第１の部分パタンと第２のパタン の一番目のパタンから第２のベクトル までの第２の部分パタンまでの類似性を表わすｇ′
（ｋ）＝ｇ（i,j）を算出すると共に、変数Ｓ′（ｋ）
＝［ｇ（ｉ−1,j−１）＋2d（i,j）］の算出を行う演算
器、123はｉとｊの値により格子点（i,j）のうちの特殊
領域の判別する判別器であり、この実施例ではこの判別
器123と前述したコントローラ100と相俟って第１のメモ
リ108の初期化を行う初期化手段132を構成しているが、
初期化手段132として判別器123を含めなくてもよい。

この発明の第１の実施例は以上の構成によって成され
る。

上述したコントローラ100は第３図に示した演算シーケ
ンスを行うため、判別器123の出力をもとにカウンタ10
2、カウンタ103、カウンタ110、演算器120に各種コント
ロール信号を出力する。

次にこの発明の動作について第３図と第１図を用いて説
明する。

カウンタ101からｌが出力される。カウンタ101は初期的
にはリセットされている（S1）。次にカウンタ102にカ
ウンタ101の値ｌ、カウンタ103にカウンタ101の値ｌが
ロードされる（S2〜S3）。その結果、カウンタ102から
はｉ、カウンタ103からはｊが出力され、それぞれメモ
リ104、メモリ105のアドレスを決定する。メモリ104か
らはパタン のｉ番目のベクトル が、メモリ105からはパタン のｊ番目のベクトル が出力され、ｄ演算器106によってｄ（i,j）が計算され
る（S4）。

次にメモリ108、メモリ109と演算器120を用いてｇ演算
が行われる（S4）。このｇ演算については後で詳細に述
べる。

次に第３図の処理ステップS5、S6、S3の処理と同等な処
理をカンタ102をカウントアップすることにより処理し
得られたｉ、ｊを用いてｄ演算、ｇ演算を行う（S4）。
この処理はｋ＝Ｗ−１となるまで（S6）、Ｗ回繰り返さ
れる。

以上の処理が終了した時点ではカウンタ102はｉ＝ｌ＋
Ｗ−１、カンタ103はｊ＝ｌの値を示している。

次にカウンタ102にカウンタ101の出力ｌを、カウンタ10
3にカウンタ101の出力ｌをロードしたのち、カウンタ10
2を１つカウントアップすることにより第３図の処理ス
テップS7及びS8での処理を行う。その結果、カウンタ10
2にはｉ＝ｌ＋１、カウンタ103にはｊ＝ｌは格納され
る。そこでｄ演算、ｇ演算を行った（S9）のちカウンタ
102をカウントアップし、第３図の処理ステップS9、S1
0、S11、S8に対応する処理を行う。この処理はｋ＝−
（Ｗ−１）となるまで（S11）、（Ｗ−１）回繰り返さ
れる。

次にカウンタ101をカウントアップすることにより第３
図の処理ステップS12の処理を行い、同様な処理をｌ＝
Ｉ−１となるまで（S13）、Ｉ回繰り返すことによりパ
タンマッチング処理を終了する。

そこで残されたｇ演算について述べる。第６図はｇ演算
のための流れ図である。

カウンタ102、カウンタ103の出力をｉ、ｊとするとｄ演
算器106からはｄ（i,j）を出力されている。ｇ演算はメ
モリ108、メモリ109、カウンタ110、演算器120を用い、
第６図の流れ図に従って行う。

演算器120には内部的に２つのレジスタ121とレジスタ12
2を持っており、演算のための補助レジスタとする。

またメモリ108はｇ′（−Ｗ）〜ｇ′（Ｗ）までの2W＋
１個の値を格納できる容量を、メモリ109はＳ′（−
Ｗ）〜Ｓ′（Ｗ）までの2W＋１個の値を格納できる容量
を持っている。

次にｇ演算処理の動作を詳細に説明する。

先ず、カウンタ110に減算器107の出力ｊ−ｉ＝ｋをロー
ドする（S20）。

次に、メモリ108の出力ｇ′（ｋ）とｄ演算器106の出力
ｄ（i,j）を用いて ｇ′（ｋ）＋2d（i,j） を演算しレジスタ121に格納する（S21）。

次に、レジスタ121の値をメモリ109に格納することによ
り Ｓ′（ｋ）＝ｇ′（ｋ）＋2d（i,j） を実行する（S22）。

次に、カウンタ110をカウントアップしｋ＋１とする（S
23）。

次に、メモリ109の出力Ｓ′（ｋ＋１）をレジスタ122に
格納する（S24）。

次に、カウンタ110をカウントダウンしｋとする（S2
5）。

次に、カウンタ110をカウントダウンしｋ−１とする（S
26）。

次に、メモリ109の出力Ｓ′（ｋ−１）とレジスタ122の
出力Ｓ′（ｋ＋１）のうち小なるものとｄ演算器106の
出力ｄ（i,j）を加算し、レジスタ122に格納する（S2
7）。

次に、カウンタ110をカウントアップしｋとする（S2
8）。

次に、メモリ109の出力Ｓ′（ｋ）とレジスタ122の出力
のうち小なる値をレジスタ121に格納する（S29）。

次に、レジスタ121の値をメモリ108のｇ′（ｋ）に格納
する（S30）。

以上の処理によりｇ演算が行われる。しかし、上述した
ｇ演算の処理は前に説明した通常処理であるため、格子
点領域10、11、12、16、17に対しては特別な処理が必要
となる。

特殊処理のためメモリ108のうちｇ′（１）〜ｇ′
（Ｗ）、ｇ′（−１）〜ｇ′（−Ｗ）に相当するアドレ
スには正の最大値を、ｇ′（０）のアドレスに相当する
アドレスには０を格納しておく必要がある。このような
前準備ののちであれば格子点領域10、16、17に対する特
殊処理は通常処理と同様なシーケンスで実行される。た
だし、格子点領域11及び12に対する特殊処理の場合に前
述の（S30）の処理を実行した後に、レジスタ121の値を
メモリ109のＳ′（ｋ）に格納する処理が付加される。

以上、説明したようにこの発明のパタン比較器は動作す
る。

尚、上述した第１図に示すこの発明のパタン比較器の構
成は単なる一例であり、何等第１図の構成に限定される
ものではない。又、上述した実施例では、音声ベクトル
の処理につき説明したが、この発明はこれにのみ限定さ
れるものではなく、特徴ベクトルの時間系列として表わ
される２つの任意のパタンの処理にも適用して好適であ
る。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明のパタン
比較器により特殊処理は、処理開始時に第１のメモリに
初期値を与えることによってある複数の特殊処理を通常
処理で行えること及び残りの特殊処理を実行するために
は（１）項のシーケンスのみを付加すれば良い。

これがため、この発明のパタン比較器はそれら特殊処理
のための特別な回路はほとんど必要とせず、従って、通
常処理に必要な回路構成にてDPマッチング演算処理が行
われ、また演算に必要なメモリの容量も極めて少ない特
徴を有する。従って、この発明のパタン比較器の回路構
成が簡単となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のパタン比較器の一実施例の説明に供
するブロック図、 第２図は従来のパタンの比較演算の説明図、 第３図はDP演算の順序を説明するための流れ図、 第４図はこの発明のパタンの比較演算の説明図、 第５図は演算とメモリの関係を示す図、 第６図はｇ演算のための流れ図である。 50、52、56……メモリ領域 51、54……加算器、53、55……比較器 100……コントローラ 101、102、103、110……カウンタ 104、105……メモリ 106……距離算出手段（ｄ演算部） 107……減算器、108……第１のメモリ 109……第２のメモリ、120……演算器 121、122……レジスタ、123……判別器 130……座標交換手段、131……番地算出手段 132……初期化手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】時間点ｉのベクトル系列及び時間点ｊのベ
   クトル系列によってそれぞれ表される第１及び第２のパ
   タン の類似性を表す値を算出するパタン比較器において、 （ａ）時間点ｉ及びｊが形成する格子点座標を、ｊ＝ｉ
   ＋ｋでｋ≧０のときｉ＝ｌ及びｋ＜０のときｊ＝ｌとし
   て得られる第１の変数ｌ及び第２の変数ｋの座標に座標
   変換する座標変換手段と、 （ｂ）前記第１の変数ｌを０から第１の所定数まで変化
   させる第１の制御手段と、 （ｃ）前記第１の変数ｌの値毎に、前記第２の変数ｋ
   を、先ず０から第２の正の所定数まで変化させ、続いて
   −１から第３の負の所定数まで変化させる第２の制御手
   段と、 （ｄ）前記第１パタン を構成する時間点ｉの第１のベクトル と前記第２のパタン を構成する時間点ｊの第２のベクトル との距離ｄ（i,j）を算出する距離算出手段と、 （ｅ）前記第１の変数ｌ及び前記第２の変数ｋの値毎
   に、前記第１のパタン の一番目のパタンから前記第１のベクトル までの第１の部分パタンと前記第２のパタン の一番目のパタンから前記第２のベクトル までの第２の部分パタンまでの類似性を表す第１の値
   ｇ′（ｋ）＝ｇ（i,j）を算出すると共に、第２の値
   Ｓ′（ｋ）＝［ｇ（ｉ−1,J−１）＋2d（i,j）］を算出
   する演算器と、 （ｆ）前記第１の値ｇ′（ｋ）を格納する第１のメモリ
   と、 （ｇ）前記第２の値Ｓ′（ｋ）を格納する第２のメモリ
   と、 （ｈ）前記第１のメモリを初期化する初期化手段と を具えることを特徴とするパタン比較器。