JPS59196A - Pattern comparator - Google Patents
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- JPS59196A JPS59196A JP57110527A JP11052782A JPS59196A JP S59196 A JPS59196 A JP S59196A JP 57110527 A JP57110527 A JP 57110527A JP 11052782 A JP11052782 A JP 11052782A JP S59196 A JPS59196 A JP S59196A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は特徴ベクトルの系列として登録された標準パタ
ーンのそれぞれと、特徴ベクトルの系列に変換された入
カバターンとの比較を行い、入カバターンを認識するパ
ターン比較装置、特に標準パターンとしてパターンの一
部のみが異なるのみで他のパターン部分が非常に類似し
ている標準パターンの認識に適したパターン比較装置に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a pattern comparison device that compares each standard pattern registered as a series of feature vectors with an input cover pattern converted into a series of feature vectors, and recognizes an input cover pattern. The present invention relates to a pattern comparison device suitable for recognizing a standard pattern in which only a part of the pattern is different and other pattern parts are very similar.
人間にとって最も自然な情報発生手段である音声が、人
間−機械系の入力手段としで実現されることに対する期
待は大きい。近年、ワ・−ドブロセサの入力を、仮名漢
字変換の技術と組合せ、仮名キーによる入力の代りに単
音節音声の発声により実行することが訊られCいる。こ
の場庁、各単音節は孤立して発生されるが、「−タ」、
「パ」。There are great expectations that voice, the most natural means of generating information for humans, will be realized as an input means for human-machine systems. In recent years, there has been interest in combining word processor input with kana-kanji conversion technology and performing monosyllabic voice input instead of input using kana keys. In this case, each monosyllable is produced in isolation, but "-ta",
"Pa".
「−力」のようにそのパターンの一部が異なるのみで全
体として非常に類似した入カバターン(以下、類似パタ
ーンという)の場合、誤認識の問題が生じている。In the case of an input pattern such as "-shiki" which differs only in part but is very similar as a whole (hereinafter referred to as similar pattern), a problem of misrecognition occurs.
ところで標準パターンと入カバターンとを比較し、その
類似度や距離を計算して音声認識を行う場合、類似度や
距離の計算に動的31画法(以下、DP法という)の手
法が用いられる。この動的計画法を用いた音声認識にお
いて前記類似パターンの誤認識の問題を解決しようとす
ると、単音節1個当りの特徴ベクトルの数を増したり、
ベクトルの次元を増したりするととが必要である。しか
しながら特徴ベクトルの数や次元を増すと計算量は飛躍
的に増大し、実用化することができなくなる。By the way, when performing speech recognition by comparing a standard pattern and an input pattern and calculating their similarity and distance, the dynamic 31-stroke method (hereinafter referred to as DP method) is used to calculate the similarity and distance. . In order to solve the problem of erroneous recognition of similar patterns in speech recognition using dynamic programming, it is necessary to increase the number of feature vectors per single syllable,
It is necessary to increase the dimension of the vector. However, increasing the number and dimensions of feature vectors dramatically increases the amount of calculation, making it impossible to put it into practical use.
また単音節を孤立して発生した場合でなく、連続して発
生しIコ場合の認識、すなわち連続単音節認識において
は、的記問題に加えて単音節間の境界を分離するという
問題があり、これも計算量の増大に影響する。In addition, in recognition of continuous monosyllables, rather than isolated monosyllables, there is the problem of separating the boundaries between monosyllables in addition to the marking problem. , this also affects the increase in the amount of calculation.
このようなh]N凧の増大は音声認識をリアル戸イムで
行おうとする場合に大きな障害となる。Such an increase in the number of h]N kites becomes a major obstacle when trying to perform speech recognition in real time.
本発明は以上の点に鑑み、類似パターンの認識を、計算
量をほとんど増すことなく行い、リアルタイムで人カバ
ターンの認識を行うことができるパターン比較装置を提
供することを目的とする。In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a pattern comparison device that can recognize similar patterns without substantially increasing the amount of calculation, and can recognize human cover patterns in real time.
この目的を達成するために本発明は、動的計画法を用い
てパターンマツチングの計算を行う場合に、9準パター
ンの全パターン部分と人カバターンとのマツチングを行
って累積距離を求めるとともにこの累積距離の計算にお
いて同時に得られる部分的な累積距離すなわち標準パタ
ーンの特定部分と入カバターンとの累積距離を求め、^
l記2種の累積距離を用いて入カバターンの認識を乃う
ように構成している。In order to achieve this object, the present invention, when performing pattern matching calculations using dynamic programming, matches all pattern parts of 9 quasi-patterns with human cover patterns to find the cumulative distance. In calculating the cumulative distance, find the partial cumulative distance that can be obtained at the same time, that is, the cumulative distance between the specific part of the standard pattern and the incoming cover pattern, ^
The system is configured to recognize input patterns using two types of cumulative distances.
以下、第1図を用いて本発明の原理について連続単音節
認識を例にとり説明する。The principle of the present invention will be explained below with reference to FIG. 1, taking continuous monosyllable recognition as an example.
第1図は入カバターンの第1フレームを始端として標準
パターンである単音節nとマツチングした場合のマツチ
ングの様子をポしたものである。FIG. 1 shows the state of matching when the first frame of the introductory pattern is used as the starting point and is matched with the standard pattern monosyllable n.
すなわち、41口はそれぞれ傾きL−′2、2の直線で
マツチングはこの両者の直線で囲まれた領域で行われる
。この領域は必要な認識精度siil算速変速度を考慮
して定められる。第1図の場合は標準パターン長に対し
人カバターンが0.5〜2の範囲で変化するのを許要す
るように定めたものである。That is, each of the 41 openings is a straight line with an inclination of L-'2, 2, and matching is performed in an area surrounded by these two straight lines. This area is determined in consideration of the required recognition accuracy and speed change speed. In the case of FIG. 1, it is determined that the human cover turn is allowed to vary within a range of 0.5 to 2 with respect to the standard pattern length.
ハは第1フレームを始端とし、第1フレームを終端とし
たときのマツチングの径路を示している。C shows a matching path when the first frame is the starting point and the first frame is the ending point.
inは標準パターンnを構成する単音節の子音部とIす
音部を分けるフレームであって、標準パターンとしてこ
の子音部を登録するときに同時に登録しておくものであ
る。従って、α録04音節nの第1フレームから第++
フし・−ノ\まではその単音節の子音部、第j”+iフ
レームから第JIIフレーl\まではその1(1音節の
fU、′ff部ということになる。eは径路ハにおいて
、j”′に対応する人カバターンのフレームである。in is a frame that separates the monosyllable consonant part and the I-sound part of the standard pattern n, and is registered at the same time as this consonant part is registered as the standard pattern. Therefore, from the first frame of α recording 04 syllable n to the ++
The consonant part of the monosyllable up to Fushi -no\ is the consonant part of the monosyllable, and the part 1 (fU, 'ff part of one syllable) from the j''+i frame to the JIIth fret\\. This is a frame of a human kataan corresponding to j”′.
ここで、第1〜1フレーノ\までの入カバターンと、各
標準パターンの最適な組み合せの結合バタの
−ン罎パターン間の距離(以下、最小累積距離という)
をI)(1)とする。従ってこのD(i)は両者の類似
の程度を表わす尺度として用いられ、次の式で定義され
る。Here, the distance between the input cover patterns from 1st to 1st Freno\ and the combined pattern of the optimal combination of each standard pattern (hereinafter referred to as the minimum cumulative distance)
Let be I)(1). Therefore, D(i) is used as a measure of the degree of similarity between the two, and is defined by the following equation.
なお、I)(i′−1)は入カバターンの第i′−1フ
レームまでの最小累積距離であり、D:(i′:i)は
標準パターンnに対し、入カバターンの第1〜1フレー
ノ\のパターン(以下、部分入カバタ1)ぐターン
ンという)との、間の距#E(以下、部分距離という)
である。Note that I)(i'-1) is the minimum cumulative distance to the i'-1st frame of the input pattern, and D:(i':i) is the minimum cumulative distance to the i'-1 frame of the input pattern for the standard pattern n. The distance #E (hereinafter referred to as partial distance) between Freno\'s pattern (hereinafter referred to as partial input cover 1)
It is.
従来のDP法を用いたパターン比較装置においては前記
D(i)を決定するのにD(i′−1)l−11;(i
′:i)を最小にするi′(−′r′)とn(□′+マ
)をNについて求めたのであるが、本発明のパターン比
較装置においてはD8(i′:l)のみでなく、子音部
のみの1マツチンク結果、すなわち第1〕・−eフレー
ムのパターン間の距離をも加味してI)(1)、n(i
)、N(1)を求めるものである。なお、B(1)−♀
′1eN(i)=Itである。本発明における■)(1
)としては例えば以下のものがある。第1図の量−j平
面において、D?o(1′tj)を径路ハに沿う始点(
c、j”)から点(1′、j)までのパ・9一ン間の距
削、L”(I′、j)を第1フレームから第1フレーム
までの入力のフレーム数とするとき、D′io(h、1
)/L”(b、1)と■3′(1)との荷重和(Jソ、
下余白)
が最小になる単音節11(−n)を求め、1)(i)−
=D(b1)+D5(b:+)・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・(3)B(1)i−b−]
N(i)=−9
とす°る。In a pattern comparison device using the conventional DP method, D(i'-1)l-11;(i
i′(-′r′) and n(□′+ma) that minimize ′:i) were found for N, but in the pattern comparison device of the present invention, only D8(i′:l) is required. 1) (1), n(i
), N(1). In addition, B(1)−♀
'1eN(i)=It. ■)(1) in the present invention
) include, for example, the following: In the quantity-j plane of Figure 1, D? Let o(1'tj) be the starting point (
c, j'') to point (1', j), when L''(I', j) is the number of input frames from the first frame to the first frame. , D′io(h, 1
)/L'' (b, 1) and ■3' (1) weighted sum (J so,
Find the monosyllable 11(-n) that minimizes the bottom margin), and calculate
=D(b1)+D5(b:+)・・・・・・・・・・・・
......(3)B(1)i-b-] N(i)=-9.
たlごしI)”(i)は式(1)でnを固定し、i′に
ついてのみへ1小化したものであり、そのときのi′を
bとしている。In the equation (1), n is fixed and only i' is reduced by 1, and i' at that time is set as b.
まlこD(i)とし−C以「のように定義することもで
きる。D(i) can also be defined as follows.
B(1)=i′−1 N(i)=n ただしIInは式(31を満たすi′およびnである。B(1)=i'-1 N(i)=n However, IIn is i' and n that satisfy equation (31).
以上の原理を用いた本発明の実施例について、以下、説
明する。Examples of the present invention using the above principle will be described below.
第2図は本発明のパターン比較装置を連続単音節音声の
認識に適用した場合の一実施例を示すブロック図である
。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment in which the pattern comparison device of the present invention is applied to recognition of continuous monosyllabic speech.
図において、音声信号入力端子01に入力された音声信
号は、特徴抽出部Qυで特徴ベクトルの系列A”=al
a2・・・・・・alに変換される。0埠はこのそれぞ
れの特徴ベクトルを母音とみなして認識する母音認識部
で、0葎は母音認識部02で前記特徴ベクトルを母音と
みなして認識するために必要な識別函数を記憶している
識別函数記憶部である。識別函数による認識は通常の良
く知られたパターン認識の手法がそのまま使用される。In the figure, the audio signal input to the audio signal input terminal 01 is processed by the feature extraction unit Qυ into a series of feature vectors A''=al
a2...converted to al. 0 堠 is a vowel recognition unit that recognizes each feature vector as a vowel, and 0 葎 is a vowel recognition unit 02 that stores a discrimination function necessary for recognizing the feature vector as a vowel. This is a function storage section. For recognition using a discrimination function, a conventional well-known pattern recognition method is used as is.
0→は母音認識部0埠で前記のように母音として認識さ
れた結果をフレーム番号と共に記憶する母音認識結果記
憶部である。θeは単音節標準パターン記憶部で、それ
ぞれの単音節は特徴ベクトルの系列の形で記憶されてい
る。0ゆは入力音声信号の第iフレームにおいて、単音
節標準パターン記憶部09に記憶されている第n単音節
bn、br・・・・・1)?hを構成するベクトルのそ
れぞれと、特徴抽出部01)の出力の特徴ベクトルの系
列al−2JII+Ial−2Jn+2°”””aIの
それぞれのベクトルとのベクトル距”d″(”*j)(
1−2J”−1−1<1′<i)を第1図の直線42口
で囲まれた部分についてH1算し、その計算結果を一時
的に記憶するベクトル間11”J4111ff計算部で
ある。ベクトルal′=(altad2.・−*atb
s)とベクトルb”、=(l弓)e162、、。0→ is a vowel recognition result storage unit that stores the result recognized as a vowel as described above by the vowel recognition unit 0, together with a frame number. θe is a monosyllabic standard pattern storage unit, and each monosyllable is stored in the form of a series of feature vectors. 0yu is the nth monosyllable bn, br...1)? stored in the monosyllable standard pattern storage unit 09 in the i-th frame of the input audio signal. The vector distance "d"("*j) (
1-2J"-1-1<1'<i) for the portion surrounded by 42 straight lines in Fig. 1. This is a vector-to-vector 11"J4111ff calculation unit that calculates H1 for the portion surrounded by 42 straight lines in Fig. 1 and temporarily stores the calculation result. . Vector al'=(altad2.-*atb
s) and vector b'', = (l bow) e162, .
*16M、!:(7J距離d′(itJ)ハ例7Li、
fd”(IIj)−1′フレームからiフレームまでの
ベクトルの系列a+′a+′++′−′−at(i−2
J′罫1<+′<+−−J”)よりなるパターンと第n
!Ji音節bnbr:、・・・b”i、とのマ)ヂング
距離D:(i′:I)と、子音部のみのマツチング距m
+r7o(H′、1)と、子音部の入力方向のフレーム
数1r(i′、1)とをベクトル間距離計算部0呻の出
力から計算し、その結果を一時的に記憶する部分累積距
離計算部である。なおり奮(i′:I)は次のように計
算される。*16M,! :(7J distance d'(itJ)c Example 7Li,
fd”(IIj)−1′ frame to i frame vector sequence a+′a+′++′−′−at(i−2
J′ ruled line 1<+′<+−−J”) and the nth
! Ji syllable bnbr:,...b''i, matching distance D: (i':I) and matching distance m of only the consonant part
+r7o (H', 1) and the number of frames 1r (i', 1) in the input direction of the consonant part are calculated from the output of the vector distance calculation unit 0, and the results are temporarily stored. This is the calculation section. Naoriiku (i':I) is calculated as follows.
マツチング径路の拘束条件として第8図に示すものを用
いた場合、始点(i、J・・)から(i′、j)までの
パターン間の距離Djl′(1′l、l)は次のように
なる。すなわち標準パターンnの第jフレームに対応す
る人カバターンのフレームi′の範囲は第1図に示すよ
うに
であるから、この範囲のi′に対して
j=argmln(1)′;(i′−H,j′))−=
−−(41」<、j′−、j+2
D′:(+′*J)”=Dri(i′+le3)+(1
”(+*3)・・・・・・(5)なる漸化式を
Dt(i、Jn)−dn(i9.■n)・・・・・・・
・・・・・・・・・(6)を初期値として解く。ここで
、argmin()なる記法は(二〕内の値を最小にす
るXという意味である。従って、
D3(*′:i)−L)S′(+′、1)−=−−−(
7)となる。When using the matching path constraints shown in Figure 8, the distance Djl'(1'l, l) between the patterns from the starting point (i, J...) to (i', j) is as follows. It becomes like this. In other words, the range of frame i' of the human cover turn corresponding to the j-th frame of standard pattern n is as shown in FIG. −H, j′))−=
--(41"<,j'-,j+2 D':(+'*J)"=Dri(i'+le3)+(1
”(+*3)...The recurrence formula (5) is Dt(i, Jn)-dn(i9.■n)...
... Solve (6) using the initial value. Here, the notation argmin() means X that minimizes the value in (2). Therefore, D3(*':i)-L)S'(+', 1)-=---- (
7).
また、この41算を行っているとき、同時にDl。Also, when performing this 41 calculation, Dl at the same time.
C+′ej、l、I−′(+′9J、)も求める。すな
わち、1)j=j“(またはj=J−1かつj=J1−
1)のときは
■)to(i′、j)−4n(i′、j)・・・・・・
・・・・・・・・・・・・(8)I−”(1′$3)=
′・・・・・・・・・・・・・・・・・(9)2)■)
以外のj<j”−1に対し′Cは1)70(i′、j)
:=DYo口′H,j)+d(i′、j)−01L”(
i′、j)−L′(i′ll、j)11=・・・・=−
・(++)なる計算をするのである。従って、DS′0
(i′ej)はI)ro(1′:l)を求めたときの径
路に沿ったj=jnまたはJ=j“−1からjまでの子
音部のみの累積マツチング距離として求まり、L“”C
+′*j)はj=j′またはj=j′−1からjまでの
前記径路の入力方向のフレームの数として求まる。単音
節nに対する第i′フレームから第iフレームまでの入
カバターンの子音部のみのマツチング結果はDig(+
′e1)*記項目1は、子音部の始点が、マツチング径
路がjnを通るときはjt″であり、nを通らないとき
はjn−1となることを意味している。Also find C+'ej, l, I-'(+'9J,). That is, 1) j=j" (or j=J-1 and j=J1-
In the case of 1), ■) to (i', j) - 4n (i', j)...
・・・・・・・・・・・・(8) I-”(1′$3)=
′・・・・・・・・・・・・・・・・・・(9)2)■)
'C is 1)70(i', j) for j<j"-1 other than
:=DYo口′H,j)+d(i′,j)−01L”(
i', j)-L'(i'll, j)11=...=-
・(++) is calculated. Therefore, DS′0
(i'ej) is found as the cumulative matching distance of only the consonant part from j=jn or J=j"-1 to j along the path when I)ro(1':l) is calculated, and L""C.
+'*j) is determined as the number of frames in the input direction of the path from j=j' or j=j'-1 to j. The matching result of only the consonant part of the input kataan from the i'th frame to the ith frame for the monosyllable n is Di(+
'e1) * Item 1 means that the starting point of the consonant part is jt'' when the matching path passes through jn, and jn-1 when it does not pass through n.
0枠は第iフレームが最終フレームと仮定したとき、最
終単音節がnのときのi=1からの累積距離D”(i)
と単音節nのバックポインタB“(1)をd1算すると
ともにそれらを記憶する累積距離81算部であるすなわ
ち、
i′=argmin(1)(i′−1)月JS(i′:
i))−(II7つλ″)
1)′(1)=IN+1)+D3(+:l)・・・・・
・・・・・(11B“(1)=i′−1・・・−・・・
・・・・・・・・・・・(+4として求まる。Frame 0 is the cumulative distance D''(i) from i=1 when the final monosyllable is n, assuming that the i-th frame is the final frame.
is the cumulative distance 81 calculator that calculates the back pointer B" (1) of the monosyllable n by d1 and stores them, that is, i' = argmin (1) (i'-1) month JS (i':
i)) - (II7 λ″) 1)'(1)=IN+1)+D3(+:l)...
......(11B"(1)=i'-1...-...
・・・・・・・・・・・・(Determined as +4.
OIは最後尾単音節母音フレーム81算部であって、0
→、αカ、(ト)における計算をn=1,2.・・・・
、Nについて実行した結果から、最後尾単音節をn=a
rgminj−D”(i)II
として求めると共に、単音節分に対し、そのマツチング
径路に関し、jnに対応する入力フレームと第1フレー
ムの中点(母音の定常部に相当)i′を求めるものであ
る。なお簡便なi′の決め方として、第1フレームから
一定数のフレームを潤ったフレームとして決めることが
できる。OI is the last monosyllabic vowel frame 81, and is 0.
→, α, (g) calculations for n=1, 2.・・・・・・
, N, the last monosyllable is n=a
rgminj-D"(i)II, and also find the midpoint i' (corresponding to the stationary part of the vowel) between the input frame corresponding to jn and the first frame for the matching path for a single syllable. As a simple way to determine i', a certain number of frames from the first frame can be determined as rich frames.
?1は候補単音節発生部であって、最後尾単音節母音フ
レーム計算部0呻で計算されたi#に対し、既に第1′
フレームが何れの母音であったか記憶されている母音認
識結果記憶部θ→の第i′フレームに対応する出力から
、その母音を母音部としてもつ単音節を発生するもので
ある7、
Ql)はこの候補単音節をkとするとき、1)、o(B
(i)−1−t、+)、T−(R(i)l−1*1)を
部分累積距離計算部Qカから読み出し、1)k(i)を
累積距離計算部0綽から読み出]ッ、WI、w2を重み
係数とするとき、
・・・・(ハ)
を#I算する最後尾単音節決定部である。このようにし
て、第iフレームにおける最後尾r(を音節はζである
と決定される。? 1 is a candidate monosyllabic generator, which has already generated the 1st
Ql) generates a monosyllable having that vowel as the vowel part from the output corresponding to the i'th frame of the vowel recognition result storage section θ→, which stores which vowel the frame is. When the candidate monosyllable is k, 1), o(B
(i) -1-t, +), T-(R(i)l-1*1) are read from the partial cumulative distance calculation section Q, 1) k(i) is read from the cumulative distance calculation section 0 This is the final monosyllable determining unit that calculates #I, when ut, WI, and w2 are weighting coefficients. In this way, the last syllable r( in the i-th frame is determined to be ζ).
(ハ)は最後尾+11音節記憶部であって、N(i)=
・k
としで記憶される。(c) is the last + 11 syllable storage unit, and N(i) =
・It is memorized as k.
また、最後尾単音節が′iであると決定されると、累積
距離計算部0樽に記憶されているDk(1)91′、k
(i)がそれぞれ累積距離記憶部(ハ)、バツクボイン
ク記憶部(ハ)に記憶される。累積距離計算部(11に
おいて求められる式(ハ)の計算中のD(1′−1)は
、この累積距離記憶部軸に前記のようにして既に記憶さ
れているものである。ただしD(0)=0である。Moreover, when the last monosyllable is determined to be 'i', Dk(1)91',k stored in the cumulative distance calculation unit 0 barrel
(i) are stored in the cumulative distance storage section (c) and back-up ink storage section (c), respectively. D(1'-1), which is being calculated by the formula (c) obtained in the cumulative distance calculation section (11), is already stored in the axis of this cumulative distance storage section as described above.However, D( 0)=0.
(2)は音声区間検出部であって、入力信号の大きさ等
から音声区間を判定するものであり、この音声区間検出
部(ハ)が音声入力が開始された仁とを検出すると、フ
レーム数計数器(ハ)は、フレーム毎に計数をはじめる
。前記母音認識より最後尾単音節の決定までの処理は第
1フレームについての処理であったが、このフレーム数
計数器(ハ)の旧数値がすなわちこのiを設定している
。従って、前記と同様の処理がフレームが1進む毎に行
われることになる。フレーム数記数器(至)は音声区間
が検出されると計数を始め、音声区間が終了するとリセ
ットされる。最後尾単音節記憶部(イ)、バックポイン
タ記憶部(ハ)には、従って、N(])、B(i)が1
=1゜2、・・・・・・、■について記憶されることに
なる。(2) is a voice section detecting section, which determines the voice section from the magnitude of the input signal, etc. When this voice section detecting section (c) detects the beginning of the voice input, it detects the frame. The number counter (c) starts counting every frame. The process from the vowel recognition to the determination of the last monosyllable was the process for the first frame, and the old value of the frame number counter (c) is used to set this i. Therefore, the same processing as described above is performed every time the frame advances by one. The frame number counter (to) starts counting when a voice section is detected, and is reset when the voice section ends. Therefore, N(]) and B(i) are 1 in the last monosyllable storage unit (A) and back pointer storage unit (C).
=1°2, ..., ■ will be stored.
セグメンテーション部(財)はバックポインタ記憶部(
ハ)に対し、所定のバックポインタを読み出すべき命令
を発するものである。すなわち、セグメンテーション部
に)がiなる値をバックポインタ記憶部(ハ)に発する
と、バックポインタ記憶部(財)からはバックポインタ
B(i)が読み出される。セグメンテーション部に)は
バックポインタ記憶部(ハ)からB(1)なる値を受は
取ると、その同じ値をバックポインタ記憶部(ハ)に発
する。従って、音声区間検出部@が音声入力の終了を検
知すると、フレーム数計数器に)の最終値■がセグメン
テーション部(財)に供給され、セグメンテーション部
(財)は先ずIなる値をバックポインタ記憶部(ハ)に
発する。以後、前記説明の動作に従って、バックポイン
タ記憶部(ハ)には、、B(1)、B(B(1))、B
(B(B(1)))、・・・・・・。The segmentation department (foundation) is the back pointer storage department (
For c), an instruction to read a predetermined back pointer is issued. That is, when the segmentation section) sends the value i to the back pointer storage section (c), the back pointer B(i) is read out from the back pointer storage section (c). When the segmentation section) receives the value B(1) from the back pointer storage section (c), it issues the same value to the back pointer storage section (c). Therefore, when the voice section detecting section @ detects the end of the voice input, the final value ■ of ) in the frame number counter is supplied to the segmentation section (product), and the segmentation section (product) first stores the value I in the back pointer. Send to the department (c). Thereafter, according to the operation described above, the back pointer storage section (c) stores B(1), B(B(1)), B
(B(B(1))),...
0なる出力が順次得られることになる。これらの値は、
最後から2番目の単音節の終りのフレーム、同8番目の
終りのフレーム、同4番目の終りのフレーム、・・・・
・・というものであり、N(1)はiフレームで終る単
音節であったから、この値をそのまま最後尾単音節記憶
部に)に与えると、最後の単音節から逆の順序で認識結
果が得られることになる、なお、これを避けるtこめに
は、この順序の変換をバックポインタ記憶部(ハ)の出
力に対して行うか、最後尾単音節記憶部(イ)の出力に
対して行えばよい。Outputs of 0 will be sequentially obtained. These values are
The frame at the end of the penultimate monosyllable, the frame at the end of the eighth monosyllable, the frame at the end of the fourth monosyllable, etc.
..., and since N(1) is a monosyllable ending in i-frame, if we input this value as it is to the last monosyllable storage section), the recognition results will be obtained in reverse order starting from the last monosyllable. To avoid this, either convert this order to the output of the back pointer storage section (c), or convert the output of the last monosyllable storage section (a). Just go.
第4図は前記実施例装置の機能をソフトウェアで実現し
た場合のフローチャートであり、以下前記実施例装置の
各部の動作と結びつけて説明する。FIG. 4 is a flowchart when the functions of the apparatus of the embodiment are realized by software, and will be explained below in conjunction with the operations of each part of the apparatus of the embodiment.
ステップ101は初期値設定であって、累積距離記憶部
(至)においてD(0)=Oであることを示す、。Step 101 is initial value setting, and indicates that D(0)=O in the cumulative distance storage section (to).
ステップ102は入力のフレーム番号であって、1=1
.2.・・・・・・、■のそれぞれについてステップ1
08〜121の処理が行われる。実際にはこの値はフレ
ーム数81数器に)で設定される。Step 102 is the input frame number, 1=1
.. 2.・・・・・・Step 1 for each of ■
Processes 08 to 121 are performed. In reality, this value is set to the number of frames (81).
ステップ10Bは各フレームiを母音とみなして認識す
る部分であって、19音認識部(IJ、母音認識結果記
憶部α4で行う動作である。Step 10B is a part that recognizes each frame i as a vowel, and is an operation performed by the 19-sound recognition unit (IJ) and the vowel recognition result storage unit α4.
ステップ105は認識すべき単音節n=1.2゜・・、
Nについ′Cステップ105〜117の処理を行うこと
を示している。Step 105 is the monosyllable n=1.2° to be recognized.
This indicates that the processing of steps 105 to 117 'C is performed for N.
ステップ106、10′l、108は、ベクトル間距離
計算部0Qの動作を示し、第7図の直線49口で囲まれ
た部分について、標準パターンと入カバターンの対応す
る特徴ベクトルの間の距離を求める。Steps 106, 10'l, and 108 show the operation of the inter-vector distance calculation unit 0Q, and calculate the distance between the corresponding feature vectors of the standard pattern and the input pattern for the part surrounded by the straight line 49 in FIG. demand.
ステップ109〜116は部分累積距離計箕部いの動作
であって、r′AI記範囲定範囲て1式(i′:i)、
T):。Steps 109 to 116 are the operations of the partial cumulative range meter Minoh, where the range defined by r'AI is 1 equation (i':i),
T):.
”e′)*7−′(1′@I)を計算する部分である。This is the part that calculates "e')*7-'(1'@I).
ステップ117は累積距離計算部θ績の動作を示し、最
後尾用語をnとしたときの累積距離D”(i)とそのと
きのバックポインタBn(i)を計7する部分である。Step 117 shows the operation of the cumulative distance calculating section θ, which calculates the cumulative distance D''(i) when the last term is n and the back pointer Bn(i) at that time.
ステップ118〜119は最後尾単音節母音フし・−ム
計算部OIIの動作であって、ステップ117の結果か
ら最適の最後尾単音節を決定し、そのときの母音とおぼ
しきフレームi′を前記の方法で求める部分である。Steps 118 to 119 are operations of the final monosyllabic vowel frame calculation unit OII, which determines the optimal final monosyllable from the result of step 117, and selects the frame i' that appears to be the vowel at that time. This is the part found using the method.
ステップ120はステップ119で求めたi′フレーム
が何れの母音であったかはステップ108の結果を参照
すればわかるから、その母音段の単音節kについて、最
適のものを見つけ出す部分であって、この計算は最後尾
単音節決定部6!pで行っているステップ121はステ
ップ120で求まった最適の単音節kに対し、N(i)
=にとして最後尾単音節記憶部に)に、D(1)−D↑
(1)として累積距離記憶部&1に、B(()二Bk(
i)としてバックポインタ記憶部(ハ)にそれぞれ格納
されることを示している。Step 120 is the part to find the optimal one for the monosyllable k of the vowel stage, since it can be known which vowel the i' frame obtained in step 119 corresponds to by referring to the result of step 108. is the last monosyllable determining part 6! Step 121 performed in p is N(i) for the optimal monosyllable k found in step 120.
= in the last monosyllable memory), D(1) - D↑
As (1), B(()2Bk(
It is shown that they are stored in the back pointer storage unit (c) as i).
ステップ122〜125は以上のようにして求められた
N(i)、B(1)から逆の順序で単音節の認識結果を
求める部分である。Steps 122 to 125 are steps for obtaining monosyllable recognition results in the reverse order from N(i) and B(1) obtained as described above.
以上のように本実施例においては、連続して発声された
音声を精度よく単音節列に変換することができ、音声タ
イプライタ等への応用が可能となる。As described above, in this embodiment, continuously uttered speech can be converted into a monosyllable string with high precision, and it can be applied to voice typewriters and the like.
また本実施例においては母音部の認識を先に行い、その
結果を用いてア段、イ段、つ段、二段。In addition, in this embodiment, the vowel part is recognized first, and the results are used to recognize the vowel part, A-dan, I-dan, Tsu-dan, and Ni-dan.
オ段のいずれの単音節であるかを決めているので、全パ
ターンに対する荷重和を求める必要がなくなり、計算量
は115に削減されCいる。さらに母音部の認識方法と
して精度の高い方法が採用できるので認識率を向上する
ことができる。Since it is determined which monosyllable in the o-stage, there is no need to calculate the sum of weights for all patterns, and the amount of calculation is reduced to 115. Furthermore, since a highly accurate method can be adopted as a method for recognizing vowel parts, the recognition rate can be improved.
なお、前記実施例においては、子音プラス母音のいオ〕
ゆるCvを単位とする単音節にづいて説明したが、VC
V(母音十子音十母音)を単位とする場合にも本発明は
適用することができる。この場合、第5図に示すように
、j”tjn2を標準パターンの子音部と母音部の境界
とするとき、マツチング径路翰において、j−j02〜
1の部分の累積距離からj−j′I〜1の部分の累積距
離を差し引いたものをjr+I□jn2の累積距離とし
て評価すればよい。j′n2〜1′あるいはjilIの
部分の累積距離は、Cvの場合のjnをjn2あるいは
j71におきかえればよいから、結局前記実施例におい
て次のiiキ換えをすればよいだけである。すなわち、
jnl〜1の間の累積距離は、前記実施例において、j
nをjn1,Ln(i′,J)をLn1(i′,j),
Dn0(i′,j)をDn10(+′#3)にそれぞれ
おきかえればよく、jn2〜1の間の累積距離は、jo
をj′pL′(PI))をL′′(Lj)e′:o(t
′sj)をDH)(PpJ)にそれぞれおきかえればよ
い。従って、子音部のみの累積距離DI″o(b。In addition, in the above embodiment, the consonant plus the vowel
Although the explanation was based on monosyllables with YuruCv as a unit, VC
The present invention can also be applied when V (vowels, ten consonants, and ten vowels) is used as a unit. In this case, as shown in FIG. 5, when j"tjn2 is the boundary between the consonant part and the vowel part of the standard pattern, in the matching path screen, j-j02~
The value obtained by subtracting the cumulative distance of the portion j-j'I to 1 from the cumulative distance of the portion 1 may be evaluated as the cumulative distance of jr+I□jn2. The cumulative distance of the part j'n2 to 1' or jilI can be determined by replacing jn in the case of Cv with jn2 or j71, so all that is required is the following ii change in the above embodiment. That is,
In the above example, the cumulative distance between jnl~1 is j
n as jn1, Ln(i', J) as Ln1(i', j),
All you have to do is replace Dn0(i',j) with Dn10(+'#3), and the cumulative distance between jn2~1 is jo
j′pL′(PI))L′′(Lj)e′:o(t
'sj) may be replaced with DH)(PpJ). Therefore, the cumulative distance of only the consonant part DI″o(b.
1)、入力軸方向の長さL′(b、′1)は次のように
なる。1), the length L'(b,'1) in the input shaft direction is as follows.
D;′O(be1)−Dlo(be1)Dbo(L1)
Ln(b、1)=L(b、1)−L(b、1)=g−f
第2図に示した実施例装置における部分累積距離計算部
αカを以上の動作を行う機能を有するものに置き換えれ
ば、前記実施例装置はそのままvCVを標準パターンと
する場合のものになる。D;'O(be1)-Dlo(be1)Dbo(L1)
Ln (b, 1) = L (b, 1) - L (b, 1) = g - f
If the partial cumulative distance calculating section α in the embodiment shown in FIG. 2 is replaced with one having the function of performing the above operations, the embodiment can be used as it is when vCV is used as the standard pattern.
また本発明は実施例としては連続して発声された単音節
の認識について説明したが、孤立して発声された単音節
の認識にも用いることができ、単音節全体としてのマツ
チング結果と、子音部のみのマツチング結果の両方から
最終的な認識結果を得ることができる。すなわち、入力
音声が単に1つの単音節であ“ちと仮定すれば、本発明
はそのまま孤立単音節音声の認識に適用することができ
る。In addition, although the present invention has been described as an example of recognizing continuously uttered monosyllables, it can also be used to recognize isolated uttered monosyllables, and the matching result of the entire monosyllable and the consonant The final recognition result can be obtained from both the matching results for only the parts. That is, if it is assumed that the input speech is just one monosyllable, the present invention can be directly applied to the recognition of isolated monosyllable speech.
またマツチング方法としては2段DP法を用いた実施例
について説明したが、その他のDPマツチングの手法を
用いたマツチング方法を用いてもよい。Further, although an embodiment using a two-stage DP method has been described as a matching method, a matching method using other DP matching methods may be used.
また実施例では単音節音声について説明したが、ベクト
ルの系列で表わされるあらゆるパターンのマツチングに
本発明は用いることができる。Furthermore, although monosyllabic speech has been described in the embodiment, the present invention can be used for matching any pattern expressed by a sequence of vectors.
以上のように本発明のパターン比較装置は標準パターン
と入カバターンの全体としての動的計画法によるマツチ
ング結果と、この全体としてのマツチング結果の計算の
過程で得られる標準パターンの一部分とそれに対応する
入カバターンの一部分のマツチング結果とを用いて入カ
バターンに最も近い標準パターンを識別するように構成
したので、蚕体として類似し、一部のみが微妙に異なる
ような入カバターンの識別を計算量をほとんど増すこと
なく行うことができる。As described above, the pattern comparison device of the present invention compares the matching result of the standard pattern and input pattern as a whole by dynamic programming, and the part of the standard pattern obtained in the process of calculating the matching result as a whole. Since the system is configured to identify the standard pattern closest to the input pattern using the matching result of a part of the input pattern, it is possible to reduce the amount of calculation required to identify input patterns that are similar to the silkworm body but have only a slightly different part. This can be done with almost no increase.
第1図ば本発明の詳細な説明するための図、第2図は本
発明におけるパターン比較装置の一実施例のブロック図
、第8図はマツチング径路の拘束条件を示す図、第4図
は第2図に示した実施例装置の機能を実現したソフトウ
ェアのフローチャート、第5図は標準パターンがVCV
音節の場合の説明図である。
0υ・・・・・・・・・特徴抽出部、αQ:・・・・・
・・単音節標準パターン記憶部、0Q・・・・・・・・
・ベクトル間距離計算部、θ乃・・・・・・・・・部分
累積距離計算部、0→・・・・・・・・・累積距離計算
部、シ0・・・・・・・・・最後尾単音節決定部、翰・
・・・最後尾単音節記憶部、勾・・・・・・・・・累積
距離記憶部、(ハ)・・・・・・・・・バックポインタ
記憶部、(ハ)・・・・・・・・音声区間検出部、(ホ
)・・・・・・・・フレーム数計数器、(財)・・・・
・・・セグメンテーション部。
代理人森本義弘
第1図
第3図
第5図
上院yl、<FIG. 1 is a diagram for explaining the present invention in detail, FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of a pattern comparison device according to the present invention, FIG. 8 is a diagram showing constraint conditions for matching paths, and FIG. A flowchart of the software that realizes the functions of the embodiment device shown in Fig. 2, and Fig. 5 shows that the standard pattern is VCV.
It is an explanatory diagram in the case of a syllable. 0υ...Feature extraction section, αQ:...
・・Monosyllabic standard pattern storage unit, 0Q・・・・・・・・
・Vector distance calculation unit, θno... Partial cumulative distance calculation unit, 0→... Cumulative distance calculation unit, shi0...・Final monosyllable determining part, kan・
...Last single syllable memory section, slope......cumulative distance memory section, (c)......back pointer storage section, (c)... ...Voice section detection unit, (E) ...Frame number counter, (Foundation) ...
...Segmentation department. Agent Yoshihiro Morimoto Figure 1 Figure 3 Figure 5 Senate yl, <
Claims (1)
・・。 ■)の時系列に変換する特徴抽出手段と、標準パターン
l1=Jb2・・・・I)Jn(n==1、2.−・・
・−。 N)を記憶する標準パターン記憶手段と、前記標準パタ
ーンのそれぞれと、前記特徴ベクトル町の系列で表わさ
れた入カバターンとの動的81画法を用いたマツチング
結果を行うマツチング計算手段と、標準パターンと入カ
バターンの全体としてのマツチング結果と、それぞれの
標準パターンの登録時に予め指定されている各標準パタ
ーンの一部分と対応する入カバターンの一部分とのマツ
チング結果とから、前記入カバターンに最も近い標準パ
ターンを識別する手段とを備えたことを特徴とするパタ
ーン比較装置。[Claims] 1. The human input signal is converted into a feature vector al (i=1.2...
.... ■) A feature extraction means for converting into a time series, and a standard pattern l1=Jb2...I)Jn(n==1, 2.-...
・−. a standard pattern storage means for storing N); and a matching calculation means for performing a matching result using a dynamic 81 stroke method between each of the standard patterns and the input cover pattern represented by the series of feature vectors; Based on the overall matching result of the standard pattern and the input cover pattern, and the matching result of the part of each standard pattern specified in advance at the time of registration of each standard pattern and the corresponding part of the input cover pattern, find the one closest to the input cover pattern. A pattern comparison device comprising: means for identifying a standard pattern.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57110527A JPS59196A (en) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | Pattern comparator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57110527A JPS59196A (en) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | Pattern comparator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59196A true JPS59196A (en) | 1984-01-05 |
| JPH0247756B2 JPH0247756B2 (en) | 1990-10-22 |
Family
ID=14538059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57110527A Granted JPS59196A (en) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | Pattern comparator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59196A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60164798A (en) * | 1984-02-03 | 1985-08-27 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | Monosyllabic voice recognition equipment |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5255413A (en) * | 1975-10-31 | 1977-05-06 | Nec Corp | Continous voice recognition equipment |
| JPS5255414A (en) * | 1975-10-31 | 1977-05-06 | Nec Corp | Continuous voice recognition equipment |
| JPS54145409A (en) * | 1978-05-06 | 1979-11-13 | Hiroya Fujisaki | Monosyllable speech recognition system |
-
1982
- 1982-06-25 JP JP57110527A patent/JPS59196A/en active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5255413A (en) * | 1975-10-31 | 1977-05-06 | Nec Corp | Continous voice recognition equipment |
| JPS5255414A (en) * | 1975-10-31 | 1977-05-06 | Nec Corp | Continuous voice recognition equipment |
| JPS54145409A (en) * | 1978-05-06 | 1979-11-13 | Hiroya Fujisaki | Monosyllable speech recognition system |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPS60164798A (en) * | 1984-02-03 | 1985-08-27 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | Monosyllabic voice recognition equipment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0247756B2 (en) | 1990-10-22 |
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