(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声を入力する手段と、入力音声信号を一定時間（フレーム）毎の特徴ベクトル時系列に変換する手段を有し、あらかじめ登録された一定の状態数を持つ状態系列で、各状態毎に状態を代表する特徴ベクトルおよび状態の標準継続時間を記憶した標準パターンと前記特徴ベクトル時系列とをフレーム毎に比較照合して、入力信号の各時点での各状態毎の類似度を求め、状態遷移時に遷移前の状態の類似度を累積し、各状態系列の最終状態の類似度が閾値（α）を越えたときに、その状態系列をその時点での認識結果候補とする音声認識装置において、各状態毎に各状態がそれぞれ継続している間、毎フレームに１つ加算することで算出する各状態毎の継続フレーム数算出手段を有し、状態毎に他状態から状態遷移が起こった時点で、遷移前状態の継続フレーム数をその状態の継続フレーム数の初期値とし、遷移前状態の継続フレーム長を累積していき、各状態系列の最終状態の類似度が閾値（α）を越えたときのその状態系列の最終状態の累積フレーム長を認識結果候補の全フレーム長とし、認識結果候補が複数あるときには、それぞれの認識結果候補が時間的に重複しているかを判定するための前記全フレーム長を出力することを特徴とした音声認識装置。
【請求項２】
音声を入力する手段と、入力音声信号を一定時間（フレーム）毎の特徴ベクトル時系列に変換する手段を有し、あらかじめ登録された一定の状態数を持つ状態系列で、各状態毎に状態を代表する特徴ベクトルおよび状態の標準継続時間を記憶した標準パターンと前記特徴ベクトル時系列とをフレーム毎に比較照合して、入力信号の各時点での各状態毎の類似度を求め、状態遷移時に遷移前の状態の類似度を累積し、各状態系列の最終状態の類似度が閾値（α）を越えたときに、その状態系列をその時点での認識結果候補とする音声認識装置において、各状態がそれぞれ継続している間のフレーム数を継続フレーム数とし、状態毎に他状態から状態遷移が起こった時点で、遷移前の状態の継続フレーム数をその状態の継続フレーム数の初期値として、遷移前の状態の継続フレーム長を累積（累積フレーム数）していき、各状態系列の各状態の累積フレーム数の中の最大値を状態系列での最大累積フレーム数とし、フレーム毎にその時点での各状態系列での最大累積フレーム数の最大値を最大フレーム数として算出し、状態系列の最終状態の類似度が閾値（α）を越えた時点（Ｔ０）で、その状態系列固有の系列番号を認識結果候補として保持し、前記時点（Ｔ０）からフレーム毎に、前記時点（Ｔ０）からの経過時間（Ｔａ）とその時点での最大フレーム数とを比較し、経過時間（Ｔａ）が最大フレーム数より大きくなったとき、保持されている認識結果候補を認識結果として出力することを特徴とした音声認識装置。
【請求項３】
請求項２において、前記時点（Ｔ０）から経過時間（Ｔａ）が最大フレーム数より大きくなる前の時点（Ｔ１）に新たに認識結果候補が出力された場合、経過時間（Ｔａ）を０にクリアし、以後は前記時点（Ｔ１）からの経過時間（Ｔａ１）とフレーム毎の最大フレーム数を比較し、経過時間（Ｔａ１）が最大フレーム数より大きくなったとき、保持されている認識結果候補０と認識結果候補１を認識結果として出力し、同様に、Ｔ２…Ｔｎに対応する認識結果候補２…ｎが存在する場合はＴｎからの経過時間Ｔａｎがフレーム毎の最大フレーム数より大きくなったとき、保持されているｎ＋１個の認識結果候補を全て出力することを特徴とした音声認識装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声認識装置、より詳細には、音声認識分野におけるワードスポッティング技術の認識結果出力に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（１）連続ＤＰマッチングのような音声区間の検出と認識処理とを同時に行う音声認識方法において、類似度に標準パターンの長さに対応した重みを付加することにより、同じ音韻列をもつ標準パターンの誤認識を避ける方法がある（例えば、特開平４−３６２６９９号公報）。また、
【０００３】
（２）照合結果の類似度とその音声区間の長さの傾向を統計的な量として標準パターンに反映させた統計的距離尺度を用いて二次的に類似度を計算する音声認識方法がある（特開平５−１２７６９６号公報）。
【０００４】
（３）本出願人は、先に、前記（１），（２）の従来技術の欠点を解決するため、つまり、ワードスポッティング法における、部分マッチング問題を解決するための、辞書作成時における発声長や認識時の発声長に左右されない方式を極めて少ない処理量で実現することができる方法を提案した。この方法は具体的には、音声区間内での類似度が閾値αを越える認識結果候補のそれぞれのフレームが互いに重なっていないかを判定し、独立している候補はすべて認識結果として出力し、互いに重なり合っている候補はフレーム長が比較され、より長い方の候補が認識結果とされるものである。ただし、フレーム長には差がない場合は、より類似度の高い候補が認識結果として出力されるものである。
【０００５】
しかし、前記（３）の従来技術では、フレーム長を算出する手段と音声区間検出手段については、従来技術を用いればよいとされており、例えば、フレーム長算出は、類似度が閾値αを越えたフレームから過去にさかのぼってパスを決定することによって求め、また、音声区間検出は、パワー情報やゼロクロス法などを用い、音声区間の終端を無音時間が一定の時間以上継続する場合に、音声入力が終了したと判定すればよいとしている。
【０００６】
その他に区間検出を使用しないで結果候補を出力する方法として、結果候補出力後一定時間後に認識結果として候補を出力する方法がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ワードスポッティング方式の音声認識方法として、例えば、前記従来技術で取り上げた方法がある。しかし、これらの従来技術では、フレーム長を算出する場合、過去にさかのぼってパスを逆算することによって求めなければならない。また、音声区間検出は、パワー情報やゼロクロス法などを用いるため、音声終端まで結果出力ができない。
その他に区間検出を使用しないで結果を出力する方法として、結果候補出力後一定時間後に認識結果として候補を出力する方法があるが、この場合、閾値を越えたものが全て認識結果となるため、長い単語の一部がより短い単語に一致する“部分マッチング”や“湧き出し”が生じるため、前記の従来技術（３）のような後処理ができない。
【０００８】
本発明は、上述のごとき問題を解決するためのもので、音声区間検出を行わず、フレーム長の算出をリアルタイムに行い、瞬時に認識結果を出力し、かつ、“部分マッチング”や“湧き出し”を後処理で対応できるように認識結果候補を出力する方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、音声を入力する手段と、入力音声信号を一定時間（フレーム）毎の特徴ベクトル時系列に変換する手段を有し、あらかじめ登録された一定の状態数を持つ状態系列で、各状態毎に状態を代表する特徴ベクトルおよび状態の標準継続時間を記憶した標準パターンと前記特徴ベクトル時系列とをフレーム毎に比較照合して、入力信号の各時点での各状態毎の類似度を求め、状態遷移時に遷移前の状態の類似度を累積し、各状態系列の最終状態の類似度が閾値（α）を越えたときに、その状態系列をその時点での認識結果候補とする音声認識装置において、各状態毎に各状態がそれぞれ継続している間、毎フレームに１つ加算することで算出する各状態毎の継続フレーム数算出手段を有し、状態毎に他状態から状態遷移が起こった時点で、遷移前状態の継続フレーム数をその状態の継続フレーム数の初期値とし、遷移前状態の継続フレーム長を累積していき、各状態系列の最終状態の類似度が閾値（α）を越えたときのその状態系列の最終状態の累積フレーム長を認識結果候補の全フレーム長とし、認識結果候補が複数あるときには、それぞれの認識結果候補が時間的に重複しているか判定するための前記全フレーム長を出力することを特徴としたものである。
【００１０】
請求項２の発明は、音声を入力する手段と、入力音声信号を一定時間（フレーム）毎の特徴ベクトル時系列に変換する手段を有し、あらかじめ登録された一定の状態数を持つ状態系列で、各状態毎に状態を代表する特徴ベクトルおよび状態の標準継続時間を記憶した標準パターンと前記特徴ベクトル時系列とをフレーム毎に比較照合して、入力信号の各時点での各状態毎の類似度を求め、状態遷移時に遷移前の状態の類似度を累積し、各状態系列の最終状態の類似度が閾値（α）を越えたときに、その状態系列をその時点での認識結果候補とする音声認識装置において、各状態がそれぞれ継続している間のフレーム数を継続フレーム数とし、状態毎に他状態から状態遷移が起こった時点で、遷移前の状態の継続フレーム数をその状態の継続フレーム数の初期値として、遷移前の状態の継続フレーム長を累積（累積フレーム数）していき、各状態系列の各状態の累積フレーム数の中の最大値を状態系列での最大累積フレーム数とし、フレーム毎にその時点での各状態系列での最大累積フレーム数の最大値を最大フレーム数として算出し、状態系列の最終状態の類似度が閾値（α）を越えた時点（Ｔ０）で、その状態系列固有の系列番号を認識結果候補として保持し、前記時点（Ｔ０）からフレーム毎に、前記時点（Ｔ０）からの経過時間（Ｔａ）とその時点での最大フレーム数とを比較し、経過時間（Ｔａ）が最大フレーム数より大きくなったとき、保持されている認識結果候補を認識結果として出力することを特徴としたものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２において、前記時点（Ｔ０）から経過時間（Ｔａ）が最大フレーム数より大きくなる前の時点（Ｔ１）に新たに認識結果候補が出力された場合、経過時間（Ｔａ）を０にクリアし、以後は前記時点（Ｔ１）からの経過時間（Ｔａ１）とフレーム毎の最大フレーム数を比較し、経過時間（Ｔａ１）が最大フレーム数より大きくなったとき、保持されている認識結果候補０と認識結果候補１を認識結果として出力し、同様に、Ｔ２…Ｔｎに対応する認識結果候補２…ｎが存在する場合はＴｎからの経過時間Ｔａｎがフレーム毎の最大フレーム数より大きくなったとき、保持されているｎ＋１個の認識結果候補を全て出力することを特徴としたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明が適用される音声認識装置（前記従来技術）の一例を示す図で、図中、１は音声入力部、２は特徴抽出部、３は辞書照合部、４は継続フレーム長算出部、５は最大フレーム数算出部、６は結果候補保存部、７は継続時間との比較部、８は認識結果出力部で、同図は、本発明を説明する上で使用するワードスポッティング技術として継続時間制御型状態遷移モデルを用いた単語音声認識法の例を示す図である。図１において、マイクロフォン（音声入力部）１から入力された音声は、入力の各時点において特徴抽出部２で特徴ベクトルに変換された後、辞書照合部３においてあらかじめ辞書に登録されている一定の状態数を持つ各状態系列（各状態毎に状態を代表する特徴ベクトルおよび状態の継続時間を記憶したもののデータ列）の各状態とフレーム毎に比較照合され、各状態毎の類似度が求められる。
【００１３】
図２は、本発明の動作説明をするためのタイムチャートで、各状態のフレーム長は、状態毎に他状態から状態遷移が起こった時点で、遷移前状態の継続フレーム数をその状態の継続フレーム数の初期値としてセットし、状態が継続している間、そのフレーム数を加算することで、その状態の継続フレーム長を算出する（継続フレーム長計算部４）。状態が遷移する毎に遷移前の継続フレーム長を累積することで、各状態系列の最終状態の累積フレーム長を全フレーム長として算出することができる。
【００１４】
最大フレーム数算出部５では、各状態系列の各状態の累積フレーム数の最長値（最大フレーム数）をフレーム毎に更新し、その時点での最大フレーム数を算出する。最終状態の類似度が閾値αを越えたとき（Ｔ０）、その状態系列を結果候補保存部６にて認識結果候補の情報として、類似度，終端位置，フレーム長（及び最終状態の継続フレーム長）が保存される。認識結果出力部８では、結果候補決定時点（Ｔ０）から各フレーム毎にＴ０からの経過時間Ｔａ０とその時点での最大フレーム数とを比較部７で比較し、経過時間Ｔａ０が最大フレーム数より大きくなったとき、結果候補保存部６に保持されている認識結果候補を認識結果として出力する。
【００１５】
また、認識結果出力部８では、結果候補決定時点（Ｔ０）から経過時間Ｔａ０が最大フレーム数より大きくなる前（Ｔ１時点）に新たに認識結果候補が出力された場合、経過時間Ｔａ０を０にクリアし、以後は、Ｔ１からの経過時間Ｔａ１とフレーム毎の最大フレーム数を比較し、経過時間Ｔａ１が最大フレーム数より大きくなったとき、保持されている認識結果候補０と認識結果候補１を認識結果として出力する。同様に、Ｔ２…Ｔｎに対応する認識結果候補２…ｎが存在する場合は、Ｔｎからの経過時間Ｔａｎがフレーム毎の最大フレーム数より大きくなったとき、保持されているｎ＋１個の認識結果候補を全て出力する。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によると、区間検出，フレーム長算出をリアルタイムで処理を可能とし、瞬時に認識結果を出力することができる。さらに、“部分マッチング”や“湧き出し”を後処理で対応できるように認識結果候補を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される音声認識装置の一例を示す図である。
【図２】本発明の動作説明をするためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１…音声入力部、２…特徴抽出部、３…辞書照合部、４…継続フレーム長算出部、５…最大フレーム数算出部、６…結果候補保存部、７…比較部、８…認識結果出力部。
【図１】
0003625002.tif 000002
【図２】
0003625002.tif 000003