(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン認識における認識性能を評価するための評価用データを生成する評価用データ生成装置であって、
予め取得された、複数対象に係る複数の信号データを記憶する信号データ記憶手段と、
前記信号データに基づき生成された４次元以上の高次元の要素からなる複数の高次信号パターンモデルから構成されるデータ空間の代替として、当該データ空間における各高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像してなる低次信号ベクトル空間を記憶する低次信号ベクトル空間記憶手段と、
前記低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心でそれぞれ交差する複数本の座標軸を設定する座標軸設定手段と、
前記座標軸設定手段で設定された複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択する低次信号ベクトル選択手段と、
前記信号データ記憶手段に記憶された、前記低次信号ベクトル選択手段で選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成に用いた信号データに基づき、前記評価用データを生成する評価用データ生成手段と、を備えることを特徴とする評価用データ生成装置。
【請求項２】
前記低次信号ベクトル空間を複数の領域に区分する領域区分手段を備え、
前記低次信号ベクトル選択手段は、前記領域区分手段で区分した各領域の区分境界と、前記複数本の座標軸との交差位置の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択することを特徴とする請求項１記載の評価用データ生成装置。
【請求項３】
前記低次信号ベクトル空間は２次元または３次元のデータ空間であり、
前記領域区分手段は、前記低次信号ベクトル空間を構成する複数の低次信号ベクトルを、全低次信号ベクトルの重心を中心とし且つ前記重心と当該重心から最も離れた位置の低次信号ベクトルとの距離を半径とした１つの外円または外球と、前記重心を中心とし且つ前記外円または外球よりも小さな半径のｎ個の内円または内球（ｎは１以上の整数）とにより区分し、
前記低次信号ベクトル選択手段は、前記外円および内円または外球および内球からなる複数の同心円同士または同心球同士の各曲線間または各曲面間に形成される環状または球面状の領域の各区分境界と、前記複数本の座標軸との交差位置の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択することを特徴とする請求項２記載の評価用データ生成装置。
【請求項４】
前記座標軸設定手段は、各隣り合う２つの前記座標軸が前記重心を頂点として形成する角度がそれぞれ等角度となるように前記複数本の座標軸を設定することを特徴とする請求項３記載の評価用データ生成装置。
【請求項５】
認識対象に係る属性情報を取得する属性情報取得手段と、
前記属性情報取得手段で取得した属性情報に基づき、前記低次信号ベクトル空間における前記属性情報に対応する低次信号ベクトルを選択する属性対応低次信号ベクトル選択手段と、
前記属性対応低次信号ベクトル選択手段で選択した低次信号ベクトルの、前記低次信号ベクトル空間における分布の最外縁に位置する複数の低次信号ベクトルの座標点を結線して評価領域を生成する第１評価領域生成手段と、
前記第１評価領域生成手段で生成された評価領域内に含まれる低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像して、前記低次信号ベクトル空間を再構成する第１低次信号ベクトル空間再構成手段と、を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の評価用データ生成装置。
【請求項６】
新規認識対象に係る信号データを取得する信号データ取得手段と、
前記信号データ取得手段で取得した信号データに基づき新規の高次信号パターンモデルを生成する高次信号パターンモデル生成手段と、
前記高次信号パターンモデル生成手段で生成された高次信号パターンモデルに対応する新規の低次信号ベクトルを前記低次信号ベクトル空間に追加して、評価領域同定用の低次信号ベクトル空間を生成する評価領域同定用低次信号ベクトル空間生成手段と、
前記生成した評価領域同定用の低次信号ベクトル空間における前記新規の低次信号ベクトルの分布の最外縁に位置する各低次信号ベクトルの座標点を結線して第２評価領域を生成する第２評価領域生成手段と、
前記第２評価領域生成手段で生成された第２評価領域内に含まれる、前記新規の低次信号ベクトルを含む全ての低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像して、前記低次信号ベクトル空間を再構成する第２低次信号ベクトル空間再構成手段と、を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の評価用データ生成装置。
【請求項７】
前記評価用データ生成手段は、前記信号データ記憶手段に記憶された各信号データを構成する部分信号系列を各評価用パターンに合った組み合わせで接続することによって、前記評価用データを生成することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の評価用データ生成装置。
【請求項８】
前記評価用データ生成手段は、前記信号データ記憶手段に記憶された各信号データに基づき算出された特徴パラメータを構成する部分系列を各評価用パターンに合った組み合わせで接続することによって、前記評価用データを生成することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の評価用データ生成装置。
【請求項９】
前記高次信号パターンモデルは、ＨＭＭ（Hidden Markov Model）によって構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の評価用データ生成装置。
【請求項１０】
所定パターンデータのパターン認識を行うパターン認識手段の認識性能を評価するための認識性能の分布情報を出力する認識性能分布情報生成装置であって、
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の評価用データ生成装置と、
前記評価用データ生成装置で生成された評価用データを、当該評価用データの属性に対応するパターン認識手段に入力する評価用データ入力手段と、
前記パターン認識手段の前記評価用データに対する認識結果を取得する認識結果取得手段と、
前記認識結果取得手段で取得した認識結果に基づき、認識対象毎の認識性能を示す認識性能値を算出する認識性能値算出手段と、
前記認識性能値算出手段の算出結果に基づき、前記認識性能値の分布を示す認識性能分布情報を生成する認識性能分布情報生成手段と、を備えることを特徴とする認識性能分布情報生成装置。
【請求項１１】
前記認識性能分布情報生成手段は、前記認識性能分布情報として、前記複数の認識対象の認識性能値を座標空間上に降順または昇順に並べると共に、当該並べられた認識性能値に対して近似曲線または近似直線を引くことで前記認識性能値の分布を示すグラフを生成することを特徴とする請求項１０記載の認識性能分布情報生成装置。
【請求項１２】
所定パターンデータのパターン認識を行うパターン認識手段の認識性能を評価するための認識性能の分布情報を出力する認識性能分布情報生成システムであって、
前記パターン認識の仕様に関する仕様情報を取得する仕様情報取得手段と、
予め取得された、複数対象に係る複数の信号データを記憶する信号データ記憶手段と、
前記仕様情報に基づき、前記信号データ記憶手段に記憶された信号データから、前記パターン認識手段の認識性能評価用の評価用データの生成処理に用いる信号データを選択する信号データ選択手段と、
前記信号データ選択手段で選択した信号データに基づき、４次元以上の高次元の要素からなる高次信号パターンモデルを生成する高次信号パターンモデル生成手段と、
前記高次信号パターンモデル生成手段で生成した複数の前記高次信号パターンモデルから構成されるデータ空間の代替として、当該データ空間における各高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像してなる低次信号ベクトル空間を生成する低次信号ベクトル空間生成手段と、
前記低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心でそれぞれ交差する複数本の座標軸を設定する座標軸設定手段と、
前記座標軸設定手段で設定された複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択する低次信号ベクトル選択手段と、
前記信号データ記憶手段に記憶された、前記低次信号ベクトル選択手段で選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成に用いた信号データに基づき、前記評価用データを生成する評価用データ生成手段と、
前記評価用データ生成手段で生成された評価用データを、当該評価用データの属性に対応するパターン認識手段に入力する評価用データ入力手段と、
前記パターン認識手段の前記評価用データに対する認識結果を取得する認識結果取得手段と、
前記認識結果取得手段で取得した認識結果に基づき、認識対象毎の認識性能を示す認識性能値を算出する認識性能値算出手段と、
前記認識性能値算出手段の算出結果に基づき、前記認識性能値の分布を示す認識性能分布情報を生成する認識性能分布情報生成手段と、
前記認識性能分布情報生成手段で生成された認識性能分布情報を出力する認識性能分布情報出力手段と、を備えることを特徴とする認識性能分布情報生成システム。
【請求項１３】
パターン認識における認識性能を評価するための評価用データを生成する評価用データ生成プログラムであって、
複数対象に係る複数の信号データに基づき生成された４次元以上の高次元の要素からなる複数の高次信号パターンモデルから構成されるデータ空間の代替として、当該データ空間における各高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像してなる低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心でそれぞれ交差する複数本の座標軸を設定する座標軸設定ステップと、
前記座標軸設定ステップで設定された複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択する低次信号ベクトル選択ステップと、
前記低次信号ベクトル選択ステップで選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成に用いた信号データに基づき、前記評価用データを生成する評価用データ生成ステップとからなる処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを含むことを特徴とする評価用データ生成プログラム。
【請求項１４】
パターン認識における認識性能を評価するための評価用データを生成する評価用データ生成方法であって、
複数対象に係る複数の信号データに基づき生成された４次元以上の高次元の要素からなる複数の高次信号パターンモデルから構成されるデータ空間の代替として、当該データ空間における各高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像してなる低次信号ベクトル空間を低次信号ベクトル空間記憶手段に記憶する低次信号ベクトル空間記憶ステップと、
前記低次信号ベクトル空間記憶手段に記憶された前記低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心でそれぞれ交差する複数本の座標軸を設定する座標軸設定ステップと、
前記座標軸設定ステップで設定された複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択する低次信号ベクトル選択ステップと、
前記低次信号ベクトル選択ステップで選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成に用いた信号データに基づき、前記評価用データを生成する評価用データ生成ステップと、を含むことを特徴とする評価用データ生成方法。
【請求項１５】
所定パターンデータのパターン認識を行うパターン認識手段の認識性能を評価するための認識性能の分布情報を出力する認識性能分布情報生成プログラムであって、
複数対象に係る複数の信号データに基づき生成された４次元以上の高次元の要素からなる複数の高次信号パターンモデルから構成されるデータ空間の代替として、当該データ空間における各高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像してなる低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心でそれぞれ交差する複数本の座標軸を設定する座標軸設定ステップと、
前記座標軸設定ステップで設定された複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択する低次信号ベクトル選択ステップと、
前記低次信号ベクトル選択ステップで選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成に用いた信号データに基づき、パターン認識における認識性能を評価するための評価用データを生成する評価用データ生成ステップと、
前記評価用データ生成ステップで生成された評価用データを、当該評価用データの属性に対応するパターン認識手段に入力する評価用データ入力ステップと、
前記パターン認識手段の前記評価用データに対する認識結果を取得する認識結果取得ステップと、
前記認識結果取得ステップで取得した認識結果に基づき、認識対象毎の認識性能を示す認識性能値を算出する認識性能値算出ステップと、
前記認識性能値算出ステップの算出結果に基づき、前記認識性能値の分布を示す認識性能分布情報を生成する認識性能分布情報生成ステップとからなる処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを含むことを特徴とする認識性能分布情報生成プログラム。
【請求項１６】
所定パターンデータのパターン認識を行うパターン認識手段の認識性能を評価するための認識性能の分布情報を出力する認識性能分布情報生成方法であって、
複数対象に係る複数の信号データに基づき生成された４次元以上の高次元の要素からなる複数の高次信号パターンモデルから構成されるデータ空間の代替として、当該データ空間における各高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像してなる低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心でそれぞれ交差する複数本の座標軸を設定する座標軸設定ステップと、
前記座標軸設定ステップで設定された複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択する低次信号ベクトル選択ステップと、
前記低次信号ベクトル選択ステップで選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成に用いた信号データに基づき、パターン認識における認識性能を評価するための評価用データを生成する評価用データ生成ステップと、
前記評価用データ生成ステップで生成された評価用データを、当該評価用データの属性に対応するパターン認識手段に入力する評価用データ入力ステップと、
前記パターン認識手段の前記評価用データに対する認識結果を取得する認識結果取得ステップと、
前記認識結果取得ステップで取得した認識結果に基づき、認識対象毎の認識性能を示す認識性能値を算出する認識性能値算出ステップと、
前記認識性能値算出ステップの算出結果に基づき、前記認識性能値の分布を示す認識性能分布情報を生成する認識性能分布情報生成ステップと、を含むことを特徴とする認識性能分布情報生成方法。
【請求項１７】
所定パターンデータのパターン認識を行うパターン認識手段の認識性能を評価するための認識性能の分布情報を出力する認識性能分布情報生成プログラムであって、
前記パターン認識の仕様に関する仕様情報を取得する仕様情報取得ステップと、
前記仕様情報に基づき、信号データ記憶手段に記憶された複数対象に係る複数の信号データから、前記パターン認識手段の認識性能評価用の評価用データの生成処理に用いる信号データを選択する信号データ選択ステップと、
前記信号データ選択ステップで選択した信号データに基づき、４次元以上の高次元の要素からなる高次信号パターンモデルを生成する高次信号パターンモデル生成ステップと、
前記高次信号パターンモデル生成ステップで生成した複数の前記高次信号パターンモデルから構成されるデータ空間の代替として、当該データ空間における各高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像してなる低次信号ベクトル空間を生成する低次信号ベクトル空間生成ステップと、
前記低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心でそれぞれ交差する複数本の座標軸を設定する座標軸設定ステップと、
前記座標軸設定ステップで設定された複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択する低次信号ベクトル選択ステップと、
前記信号データ記憶手段に記憶された、前記低次信号ベクトル選択ステップで選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成に用いた信号データに基づき、前記評価用データを生成する評価用データ生成ステップと、
前記評価用データ生成ステップで生成された評価用データを、当該評価用データの属性に対応するパターン認識手段に入力する評価用データ入力ステップと、
前記パターン認識手段の前記評価用データに対する認識結果を取得する認識結果取得ステップと、
前記認識結果取得ステップで取得した認識結果に基づき、認識対象毎の認識性能を示す認識性能値を算出する認識性能値算出ステップと、
前記認識性能値算出ステップの算出結果に基づき、前記認識性能値の分布を示す認識性能分布情報を生成する認識性能分布情報生成ステップと、
前記認識性能分布情報生成ステップで生成された認識性能分布情報を出力する認識性能分布情報出力ステップとからなる処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを含むことを特徴とする認識性能分布情報生成プログラム。
【請求項１８】
所定パターンデータのパターン認識を行うパターン認識手段の認識性能を評価するための認識性能の分布情報を出力する認識性能分布情報生成方法であって、
前記パターン認識の仕様に関する仕様情報を取得する仕様情報取得ステップと、
前記仕様情報に基づき、信号データ記憶手段に記憶された複数対象に係る複数の信号データから、前記パターン認識手段の認識性能評価用の評価用データの生成処理に用いる信号データを選択する信号データ選択ステップと、
前記信号データ選択ステップで選択した信号データに基づき、４次元以上の高次元の要素からなる高次信号パターンモデルを生成する高次信号パターンモデル生成ステップと、
前記高次信号パターンモデル生成ステップで生成した複数の前記高次信号パターンモデルから構成されるデータ空間の代替として、当該データ空間における各高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像してなる低次信号ベクトル空間を生成する低次信号ベクトル空間生成ステップと、
前記低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心でそれぞれ交差する複数本の座標軸を設定する座標軸設定ステップと、
前記座標軸設定ステップで設定された複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択する低次信号ベクトル選択ステップと、
前記信号データ記憶手段に記憶された、前記低次信号ベクトル選択ステップで選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成に用いた信号データに基づき、前記評価用データを生成する評価用データ生成ステップと、
前記評価用データ生成ステップで生成された評価用データを、当該評価用データの属性に対応するパターン認識手段に入力する評価用データ入力ステップと、
前記パターン認識手段の前記評価用データに対する認識結果を取得する認識結果取得ステップと、
前記認識結果取得ステップで取得した認識結果に基づき、認識対象毎の認識性能を示す認識性能値を算出する認識性能値算出ステップと、
前記認識性能値算出ステップの算出結果に基づき、前記認識性能値の分布を示す認識性能分布情報を生成する認識性能分布情報生成ステップと、
前記認識性能分布情報生成ステップで生成された認識性能分布情報を出力する認識性能分布情報出力ステップと、を含むことを特徴とする認識性能分布情報生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多様な入力信号のパターン認識の性能を評価する評価用データの生成、及び認識性能値の分布情報の生成を行うのに好適な、評価用データ生成装置、評価用データ生成プログラム及び評価用データ生成方法、並びに認識性能分布情報生成装置、認識性能分布情報生成システム、認識性能分布情報生成プログラム及び認識性能分布情報生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、パターン認識は、認識対象の信号をある特徴パラメータの系列に変換する特徴分析部と、特徴分析部で得られた特徴パラメータの系列を、予めメモリやハードディスクなどの記憶装置に蓄積した語彙単語の特徴パラメータに関する情報と照合して、最も類似度の高い音声を認識結果とする特徴照合処理の２つの部分から構成される。以下、音声認識を例にとって説明する。音声サンプルをある特徴パラメータの系列に変換する特徴分析処理方法としては、ケプストラム分析法や線形予測分析法などが知られており、「Lawrence Rabiner and Biing-Hwang Juang, "Fundamentals of Speech Recognition," Prentice Hall Signal Processing Series, 1993のChapter 3 Signal Processing and Analysis Methods for Speech Recognition」にも詳述されている。
【０００３】
音声認識の中で、不特定話者の音声を認識する技術を一般に不特定話者音声認識と呼ぶ。不特定話者音声認識においては、語彙単語の特徴パラメータに関する情報が予め記憶装置に蓄積されているため、特定話者音声認識のようにユーザーが音声認識させたい単語を登録するという作業は発生しない。また、語彙単語の特徴パラメータに関する情報の作成およびその情報と入力された音声から変換された特徴パラメータの系列との音声照合方法としては、隠れマルコフモデル(Hidden Markov Model, HMM)による方法が一般に用いられている。ＨＭＭによる方法においては、音節、半音節、音韻、ｂｉｐｈｏｎｅ、ｔｒｉｐｈｏｎｅなどの音声単位がＨＭＭによりモデル化される。これらのモデルを一般に、音響モデルと呼ぶ。音響モデルの作成方法、例えば、公知のＥＭアルゴリズムについては、「Lawrence Rabiner and Biing-Hwang Juang, "Fundamentals of Speech Recognition," Prentice Hall Signal Processing Series, 1993のChapter 6 Theory and Implementation of Hidden Markov Models」に詳しく述べられている。また、同文献に記載されている公知のＶｉｔｅｒｂｉアルゴリズムにより、当業者は不特定話者音声認識装置を容易に構成することができる。
【０００４】
また、音声認識は、音声による入力インターフェースを提供する技術として、ハンズフリー操作が要求されるカーナビゲーションシステムなどの車載機器や、音声による対話機能を持つロボットなどにおいて実用化の期待が高まっているが、現状では、１００％の認識確率を実現しているとは言えない。利用者の声質や喋り方によっては、認識確率が５０％を下回る場合も多く、入力インターフェースとしては、未成熟であり、音声認識の実用化の阻害要因ともなっている。
【０００５】
これまでは、認識確率の平均値を尺度として認識性能を評価することが多かったが、入力インターフェースとしての性能を評価するのであれば、認識確率の最低値を評価し、その値が例えば９０％以上であるから、全ての利用者に対して９０％以上の認識性能を実現できるという形の性能保証をしていく必要がある。
特に、音声認識技術を新たな入力手段として採用する立場、例えば、音声操作が可能なカーナビゲーション製品を開発するメーカーの立場に立てば、音声認識技術を実環境の実アプリケーションの中で様々なユーザーが使用する場合に、どんな認識性能のばらつきになるのかを、連続的な認識性能分布の形で把握したいという要求がある。
【０００６】
また、連続的な認識性能分布を得るということは、あらゆる特性の音声データに対する認識結果を評価する必要がある。しかしながら、あらゆる音声データを収集することは、一般に困難であるので、有限の期間で有限のコストで有限の音声データ群を収集することになる。
一方、従来、音声認識の性能評価は、試行錯誤的な手法が多かった。上記のような制約の中で収集した有限の音声データ群を学習用音声データ群と評価用音声データ群とに適当に分割する。学習用音声データ群からＨＭＭによる音響モデルを作成し、評価用音声データ群に対する音響モデルの認識性能を評価する。認識性能の評価においては、平均値や最高値、最低値などの離散的な性能評価値を算出する。場合によっては、学習用音声データ群と評価用音声データ群の組み合わせが変化するように複数種類の分割を行い、性能評価結果を平均化する操作によって、より客観性の高い評価を行う場合もある。しかしながら、音声データ群を、学習用音声データ群と評価用音声データ群とに分割する処理は適当であり、且つ、音声データ群も有限であるため、評価用音声データ群は、様々な環境で、様々な声質のユーザーが、様々な喋り方で喋った音声を全て網羅することは、事実上、不可能であった。また、前述したように、認識性能のばらつきがどのようになるのかを、連続的な認識性能分布の形で把握したいという要求に対しては、離散的な性能評価値の算出だけでは応えられないという課題がある。
【０００７】
また、あらゆる評価用データを収集することは、一般に困難であるので、評価用データを自動的に生成する方法の研究もされている。このように評価用データを自動的に生成する技術として、例えば、下記の特許文献１、特許文献２、非特許文献１及び非特許文献２に記載の技術などがある。
非特許文献１では、ＨＭＭにより生成された不特定話者用音響モデルの平均と分散とを用いて、評価用データを生成する手法が提案されている。また、実際の音声データの単語誤り率が４２％であるのに対し、ＨＭＭによる不特定話者用音響モデルから生成された評価データの単語誤り率が９％であると報告されている。
【０００８】
また、非特許文献２では、認識性能評価のための基準話者を複数人定め、それぞれの基準話者から学習用音声データを収集し、学習用音声データから話者依存ＨＭＭモデルによるＨＭＭ音声合成器を作成し、それぞれの基準話者のＨＭＭ音声合成器を用いて音声を合成することにより、認識性能を予測する手法を提案している。
また、特許文献１では、非特許文献２の発表を受けて、話者、話速、声の高さ、イントネーション、語彙、感情などのパラメータを音声合成器に与え、評価音声を生成して、認識率を評価し、提示する手法を開示している。
【０００９】
また、特許文献２では、音声認識率推定装置として、音声合成用の音声素片を用いて評価用データを生成する方法、ＨＭＭによる不特定話者音響モデルから評価用データを生成する方法、単語認識困難度が高い単語に関しては実発声データを用いる方法などを開示している。
【特許文献１】特開２００５−８４１０２号公報
【特許文献２】特開２００５−２８３６４６号公報
【非特許文献１】Don McAllaster and Larry Gillick, "Studies in Acoustic Training and Language Modeling Using Simulated Speech Data," Eurospeech 99
【非特許文献２】寺嶌他「ＨＭＭ音声合成に基づく音声認識性能予測手法」（日本音響学会講演論文集、ｐｐ１５９−１６０、２００３年３月）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記非特許文献１に記載の従来技術においては、非常に多くの話者の音声データから学習された不特定話者用音響モデルの平均と分散とを用いて評価データを生成するため、非常に多くの話者の音声データを平滑化した評価データしか生成されないため、ユニークな話者の音声データが評価データとして選択されないという課題があった。また、不特定話者用音響モデルの平均と分散とを用いて生成された評価データが、実際の音声データよりも遙かに高い認識性能を示すため、この評価データに対する認識結果からは認識性能の正確な評価を行うことはできないという不具合を有している。
【００１１】
また、上記非特許文献２、特許文献１及び特許文献２に記載の従来技術においては、選択された基準話者毎に、音声合成技術を用いて評価データを生成するため、正確な認識性能を得るためには、話者、話速、声の高さ、イントネーション、語彙、感情などのパラメータに応じて、実音声を近似する評価データを生成可能な音声合成器を有しなければならない。しかしながら、現状の音声合成器は、特定の話者毎に限られた話速、声の高さ、イントネーション、語彙、感情の組み合わせで作成されるのが常であり、上記のような高性能の音声合成器の開発は現状では極めて困難である。更に、音声合成器を作る基準話者の選択方法に関しては一切述べられていない。
【００１２】
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、評価の基準となる認識対象を選択する認識対象の集合から、様々な特性を有する認識対象（評価基準）を効率良く選択して評価用データを生成するのに好適な評価用データ生成装置、評価用データ生成プログラム及び評価用データ生成方法、前記生成された様々な特性を有する評価用データに対するパターン認識手段の認識性能の分布情報を生成するのに好適な認識性能分布情報生成装置、認識性能分布情報生成プログラム及び認識性能分布情報生成方法、並びにパターン認識に関する仕様情報に応じたパターン認識手段の認識性能の分布情報を生成するのに好適な認識性能分布情報生成システム、認識性能分布情報生成プログラム及び認識性能分布情報生成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載の評価用データ生成装置は、
パターン認識における認識性能を評価するための評価用データを生成する評価用データ生成装置であって、
予め取得された、複数対象に係る複数の信号データを記憶する信号データ記憶手段と、
前記信号データに基づき生成された４次元以上の高次元の要素からなる複数の高次信号パターンモデルから構成されるデータ空間の代替として、当該データ空間における各高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像してなる低次信号ベクトル空間を記憶する低次信号ベクトル空間記憶手段と、
前記低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心でそれぞれ交差する複数本の座標軸を設定する座標軸設定手段と、
前記座標軸設定手段で設定された複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択する低次信号ベクトル選択手段と、
前記信号データ記憶手段に記憶された、前記低次信号ベクトル選択手段で選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成に用いた信号データに基づき、前記評価用データを生成する評価用データ生成手段と、を備えることを特徴としている。
【００１４】
このような構成であれば、信号データ記憶手段によって、予め取得された、複数対象に係る複数の信号データを記憶することが可能であり、低次信号ベクトル空間記憶手段によって、前記信号データに基づき生成された４次元以上の高次元の要素からなる複数の高次信号パターンモデルから構成されるデータ空間の代替として、当該データ空間における各高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像してなる低次信号ベクトル空間を記憶することが可能であり、座標軸設定手段によって、前記低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心でそれぞれ例えば、均等に交差する複数本の座標軸を設定することが可能であり、低次信号ベクトル選択手段によって、前記座標軸設定手段で設定された複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択することが可能である。
【００１５】
また、評価用データ生成手段によって、前記信号データ記憶手段に記憶された、前記低次信号ベクトル選択手段で選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成に用いた信号データに基づき、前記評価用データを生成することが可能である。
低次信号ベクトル空間においては、重心から離れれば離れるほど低次信号ベクトルの存在する密度が低くなる傾向にあり、且つ密度の低いところ（分布の外側周辺およびその近傍）にある低次信号ベクトルに対応した信号データは、類似した他の信号データが少ないことを意味しており、例えば、全データを用いて生成した不特定対象に対するパターンモデルに対して低い認識確率を生じさせるユニークな特性を持つ傾向にある。一方、重心に近づけば近づくほど低次信号ベクトルの存在する密度が高くなる傾向にあり、且つ密度の高いところにあるベクトルに対応した信号データは、類似した他の信号データが多いことを意味しており、例えば、全データを用いて生成した不特定対象に対するパターンモデルに対して比較的良好な認識確率を生じさせるという特性を持つ傾向にある。
【００１６】
このことから、低次信号ベクトル空間に対して、全低次信号ベクトルの重心でそれぞれ例えば、均等に交差する複数本の座標軸を設定することで、各座標軸上及びその近傍に位置する低次ベクトルは、他に類似しているものが多いものからユニークな特性のものまで段階的に複数の特性を有した信号データにそれぞれ対応することになる。また、複数本の座標軸を設定することで、より広範囲に様々な特性を有する信号データの存在領域をカバーすることができる。例えば、重心から複数方向へ放射角の角度方向に満遍なく放射状に伸びるように複数本の座標軸を設定することで、様々な特性を有する低次信号ベクトルを広範囲にかつ偏り無く一様にカバーできる。
【００１７】
従って、各座標軸上及びその近傍に位置する低次信号ベクトルを選択することで、大規模な信号データの集合から、様々な特性を有する認識対象（評価基準）の信号データを効率よく広範囲にかつ偏り無く一様に選択することができ、このような信号データからパターン認識手段の性能評価用の評価用データを生成することで、低次信号ベクトル空間の全低次信号ベクトルに対応する信号データを用いた場合と比較して、非常に少ない数の評価用データで、様々な特性を有する認識対象（評価基準）に対するパターン認識手段の認識性能を評価することができる。つまり、パターン認識手段の認識性能を評価するのに適した評価用データを効率よく広範囲にかつ偏り無く一様に生成することができるという効果が得られる。
【００１８】
ここで、パターン認識手段とは、例えば、所定データが音声データである場合に、この音声データに対してマッチングを行う信号パターンをモデル化したパターンモデルを有し、このパターンモデルを用いて、入力された音声データのパターンマッチングを行い音声パターンの種類を認識する手段である。またパターン認識手段は、汎用のＰＣ等において専用のプログラムを実行させてパターン認識を行う構成のもの、専用のＩＣ等のハードウェアの駆動によってパターン認識を行う構成のもの、ハードウェアとソフトウェアとが混在して動作することでパターン認識を行う構成のもの等様々な構成により実現することが可能である。
【００１９】
また、パターンモデルとは、例えば、所定データが音声データである場合に、この音声データに対してマッチングを行う信号パターンをモデル化したものであり、ＨＭＭやニューラルネットワーク等の統計モデルや特徴パラメータの時系列を用いて表現されるものである。
また、信号データとしては、例えば、人間の音声などの音響データや野鳥、昆虫、蛙、蝙蝠、動物などの野生生物の鳴声データ、画像データ、赤外線センサデータ、加速度センサデータ、方位角センサデータ、圧力センサデータ、圧電素子や振動計などの振動センサデータおよびその他の全てのセンサデータ、リチウムイオン２次電池や燃料電池などの電池の充電状況に関する物理的データ、心電図、筋電図、血圧、体重などの生体信号データ、遺伝子解析用のマイクロアレイデータ、気温、湿度、気圧などの気象データ、酸素濃度、窒素酸化物濃度などの環境データ、株価、物価などの経済動向データなどの時系列データ等がある。
【００２０】
また、パターンモデルを４次元以上の高次元の要素を含むモデルとしたが、これは、例えば、音声認識等のパターン認識において、少なくとも、４次元以上の特徴パラメータを利用しないと、高い認識性能が得られないためであり、また、音声認識においては、実用上有効な認識性能を実現可能な高次信号パターンモデルの次元未満の次元の特徴パラメータが現在のところ発見されていないためである。
【００２１】
また、複数対象に係る信号データとは、例えば、複数対象から測定できるデータそのもの、当該データから抽出した特徴量、当該特徴量に基づき生成したパターンモデルなどと、それらの内容を記述したテキストファイルとの組などを指す。例えば、複数の話者の発声した音声のデータ、当該音声データから抽出した特徴量、当該特徴量に基づき生成したパターンモデルなどと、それらの発声内容を記述したテキストファイルとの組などである。
【００２２】
また、高次信号パターンモデル相互間の類似関係とは、特定対象の信号データまたはノイズデータから生成されるパターンモデル間の類似度を示すもので、例えば、ユークリッド距離や、類似度を測る距離を二つのベクトルの内積とし、二つのベクトルの成す角を類似度として評価するマハラノビスの汎距離などがある。 なお、本発明においては、距離として、他に、バタチャリヤ（Bhattacharyya）距離、平方ユークリッド距離、コサイン距離、ピアソンの相関、チェビシェフ、都市ブロック距離（あるいはマンハッタン距離）、ミンコウスキー和、カルバック情報量、ベイズ距離、チェルノフ距離、ＨＭＭによって構成されたパターンモデルの正規分布の平均ベクトルに基づくユークリッド距離、ＨＭＭによって構成されたパターンモデルの正規分布の標準偏差により正規化された当該パターンモデルの正規分布の平均ベクトルに基づくユークリッド距離、ＨＭＭによって構成されたパターンモデルの正規分布に基づくバタチャリア距離などがある。つまり、高次パターンモデル相互間の類似度を示すものであれば何でも良い。
【００２３】
また、４次元以上の高次元のデータ空間を、各パターンモデル間の距離関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次元のデータ空間に写像する処理は、例えば、パターンモデル相互間の距離が小さい２つのパターンモデルは互いに近くに、パターンモデル相互間の距離が大きい２つのパターンモデルは互いに遠くに位置するように全てのパターンモデルを低次元空間（例えば、２次元空間、３次元空間）に写像する処理となる。
【００２４】
例えば、パターンモデル間の距離としてユークリッド距離を用いた場合、写像された低次元空間において、ユークリッド距離が近いパターンモデルは遠いものよりもパターンモデル相互が類似していることを意味していると考えられる。
また、高次のパターンモデルを、これより低次のベクトルに変換する公知の手法としては、Ｓａｍｍｏｎ法（J. W. Sammon,"A nonlinear mapping for data structure ana1ysis,"IEEE Trans.Computers,vol.C-18,no.5,pp.401-409,May 1969.参照）、判別分析法（R. A. Fisher, "The use of multiple measurements in taxonomic Problems,"Ann.Eugenics,vol.7,no.PartII,pp.179-188,1936.参照）、Ａｌａｄｊａｍ法（M.A1adjem,"Multiclass discriminant mappings,"Signa1 Process.,vol.35,pp.1-18,1994.参照）、ニューラルネットワークによる手法（J.Mao et a1.,"Artificial neural networks for feature extraction and mu1tivariate data projection,"IEEE Trans.Neura1 Networks,vol.6,no.2,pp.296-317,1995.参照）、グラフを利用した手法（Y.Mori et al.,"Comparison of 1ow-dimensional mapping techniques based on discriminatory information,"Proc.2nd International ICSC Symposium on Advances in Intelligent Data Analysis(AIDA'2001）,CD-ROM Paper-no.1724-166,Bangor,United Kingdom,2001.参照）、写像追跡法（J.H.Freidman et al.,"A projection pursuit algorithm for exp1oratory data ana1ysis,"IEEE Trans.Comput.,vol.C-23,no.9,pp.881-889,1974.参照）、ＳＯＭ法（T.Kohonen,"Self-Organizing Maps,"Springer Series in Information Sciences,vol.30,Berlin,1995.参照）等があるが、Ｓａｍｍｏｎ法が好適である。
【００２５】
高次のパターンモデルを、これより低次のベクトルに変換する手法として、Ｓａｍｍｏｎ法を用いることにより得られる低次信号ベクトル空間は、それぞれが異なる特徴を表現している無数の座標軸が重心で放射状に交差した構造を有する特徴があり、それらの座標軸に沿って、特徴が順次変化する高次のパターンモデルが連続的に整列する傾向がある。
また、複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルとは、各座標軸上に位置する低次信号ベクトル及び各座標軸の近傍（座標軸から所定距離以内）に位置する低次信号ベクトルの両方を含み、低次信号ベクトル選択手段は、これらのうち少なくとも一方を選択する。
【００２６】
更に、請求項２に係る発明は、請求項１記載の評価用データ生成装置において、
前記低次信号ベクトル空間を複数の領域に区分する領域区分手段を備え、
前記低次信号ベクトル選択手段は、前記領域区分手段で区分した各領域の区分境界と、前記複数本の座標軸との交差位置の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択することを特徴としている。
【００２７】
このような構成であれば、領域区分手段によって、前記低次信号ベクトル空間を複数の領域に区分することが可能であり、前記低次信号ベクトル選択手段は、前記領域区分手段で区分した各領域の区分境界と、前記複数本の座標軸との交差位置の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択することが可能である。
従って、領域の区分の仕方を工夫することで、座標軸に沿って段階的に特性が変化する信号データに対応する低次信号ベクトルのうち、各特性の代表となる低次信号ベクトルを選択することができるので、評価基準となる認識対象の数（評価用データの生成数）をより少なくすることができる。これにより、パターン認識手段の認識性能を適切に評価することができる評価用データをより効率よく広範囲にかつ偏り無く一様に生成することができるという効果が得られる。
【００２８】
ここで、複数本の座標軸との交差位置の近傍に位置する低次信号ベクトルとは、交差位置にある低次信号ベクトル及び交差位置の近傍（交差位置から所定距離以内）にある低次信号ベクトルの両方を含み、低次信号ベクトル選択手段は、これらのうち、交差位置にある低次信号ベクトルのみを選択するか、または交差位置に低次信号ベクトルがある場合はその低次信号ベクトルを選択し、交差位置に低次信号ベクトルがない場合は、交差位置に最も近い低次信号ベクトル若しくは交差位置から所定距離以内にある低次信号ベクトルを選択する。
【００２９】
更に、請求項３に係る発明は、請求項２記載の評価用データ生成装置において、
前記低次信号ベクトル空間は２次元、３次元、４次元及び５次元のいずれか１の次元のデータ空間であり、
前記領域区分手段は、前記低次信号ベクトル空間を構成する複数の低次信号ベクトルを、全低次信号ベクトルの重心を中心とし且つ前記重心と当該重心から最も離れた位置の低次信号ベクトルとの距離を半径とした１つの外円または外球と、前記重心を中心とし且つ前記外円または外球よりも小さな半径のｎ個の内円または内球（ｎは１以上の整数）とにより区分し、
前記低次信号ベクトル選択手段は、前記外円および内円または外球および内球からなる複数の同心円同士または同心球同士の各曲線間または各曲面間に形成される環状または球面状の領域の各区分境界と、前記複数本の座標軸との交差位置の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択することを特徴としている。
【００３０】
このような構成であれば、前記領域区分手段は、前記低次信号ベクトル空間を構成する複数の低次信号ベクトルを、全低次信号ベクトルの重心を中心とし且つ前記重心と当該重心から最も離れた位置の低次信号ベクトルとの距離を半径とした１つの外円または外球と、前記重心を中心とし且つ前記外円または外球よりも小さな半径のｎ個の内円または内球（ｎは１以上の整数）とにより区分することが可能であり、前記低次信号ベクトル選択手段は、前記外円および内円または外球および内球からなる複数の同心円同士または同心球同士の各曲線間または各曲面間に形成される環状または球面状の領域の各区分境界と、前記複数本の座標軸との交差位置の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択することが可能である。
【００３１】
つまり、前述したように低次信号ベクトル（信号データ）の特性は、重心からの距離に応じて段階的に変化するので、２次元、３次元、４次元及び５次元のいずれか１の次元のの低次信号ベクトル空間を重心を中心とし、最も離れた位置の低次信号ベクトルとの距離を半径とした外円または外球と、当該外円または外球よりも小さな半径の複数の内円によって区分し、これらの区分境界と、各座標軸との交差位置及びその近傍の低次信号ベクトルを選択することで、段階的に特性が変化していく低次信号ベクトルのうち、各特性の代表となる低次信号ベクトルを選択することが可能となる。従って、評価基準となる認識対象の数（評価用データの生成数）をより少なくすることができるので、パターン認識手段の認識性能を適切に評価することができる評価用データをより効率よく広範囲にかつ偏り無く一様に生成することができるという効果が得られる。
【００３２】
更に、請求項４に係る発明は、請求項３記載の評価用データ生成装置において、
前記座標軸設定手段は、各隣り合う２つの前記座標軸が前記重心を頂点として形成する角度がそれぞれ等角度となるように前記複数本の座標軸を設定することを特徴としている。
このような構成であれば、複数本の座標軸を低次信号ベクトル空間に対して満遍なく設定することが可能となるので、より無駄なく様々な特性を有する認識対象の評価用データを生成することが可能となる。従って、パターン認識手段の認識性能を適切に評価することができる評価用データをより効率よく広範囲にかつ偏り無く一様に生成することができるという効果が得られる。
【００３３】
更に、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の評価用データ生成装置において、
認識対象に係る属性情報を取得する属性情報取得手段と、
前記属性情報取得手段で取得した属性情報に基づき、前記低次信号ベクトル空間における前記属性情報に対応する低次信号ベクトルを選択する属性対応低次信号ベクトル選択手段と、
前記属性対応低次信号ベクトル選択手段で選択した低次信号ベクトルの、前記低次信号ベクトル空間における分布の最外縁に位置する複数の低次信号ベクトルの座標点を結線して評価領域を生成する第１評価領域生成手段と、
前記第１評価領域生成手段で生成された評価領域内に含まれる低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像して、前記低次信号ベクトル空間を再構成する第１低次信号ベクトル空間再構成手段と、を備えることを特徴としている。
【００３４】
このような構成であれば、属性情報取得手段によって、認識対象に係る属性情報を取得することが可能であり、属性対応低次信号ベクトル選択手段によって、前記属性情報取得手段で取得した属性情報に基づき、前記低次信号ベクトル空間における前記属性情報に対応する低次信号ベクトルを選択することが可能であり、第１評価領域生成手段によって、前記属性対応低次信号ベクトル選択手段で選択した低次信号ベクトルの、前記低次信号ベクトル空間における分布の最外縁に位置する複数の低次信号ベクトルの座標点を結線して評価領域を生成することが可能であり、第１低次信号ベクトル空間再構成手段によって、前記第１評価領域生成手段で生成された評価領域内に含まれる低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像して、前記低次信号ベクトル空間を再構成することが可能である。
【００３５】
つまり、前記座標軸設定手段は、前記第１低次信号ベクトル空間再構成手段によって再構成された低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心でそれぞれ例えば、均等に交差する複数本の座標軸を設定することが可能であり、前記低次信号ベクトル選択手段によって、前記座標軸設定手段で設定された複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択することが可能であり、前記評価用データ生成手段によって、前記信号データ記憶手段に記憶された、前記低次信号ベクトル選択手段で選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成に用いた信号データに基づき、前記評価用データを生成することが可能である。
【００３６】
従って、低次信号ベクトル空間における、認識対象に係る属性に対応する低次信号ベクトルの分布の最外縁に位置する低次信号ベクトル同士を結線して第１領域を生成することで、低次信号ベクトル空間を構成する低次信号ベクトルを、認識対象に係る属性に対応する（関係が比較的深い）低次信号ベクトルが存在する領域に絞り込み、更に、第１領域内に含まれる全低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルを用いて低次信号ベクトル空間を再構成するようにしたので、この再構成した低次信号ベクトル空間から選択した低次信号ベクトルに対応する信号データを用いて評価用データを生成することで、認識対象の属性に特化した評価用データを生成することができる。つまり、認識対象の属性に関与する認識対象に対するパターン認識手段の認識性能を個別に評価することができる評価用データを効率よく広範囲にかつ偏り無く一様に生成することができるという効果が得られる。
【００３７】
ここで、認識対象に係る属性情報とは、例えば、所定の信号データが音声データである場合は、話者の年齢、性別などの認識対象の特徴的な情報となる。
また、低次信号ベクトル空間を再構成するとは、低次信号ベクトル空間記憶手段に記憶された低次信号ベクトル空間に含まれるデータの一部（認識対象に係る属性に関与するデータ）を用いて、新たな低次信号ベクトル空間を生成することである。
【００３８】
更に、請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の評価用データ生成装置において、
新規認識対象に係る信号データを取得する信号データ取得手段と、
前記信号データ取得手段で取得した信号データに基づき新規の高次信号パターンモデルを生成する高次信号パターンモデル生成手段と、
前記高次信号パターンモデル生成手段で生成された高次信号パターンモデルに対応する新規の低次信号ベクトルを前記低次信号ベクトル空間に追加して、評価領域同定用の低次信号ベクトル空間を生成する評価領域同定用低次信号ベクトル空間生成手段と、
前記生成した評価領域同定用の低次信号ベクトル空間における前記新規の低次信号ベクトルの分布の最外縁に位置する各低次信号ベクトルの座標点を結線して第２評価領域を生成する第２評価領域生成手段と、
前記第２評価領域生成手段で生成された第２評価領域内に含まれる、前記新規の低次信号ベクトルを含む全ての低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像して、前記低次信号ベクトル空間を再構成する第２低次信号ベクトル空間再構成手段と、を備えることを特徴としている。
【００３９】
このような構成であれば、信号データ取得手段によって、新規認識対象に係る信号データを取得することが可能であり、高次信号パターンモデル生成手段によって、前記信号データ取得手段で取得した信号データに基づき新規の高次信号パターンモデルを生成することが可能であり、評価領域同定用低次信号ベクトル空間生成手段によって、前記高次信号パターンモデル生成手段で生成された高次信号パターンモデルに対応する新規の低次信号ベクトルを前記低次信号ベクトル空間に追加して、評価領域同定用の低次信号ベクトル空間を生成することが可能であり、第２評価領域生成手段によって、前記生成した評価領域同定用の低次信号ベクトル空間における前記新規の低次信号ベクトルの分布の最外縁に位置する各低次信号ベクトルの座標点を結線して第２評価領域を生成することが可能であり、第２低次信号ベクトル空間再構成手段によって、前記第２評価領域生成手段で生成された第２評価領域内に含まれる、前記新規の低次信号ベクトルを含む全ての低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像して、前記低次信号ベクトル空間を再構成することが可能である。
【００４０】
つまり、前記座標軸設定手段は、前記第２低次信号ベクトル空間再構成手段によって再構成された低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心でそれぞれ例えば、均等に交差する複数本の座標軸を設定することが可能であり、前記低次信号ベクトル選択手段によって、前記座標軸設定手段で設定された複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択することが可能であり、前記評価用データ生成手段によって、前記信号データ記憶手段に記憶された、前記低次信号ベクトル選択手段で選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成に用いた信号データに基づき、前記評価用データを生成することが可能である。
【００４１】
従って、低次信号ベクトル空間に対して、新規認識対象の信号データに基づき構成された高次信号パターンモデルに対応する低次信号ベクトルを追加することが可能であり、この低次信号ベクトル空間における新規の低次信号ベクトルの分布の最外縁に位置する低次信号ベクトルの座標点同士を結線して第２領域を生成し、この第２領域に含まれる全低次信号ベクトル（新規の低次信号ベクトルを含む）に対応する高次信号パターンモデルを用いて低次信号ベクトル空間を再構成することが可能であるので、この再構成した低次信号ベクトル空間を用いて評価用データを生成することで、新規認識対象の属性に特化した評価用データを生成することができる。つまり、新規認識対象の属性に関与する認識対象に対するパターン認識手段の認識性能を個別に評価することができる評価用データを効率よく広範囲にかつ偏り無く一様に生成することができるという効果が得られる。
【００４２】
ここで、低次信号ベクトル空間を再構成するとは、低次信号ベクトル空間記憶手段に記憶された低次信号ベクトル空間に含まれるデータの一部（新規認識対象の属性に関与するデータ）を用いて、新たな低次信号ベクトル空間を生成することである。
更に、請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の評価用データ生成装置において、
前記評価用データ生成手段は、前記信号データ記憶手段に記憶された各信号データを構成する部分信号系列を各評価用パターンに合った組み合わせで接続することによって、前記評価用データを生成することを特徴としている。
【００４３】
このような構成であれば、信号データ記憶手段に記憶されている多数の信号データを構成する複数種類の信号部分系列を組合せて接続することによって、様々な種類の評価用データを生成することが可能である。例えば、信号データが音声データであれば、生の音声信号データの複数種類の部分信号系列を接続して、様々な語彙に対応した評価用データを生成することができる。つまり、部分信号系列を組み合わせて評価用データを生成するので、予め各種データ（例えば、各種語彙に対応する音声データ）を新たに収集することなく任意の評価用データを生成することができる。
【００４４】
更に、請求項８に係る発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の評価用データ生成装置において、
前記評価用データ生成手段は、前記信号データ記憶手段に記憶された各信号データに基づき算出された特徴パラメータを構成する部分系列を各評価用パターンに合った組み合わせで接続することによって、前記評価用データを生成することを特徴としている。
【００４５】
このような構成であれば、信号データ記憶手段に記憶されている多数の信号データから算出される多数の特徴パラメータを構成する部分系列を組み合わせて接続することによって、様々な種類の評価用データを生成することが可能である。例えば、信号データが音声データであれば、生の音声信号データから算出される特徴パラメータの複数種類の部分系列を接続して、様々な語彙に対応した評価用データを生成することができる。つまり、部分系列を組み合わせて評価用データを生成するので、予め各種データ（例えば、各種語彙に対応する音声データ）を新たに収集することなく任意の評価用データを生成することができる。
【００４６】
更に、請求項９に係る発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の評価用データ生成装置において、
前記高次信号パターンモデルは、ＨＭＭ（Hidden Markov Model）によって構成されることを特徴としている。
このような構成であれば、前記高次信号パターンモデルは、ＨＭＭ（Hidden Markov Model）によって構成され、時間的概念を伴う信号データに対して適切なパターンモデルとなる。
【００４７】
ここで、ＨＭＭは時系列信号のパターンモデルであり、複数の定常信号源の間を遷移することで、非定常な時系列信号をモデル化することが可能である。例えば、音声は話すスピードによりその時間的長さが変わり、発話内容により、周波数上で特徴的な形状（スペクトル包絡という）を示すが、その形状は発声する人、環境、内容等に依存し、揺らぎが生じる。ＨＭＭはそのような揺らぎを吸収することができる統計的モデルである。ＨＭＭは、どのような単位で定義されても良く（例えば単語や音素）、各ＨＭＭ（ここで「各」というのは例えば単語であれば複数の単語が存在し、音素においても複数の音素が存在するため。）は、複数の状態からなり、各状態は統計的に学習された、状態遷移確率と出力確率（正規分布、混合正規分布等の確率分布）とで構成されている。遷移確率は音声の時間伸縮の揺らぎを、出力確率はスペクトルの揺らぎを吸収する。
【００４８】
一方、上記目的を達成するために、請求項１０記載の認識性能分布情報生成装置は、
所定パターンデータのパターン認識を行うパターン認識手段の認識性能を評価するための認識性能の分布情報を出力する認識性能分布情報生成装置であって、
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の評価用データ生成装置と、
前記評価用データ生成装置で生成された評価用データを、当該評価用データの属性に対応するパターン認識手段に入力する評価用データ入力手段と、
前記パターン認識手段の前記評価用データに対する認識結果を取得する認識結果取得手段と、
前記認識結果取得手段で取得した認識結果に基づき、認識対象毎の認識性能を示す認識性能値を算出する認識性能値算出手段と、
前記認識性能値算出手段の算出結果に基づき、前記認識性能値の分布を示す認識性能分布情報を生成する認識性能分布情報生成手段と、を備えることを特徴としている。
【００４９】
このような構成であれば、評価用データ入力手段によって、前記評価用データ生成装置で生成された評価用データを、当該評価用データの属性に対応するパターン認識手段に入力することが可能であり、認識結果取得手段によって、前記パターン認識手段の前記評価用データに対する認識結果を取得することが可能であり、認識性能値算出手段によって、前記認識結果取得手段で取得した認識結果に基づき、認識対象毎の認識性能を示す認識性能値を算出することが可能であり、認識性能分布情報生成手段によって、前記認識性能値算出手段の算出結果に基づき、前記認識性能値の分布を示す認識性能分布情報を生成することが可能である。
【００５０】
従って、例えば、大規模な信号データの集合から、様々な特性を有する認識対象の信号データを効率良く選択し、且つ当該選択した信号データから生成された評価用データに対するパターン認識手段の認識結果から算出される認識性能値の分布を示す情報を生成するようにしたので、様々な特性を有する評価用データに対するパターン認識手段の認識性能分布情報を低コストで得ることができるという効果が得られる。
【００５１】
ここで、認識性能値とは、認識結果の認識の正誤に基づき算出可能な、正しい認識結果となった割合を示す認識率などがある。
更に、請求項１１に係る発明は、請求項１０記載の認識性能分布情報生成装置において、
前記認識性能分布情報生成手段は、前記認識性能分布情報として、前記複数の認識対象の認識性能値を座標空間上に降順または昇順に並べると共に、当該並べられた認識性能値に対して近似曲線または近似直線を引くことで前記認識性能値の分布を示すグラフを生成することを特徴としている。
【００５２】
このような構成であれば、前記認識性能分布情報生成手段は、前記認識性能分布情報として、前記複数の認識対象の認識性能値を座標空間上に降順または昇順に、例えば等間隔に並べると共に、当該並べられた認識性能値に対して近似曲線または近似直線を引くことで前記認識性能値の分布を示すグラフを生成することが可能である。
従って、性能評価値の分布を近似曲線または近似直線によって近似することで、様々な特性を有する認識対象に対する認識性能値の連続的な変化（変化特性）を推定することができると共に、例えば、このような認識性能分布情報を出力（表示、プリントアウト等）することで、様々な特性を有する認識対象に対する認識性能値の連続的な変化を視覚的に簡易に把握することができるという効果が得られる。
【００５３】
一方、上記目的を達成するために、請求項１２記載の認識性能分布情報生成システムは、
所定パターンデータのパターン認識を行うパターン認識手段の認識性能を評価するための認識性能の分布情報を出力する認識性能分布情報生成システムであって、
前記パターン認識の仕様に関する仕様情報を取得する仕様情報取得手段と、
予め取得された、複数対象に係る複数の信号データを記憶する信号データ記憶手段と、
前記仕様情報に基づき、前記信号データ記憶手段に記憶された信号データから、前記パターン認識手段の認識性能評価用の評価用データの生成処理に用いる信号データを選択する信号データ選択手段と、
前記信号データ選択手段で選択した信号データに基づき、４次元以上の高次元の要素からなる高次信号パターンモデルを生成する高次信号パターンモデル生成手段と、
前記高次信号パターンモデル生成手段で生成した複数の前記高次信号パターンモデルから構成されるデータ空間の代替として、当該データ空間における各高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像してなる低次信号ベクトル空間を生成する低次信号ベクトル空間生成手段と、
前記低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心でそれぞれが交差する複数本の座標軸を設定する座標軸設定手段と、
前記座標軸設定手段で設定された複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択する低次信号ベクトル選択手段と、
前記信号データ記憶手段に記憶された、前記低次信号ベクトル選択手段で選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成に用いた信号データに基づき、前記評価用データを生成する評価用データ生成手段と、
前記評価用データ生成手段で生成された評価用データを、当該評価用データの属性に対応するパターン認識手段に入力する評価用データ入力手段と、
前記パターン認識手段の前記評価用データに対する認識結果を取得する認識結果取得手段と、
前記認識結果取得手段で取得した認識結果に基づき、認識対象毎の認識性能を示す認識性能値を算出する認識性能値算出手段と、
前記認識性能値算出手段の算出結果に基づき、前記認識性能値の分布を示す認識性能分布情報を生成する認識性能分布情報生成手段と、
前記認識性能分布情報生成手段で生成された認識性能分布情報を出力する認識性能分布情報出力手段と、を備えることを特徴としている。
【００５４】
このような構成であれば、仕様情報取得手段によって、前記パターン認識の仕様に関する仕様情報を取得することが可能であり、信号データ記憶手段によって、予め取得された、複数対象に係る複数の信号データを記憶することが可能であり、信号データ選択手段によって、前記仕様情報に基づき、前記信号データ記憶手段に記憶された信号データから、前記パターン認識手段の認識性能評価用の評価用データの生成処理に用いる信号データを選択することが可能であり、高次信号パターンモデル生成手段によって、前記信号データ選択手段で選択した信号データに基づき、４次元以上の高次元の要素からなる高次信号パターンモデルを生成することが可能であり、低次信号ベクトル空間生成手段によって、前記高次信号パターンモデル生成手段で生成した複数の前記高次信号パターンモデルから構成されるデータ空間の代替として、当該データ空間における各高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像してなる低次信号ベクトル空間を生成することが可能であり、座標軸設定手段によって、前記低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心でそれぞれが例えば、均等に交差する複数本の座標軸を設定することが可能であり、低次信号ベクトル選択手段によって、前記座標軸設定手段で設定された複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択することが可能であり、評価用データ生成手段によって、前記信号データ記憶手段に記憶された、前記低次信号ベクトル選択手段で選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成に用いた信号データに基づき、前記評価用データを生成することが可能である。
【００５５】
また、評価用データ入力手段によって、前記評価用データ生成手段で生成された評価用データを、当該評価用データの属性に対応するパターン認識手段に入力することが可能であり、認識結果取得手段によって、前記パターン認識手段の前記評価用データに対する認識結果を取得することが可能であり、認識性能値算出手段によって、前記認識結果取得手段で取得した認識結果に基づき、認識対象毎の認識性能を示す認識性能値を算出することが可能であり、認識性能分布情報生成手段によって、前記認識性能値算出手段の算出結果に基づき、前記認識性能値の分布を示す認識性能分布情報を生成することが可能であり、認識性能分布情報出力手段によって、前記認識性能分布情報生成手段で生成された認識性能分布情報を出力することが可能である。
【００５６】
従って、パターン認識手段の仕様情報に基づき、当該パターン認識手段の仕様に応じた信号データを信号データ記憶手段から取得し、当該取得した信号データから高次信号パターンモデルを生成し、且つ当該高次信号パターンモデルを射影して低次信号ベクトル空間を生成することができる。そして、この低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心でそれぞれが例えば、均等に交差する複数本の座標軸を設定し、この設定した座標軸上及びその近傍に位置する低次信号ベクトルを選択し、当該選択した低次信号ベクトルに対応する信号データから評価用データを生成するようにしたので、前記パターン認識手段を評価するのに適切な様々な特性を有する評価用データを効率良く生成することができる。更に、当該生成した評価用データを当該パターン認識手段に入力し、その認識結果を取得して認識性能値を算出し、当該算出結果に基づき認識性能値の分布を示す認識性能分布情報を生成して、これを出力するようにしたので、様々な特性を有する評価用データに対するパターン認識手段の認識性能分布情報を低コストで得ることができると共に、認識性能値の分布を視覚的に簡易に把握することができるという効果が得られる。
【００５７】
ここで、仕様情報とは、パターン認識手段が、例えば、音声認識手段である場合に、音声認識語彙に関する情報、パターン認識アプリケーション機器の動作環境に関する情報、パターン認識アプリケーション機器のユーザー層に関する情報などが含まれる。また、これらの仕様情報から、音声の認識性能分布の予測に有効な情報を抽出することができる。例えば、音声の言語種別、語彙サイズ、受理すべき発話文法、パターン認識アプリケーション機器の動作環境の雑音種別やＳＮＲ(Signal-to-Noise Ratio)、残響のパターンや残響時間、パターン認識アプリケーション機器のユーザーの出身地や年齢などの情報を抽出することができる。
【００５８】
また、本システムは、単一の装置、端末その他の機器として実現するようにしてもよいし、複数の装置、端末その他の機器を通信可能に接続したネットワークシステムとして実現するようにしてもよい。後者の場合、各構成要素は、それぞれ通信可能に接続されていれば、複数の機器等のうちいずれに属していてもよい。
一方、上記目的を達成するために、請求項１３記載の評価用データ生成プログラムは、
パターン認識における認識性能を評価するための評価用データを生成する評価用データ生成プログラムであって、
複数対象に係る複数の信号データに基づき生成された４次元以上の高次元の要素からなる複数の高次信号パターンモデルから構成されるデータ空間の代替として、当該データ空間における各高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像してなる低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心を原点とした複数本の座標軸を設定する座標軸設定ステップと、
前記座標軸設定手段で設定された複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択する低次信号ベクトル選択ステップと、
前記低次信号ベクトル選択ステップで選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成に用いた信号データに基づき、前記評価用データを生成する評価用データ生成ステップとからなる処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを含むことを特徴としている。
【００５９】
このような構成であれば、コンピュータによってプログラムが読み取られ、読み取られたプログラムに従ってコンピュータが処理を実行すると、請求項１記載の評価用データ生成装置と同等の作用および効果が得られる。
また、上記目的を達成するために、請求項１４記載の評価用データ生成方法は、
パターン認識における認識性能を評価するための評価用データを生成する評価用データ生成方法であって、
複数対象に係る複数の信号データに基づき生成された４次元以上の高次元の要素からなる複数の高次信号パターンモデルから構成されるデータ空間の代替として、当該データ空間における各高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像してなる低次信号ベクトル空間を低次信号ベクトル空間記憶手段に記憶する低次信号ベクトル空間記憶ステップと、
前記低次信号ベクトル空間記憶手段に記憶された前記低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心でそれぞれ交差する複数本の座標軸を設定する座標軸設定ステップと、
前記座標軸設定ステップで設定された複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択する低次信号ベクトル選択ステップと、
前記低次信号ベクトル選択ステップで選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成に用いた信号データに基づき、前記評価用データを生成する評価用データ生成ステップと、を含むことを特徴としている。
【００６０】
これにより、請求項１記載の評価用データ生成装置と同等の効果が得られる。
一方、上記目的を達成するために、請求項１５記載の認識性能分布情報生成プログラムは、
所定パターンデータのパターン認識を行うパターン認識手段の認識性能を評価するための認識性能の分布情報を出力する認識性能分布情報生成プログラムであって、
複数対象に係る複数の信号データに基づき生成された４次元以上の高次元の要素からなる複数の高次信号パターンモデルから構成されるデータ空間の代替として、当該データ空間における各高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像してなる低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心を原点とした複数本の座標軸を設定する座標軸設定ステップと、
前記座標軸設定手段で設定された複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択する低次信号ベクトル選択ステップと、
前記低次信号ベクトル選択ステップで選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成に用いた信号データに基づき、パターン認識における認識性能を評価するための評価用データを生成する評価用データ生成ステップと、
前記評価用データ生成ステップで生成された評価用データを、当該評価用データの属性に対応するパターン認識手段に入力する評価用データ入力ステップと、
前記パターン認識手段の前記評価用データに対する認識結果を取得する認識結果取得ステップと、
前記認識結果取得ステップで取得した認識結果に基づき、認識対象毎の認識性能を示す認識性能値を算出する認識性能値算出ステップと、
前記認識性能値算出ステップの算出結果に基づき、前記認識性能値の分布を示す認識性能分布情報を生成する認識性能分布情報生成ステップとからなる処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを含むことを特徴としている。
【００６１】
このような構成であれば、コンピュータによってプログラムが読み取られ、読み取られたプログラムに従ってコンピュータが処理を実行すると、請求項１０記載の認識性能分布情報生成装置と同等の作用および効果が得られる。
また、上記目的を達成するために、請求項１６記載の認識性能分布情報生成方法は、
所定パターンデータのパターン認識を行うパターン認識手段の認識性能を評価するための認識性能の分布情報を出力する認識性能分布情報生成方法であって、
複数対象に係る複数の信号データに基づき生成された４次元以上の高次元の要素からなる複数の高次信号パターンモデルから構成されるデータ空間の代替として、当該データ空間における各高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像してなる低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心を原点とした複数本の座標軸を設定する座標軸設定ステップと、
前記座標軸設定手段で設定された複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択する低次信号ベクトル選択ステップと、
前記低次信号ベクトル選択ステップで選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成に用いた信号データに基づき、パターン認識における認識性能を評価するための評価用データを生成する評価用データ生成ステップと、
前記評価用データ生成ステップで生成された評価用データを、当該評価用データの属性に対応するパターン認識手段に入力する評価用データ入力ステップと、
前記パターン認識手段の前記評価用データに対する認識結果を取得する認識結果取得ステップと、
前記認識結果取得ステップで取得した認識結果に基づき、認識対象毎の認識性能を示す認識性能値を算出する認識性能値算出ステップと、
前記認識性能値算出ステップの算出結果に基づき、前記認識性能値の分布を示す認識性能分布情報を生成する認識性能分布情報生成ステップと、を含むことを特徴としている。
【００６２】
これにより、請求項１０記載の認識性能分布情報生成装置と同等の効果が得られる。
一方、上記目的を達成するために、請求項１７記載の認識性能分布情報生成プログラムは、
所定パターンデータのパターン認識を行うパターン認識手段の認識性能を評価するための認識性能の分布情報を出力する認識性能分布情報生成プログラムであって、
前記パターン認識の仕様に関する仕様情報を取得する仕様情報取得ステップと、
前記仕様情報に基づき、信号データ記憶手段に記憶された複数対象に係る複数の信号データから、前記パターン認識手段の認識性能評価用の評価用データの生成処理に用いる信号データを選択する信号データ選択ステップと、
前記信号データ選択ステップで選択した信号データに基づき、４次元以上の高次元の要素からなる高次信号パターンモデルを生成する高次信号パターンモデル生成ステップと、
前記高次信号パターンモデル生成ステップで生成した複数の前記高次信号パターンモデルから構成されるデータ空間の代替として、当該データ空間における各高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像してなる低次信号ベクトル空間を生成する低次信号ベクトル空間生成ステップと、
前記低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心を原点とした複数本の座標軸を設定する座標軸設定ステップと、
前記座標軸設定手段で設定された複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択する低次信号ベクトル選択ステップと、
前記信号データ記憶手段に記憶された、前記低次信号ベクトル選択ステップで選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成に用いた信号データに基づき、前記評価用データを生成する評価用データ生成ステップと、
前記評価用データ生成ステップで生成された評価用データを、当該評価用データの属性に対応するパターン認識手段に入力する評価用データ入力ステップと、
前記パターン認識手段の前記評価用データに対する認識結果を取得する認識結果取得ステップと、
前記認識結果取得ステップで取得した認識結果に基づき、認識対象毎の認識性能を示す認識性能値を算出する認識性能値算出ステップと、
前記認識性能値算出ステップの算出結果に基づき、前記認識性能値の分布を示す認識性能分布情報を生成する認識性能分布情報生成ステップと、
前記認識性能分布情報生成ステップで生成された認識性能分布情報を出力する認識性能分布情報出力ステップとからなる処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを含むことを特徴としている。
【００６３】
このような構成であれば、コンピュータによってプログラムが読み取られ、読み取られたプログラムに従ってコンピュータが処理を実行すると、請求項１２記載の認識性能分布情報生成システムと同等の作用および効果が得られる。
また、上記目的を達成するために、請求項１８記載の認識性能分布情報生成方法は、
所定パターンデータのパターン認識を行うパターン認識手段の認識性能を評価するための認識性能の分布情報を出力する認識性能分布情報生成方法であって、
前記パターン認識の仕様に関する仕様情報を取得する仕様情報取得ステップと、
前記仕様情報に基づき、信号データ記憶手段に記憶された複数対象に係る複数の信号データから、前記パターン認識手段の認識性能評価用の評価用データの生成処理に用いる信号データを選択する信号データ選択ステップと、
前記信号データ選択ステップで選択した信号データに基づき、４次元以上の高次元の要素からなる高次信号パターンモデルを生成する高次信号パターンモデル生成ステップと、
前記高次信号パターンモデル生成ステップで生成した複数の前記高次信号パターンモデルから構成されるデータ空間の代替として、当該データ空間における各高次信号パターンモデルを、当該高次信号パターンモデル相互間の類似関係を近似した状態で高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次信号ベクトルから構成されるデータ空間に写像してなる低次信号ベクトル空間を生成する低次信号ベクトル空間生成ステップと、
前記低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心を原点とした複数本の座標軸を設定する座標軸設定ステップと、
前記座標軸設定手段で設定された複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択する低次信号ベクトル選択ステップと、
前記信号データ記憶手段に記憶された、前記低次信号ベクトル選択ステップで選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成に用いた信号データに基づき、前記評価用データを生成する評価用データ生成ステップと、
前記評価用データ生成ステップで生成された評価用データを、当該評価用データの属性に対応するパターン認識手段に入力する評価用データ入力ステップと、
前記パターン認識手段の前記評価用データに対する認識結果を取得する認識結果取得ステップと、
前記認識結果取得ステップで取得した認識結果に基づき、認識対象毎の認識性能を示す認識性能値を算出する認識性能値算出ステップと、
前記認識性能値算出ステップの算出結果に基づき、前記認識性能値の分布を示す認識性能分布情報を生成する認識性能分布情報生成ステップと、
前記認識性能分布情報生成ステップで生成された認識性能分布情報を出力する認識性能分布情報出力ステップと、を含むことを特徴としている。
【００６４】
これにより、請求項１２記載の認識性能分布情報生成システムと同等の効果が得られる。
【発明の効果】
【００６５】
以上説明したように、本発明に係る評価用データ生成装置、評価用データ生成プログラム及び評価用データ生成方法によれば、例えば、大規模な信号データの集合から、様々な特性を有する認識対象（評価基準）の信号データを効率よく広範囲にかつ偏り無く一様に選択することができ、このような信号データからパターン認識手段の性能評価用の評価用データを生成することで、低次信号ベクトル空間の全低次信号ベクトルに対応する信号データを用いた場合と比較して、非常に少ない数の評価用データで、様々な特性を有する認識対象の評価用データに対するパターン認識手段の認識性能を評価することができる。つまり、パターン認識手段の認識性能を評価するのに適した評価用データを効率よく広範囲にかつ偏り無く一様に生成することができるという効果が得られる。
【００６６】
また、本発明に係る認識性能分布情報生成装置、認識性能分布情報生成プログラム及び認識性能分布情報生成方法によれば、例えば、大規模な信号データの集合から、様々な特性を有する認識対象（評価基準）の信号データを効率よく広範囲にかつ偏り無く一様に選択し、且つ当該選択された信号データから生成された評価用データに対するパターン認識手段の認識結果から算出される認識性能値の分布を示す情報を生成するようにしたので、様々な特性を有する認識対象の評価用データに対するパターン認識手段の認識性能分布情報を低コストで得ることができるという効果が得られる。
【００６７】
また、本発明に係る認識性能分布情報生成システム、認識性能分布情報生成プログラム及び認識性能分布情報生成方法によれば、パターン認識手段を評価するのに適切な様々な特性を有する認識対象の評価用データを効率よく広範囲にかつ偏り無く一様に生成することができ、更に、様々な特性を有する認識対象の評価用データに対するパターン認識手段の認識性能分布情報を低コストで得ることができると共に、認識性能値の分布を視覚的に簡易に把握することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づき説明する。図１〜図１３は、本発明に係る評価用データ生成装置、評価用データ生成プログラム及び評価用データ生成方法、並びに認識性能分布情報生成装置、認識性能分布情報生成プログラム及び認識性能分布情報生成方法の実施形態を示す図である。
【００６９】
まず、本発明に係る認識性能分布情報生成装置１００の概略構成を図１に基づき説明する。図１は、本発明に係る認識性能分布情報生成装置１００の概略構成を示すブロック図である。
認識性能分布情報生成装置１００は、図１に示すように、評価用データ生成器１０と、認識性能分布情報生成器２０とを含んで構成される。
【００７０】
評価用データ生成器１０は、複数対象に係る信号データから生成される高次信号パターンモデルによって構成されるデータ空間を、低次の信号ベクトルによって構成されるデータ空間に写像してなる低次信号ベクトル空間を複数の領域に分割すると共に、当該分割された低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心においてそれぞれが例えば、均等に交差する複数本の座標軸を設定する。そして、これら設定された複数本の座標軸と各領域を区分する区分境界とが交差する位置及びその近傍に位置する低次信号ベクトルを選択する。更に、当該選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成に用いた信号データに基づき、各高次信号パターンモデルに対応するラベル（対象の種類や属性等を示す情報）毎の評価用データを生成する。
【００７１】
認識性能分布情報生成器２０は、評価用データ生成器１０で生成されたラベル毎の評価用データを取得し、当該取得した評価用データを、図１に示すパターン認識器３００に入力し、これら入力した評価用データに対するパターン認識結果を取得する。そして、当該取得した認識結果に基づき、ラベル毎の認識性能値を算出し、当該算出した認識性能値に基づき全ラベルの認識性能値の分布を示す認識性能分布情報を生成する。
【００７２】
更に、図２に基づき、評価用データ生成器１０の詳細な機能構成を説明する。ここで、図２は、評価用データ生成器１０の機能構成を示す図である。
評価用データ生成器１０は、図２に示すように、外部から入力される各種データを取得するデータ取得部１０ａと、当該評価用データ生成器１０を統括制御するデータ制御部１０ｂと、低次信号ベクトル空間（複数の低次信号ベクトルデータから構成されたデータ空間）を記憶する低次信号ベクトル空間記憶部１０ｃと、信号データ及びこれら信号データから生成された高次信号パターンモデルを記憶する信号データ記憶部１０ｄと、信号データに基づき高次信号パターンモデルを生成する高次信号パターンモデル生成部１０ｅと、高次信号パターンモデルに基づき低次信号ベクトル空間を生成する低次信号ベクトル空間生成部１０ｆとを含んで構成される。
【００７３】
データ取得部１０ａは、外部機器等を介して入力される、信号データ、または低次信号ベクトル空間データなどを含む評価用データの生成処理への移行を指示する指示データなどを取得し、当該取得した指示データをデータ制御部１０ｂに伝送する機能を有している。ここで、本実施形態において、信号データにはラベル情報が付加されており、当該信号データの属性（対象を識別する情報等）が解るようになっている。また、本実施形態において、低次信号ベクトル空間は、必ず、この低次信号ベクトル空間を生成したときの高次信号パターンモデル及び当該高次信号パターンモデルの生成時に使用した信号データもセットで入力されるようになっている。また、指示データは、評価用データ生成器１０に対して、評価用データの生成処理における生成モードの種類を指示するためのコマンドを含んでいる。本実施形態において、この生成モードには、以下の３つの種類がある。
【００７４】
生成モード１：新規に入力された低次信号ベクトル空間に対して、領域の区分及び座標軸の設定を行い、評価用データの生成を行う。従って、指示データには、生成モード１を指示するコマンド、新規の低次信号ベクトル空間データ、新規の高次信号パターンモデル及び新規の信号データが含まれる。
生成モード２：低次信号ベクトル空間記憶部１０ｃに記憶された低次信号ベクトル空間から、外部機器等から入力された指示データに対応する低次信号ベクトル空間を選択し、当該選択した低次信号ベクトル空間における、前記入力された指示データに含まれる属性情報に対応する低次信号ベクトルを選択する。更に、当該選択された低次信号ベクトルに基づき評価領域を同定し、当該評価領域内の全低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルに基づき低次信号ベクトル空間を再構成し、この再構成した低次信号ベクトル空間に対して生成モード１と同様の処理を行って評価用データを生成する。従って、指示データには、生成モード２を指示するコマンド及び認識対象に係る属性情報が含まれる。
【００７５】
生成モード３：新規に入力された信号データに基づき高次信号パターンモデルを生成し、低次信号ベクトル空間記憶部１０ｃに記憶された低次信号ベクトル空間から前記入力された信号データに対応する低次信号ベクトル空間を選択し、当該選択した低次信号ベクトル空間に対して、前記生成した高次信号パターンモデルに対応する低次信号パターンモデルを追加する。更に、当該追加した低次信号ベクトルに基づき評価領域を同定し、当該評価領域内の全低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルに基づき低次信号ベクトル空間を再構成し、この再構成した低次信号ベクトル空間に対して生成モード１と同様の処理を行って評価用データを生成する。従って、指示データには、生成モード３を指示するコマンド及び新規の信号データが含まれる。
【００７６】
データ制御部１０ｂは、評価用データ生成器１０を構成する各構成要素間のデータの流れを制御したり、各構成要素の動作処理の流れを制御したりするなど当該評価用データ生成器１０を統括制御する。具体的には、データ取得部１０ａから伝送された指示データに含まれる新規の低次信号ベクトル空間を、低次信号ベクトル空間記憶部１０ｃに記憶したり、データ取得部１０ａから伝送された指示データに含まれる新規の信号データを、信号データ記憶部１０ｄに記憶したりする。また、データ取得部１０ａから伝送された指示データの示す生成モードに応じて、各構成要素にコマンドを発行して各モードに対応した評価用データの生成に必要な処理を各構成要素に実行させる。
【００７７】
低次信号ベクトル空間記憶部１０ｃは、外部装置からネットワーク等を介して送られてきたり、記憶媒体を介して送られてきたりした低次信号ベクトル空間や、低次信号ベクトル空間生成部１０ｆで生成された低次信号ベクトル空間などを、これらの空間を構成する低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデル及び信号データ群に対応付けて記憶する。
【００７８】
信号データ記憶部１０ｄは、複数の話者が発声した音声信号データ、複数の赤外線センサなどのセンサから出力されたセンサ出力信号データ、複数の野生生物の鳴声信号データ等の複数対象に係る信号データ、これら信号データから生成された高次信号パターンモデル、高次信号パターンモデル生成部１０ｅで生成された高次信号パターンモデルなどを記憶する。更に、本実施形態においては、複数対象に係る信号データを、複数の特定条件に基づきグループ分けして各グループ毎にラベルを付加して記憶する機能を有している。例えば、複数話者から取得した不特定多数の音声データを、話者の名前、男性／女性の性別、子供／大人／高齢者の年齢別等の「話者の種類」、発話する、数字、文章、単語等の「発話語彙」、発話速度、発話音量、方言に由来する特徴等の「発話様式」などの特定条件に基づいてグループ分けして記憶する。
【００７９】
高次信号パターンモデル生成部１０ｅは、まず、信号データ記憶部１０ｄに記憶された各グループ毎の信号データのうち、生成モード３を示す指示データに対応する新規の信号データから、ケプストラム分析や線形予測分析などの分析処理によって４次元以上の高次元の特徴量（特徴パラメータともいう）を抽出する機能を有している。更に、当該抽出した高次元の特徴量を学習データとして、公知のＥＭアルゴリズム等を用いてＨＭＭの学習を行い、当該学習後のＨＭＭから構成される高次元の要素を含んでなるパターンモデルを生成する機能を有している。ここで、パターンモデルは、例えば、複数対象に係る信号データであれば、各グループを構成する個人や個体毎などに生成される。
【００８０】
低次信号ベクトル空間生成部１０ｆは、公知のＳａｍｍｏｎ法を用いて、複数の高次信号パターンモデルによって構成されるデータ空間の代替として、当該データ空間における各パターンモデル間の距離関係を近似した状態で、当該複数の高次信号パターンモデルを高次信号パターンモデルの次元未満の次元の低次元の要素からなる信号ベクトルから構成されるデータ空間へと写像して低次信号ベクトル空間を生成する機能を有している。また、新規の高次信号パターンモデルを、既存の低次信号ベクトル空間に追加する機能も有している。
【００８１】
ここで、Ｓａｍｍｏｎ法とは、高次元空間上のベクトル情報（高次パターンモデル）の相互距離の総和と低次元空間上の写像位置座標（低次ベクトル）の相互ユークリッド距離の総和との差が最小となるように、最急降下法により低次元空間上の写像位置座標を最適化する手法である。つまり、高次信号パターンモデルおよび高次ノイズパターンモデルは、各パターンモデル間の距離関係を近似した状態で、例えば、２次元または３次元の低次ベクトルへと変換され、低次元空間上における座標点へと写像されることになる。
【００８２】
図２に示すように、評価用データ生成部１０は、更に、低次信号ベクトル空間における評価領域を同定する評価領域同定部１０ｇと、低次信号ベクトル空間を複数の領域に区分する領域区分部１０ｈと、領域区分後の低次信号ベクトル空間に対して複数本の座標軸を設定する座標軸設定部１０ｉと、当該設定された座標軸に基づき、低次信号ベクトル空間から評価に係る低次信号ベクトルを選択する低次信号ベクトル選択部１０ｊと、当該選択された低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成時に使用した信号データに基づき評価用データを生成する評価用データ生成部１０ｋとを含んで構成される。
【００８３】
評価領域同定部１０ｇは、生成モード２及び生成モード３に対する評価用データの生成処理において、新規に入力された信号データに対応する低次信号ベクトルに基づき、当該信号データの属性に対応する評価領域を同定する。具体的に、生成モード２においては、低次信号ベクトル空間から、属性情報に対応する低次信号ベクトルを選択し、この選択した低次信号ベクトルの形成する分布の最外縁にそれぞれ位置する低次信号ベクトルの座標点を直線で結び、この直線が囲む領域を評価領域として同定する。一方、生成モード３においては、まず、新規に入力された信号データから高次信号パターンモデルを生成し、当該生成した高次信号パターンモデルに対応する低次信号ベクトルを低次信号ベクトル空間に追加する。そして、この低次信号ベクトル空間において、前記追加した新規の低次信号ベクトルが形成する分布の最外縁にそれぞれ位置する低次信号ベクトルの座標点を直線で結び、この直線が囲む領域を評価領域として同定する。
【００８４】
領域区分部１０ｈは、複数の低次信号ベクトルから構成される２次元（または３次元）の低次信号ベクトル空間を、全低次信号ベクトルの重心を中心とし、当該中心とそこから最も離れた位置にある低次信号ベクトルとの間の距離を半径とした外円（または外球）と、前記重心を中心とし、前記外円（または外球）よりも短い半径のｎ個の内円（または内球）とによって区分する機能を有している。
【００８５】
ここで、上記括弧内の記載は、低次信号ベクトル空間が３次元空間である場合の形状を示す記載である。このことは、以下の低次信号ベクトル空間に対する記載においても同様である。
座標軸設定部１０ｉは、領域区分部１０ｈで領域が区分された低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心においてそれぞれが例えば、均等に交差する複数本の座標軸を設定する。具体的には、複数本の座標軸を重心から放射状に設定し、且つ重心を頂点とする各座標軸間の角度が等角度となるように設定する。つまり、各座標軸間の角度を等角度にすることで、放射角の角度方向に離散的且つ満遍なく座標軸を設定することが可能である。
【００８６】
低次信号ベクトル選択部１０ｊは、領域区分部１０ｈで領域が区分され、且つ座標軸設定部１０ｉで座標軸の設定された低次信号ベクトル空間から、当該座標軸と、前記領域の区分境界線とが交差する位置の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択する。本実施形態においては、交差位置に低次信号ベクトルがある場合はその低次信号ベクトルを選択し、交差位置に低次信号ベクトルがない場合は、交差位置から所定距離以内にある低次信号ベクトルを選択する。
【００８７】
評価用データ生成部１０ｋは、低次信号ベクトル選択部１０ｊで選択された低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成時に使用した信号データに基づき、評価用データを生成する。具体的には、信号データ記憶部１０ｄに記憶されている多数の信号データを構成する複数種類の部分信号系列から、生成する評価用データを構成するための複数の部分信号系列を選択し、当該選択した複数の部分信号系列を接続して評価用データを生成する。更に、本実施形態においては、信号データ記憶部１０ｄに記憶されている多数の信号データから予め特徴パラメータを算出して当該信号データ記憶部１０ｄに記憶してあり、この特徴パラメータを構成する複数種類の部分系列から、生成する評価用データを構成するための複数の部分系列を選択し、当該選択した複数の部分系列を接続して評価用データを生成することが可能である。なお、これら評価用データの生成方法は、パターン認識器３００の仕様に応じて適宜変更される。
【００８８】
更に、図３に基づき、認識性能分布情報生成器２０の詳細な機能構成を説明する。ここで、図３は、認識性能分布情報生成器２０の機能構成を示すブロック図である。
認識性能分布情報生成器２０は、図３に示すように、当該認識性能分布情報生成器２０を統括制御するデータ制御部２０ａと、評価用データ等の各種データを記憶するデータ記憶部２０ｂと、パターン認識器３００に評価用データを入力する評価用データ入力部２０ｃと、パターン認識器３００から認識結果を取得する認識結果取得部２０ｄと、当該取得した認識結果に基づき認識性能値を算出する認識性能値算出部２０ｅと、当該算出した認識性能値に基づき認識性能分布情報を生成する認識性能分布情報生成部２０ｆと、当該生成した認識性能分布情報を出力する認識性能分布情報出力部２０ｇとを含んで構成される。
【００８９】
データ制御部２０ａは、認識性能分布情報生成器２０を構成する各構成要素間のデータの流れを制御したり、各構成要素の動作処理の流れを制御したりするなど当該認識性能分布情報生成器２０を統括制御する。具体的には、評価用データ生成器１０から伝送された評価用データ、認識結果取得部２０ｄで取得した認識結果データ、認識性能値算出部２０ｅで算出した認識性能値データ、認識性能分布情報生成部２０ｆで生成した認識性能分布情報データなどをデータ記憶部２０ｂに記憶する。また、各構成要素にコマンドを発行して認識性能分布情報の生成に必要な処理を各構成要素に実行させたり、認識性能分布情報を認識性能分布情報出力部２０ｇに出力させたりする。
【００９０】
データ記憶部２０ｂは、評価用データ、認識結果データ、認識性能値データ、認識性能分布情報データ等の各種データを記憶する。
評価用データ入力部２０ｃは、パターン認識器３００の仕様に応じた評価用データを、データ制御部２０ａを介してデータ記憶部２０ｂから取得し、当該取得した評価用データを、パターン認識器３００に入力する。ここで、評価用データは、認識性能分布情報生成装置１００とパターン認識器３００との接続形態に応じて、有線または無線等を介してパターン認識器３００に入力される。なお、パターン認識器３００の機能を、例えば、認識性能分布情報生成装置１００内に持たせ、内部で全てを処理する構成としても良い。その場合は、データ伝送バス等を介して評価用データがパターン認識器３００に伝送される。
【００９１】
認識結果取得部２０ｄは、評価用データ入力部２０ｃから入力された評価データに対するパターン認識器３００の認識結果データを取得する。そして、取得した認識結果データは、データ制御部２０ａに伝送され、当該データ制御部２０ａを介してパターン認識を行ったパターン認識器３００の仕様情報（認識対象の種類、認識エンジンの種類などを含む情報）と対応付けてデータ記憶部２０ｂに記憶される。ここで、認識結果データの取得は、評価用データ入力部２０ｃと同様に、認識性能分布情報生成装置１００とパターン認識器３００との接続形態に応じて、有線または無線等を介してパターン認識器３００から取得される。なお、パターン認識器３００の機能を、認識性能分布情報生成装置１００内に持たせ、内部で全てを処理する構成とした場合は、データ伝送バス等を介して認識結果データがパターン認識器３００から伝送される。
【００９２】
また、認識結果データは、各高次信号パターンモデルのラベル毎に生成される複数種類の評価データの各評価データ毎の認識結果を示すデータである。
認識性能値算出部２０ｅは、パターン認識器３００の仕様情報毎にデータ記憶部２０ｂに記憶された認識結果データを、データ制御部２０ａを介してデータ記憶部２０ｂから取得し、当該取得した認識結果データに基づき、各ラベル毎の認識性能値を算出する。具体的には、評価用データの示す単語が予め解っているので、各ラベル毎に生成された複数種類の評価用データの認識結果データから各ラベル毎の正しい認識結果の割合を示す認識率を算出する。例えば、各ラベル毎に１００個の評価用データがあるとすると、このうちパターン認識器３００で正しく認識できた数が９０個だとすると、算出される認識性能値は「９０％」となる。そして、算出した認識性能値のデータを、パターン認識器３００の仕様情報且つ高次信号パターンモデルの各ラベルに対応付けてデータ記憶部２０ｂに記憶する。
【００９３】
認識性能分布情報生成部２０ｆは、パターン認識器３００の仕様情報毎且つ高次信号パターンモデルのラベル毎にデータ記憶部２０ｂに記憶された認識性能値データを、データ制御部２０ａを介してデータ記憶部２０ｂから取得し、当該取得した認識性能値データに基づき、パターン認識器３００の仕様情報毎の認識性能分布情報を生成する。そして、当該生成した認識性能分布情報をデータ制御部２０ａを介してデータ記憶部２０ｂに記憶する。
【００９４】
本実施形態においては、各ラベル毎に算出された複数の認識性能値（認識率）を、縦軸を認識率、横軸をラベル種類とした座標空間に、各数値の大きさに基づき降順または昇順に例えば、等間隔に並び替え、更に、当該並び替えた認識性能値全体を直線近似または曲線近似することで、認識性能値の分布をグラフ化してなる認識性能分布情報を生成する。
例えば、パターン認識器３００が音声認識エンジンを搭載しており、評価用データが評価用音声データである場合、高次信号パターンモデルに対応付けられたラベルには、話者の識別情報（氏名等）、音声データ収集時の周辺環境（発話環境）の情報、音声データ収集時の発話の方法（発話様式）などの特定条件を示す情報などが含まれる。従って、この場合の認識性能分布情報は、各話者毎の認識率の分布を示すグラフとなる。
【００９５】
認識性能分布情報出力部２０ｇは、認識性能分布情報生成部２０ｆで生成された認識性能分布情報またはデータ記憶部２０ｂに記憶された認識性能分布情報を表示出力したり、プリント出力したりする他、認識性能分布情報データを外部機器に出力したりする。
なお、本実施形態において、認識性能分布情報生成装置１００は、図示しないプロセッサと、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、専用のプログラムの記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、を備えており、プロセッサにより専用のプログラムを実行することにより上記評価用データ生成器１０及び上記認識性能分布情報生成器２０の各部の機能を果たす。ここで、上記各部は、専用のプログラムのみでその機能を果たすもの、専用のプログラムによりハードウェアを制御してその機能を果たすもの等が混在している。
【００９６】
更に、図４に基づき、認識性能分布情報生成装置１００の評価用データ生成器１０における評価用データの生成処理の流れを説明する。ここで、図４は、評価用データ生成器１０の評価用データ生成処理を示すフローチャートである。
評価用データ生成処理は、図４に示すように、まずステップＳ１００に移行し、データ制御部１０ｂにおいて、データ取得部１０ａを介して指示データを取得したか否かを判定し、取得したと判定された場合(Yes)は、ステップＳ１０２に移行し、そうでない場合(Yes)は判定処理を続行する。
【００９７】
ステップＳ１０２に移行した場合は、データ制御部１０ｂにおいて、ステップＳ１００で取得した指示データの示すモードは生成モード１か否かを判定し、生成モード１であると判定された場合(Yes)は、領域区分部１０ｈに領域区分処理実行コマンドを発行してステップＳ１０４に移行し、そうでない場合(No)は、ステップＳ１１４に移行する。ここで、指示データには、生成モード１を示す情報と、低次信号ベクトル空間の種類を示す情報とが含まれており、
ステップＳ１０４に移行した場合は、領域区分部１０ｈにおいて、データ制御部１０ｂからの領域区分処理実行コマンドに応じて、低次信号ベクトル空間記憶部１０ｃから、ステップＳ１００で取得した指示データに対応する新規の低次信号ベクトル空間データを読み出してステップＳ１０６に移行する。
【００９８】
ステップＳ１０６では、領域区分部１０ｈにおいて、各生成モードの種類に応じて、ステップＳ１０４で読み出した新規の低次信号ベクトル空間、またはステップＳ１２２で再構成された低次信号ベクトル空間を複数の領域に区分し、当該区分後の低次信号ベクトル空間データを、データ制御部１０ｂを介して座標軸設定実行コマンドと共に座標軸設定部１０ｉに伝送してステップＳ１０８に移行する。
【００９９】
ステップＳ１０８では、座標軸設定部１０ｉにおいて、データ制御部１０ｂからの座標軸設定実行コマンドに応じて、ステップＳ１０６で複数の領域に区分された低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心においてそれぞれ交差（例えば、均等に交差）する複数本の座標軸を設定し、当該設定後の低次信号ベクトル空間データを、データ制御部１０ｂを介して低次信号ベクトル選択処理実行コマンドと共に低次信号ベクトル選択部１０ｊに通知してステップＳ１１０に移行する。
【０１００】
ステップＳ１１０では、低次信号ベクトル選択部１０ｊにおいて、低次信号ベクトル選択処理実行コマンドに応じて、複数本の座標軸と、区分された各領域の境界との交差位置に最も近い位置にある低次信号ベクトルを選択し、当該選択結果をデータ制御部１０ｂを介して評価用データ生成部１０ｋに通知してステップＳ１１２に移行する。但し、交差位置から所定距離以内に低次信号ベクトルが無い場合は選択しない。
【０１０１】
ステップＳ１１２では、評価用データ生成部１０ｋにおいて、ステップＳ１１０で選択された低次信号ベクトルに対応する高次信号ベクトルの生成時の信号データを用いて、評価用データを生成し、当該生成した評価用データをデータ制御部１０ｂに伝送してステップＳ１１４に移行する。
ステップＳ１１４では、データ制御部１０ｂにおいて、評価用データ生成部１０ｋから伝送されてきた評価用データを、認識性能分布情報生成器２０に伝送してステップＳ１００に移行する。
【０１０２】
一方、ステップＳ１０２において、生成モード１ではなくステップＳ１１６に移行した場合は、データ制御部１０ｂにおいて、ステップＳ１００で取得した指示データの示すモードは生成モード２か否かを判定し、生成モード２であると判定された場合(Yes)は、評価領域同定部１０ｇに評価領域同定処理実行コマンドを発行してステップＳ１１８に移行し、そうでない場合(No)は、ステップＳ１２４に移行する。
【０１０３】
ステップＳ１１８に移行した場合は、評価領域同定部１０ｇにおいて、データ制御部１０ｂからの評価領域同定処理実行コマンドに応じて、低次信号ベクトル空間記憶部１０ｃから、ステップＳ１００で取得した指示データに対応する低次信号ベクトル空間データを読み出してステップＳ１２０に移行する。
ステップＳ１２０では、評価領域同定部１０ｇにおいて、ステップＳ１００で取得した指示データに含まれる属性情報に基づき、ステップＳ１１８で読み出した低次信号ベクトル空間における、前記属性情報に対応する低次信号ベクトルを選択してステップＳ１２２に移行する。
【０１０４】
ステップＳ１２２では、評価領域同定部１０ｇにおいて、ステップＳ１２０で選択した低次信号ベクトルが、ステップＳ１１８で読み出した低次信号ベクトル空間において形成する分布の最外縁にそれぞれ位置する低次信号ベクトルの座標点をそれぞれ直線で結んで形成される領域を評価領域と同定し、この同定した評価領域の情報をデータ制御部１０ｂを介して低次信号ベクトル空間生成処理実行コマンドと共に低次信号ベクトル空間生成部１０ｆに伝送してステップＳ１２４に移行する。
【０１０５】
ステップＳ１２４では、低次信号ベクトル空間生成部１０ｆにおいて、低次信号ベクトル空間生成処理実行コマンド及び生成モードの種類に応じて、ステップＳ１２２で同定された評価領域内、またはステップＳ１３４で同定された評価領域内に含まれる全低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルだけを用いて、ステップＳ１１８で読み出した低次信号ベクトル空間を再構成し、当該再構成した低次信号ベクトル空間データを領域区分処理実行コマンドと共にデータ制御部１０ｂを介して領域区分部１０ｈに伝送してステップＳ１０６に移行する。つまり、ステップＳ１１８で読み出した低次信号ベクトル空間を、認識対象に係る属性情報に関与する低次信号ベクトルのみで構成されるデータ空間に再構成する。
【０１０６】
また、ステップＳ１１６において生成モード２ではなくステップＳ１２６に移行した場合は、データ制御部１０ｂにおいて、ステップＳ１００で取得した指示データの示すモードは生成モード３か否かを判定し、生成モード３であると判定された場合(Yes)は、高次信号パターンモデル生成部１０ｅに高次信号パターンモデル生成処理実行コマンドを発行してステップＳ１２８に移行し、そうでない場合(No)は、ステップＳ１３６に移行する。
【０１０７】
ステップＳ１２８に移行した場合は、高次信号パターンモデル生成部１０ｅにおいて、ステップＳ１００で取得した指示データに対応する信号データを信号データ記憶部１０ｃから読み出し、当該読み出した信号データに基づき、高次信号パターンモデルを生成し、当該生成した高次信号パターンモデルを低次信号ベクトル空間生成処理実行コマンドと共に、データ制御部１０ｂを介して低次信号ベクトル空間生成部１０ｆに伝送してステップＳ１３０に移行する。
【０１０８】
ステップＳ１３０では、低次信号ベクトル空間生成部１０ｆにおいて、ステップＳ１００で取得した指示データに対応する低次信号ベクトル空間データを、データ制御部１０ｂを介して低次信号ベクトル空間記憶部１０ｃから読み出してステップＳ１３２に移行する。
ステップＳ１３２では、低次信号ベクトル空間生成部１０ｆにおいて、ステップＳ１３０で読み出した低次信号ベクトル空間に、ステップＳ１２８で生成した高次信号パターンモデルに対応する低次信号ベクトルを追加した低次信号ベクトル空間を生成し、当該生成した低次信号ベクトル空間データを、データ制御部１０ｂを介して評価領域同定処理実行コマンドと共に評価領域同定部１０ｇに伝送してステップＳ１３４に移行する。
【０１０９】
ステップＳ１３４では、評価領域同定部１０ｇにおいて、ステップＳ１３２で追加した低次信号ベクトルの形成する分布の最外縁にそれぞれ位置する低次信号ベクトルの座標点を直線で結んで形成される領域を評価領域と同定してステップＳ１２４に移行する。
更に、図５に基づき、認識性能分布情報生成装置１００の認識性能分布情報生成器２０における認識性能分布情報生成処理の流れを説明する。ここで、図５は、認識性能分布情報生成器２０の認識性能分布情報生成処理を示すフローチャートである。
【０１１０】
認識性能分布情報生成処理は、図５に示すように、まずステップＳ２００に移行し、データ制御部２０ａにおいて、評価用データ生成器１０から評価用データを取得したか否かを判定し、取得したと判定された場合(Yes)は、当該取得した評価用データをデータ記憶部２０ｂに記憶すると共に、入力実行コマンドを評価用データ入力部２０ｃに伝送してステップＳ２０２に移行し、そうでない場合(No)は、取得するまで判定処理を続行する。
【０１１１】
ステップＳ２０２に移行した場合は、評価用データ入力部２０ｃにおいて、入力実行コマンドの指示する評価用データを、データ記憶部２０ｂから読み出し、当該読み出した評価用データを、当該評価用データに対応する仕様を有したパターン認識器３００に入力してステップＳ２０４に移行する。
ステップＳ２０４では、認識結果取得部２０ｄにおいて、パターン認識器３００からの認識結果データを取得し、当該取得した認識結果データをデータ制御部２０ａを介してデータ記憶部２０ｂに記憶すると共に認識性能値算出処理実行コマンドを認識性能値算出部２０ｅに伝送してステップＳ２０６に移行する。
【０１１２】
ステップＳ２０６では、認識性能値算出部２０ｅにおいて、認識性能値算出処理実行コマンドに応じて、データ記憶部２０ｂから、ステップＳ２０４で取得された認識結果データを読み出し、当該読み出した認識結果データに基づき、認識性能値を算出し、当該算出した認識性能値をデータ制御部２０ａを介してデータ記憶部２０ｂに記憶すると共に認識性能分布情報生成処理実行コマンドを認識性能分布情報生成部２０ｆに伝送してステップＳ２０８に移行する。
【０１１３】
ステップＳ２０８では、認識性能分布情報生成部２０ｆにおいて、認識性能分布情報生成処理実行コマンドに応じて、データ記憶部２０ｂから、ステップＳ２０６で算出された認識性能値データを読み出し、当該読み出した認識性能値データに基づき認識性能分布情報を生成し、当該生成した認識性能分布情報をデータ制御部２０ａを介してデータ記憶部２０ｂに記憶すると共に認識性能分布情報出力処理実行コマンドを認識性能分布情報出力部２０ｇに伝送してステップＳ２１０に移行する。
【０１１４】
ステップＳ２１０では、認識性能分布情報出力部２０ｇにおいて、認識性能分布情報出力処理実行コマンドに応じて、ステップＳ２０８で生成された認識性能分布情報を出力してステップＳ２００に移行する。
次に、図６〜図１３に基づき、本実施形態の動作を説明する。
ここで、図６は、音声信号データに対する２次元の低次信号ベクトル空間の一例を示す図である。また、図７は、領域区分後の図６の低次信号ベクトル空間の一例を示す図である。また、図８は、複数本の座標軸が設定された図７の低次ベクトル空間の一例を示す図である。また、図９は、図８の低次信号ベクトル空間における座標軸と領域境界との交差位置を示す図である。また、図１０は、座標軸上に位置する低次信号ベクトルの特性変化の様子の一例を示す図である。また、図１１は、認識性能分布情報の一例を示す図である。また、図１２は、生成モード２における評価領域の一例を示す図である。また、図１３は、生成モード３における評価領域の一例を示す図である。
【０１１５】
以下、信号データが音声信号データであり、パターン認識器３００が音声認識エンジンの搭載された音声認識器であることを想定して説明を行う。
まず、外部機器から、データ取得部１０ａを介して、生成モード１による評価用データ生成処理の指示情報、評価用データの生成対象である低次信号ベクトル空間データ、当該低次信号ベクトル空間データの生成に用いた高次信号パターンモデル及び当該高次信号パターンモデルの生成時に使用した音声信号データを含む指示データが入力されたとする（ステップＳ１００の「Ｙｅｓ」の分岐）。
【０１１６】
データ制御部１０ｂは、指示データが生成モード１による評価用データ生成処理を指示していることを確認すると（ステップＳ１０２の「Ｙｅｓ」の分岐）、上記取得した指示データに含まれる各種データを、低次信号ベクトル空間記憶部１０ｃ及び信号データ記憶部１０ｄに記憶すると共に、領域区分処理実行コマンドを領域区分部１０ｈに伝送する。
領域区分部１０ｈは、データ制御部１０ｂからの領域区分処理実行コマンドに応じて、指示データに対応する低次信号ベクトル空間データを低次信号ベクトル空間記憶部１０ｃから読み出し（ステップＳ１０４）、当該読み出した低次信号ベクトル空間を複数の領域に区分し、領域区分後の低次信号ベクトル空間をデータ制御部１０ｂを介して、座標軸設定実行コマンドと共に座標軸設定部１０ｉに伝送する。（ステップＳ１０６）。
【０１１７】
例えば、読み出した低次信号ベクトル空間は、２次元のデータ空間であり、これを可視化したものが、図６に示すようなものであるとする。ここで、図６に示す低次信号ベクトル空間は、１００人の男性が日本の１０００都市名を発声した音声データから作成された１００個の特定話者に対する高次信号パターンモデルから作成されたものである。図６に示すように、各座標点が低次信号ベクトルとなる。領域区分部１０ｈは、各低次信号ベクトルがこのような類似関係を有する低次信号ベクトル空間を、ここでは、図７に示すように、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心を中心とし、当該中心とそこから最も離れた位置にある低次信号ベクトルとの間の距離を半径とした外円と、前記重心を中心とし、前記外円よりも短い半径の３個の内円とによって区分する。
【０１１８】
一方、座標軸設定部１０ｉは、領域区分後の低次信号ベクトル空間を取得すると、当該低次信号ベクトル空間に対して、ここでは、図８に示すように、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心においてそれぞれが均等に交差する、８本の座標軸を設定し、当該設定後の低次信号ベクトル空間をデータ制御部１０ｂを介して低次信号ベクトル選択処理実行コマンドと共に低次信号ベクトル選択部１０ｊに伝送する（ステップＳ１０８）。ここで、座標軸設定部１０ｉは、図８に示すように、８本の座標軸を放射状に設定すると共に、放射角度方向に各隣り合う２本の座標軸と重心とが形成する角度が、全て等角度（図８の例では、２２．５°）となるように設定する。
【０１１９】
低次信号ベクトル選択部１０ｊは、座標軸設定後の低次信号ベクトル空間及び低次信号ベクトル選択処理実行コマンドを受信すると、座標軸設定後の低次信号ベクトル空間における、複数本の座標軸と区分された各領域の境界との交差位置に最も近い位置にある、低次信号ベクトルを選択し、当該選択した低次信号ベクトルをデータ制御部１０ｂを介して評価用データ生成処理実行コマンドと共に評価用データ生成部１０ｋに伝送する（ステップＳ１１０）。ここで、前記交差位置は、図９に示すようになり、低次信号ベクトル選択部１０ｊは、これら交差位置に最も近い位置にある低次信号ベクトルを選択する。ここでは、図７に示す×印の位置にある低次信号ベクトルを選択したとする。
【０１２０】
また、図９に示す、座標軸９０に着目すると、この座標軸９０における各交差位置にある低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルは、図１０に示す交差点の濃度変化のように、その特性が段階的に変化する。具体的には、各交差位置に対応する高次信号パターンモデルに係る話者の音声信号データの特性が段階的に変化する。このことは、各座標軸に対していえることである。従って、各座標軸と領域の境界との交差位置に最も近い位置の低次信号ベクトルに対応する音声信号データの特性は、各座標軸毎にそれぞれが異なるものとなる。つまり、各座標軸に沿った低次信号ベクトル空間を選択することで、特性の重複が少ない認識対象（評価基準）を選択することが可能である。
【０１２１】
評価用データ生成部１０ｋは、低次信号ベクトルの選択情報及び評価用データ生成処理実行コマンドを受信すると、選択された低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成時に用いた多数の信号データを構成する部分信号系列を用いて、評価用データを生成し、当該生成した評価用データをデータ制御部１０ｂに伝送する（ステップＳ１１２）。例えば、予め用意された評価用データとして作成する語彙一覧の各単語に対応する音声信号データを生成する場合は、各単語の音声信号データを生成するための複数の部分信号系列を信号データ記憶部１０ｄから読み出し、当該読み出した複数の部分信号系列を単語の発音情報等に基づいて正しい順番に接続して各単語の評価用データ（音声信号データ）を生成する。このように、信号データを構成する部分信号系列を利用して評価用データを生成することで、信号データ記憶部１０ｄに記憶されていない音声信号データを簡易に生成することができる。
【０１２２】
また、ここでは、低次信号ベクトル空間を構成する各低次信号ベクトルに対応した各高次信号パターンモデルが、話者、発話様式、語彙、環境雑音等の特定条件毎に作成されているとする。従って、上記選択された低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルは、特定条件の内容がそれぞれ異なっており、評価用データは、特定条件毎（ラベルにその情報が含まれる）に、上記語彙リストに登録された単語数分が作成される。例えば、選択された低次信号ベクトルの数が１００個で、評価用データ生成用の語彙リストには日本の１００都市を示す単語が登録されているとすると、「１００×１００＝１００００個」の評価用データを生成することになる。
【０１２３】
データ制御部１０ｂは、評価用データ生成部１０ｋで生成された評価用データを受信すると、当該受信した評価用データを、高次信号パターンモデルに付加されたラベルに対応付けて認識性能分布情報生成器２０に出力する（ステップＳ１１４）。
一方、認識性能分布情報生成器２０は、評価用データ生成器１０から評価用データが入力されると、データ制御部２０ａにおいて、当該入力された評価用データをデータ記憶部２０ｂに記憶すると共に、入力実行コマンドを評価用データ入力部２０ｃに伝送する（ステップＳ２００）。評価用データ入力部２０ｃは、入力実行コマンドに応じて、データ記憶部２０ｂから各ラベル毎の評価用データ（音声データ）を読み出し、当該読み出した評価用データを、パターン認識器３００に入力する（ステップＳ２０２）。
【０１２４】
また、パターン認識器３００は、前述したように音声認識エンジンを搭載しており、例えば、評価用データに対してフレーム毎（例えば、フレーム長２０ｍｓ、フレームシフト１０ｍｓ）にケプストラム分析や、ＭＦＣＣ分析等を行って特徴量を抽出し、当該抽出した特徴量と、音声認識エンジンの有する音声認識用のパターンモデルとに基づき、各パターンモデルに対する尤度を算出し、当該算出した尤度に基づきパターン認識を行う。パターン認識は、例えば、最大尤度のパターンモデルに対応したラベル（単語）を認識結果として選択する。
【０１２５】
認識結果取得部２０ｄは、パターン認識器３００において音声認識された認識結果データを、当該パターン認識器３００から取得し、当該取得した認識結果データをデータ制御部２０ａを介してデータ記憶部２０ｂに記憶すると共に、認識性能値算出処理実行コマンドを認識性能値算出部２０ｅに伝送する（ステップＳ２０４）。
認識性能値算出部２０ｅは、認識性能値算出処理実行コマンドに応じて、データ記憶部２０ｂから認識結果データを読み出し、当該読み出した認識結果データに基づき、各ラベル毎の認識性能値を算出し、当該算出した認識性能値をデータ制御部２０ａを介してデータ記憶部２０ｂに記憶すると共に、認識性能分布情報生成処理実行コマンドを認識性能分布情報生成部２０ｆに伝送する（ステップＳ２０６）。
【０１２６】
ここで、評価用データ生成器１０から入力される各評価用データは、語彙リストに基づき生成されるため、予めどの単語（都市名）の音声信号データかが解るようになっている。そのため、パターン認識器３００からの認識結果が正しいか否かを簡易に判断できるので、ここでは、認識性能値として、１００都市名の評価用データ（音声信号データ）に対する正しい認識結果の割合（認識率）を算出する。例えば、評価用データの示す都市名が「横浜市」、この評価用データに対するパターン認識器３００の認識結果の都市名が「横須賀市」といったように、評価用データの都市名と認識結果の都市名とが不一致の場合は誤りであると判断し、一方、評価用データの都市名と認識結果の都市名とが一致する場合は正しいと判断する。つまり、正しい認識結果の数を計数して認識率を算出する。
【０１２７】
認識性能分布情報生成部２０ｆは、認識性能分布情報生成処理実行コマンドに応じて、データ記憶部２０ｂから認識性能値データ（認識率データ）を読み出し、当該読み出した認識性能値データを、横軸を話者の識別番号（話者番号）、縦軸を認識率とした座標空間上に認識率の低い方から順に例えば、等間隔で並べ、これら各認識率に対して多項式近似曲線を引いたグラフ（認識性能分布情報）を生成する。そして、当該生成した認識性能分布情報を、データ制御部２０ａを介してデータ記憶部２０ｂに記憶すると共に認識性能分布情報出力コマンドを認識性能分布情報出力部２０ｇに伝送する（ステップＳ２０８）。
【０１２８】
例えば、６４個の低次信号ベクトルから構成される低次信号ベクトル空間から、上記生成モード１の生成方法を用いて、１３個の低次信号ベクトルを選択し、当該選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成時に用いた信号データに基づき評価用データを生成したとする。この生成した評価用データに対する１３個の高次信号パターンモデルの各ラベルに対応した認識率は、例えば、話者番号の若い方から順に、図１１に示す「▲」のような分布になる。つまり、この１３個の「▲」に対して、図１１に示すように、多項式近似曲線を引くことで、認識性能値の分布を示すグラフを生成する。本実施形態では、このグラフが認識性能分布情報となる。
【０１２９】
認識性能分布情報出力部２０ｇは、認識性能分布情報出力処理実行コマンドに応じて、データ記憶部２０ｂから上記生成した認識性能分布情報を読み出し、当該読み出した認識性能分布情報を表示部に表示出力したり、印刷用紙にプリント出力したり、指示データの送信元の端末に出力したりする（ステップＳ２１０）。このように出力された認識性能分布情報（グラフ）から、様々な特性を有する話者に対するパターン認識器３００の認識性能を把握することができる。
【０１３０】
更に、外部機器から、データ取得部１０ａを介して、生成モード２による評価用データ生成処理の指示情報、及び属性情報を含む指示データが入力された場合を説明する。
データ制御部１０ｂは、指示データが生成モード２による評価用データ生成処理を指示していることを確認すると、上記取得した指示データに含まれる属性情報を、評価領域同定処理実行コマンド共に評価領域同定部１０ｇに伝送する（ステップＳ１１６の「Ｙｅｓ」の分岐）。
【０１３１】
評価領域同定部１０ｇは、評価領域同定処理実行コマンドに応じて、指示データの指定する低次信号ベクトル空間データを低次信号ベクトル空間記憶部１０ｃから読み出し（ステップＳ１１８）、当該読み出した低次信号ベクトル空間において、指示データに含まれる属性情報に対応する低次信号ベクトルを選択する（ステップＳ１２０）。例えば、属性情報に、２０代の男性といった属性情報が含まれている場合は、低次信号ベクトル空間から２０代の男性の音声データから生成された高次信号パターンモデルに対応する低次信号パターンモデルが選択される。
【０１３２】
このようにして選択された低次信号ベクトルの座標点が、低次信号ベクトル空間において、例えば、図１２に示すような分布を示した場合に、評価領域同定部１０ｇは、この分布の最外縁にそれぞれ位置する低次信号ベクトルの座標点を直線で結び、当該直線で囲まれた領域を評価領域と同定し、この同定した評価領域の情報をデータ制御部１０ｂを介して低次信号ベクトル空間生成処理実行コマンドと共に低次信号ベクトル空間生成部１０ｆに伝送する（ステップＳ１２２）。なお、図１２の例では、生成モード１と同様の内容で既に領域が分割され且つ座標軸が設定された状態の低次信号ベクトル空間に対して領域の境界と座標軸との交差位置に最も近い位置にある低次信号ベクトルの中から属性情報に対応した低次信号ベクトルを選択している。
【０１３３】
低次信号ベクトル空間生成部１０ｆは、低次信号ベクトル空間生成処理実行コマンドに応じて、低次信号ベクトル空間における、評価領域同定部１０ｇで同定された評価領域内に含まれる全低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルを、信号データ記憶部１０ｄから読み出す。そして、当該読み出した高次信号パターンモデルから構成されるデータ空間を、公知のＳａｍｍｏｎ法を用いて２次元の低次元の要素からなる信号ベクトルから構成されるデータ空間に射影して低次信号ベクトル空間を再構成し、当該再構成した低次信号ベクトル空間データを領域区分処理実行コマンドと共にデータ制御部１０ｂを介して領域区分部１０ｈに伝送する（ステップＳ１２４）。つまり、２０代の男性に関与する（関係の深い）低次信号ベクトルから構成される低次信号ベクトル空間を生成する。
【０１３４】
以降の処理は生成モード１と同様となり、当該属性情報に関与する低次信号ベクトルだけに絞り込んで構成される低次信号ベクトル空間の領域を区分し、当該区分後の低次信号ベクトル空間に複数本の座標軸を設定し、領域の境界と座標軸との交差位置に最も近い位置にある低次信号ベクトルを選択する。そして、当該選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成時に用いた音声信号データから評価用データを生成し、当該生成した評価用データに対するパターン認識器３００の認識結果から認識性能分布情報を生成する。このようにして生成される認識性能分布情報は、属性情報に特化されたものとなり、パターン認識器３００の属性情報毎の認識性能の評価に有効となる。また、属性情報に特化するため扱うデータ量を低減することができるのでコストの低減も可能となる。
【０１３５】
更に、外部機器から、データ取得部１０ａを介して、生成モード３による評価用データ生成処理の指示情報、及び属性情報を含む指示データが入力された場合を説明する。
データ制御部１０ｂは、指示データが生成モード３による評価用データ生成処理を指示していることを確認すると、上記取得した指示データに含まれる音声信号データを、高次信号パターンモデル生成処理実行コマンド共に高次信号パターンモデル生成部１０ｅに伝送する（ステップＳ１２６の「Ｙｅｓ」の分岐）。
【０１３６】
高次信号パターンモデル生成部１０ｅは、指示データに対応する新規の音声信号データを信号データ記憶部１０ｃから読み出し、当該読み出した音声信号データに基づき、高次信号パターンモデルを生成し、当該生成した高次信号パターンモデルをデータ制御部１０ｂを介して低次信号ベクトル空間生成処理実行コマンドと共に低次信号ベクトル空間生成部１０ｆに伝送する（ステップＳ１２８）。
【０１３７】
例えば、３０人の新規話者の信号データ（音声信号データ）から、ケプストラム分析、ＭＦＣＣ分析、線形予測分析などの分析処理によって、例えば、１０〜４０次元の高次元の特徴量（特徴パラメータともいう）を抽出し、当該抽出した高次元の特徴量を学習データとして、公知のＥＭアルゴリズム等を用いてＨＭＭの学習を行い、当該学習後のＨＭＭから構成される高次元の要素を含んでなるパターンモデル（高次信号パターンモデル）を生成する。ここで、高次信号パターンモデルは、各話者毎に生成される。
【０１３８】
低次信号ベクトル空間生成部１０ｆは、低次信号ベクトル空間生成処理実行コマンドに応じて、指示データの指定する低次信号ベクトル空間データを低次信号ベクトル空間記憶部１０ｃから読み出し（ステップＳ１３０）、当該読み出した低次信号ベクトル空間に、上記生成された高次信号パターンモデルに対応した低次信号パターンモデルを追加してなる低次信号ベクトル空間を生成し、当該生成した低次信号ベクトル空間（以下、評価領域同定用低次信号ベクトル空間と称す）を、データ制御部１０ｂを介して評価領域同定処理実行コマンドと共に評価領域同定部１０ｇに伝送する。このとき、新規の低次信号ベクトルを追加する前の低次信号ベクトル空間を構成する各低次信号ベクトルの座標を固定して評価領域同定用低次信号ベクトル空間を生成しても良いし、新規の高次信号パターンモデルを含む全高次信号パターンモデルを、改めて公知のＳａｍｍｏｎ法を用いて２次元の低次元の要素からなる信号ベクトルから構成されるデータ空間に射影して評価領域同定用低次信号ベクトル空間を生成しても良い。
【０１３９】
このようにして追加された新規の低次信号ベクトルの座標点が、評価領域同定用低次信号ベクトル空間において、例えば、図１３に示すような分布を示した場合に、評価領域同定部１０ｇは、評価領域同定処理実行コマンドに応じて、評価領域同定用低次信号ベクトル空間における、新規に追加した低次信号ベクトルの座標点が形成する分布の最外縁に位置する低次信号ベクトルの座標点を直線で結び、当該直線で囲まれた領域を評価領域と同定し、この同定した評価領域の情報をデータ制御部１０ｂを介して低次信号ベクトル空間生成処理実行コマンドと共に低次信号ベクトル空間生成部１０ｆに伝送する（ステップＳ１３２）。なお、図１３の例では、領域が分割され且つ座標軸が設定された状態の評価領域同定用低次信号ベクトル空間に対して領域の境界と座標軸との交差位置に最も近い位置にある新規の低次信号ベクトルの形成する分布の最外縁にそれぞれ位置する低次信号ベクトルの座標点を直線で結んでいる。
【０１４０】
以降は、第２生成モードと同様に、評価領域同定用低次信号ベクトル空間における、評価領域同定部１０ｇで同定された評価領域内に含まれる全低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルを、信号データ記憶部１０ｄから読み出す。そして、当該読み出した高次信号パターンモデルから構成されるデータ空間を、公知のＳａｍｍｏｎ法を用いて２次元の低次元の要素からなる信号ベクトルから構成されるデータ空間に射影して評価領域同定用低次信号ベクトル空間を再構成した低次信号ベクトル空間（以下、第２低次信号ベクトル空間と称す）を生成し、当該生成した第２低次信号ベクトル空間データをデータ制御部１０ｂを介して領域区分処理実行コマンドと共に領域区分部１０ｈに伝送する（ステップＳ１２４）。つまり、新規話者の音声信号データに関与する（関係の深い）低次信号ベクトルから構成される低次信号ベクトル空間を生成する。
【０１４１】
このようにして生成される認識性能分布情報は、新規話者に特化されたものとなり、パターン認識器３００の新規話者の音声信号データに対する認識性能の評価に有効となる。また、新規話者に特化するため、扱うデータ量を低減することができるのでコストの低減も可能となる。
このようにして、本発明に係る認識性能分布情報生成装置１００は、当該認識対象に係る信号データから構成される高次信号パターンモデルを射影してなる低次信号ベクトル空間を複数の領域に区分し、当該区分後の低次信号ベクトル空間に対して、当該低次信号ベクトル空間を構成する全低次信号ベクトルの重心において例えば、均等に交差する複数本の座標軸を放射状に設定し、当該複数本の座標軸と各領域の区分境界との交差位置に最も近い位置にある低次信号ベクトルに対応する認識対象を、パターン認識器３００の認識性能の評価基準となる認識対象として選択するようにしたので、様々な特性を有する認識対象を効率よく広範囲にかつ偏り無く一様に選択することが可能である。
【０１４２】
また、上記選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成時に用いた信号データを構成する部分信号系列を用いて、評価用データを生成するようにしたので、様々な特性を有する認識対象の評価用データを効率よく広範囲にかつ偏り無く一様に生成することが可能である。
また、上記生成された評価用データをパターン認識器３００に入力し、その認識結果に基づき、認識性能分布情報を生成するようにしたので、様々な特性を有する認識対象の認識性能の分布を効率よく（低コストで）得ることが可能である。
【０１４３】
また、認識性能値（認識率）を、横軸を認識対象の種類、縦軸を認識率とした座標空間上に昇順で例えば、等間隔に並べ、当該昇順で並べた認識率に対して多項式近似曲線を引いてグラフを生成するようにしたので、様々な特性を有する認識対象に対する認識性能の連続的な変化（変化特性）を推定することが可能であると共に、その変化を視覚的に簡易に把握することが可能である。
【０１４４】
なお、低次信号ベクトル空間の生成方法、当該低次信号ベクトル空間の可視化方法等については、本発明者らが発表した論文（「M.Shozakai and G.Nagino,"Analysis of Speaking Styles by Two-Dimensional Visualization of Aggregate of Acoustic Models,"Proc.ICSLP,vol.1,pp.717-720,Jeju,Korea,Oct.2004.」）に、より詳しく記載されている。
上記第１の実施形態において、信号データ記憶部１０ｄは、請求項１、７、８のいずれか１項に記載の信号データ記憶手段に対応し、低次信号ベクトル空間記憶部１０ｃは、請求項１記載の低次信号ベクトル空間記憶手段に対応し、座標軸設定部１０ｉは、請求項１または４に記載の座標軸設定手段に対応し、低次信号ベクトル選択部１０ｊは、請求項１、２、３及び５のいずれか１項に記載の低次信号ベクトル選択手段に対応し、評価用データ生成部１０ｋは、請求項１、７及び８のいずれか１項に記載の評価用データ生成手段に対応する。
【０１４５】
また、上記第１の実施形態において、領域区分部１０ｈは、請求項２または３に記載の領域区分手段に対応し、データ取得部１０ａにおける属性情報を含む指示データの取得処理は、請求項５記載の属性情報取得手段に対応し、評価領域同定部１０ｇによる低次信号ベクトル空間からの属性情報に対応する低次信号ベクトルの選択処理は、請求項５記載の属性対応低次信号ベクトル選択手段に対応し、評価領域同定部１０ｇにおける属性情報に対応する低次信号ベクトルに基づき評価領域（第１評価領域）を同定する処理は、請求項５記載の第１評価領域生成手段に対応し、低次信号ベクトル空間生成部１０ｆにおいて第１評価領域内に含まれる全低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルから低次信号ベクトル空間（第１低次信号ベクトル空間）を生成する処理は、請求項５記載の第１低次信号ベクトル空間生成手段に対応する。
【０１４６】
また、上記第１の実施形態において、データ取得部１０ａにおける新規認識対象の信号データを含む指示データの取得処理は、請求項６記載の信号データ取得手段に対応し、高次信号パターンモデル生成部１０ｅは、請求項６記載の高次信号パターンモデル生成手段に対応し、低次信号ベクトル空間生成部１０ｆにおける新規の信号データに対する高次信号パターンモデルに基づき評価領域同定用低次信号ベクトル空間を生成する処理は、請求項６記載の評価領域同定用低次信号ベクトル空間生成手段に対応し、評価領域同定部１０ｇにおける評価領域同定用低次信号ベクトル空間における新規の低次信号ベクトルに基づき評価領域（第２評価領域）を同定する処理は、請求項６記載の第２評価領域生成手段に対応し、低次信号ベクトル空間生成部１０ｆにおいて第２評価領域内に含まれる全低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルから第２低次信号ベクトル空間を生成する処理は、請求項６記載の第２低次信号ベクトル空間再構成手段に対応する。
【０１４７】
また、上記第１の実施形態において、評価用データ入力部２０ｃは、請求項１０記載の評価用データ入力手段に対応し、認識結果取得部２０ｄは、請求項１０記載の認識結果取得手段に対応し、認識性能値算出部２０ｅは、請求項１０記載の認識性能値算出手段に対応し、認識性能分布情報生成部２０ｆは、請求項１０または１１記載の認識性能分布情報生成手段に対応する。
【０１４８】
また、上記第１の実施形態において、ステップＳ１０８は、請求項１３または１４記載の座標軸設定ステップに対応し、ステップＳ１１０は、請求項１３または１４記載の低次信号ベクトル選択ステップに対応し、ステップＳ１１２は、請求項１３または１４記載の評価用データ生成ステップに対応する。
また、上記第１の実施形態において、ステップＳ２０２は、請求項１５または１６記載の評価用データ入力ステップに対応し、ステップＳ２０４は、請求項１５または１６記載の認識結果取得ステップに対応し、ステップＳ２０６は、請求項１５または１６記載の認識性能値算出ステップに対応し、ステップＳ２０８は、請求項１５または１６記載の認識性能分布情報生成ステップに対応する。
〔第１の実施形態の実施例〕
パターン認識器の評価に用いる代表的な基準話者を選択する方法として、本発明が開示する方法の他に、例えば、ランダムに基準話者を選択する方法と、クラスタリングを行い、クラスタの重心を基準話者として選択する方法とがある。本実施例では、本発明により基準話者を選択する方法、ランダムに基準話者を選択する方法及びクラスタリング手法により基準話者を選択する方法における認識性能分布情報（グラフ）の推定精度の比較を行う。
【０１４９】
日本の１００都市名の認識タスクで６５人の話者から１３人の基準話者を選択する方法に関して説明する。
まず、ランダムに基準話者を選択する場合について説明する。６５人の話者の中から、ランダムに１３人を選択した。ランダムに選択する手法としては、Ｐｅｒｌのｒａｎｄ（）関数を用い、初期値を１から５まで５通り変えて行った。その結果、初期値５の場合が最も認識性能分布情報（多項式近似曲線グラフ）の推定精度が高かったので、その結果を図１４に示す。ここで、全ての６５人の話者の音声データに対する認識性能値を●印で示し、この６５個の認識性能値の対数近似曲線を実線で示す。この実線が、所望の認識性能分布曲線である。一方、ランダムに選択された１３人の基準話者の音声データに対する１３個の認識性能値を６５個の認識性能値にスケールが合うように昇順に等間隔に並べた点を▲印で示し、この１３個の認識性能値の５次の多項式近似曲線を点線で示す。この実線と点線が近接していればしているほど、１３人の基準話者の認識性能から６５人の全話者の認識性能分布を高い精度で予測できることになる。
【０１５０】
次に、クラスタリング手法により基準話者を選択する場合について説明する。クラスタリング手法としては、公知のｋ−ｍｅａｎｓ法による木構造クラスタリングを用いた。その結果、得られた認識性能分布を図１５に示す。ここで、全ての６５人の話者の音声データに対する認識性能値を●印で示し、この６５個の認識性能値の対数近似曲線を実線で示す。一方、クラスタリング手法により選択された１３人の基準話者の音声データに対する１３個の認識性能値を６５個の認識性能値にスケールが合うように昇順に等間隔に並べた点を▲印で示し、この１３個の認識性能値の５次の多項式近似曲線を点線で示す。図１４及び図１５に示す認識性能分布情報を比較すると、ランダムに基準話者を選択する方法に比べて、クラスタリング手法により基準話者を選択する方法の方が６５人の全話者の認識性能分布をより高い精度で推定できていることが分かる。
【０１５１】
最後に、本発明により基準話者を選択する場合について説明する。例えば、図１６に示す、２次元の低次信号ベクトル空間が得られた場合に、上記第１の実施形態における生成モード１の処理によって、×印で示す１３個の低次信号ベクトルを選択したとする。そして、これら選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成時に使用した音声データの部分信号系列（または特徴パラーメータの部分系列）を用いて、日本の１００都市名の評価用データを生成し、これらの生成した評価用データの認識結果から、１３個の認識性能値を得たとする。その結果、得られた認識性能分布を図１７に示す。ここで、全ての６５人の話者の音声データに対する認識性能値を●印で示し、この６５個の認識性能値の対数近似曲線を実線で示す。一方、本発明により選択された１３人の基準話者の音声データに対する１３個の認識性能値を６５個の認識性能値にスケールが合うように昇順に等間隔に並べた点を▲印で示し、この１３個の認識性能値の５次の多項式近似曲線を点線で示す。図１４、図１５及び図１６に示す認識性能分布情報をそれぞれ比較すると、ランダムに基準話者を選択する場合やクラスタリングにより基準話者を選択する場合と比べて、本発明により基準話者を選択する手法が、所望の認識性能分布曲線である実線と点線とが最も近接していることが解る。また、本発明の基準話者を選択する手法が、ランダムに基準話者を選択する手法やクラスタリングにより基準話者を選択する手法に比べて、１３人の基準話者の認識性能値を示す▲印が、所望の認識性能分布曲線である実線に最も隣接していることが分かる。従って、少数（約２割）の基準話者の評価用データから全体の認識性能分布を推定できることが分かる。
【０１５２】
このことから、本発明は、低コストで高精度にパターン認識性能を近似計算する方法を提供できる。これは、先にも説明したように、上記第１の実施形態の生成モード１の手法において、複数本の座標軸（放射軸）が設定された低次信号ベクトル空間は、それぞれが異なる特徴を表現している無数の放射軸が原点で例えば、均等に交差した構造を有し、図１０に示すように、それらの軸に沿って、多次元信号の特徴が連続的に変化する傾向があることによるものである。なお、本実施例では、認識性能値を昇順に等間隔に並べる場合について説明したが、降順に等間隔に並べても同様の結果が得られる。
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態を図面に基づき説明する。図１８は、本発明に係る評価用データ生成装置、評価用データ生成プログラム及び評価用データ生成方法、並びに認識性能分布情報生成装置、認識性能分布情報生成システム、認識性能分布情報生成プログラム及び認識性能分布情報生成方法の実施形態を示す図である。
【０１５３】
図１８は、本発明に係る認識性能分布情報生成システム４００の概略構成を示すブロック図である。
認識性能分布情報生成システム４００は、図１８に示すように、上記第１の実施形態の認識性能分布情報生成装置１００における認識性能分布情報生成器２０と同等の機能を有したパターン認識性能分布予測クライアント４０と、パターン認識アプリケーション機器４２と、上記第１の実施形態の認識性能分布情報生成装置１００における評価用データ生成器１０と同等の機能を有したパターン認識性能分布予測サーバ４４と、様々な認識対象の信号データが記憶された信号データ記憶装置４６と、パターン認識アプリケーション機器４２と信号データ記憶装置４６とを相互にデータ通信可能に接続するネットワーク４８とを含んで構成される。
【０１５４】
パターン認識性能分布予測クライアント４０は、パターン認識アプリケーション機器４２のパターン認識に関する仕様情報を取得し、当該取得した仕様情報を、ネットワーク４８を介してパターン認識性能分布予測サーバ４４に送信する。そして、パターン認識性能分布予測サーバ４４からの、前記送信した仕様情報に対応する評価用データを受信し、当該受信した評価用データをパターン認識アプリケーション機器４２に入力し、当該パターン認識アプリケーション機器４２から認識結果データを取得すると、上記第１の実施形態と同様の処理を行い認識性能分布情報を生成する。
【０１５５】
パターン認識アプリケーション機器４２は、音声パターン認識、画像パターン認識等のパターン認識を行うアプリケーション機器である。従って、認識対象に係る信号データの入力に対し、当該信号データのパターン認識を行い、その認識結果を出力する。
一方、パターン認識性能分布予測サーバ４４は、パターン認識性能分布予測クライアント４０からのパターン認識に関する仕様情報を受信し、当該受信した仕様情報に基づき、信号データ記憶装置４６から仕様情報に対応する高次信号パターンモデルを選択し、当該選択した高次信号パターンモデルから低次信号ベクトル空間を生成し、当該生成した低次信号ベクトル空間を用いて、上記第１の実施形態と同様の処理を行い評価用データを生成する。そして、生成した評価用データを、ネットワーク４８を介して仕様情報の送信元であるパターン認識性能分布予測クライアント４０に送信する。ここで、信号データ記憶装置４６から、高次信号パターンモデルではなくて信号データを選択し、当該選択した信号データから高次信号パターンモデルを生成し、当該生成した高次信号パターンモデルから低次信号ベクトル空間を生成するようにしても良い。
【０１５６】
信号データ記憶装置４６は、上記第１の実施形態における評価用データ生成器１０の信号データ記憶部１０ｄと同様に、多数の認識対象に係る多数の信号データ、これら多数の信号データから生成された高次信号パターンモデル、特徴パターンデータなどが記憶されている。
ネットワーク４８は、ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネットなどのネットワークであり、有線ネットワーク、無線ネットワーク、有線と無線とが混在したネットワークなどのいずれかの形態となる。
【０１５７】
次に、本実施形態の具体的な動作例を説明する。
例えば、音声認識機能を搭載した、カーナビゲーションシステム、ハンズフリー通話装置、ロボット、住宅設備機器、ゲーム機などの音声パターン認識アプリケーション機器を新規に商品企画する場合に、その音声認識性能分布を本システムを利用して予測する。
この場合、ユーザは、まず、最初に、商品企画のアイデアから、パターン認識に関する仕様情報を明確化し、それをパターン認識性能分布予測クライアント４０に入力する。
【０１５８】
ここで、パターン認識に関する仕様情報には、例えば、音声認識語彙に関する情報、パターン認識アプリケーション機器の動作環境に関する情報、パターン認識アプリケーション機器のユーザー層に関する情報が含まれている。
パターン認識性能分布予測クライアント４０は、音声の認識性能分布の予測に有効な情報をパターン認識に関する仕様情報から抽出する。例えば、音声の言語種別、語彙サイズ、受理すべき発話文法、パターン認識アプリケーション機器の動作環境の雑音種別やＳＮＲ(Signal-to-Noise Ratio)、残響のパターンや残響時間、パターン認識アプリケーション機器のユーザーの出身地や年齢などの情報が音声の認識性能分布の予測に有効な情報である。
【０１５９】
パターン認識性能分布予測クライアント４０は、抽出したパターン認識に関する仕様情報を、ネットワーク４８を介して、パターン認識性能分布予測サーバ４４に送信する。
一方、パターン認識性能分布予測サーバ４４は、パターン認識性能分布予測クライアント４０から送信されたパターン認識に関する仕様情報から、認識性能分布予測に必要な信号データを信号データ記憶装置４６から取得する。信号データ記憶装置４６は、１ヶ所に集中されていても良いし、複数ヶ所に分散され、有線、無線のネットワークで結合されていても良い。そして、パターン認識性能分布予測サーバ４４は、上記第１の実施形態と同様の処理によって、評価用データを生成し、当該生成した評価用データを、ネットワーク４８を介してパターン認識性能分布予測クライアント４０に送信する。
【０１６０】
パターン認識性能分布予測クライアント４０は、パターン認識性能分布予測サーバ４４から送信された評価用データから、上記第１の実施形態と同様の処理によって、認識性能分布を予測（認識性能分布情報を生成）し、当該生成した認識性能分布情報を、例えば、パターン認識アプリケーション機器４２に出力する。
一方、パターン認識アプリケーション機器４２は、例えば、表示装置を備えており、パターン認識クライアント４０から入力された認識性能分布情報を表示装置に表示する。パターン認識アプリケーション機器４２のユーザは、この表示された認識性能分布情報を見て、パターン認識アプリケーション機器４２の認識性能を評価することができる。
【０１６１】
なお、本実施形態においては、認識性能分布情報生成システム４００において、パターン認識クライアント４０が、上記第１の実施形態の認識性能分布情報生成装置１００における認識性能分布情報生成器２０と同等の機能を有し、パターン認識性能分布予測サーバ４４が、上記第１の実施形態の認識性能分布情報生成装置１００における評価用データ生成器１０と同等の機能を有する構成としたが、これに限らず、図１９に示す認識性能分布情報生成システム５００のように、パターン認識性能分布予測サーバが、上記第１の実施形態の認識性能分布情報生成装置１００における、評価用データ生成器１０及び認識性能分布情報生成器２０の双方と同等の機能を有した構成としても良い。ここで、図１９に示すように、認識性能分布情報生成システム５００における、パターン認識クライアントをパターン認識クライアント５０とし、パターン認識性能分布予測サーバをパターン認識性能分布予測サーバ５４とする。それ以外は、認識性能分布情報生成システム４００と同様となるので同じ符号を付して説明を省略する。
【０１６２】
認識性能分布情報生成システム５００において、パターン認識性能分布予測クライアント５０は、パターン認識アプリケーション機器４２のパターン認識に関する仕様情報を取得し、当該取得した仕様情報を、ネットワーク４８を介してパターン認識性能分布予測サーバ５４に送信する。そして、パターン認識性能分布予測サーバ５４からの、前記送信した仕様情報に対応する認識性能分布情報を受信し、当該受信した認識性能分布情報をパターン認識アプリケーション機器４２に入力する。
【０１６３】
一方、パターン認識性能分布予測サーバ５４は、パターン認識性能分布予測クライアント５０からのパターン認識に関する仕様情報を受信し、当該受信した仕様情報に基づき、信号データ記憶装置４６から仕様情報に対応する高次信号パターンモデルを選択し、当該選択した高次信号パターンモデルから低次信号ベクトル空間を生成し、当該生成した低次信号ベクトル空間を用いて、上記第１の実施形態と同様の処理を行い評価用データを生成する。そして、生成した評価用データを、パターン認識アプリケーション機器４２と同等の性能を有するパターン認識アプリケーション機器４２’に入力し、当該パターン認識アプリケーション機器４２’から認識結果データを取得すると、上記第１の実施形態と同様の処理を行い認識性能分布情報を生成する。そして、当該生成した認識性能分布情報を、ネットワーク４８を介して仕様情報の送信元であるパターン認識性能分布予測クライアント５０に送信する。
【０１６４】
このように、認識性能分布情報生成システム４００（５００）によって、任意のパターン認識アプリケーション機器に対するパターン認識性能分布の予測サービスを実施することが可能である。
また、パターン認識アプリケーション機器の商品企画者は、自分で音声の認識性能分布を予測する必要がないという利点がある。
【０１６５】
一方、パターン認識性能分布の予測サービス事業者は、様々なパターン認識アプリケーション機器全体の詳細を知らなくても、信号データ記憶装置４６に記憶された多数の信号データ（信号コーパス）を再利用しながら、信頼性の高い認識性能分布を予測することが可能である。
上記第２の実施形態において、信号データ記憶装置４６は、請求項１２、１７及び１８のいずれか１項に記載の信号データ記憶手段に対応し、低次信号ベクトル空間記憶部１０ｃは、請求項１２記載の低次信号ベクトル空間記憶手段に対応し、座標軸設定部１０ｉは、請求項１２記載の座標軸設定手段に対応し、低次信号ベクトル選択部１０ｊは、請求項１２記載の低次信号ベクトル選択手段に対応し、評価用データ生成部１０ｋは、請求項１２記載の評価用データ生成手段に対応する。
【０１６６】
また、上記第２の実施形態において、評価用データ入力部２０ｃは、請求項１２記載の評価用データ入力手段に対応し、認識結果取得部２０ｄは、請求項１２記載の認識結果取得手段に対応し、認識性能値算出部２０ｅは、請求項１２記載の認識性能値算出手段に対応し、認識性能分布情報生成部２０ｆは、請求項１２記載の認識性能分布情報生成手段に対応する。
【０１６７】
また、上記第２の実施形態において、ステップＳ１０８は、請求項１７または１８記載の座標軸設定ステップに対応し、ステップＳ１１０は、請求項１７または１８記載の低次信号ベクトル選択ステップに対応し、ステップＳ１１２は、請求項１７または１８記載の評価用データ生成ステップに対応する。
また、上記第１の実施形態において、ステップＳ２０２は、請求項１７または１８記載の評価用データ入力ステップに対応し、ステップＳ２０４は、請求項１７または１８記載の認識結果取得ステップに対応し、ステップＳ２０６は、請求項１７または１８記載の認識性能値算出ステップに対応し、ステップＳ２０８は、請求項１７または１８記載の認識性能分布情報生成ステップに対応する。
【０１６８】
なお、上記第１及び第２の実施形態においては、認識性能分布情報の生成において、座標空間上に認識性能値を昇順で並べ、この並べられた認識性能値に対して多項式近似曲線を引いて認識性能分布を示すグラフを生成するようにしたが、これに限らず、対数近似、累乗近似、指数近似、移動平均など他の近似曲線を用いても良いし、曲線近似に限らず、線形近似（直線）、区分的直線（折れ線）などの近似直線を用いても良い。
【０１６９】
また、上記第１及び第２の実施形態においては、信号データとして音声データを例にとって説明したが、これに限らず、画像データや、様々なセンサーから得られるセンサー信号データなど他の信号データに対して本発明を適用しても良い。
また、上記第１の実施形態においては、認識性能分布情報生成装置１００を、評価用データを生成する評価用データ生成器１０、及び認識性能分布情報を生成する認識性能分布情報生成器２０の２つの生成器を有する構成としたが、これに限らず、これら各生成器の有する機能を分けずに１つにまとめた構成としても良い。
【０１７０】
また、上記第１の実施形態においては、高次信号パターンモデルから生成された２次元の低次信号ベクトル空間の複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択し、選択した低次信号ベクトルに対応する高次信号パターンモデルの生成に用いた信号データを用いて評価用データを生成するようにしたが、これに限らず、３次元以上の低次信号ベクトル空間を用いて評価用データを生成する構成としても良い。
【０１７１】
例えば、２次元の低次信号ベクトル空間においては、２次元の極座標系、すなわち、（ｒ・ｃｏｓθ、ｒ・ｓｉｎθ）に基づいて、複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択すればよい。
また、例えば、３次元の低次信号ベクトル空間においては、３次元の極座標系、すなわち、（ｒ・ｓｉｎθ・ｃｏｓη、ｒ・ｓｉｎθ・ｓｉｎη、ｒ・ｃｏｓθ）に基づいて、複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択すればよい。
【０１７２】
また、例えば、４次元の低次信号ベクトル空間においては、４次元の極座標系、すなわち、（ｒ・ｓｉｎθ・ｃｏｓη・ｃｏｓζ、ｒ・ｓｉｎθ・ｃｏｓη・ｓｉｎζ、ｒ・ｓｉｎθ・ｓｉｎη、ｒ・ｃｏｓθ）に基づいて、複数本の座標軸の近傍に位置する低次信号ベクトルを選択すればよい。
【図面の簡単な説明】
【０１７３】
【図１】本発明に係る認識性能分布情報生成装置１００の概略構成を示すブロック図である。
【図２】評価用データ生成器１０の機能構成を示す図である。
【図３】認識性能分布情報生成器２０の機能構成を示すブロック図である。
【図４】評価用データ生成器１０の評価用データ生成処理を示すフローチャートである。
【図５】認識性能分布情報生成器２０の認識性能分布情報生成処理を示すフローチャートである。
【図６】音声信号データに対する２次元の低次信号ベクトル空間の一例を示す図である。
【図７】領域区分後の図６の低次信号ベクトル空間の一例を示す図である。
【図８】複数本の座標軸が設定された図７の低次信号ベクトル空間の一例を示す図である。
【図９】図８の低次信号ベクトル空間における座標軸と領域境界との交差位置を示す図である。
【図１０】座標軸上に位置する低次信号ベクトルの特性変化の様子の一例を示す図である。
【図１１】認識性能分布情報の一例を示す図である。
【図１２】生成モード２における評価領域の一例を示す図である。
【図１３】生成モード３における評価領域の一例を示す図である。
【図１４】評価基準話者をランダムに選択した場合の認識性能分布情報の一例を示す図である。
【図１５】評価基準話者をクラスタリング手法を用いて選択した場合の認識性能分布情報の一例を示す図である。
【図１６】６５人の話者の音声データから生成された低次信号ベクトル空間の一例を示す図である。
【図１７】本発明を適用して評価基準話者を選択した場合の認識性能分布情報の一例を示す図である。
【図１８】本発明に係る認識性能分布情報生成システム４００の概略構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明に係る認識性能分布情報生成システム５００の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１７４】
１００                認識性能分布情報生成装置
３００                パターン認識器
４００，５００        認識性能分布情報生成システム
１０                  評価用データ生成器
１０ａ                データ取得部
１０ｂ                データ制御部
１０ｃ                低次信号ベクトル空間記憶部
１０ｄ                信号データ記憶部
１０ｅ                高次信号パターンモデル生成部
１０ｆ                低次信号ベクトル空間生成部
１０ｇ                評価領域同定部
１０ｈ                領域区分部
１０ｉ                座標軸設定部
１０ｊ                低次信号ベクトル選択部
１０ｋ                評価用データ生成部
２０                  認識性能分布情報生成器
２０ａ                データ制御部
２０ｂ                データ記憶部
２０ｃ                評価用データ入力部
２０ｄ                認識結果取得部
２０ｅ                認識性能値算出部
２０ｆ                認識性能分布情報生成部
２０ｇ                認識性能分布情報出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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