(57)【要約】【課題】  極めて長い時間、騒音下に放置しても、照合一致信号の誤出力を防止することができる話者照合装置を得ることを目的とする。【解決手段】  音響分析部２により分析された特定区間の音響特徴量とメモリ５により登録された発声区間の音響特徴量との区間全体の累積距離Ｇを計算する連続ＤＰマッチング部６と、音響分析部２により分析された特定区間の音響特徴量の分散σを計算する特徴量分散計算部７とを設け、連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離Ｇが距離閾値ＴＨＧより小さく、かつ、特徴量分散計算部７により計算された分散σが分散閾値ＴＨσより大きい場合、登録済みの話者が所定のキーワードを発声しているものと認定する。【選択図】        図１
2005338273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
登録を希望する話者が所定のキーワードを発声すると、そのキーワードを発声している区間の音響特徴量を計算し、その音響特徴量を登録する特徴量登録手段と、入力音声における特定区間の音響特徴量を分析する音響分析手段と、上記音響分析手段により分析された特定区間の音響特徴量と上記登録手段により登録された発声区間の音響特徴量との区間全体の累積距離を計算する距離計算手段と、上記音響分析手段により分析された特定区間の音響特徴量の分散を計算する分散計算手段と、上記距離計算手段により計算された累積距離が距離閾値より小さく、かつ、上記分散計算手段により計算された分散が分散閾値より大きい場合、上記話者が上記キーワードを発声しているものと認定する認定手段とを備えた話者照合装置。
【請求項２】
音響分析手段が特定区間の音響パワーを分析し、分散計算手段が上記音響分析手段により分析された特定区間の音響パワーの分散を計算することを特徴とする請求項１記載の話者照合装置。
【請求項３】
登録を希望する話者が所定のキーワードを発声すると、そのキーワードを発声している区間の音響特徴量を計算し、その音響特徴量を登録する特徴量登録手段と、入力音声における特定区間の音響特徴量を分析する音響分析手段と、上記音響分析手段により分析された特定区間の音響特徴量と上記登録手段により登録された発声区間の音響特徴量との区間全体の累積距離を計算するとともに、双方の音響特徴量が対応する各点の局所距離を計算する距離計算手段と、上記距離計算手段により計算された各点の局所距離の分散を計算する分散計算手段と、上記距離計算手段により計算された累積距離が距離閾値より小さく、かつ、上記分散計算手段により計算された分散が分散閾値より小さい場合、上記話者が上記キーワードを発声しているものと認定する認定手段とを備えた話者照合装置。
【請求項４】
登録を希望する話者が所定のキーワードを発声すると、そのキーワードを発声している区間の音響特徴量を計算し、その音響特徴量を登録する特徴量登録手段と、入力音声における特定区間の音響特徴量を分析する音響分析手段と、上記音響分析手段により分析された特定区間の音響特徴量と上記登録手段により登録された発声区間の音響特徴量との区間全体の累積距離を計算するとともに、双方の音響特徴量が対応する各点の局所距離を計算する距離計算手段と、上記距離計算手段により計算された各点の局所距離と所定の閾値を比較して、局所距離が所定の閾値を上回っている点の数を計数する計数手段と、上記距離計算手段により計算された累積距離が距離閾値より小さく、かつ、上記計数手段により計数された点の数が所定数より少ない場合、上記話者が上記キーワードを発声しているものと認定する認定手段とを備えた話者照合装置。
【請求項５】
登録を希望する話者が所定のキーワードを発声すると、そのキーワードを発声している区間の音響特徴量を計算し、その音響特徴量を登録する特徴量登録手段と、入力音声における特定区間の音響特徴量を分析する音響分析手段と、上記音響分析手段により分析された特定区間の音響特徴量と上記登録手段により登録された発声区間の音響特徴量との区間全体の累積距離を計算するとともに、双方の音響特徴量が対応する各点の局所距離を計算する距離計算手段と、上記距離計算手段により計算された各点の局所距離と所定の閾値を比較して、局所距離が所定の閾値を上回っている点の割合を計算する割合計算手段と、上記距離計算手段により計算された累積距離が距離閾値より小さく、かつ、上記割合計算手段により計算された割合が所定割合より小さい場合、上記話者が上記キーワードを発声しているものと認定する認定手段とを備えた話者照合装置。
【請求項６】
距離計算手段は、連続ＤＰマッチング法を用いて距離を計算することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の話者照合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、騒音下で話者の音声照合を実施する話者照合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
予め、登録を希望する話者がキーワードを発声して音声を登録し、登録者が同じキーワードを発声することによって本人認証を実施する話者照合装置において、動的計画法（ＤＰ法：Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ法）を用いて、登録データと入力音声データとの距離を計算し、その距離が所定の照合閾値以下であれば、照合したものと判断する方法がある（例えば、非特許文献１参照）。
具体的には、以下の通りである。
【０００３】
最初に登録時の処理内容を説明する。
話者照合装置の音声入力手段は、話者が所定のキーワードを発声すると、話者の音声のサンプリングを実施してデジタルデータに変換する。
話者照合装置の音響分析手段は、音声入力手段により変換されたデジタルデータを受けると、そのデジタルデータから音響特徴量（例えば、メルケプストラム、音響パワーなど）を計算する。
【０００４】
話者照合装置の音声区間検出手段は、音響分析手段が音響特徴量を計算すると、例えば、音響パワーの立ち上がりと立ち下がりを検出することにより、実際の発声区間を検出する。
話者照合装置の登録手段は、音声区間検出手段により検出された発声区間の音響特徴量を登録データ記憶手段に登録する。
【０００５】
次に照合時の処理内容を説明する。
話者照合装置の音声入力手段は、逐次的に音声を取り込み、その取り込んだ音声のサンプリングを実施してデジタルデータに変換する。
話者照合装置の音響分析手段は、音声入力手段により変換されたデジタルデータを受けると、そのデジタルデータから音響特徴量を計算する。
【０００６】
話者照合装置の連続ＤＰマッチング手段は、連続ＤＰ法を用いて、入力音声の音響特徴量（照合時に入力された音声の音響特徴量）と、登録データ記憶手段に登録されている音響特徴量との距離を計算する。
ここで、連続ＤＰ法とは、入力された音声データの始端から連続的にＤＰマッチングを実施する方法であり、入力音声中の任意の区間における音響特徴量と登録されている音響特徴量とのマッチングを実施する。
話者照合装置の検定手段は、連続ＤＰマッチング手段により計算された距離と所定の閾値を比較し、その距離が所定の閾値より小さければ、先に登録している話者が同一のキーワードを発声しているものと判断して、照合一致信号を出力する。
【０００７】
【非特許文献１】「音声情報処理」古井貞煕著、１９９８年、森北出版、ｐ．１０９〜ｐ．１１１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の話者照合装置は以上のように構成されているので、先に登録している話者が同一のキーワードを発声していない場合でも、極めて長い時間、騒音下に放置すると、登録データ記憶手段に登録されている音響特徴量に類似している騒音が偶然入力された結果、照合一致信号を誤って出力することがあるなどの課題があった。
【０００９】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、極めて長い時間、騒音下に放置しても、照合一致信号の誤出力を防止することができる話者照合装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る話者照合装置は、音響分析手段により分析された特定区間の音響特徴量と登録手段により登録された発声区間の音響特徴量との区間全体の累積距離を計算する距離計算手段と、音響分析手段により分析された特定区間の音響特徴量の分散を計算する分散計算手段とを設け、距離計算手段により計算された累積距離が距離閾値より小さく、かつ、分散計算手段により計算された分散が分散閾値より大きい場合、登録済みの話者がキーワードを発声しているものと認定するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、音響分析手段により分析された特定区間の音響特徴量と登録手段により登録された発声区間の音響特徴量との区間全体の累積距離を計算する距離計算手段と、音響分析手段により分析された特定区間の音響特徴量の分散を計算する分散計算手段とを設け、距離計算手段により計算された累積距離が距離閾値より小さく、かつ、分散計算手段により計算された分散が分散閾値より大きい場合、登録済みの話者がキーワードを発声しているものと認定するように構成したので、極めて長い時間、騒音下に放置しても、照合一致信号の誤出力を防止することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による話者照合装置を示す構成図であり、図において、音声入力部１は例えばマイクなどから構成され、話者が所定のキーワードを発声すると、話者の音声のサンプリングを実施してデジタルデータに変換する。
音響分析部２は音声入力部１により変換されたデジタルデータから音響特徴量（例えば、メルケプストラム、音響パワーなど）を計算する。
【００１３】
発声区間検出部３は音響分析部２により計算された音響特徴量が例えば音響パワーであれば、その音響パワーの立ち上がりと立ち下がりを検出することにより、実際の発声区間（話者が所定のキーワードを発声している区間）を検出する。
特徴量登録部４は発声区間検出部３により検出された発声区間の音響特徴量をメモリ５に登録する。
なお、音声入力部１、音響分析部２、発声区間検出部３、特徴量登録部４及びメモリ５から特徴量登録手段が構成されている。
【００１４】
連続ＤＰマッチング部６は連続ＤＰ法を用いて、音響分析部２により分析された特定区間の音響特徴量（照合時に入力された音声の音響特徴量）と、メモリ５に登録されている発声区間の音響特徴量との区間全体の累積距離等を計算する。なお、連続ＤＰマッチング部６は距離計算手段を構成している。
特徴量分散計算部７は音響分析部２により計算された特定区間の音響特徴量である音響パワーの分散を計算する。なお、特徴量分散計算部７は分散計算手段を構成している。
【００１５】
検定部８は連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離が距離閾値より小さく、かつ、特徴量分散計算部７により計算された分散が分散閾値より大きい場合、登録済みの話者が同一のキーワードを発声しているものと判断して、照合一致信号を出力する。なお、検定部８は認定手段を構成している。
図２はこの発明の実施の形態１による話者照合装置の登録時の処理内容を示すフローチャートである。図３はこの発明の実施の形態１による話者照合装置の照合時の処理内容を示すフローチャートである。
【００１６】
次に動作について説明する。
最初に、音声照合の実施を可能にするために、話者（以下、登録者という）が所定のキーワードを発声して、自己の音声を登録する際の処理内容を説明する。
まず、音声入力部１は、登録者が所定のキーワードを発声すると、登録者の音声のサンプリングを実施してデジタルデータに変換する（ステップＳＴ１）。
音響分析部２は、音声入力部１により変換されたデジタルデータを受けると、公知の技術を利用して（例えば、上記の非特許文献１を参照）、そのデジタルデータから音声の特徴を表す音響特徴量（例えば、メルケプストラム、音響パワーなど）を計算する（ステップＳＴ２）。
【００１７】
発声区間検出部３は、音響分析部２が音響特徴量を計算すると、例えば、音響パワーの立ち上がりと立ち下がりを検出することにより、実際の発声区間（登録者が所定のキーワードを発声している区間）を検出する（ステップＳＴ３）。
特徴量登録部４は、発声区間検出部３により検出された発声区間の音響特徴量をメモリ５に登録する（ステップＳＴ４）。
ただし、発話の安定性を確保するため、登録者に対して、２回以上、同一のキーワードを発声させて、それらのキーワードに係る音響特徴量の相互距離が小さい場合に限り、それらの音響特徴量の平均値などをメモリ５に登録するようにしてもよい。
【００１８】
次に、話者（以下、照合者という）の音声を実際に照合する際の処理内容を説明する。
まず、音声入力部１は、照合者が所定のキーワードを発声すると、照合者の音声のサンプリングを実施してデジタルデータに変換する（ステップＳＴ１１）。
音響分析部２は、音声入力部１により変換されたデジタルデータを受けると、そのデジタルデータから音声の特徴を表す音響特徴量（例えば、メルケプストラム、音響パワーなど）を計算する（ステップＳＴ１２）。
【００１９】
連続ＤＰマッチング部６は、連続ＤＰ法を用いて、音響分析部２により分析された特定区間の音響特徴量（照合時に入力された音声の音響特徴量）と、メモリ５に登録されている発声区間の音響特徴量との区間全体の累積距離Ｇを計算するとともに、当該区間における各点の局所距離ｄ（ｉ，ｊ）を計算する（ステップＳＴ１３）。
以下、連続ＤＰマッチング部６の処理内容を具体的に説明する。
【００２０】
まず、連続ＤＰ法は、入力された音声データの始端から連続的にＤＰマッチングを実施する方法であり、具体的には、図４に示すような傾斜制限を用いて、入力音声中の任意の区間における音響特徴量と登録されている音響特徴量とのマッチングを実施する。
入力音声の第ｉ時刻における音響特徴量と、メモリ５に登録されている第ｊ番目の音響特徴量との距離を局所距離としてｄ（ｉ，ｊ）で表し、音響特徴量が一般的にベクトルとして表現されるので、ベクトルの次元をＫとすると、入力音声の第ｉ時刻における音響特徴量Ｖ（ｉ）と、メモリ５に登録されている第ｊ番目の音響特徴量Ｒ（ｊ）とを、次のように表すことができる。
Ｖ（ｉ）＝（Ｖ（ｉ）１，Ｖ（ｉ）２，Ｖ（ｉ）３，・・・，Ｖ（ｉ）Ｋ）（１）
Ｒ（ｉ）＝（Ｒ（ｊ）１，Ｒ（ｊ）２，Ｒ（ｊ）３，・・・，Ｒ（ｊ）Ｋ）（２）
【００２１】
このとき、局所距離ｄ（ｉ，ｊ）として、ユークリッド距離を用いる場合、局所距離ｄ（ｉ，ｊ）は以下のように表すことができる。
【数１】
2005338273.tif 000003
【００２２】
次に、入力音声の第ｉ時刻における音響特徴量と、メモリ５に登録されている第ｊ番目の音響特徴量との累積距離ｇ（ｉ，ｊ）を以下のように定義する。
【数２】
2005338273.tif 000004
【００２３】
また、パスの長さ（重み）を以下のように定義する。
【数３】
2005338273.tif 000005
【００２４】
連続ＤＰマッチング部６は、上記のようにして、累積距離ｇ（ｉ，ｊ）とパスの長さｃ（ｉ，ｊ）を定義すると、各時刻ｉにおいて、ｊ＝０からｊ＝Ｊ（Ｊはメモリ５に登録されている音響特徴量の長さを表している）まで、累積距離ｇ（ｉ，ｊ）とパスの長さｃ（ｉ，ｊ）を計算する。
ここで、累積距離ｇ（ｉ，ｊ）は、直前の累積距離と局所距離に依存し、最小値を選択することによって累積距離を通るｉ−ｊの組が逐次的に決定される。
【００２５】
例えば、時刻ｉ０での累積距離ｇ（ｉ０，Ｊ）は、入力音声の第ｉ０時刻の音響特徴量を、メモリ５に登録されている音響特徴量の終端に対応させたときの最小累積距離を表している。
ｉ−ｊの組として、０−０からｉ０−Ｊまでの最小累積距離を決定すれば、０−０からｉ０−Ｊまでの経路が定まる。以下、この経路を最適パスと称する。最適パスは例えば図４のように決定される（図中、Ｎは照合された発声の長さを示している）。
【００２６】
上記のｃ（ｉ，ｊ）は最適パスの長さを示すので、長さによる変動を正規化した累積距離Ｇを下記に示すように定義する。
【数４】
2005338273.tif 000006
【００２７】
連続ＤＰマッチング部６は、以上のような手続きで、メモリ５に登録されている発声区間の音響特徴量と、現在時刻ｉ０までに入力された入力音声の音響特徴量との最適な対応関係（最適パス）を求めると同時に、最適パスの各点における局所距離ｄ（ｉ，ｊ）と、最適パスを通った場合の累積距離値Ｇとを求める。
【００２８】
特徴量分散計算部７は、音響分析部２により計算された音響特徴量である音響パワーのうち、連続ＤＰマッチング部６により最適パスが求められた区間の音響パワーを取得し、その音響パワーの分散σを計算する（ステップＳＴ１４）。
具体的には、時刻ｉ０で照合した照合区間がｉ０−Ｎ＋１，ｉ０−Ｎ＋２，・・・，ｉ０であり、その照合区間の音響パワーがＰ（ｉ０−Ｎ＋１），Ｐ（ｉ０−Ｎ＋２），・・・，Ｐ（ｉ０）であるとすれば、音響パワーの平均と分散σを以下のように計算する。
ただし、Ｎは照合された発声の長さを示している。
【数５】
2005338273.tif 000007
【００２９】
検定部８は、連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離Ｇと、特徴量分散計算部７により計算された分散σとに基づいて、登録者が発声したキーワードと照合者が発声したキーワードとを照合し、両者の一致を認定すれば、照合一致信号を出力する（ステップＳＴ１５，ＳＴ１６）。
即ち、連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離Ｇが距離閾値ＴＨＧより小さければ、先に登録している話者が同一のキーワードを発声している可能性が高いが、その累積距離Ｇのみを考慮して一致を認定すると、上述したように、極めて長い時間、騒音下に放置した場合、メモリ５に登録されている音響特徴量に類似している騒音が偶然入力された結果、照合一致信号を誤って出力することがある。
そこで、この実施の形態１の検定部８は、音響パワーの分散σも考慮して一致を認定するようにしている。
【００３０】
つまり、照合区間における音響パワーの分散σは、照合区間が定常騒音であれば、値が小さく、照合区間が話者の音声入力であれば、値が大きいと考えられるので、検定部８は、連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離Ｇが距離閾値ＴＨＧより小さく、かつ、特徴量分散計算部７により計算された分散σが分散閾値ＴＨσより大きい場合に、先に登録している話者が同一のキーワードを発声しているものと判断して、照合一致信号を出力する。
したがって、連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離Ｇが距離閾値ＴＨＧより小さくても、特徴量分散計算部７により計算された分散σが分散閾値ＴＨσより小さい場合には、照合区間が定常騒音である可能性が高いので、照合一致信号を出力しない。
【００３１】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、音響分析部２により分析された特定区間の音響特徴量とメモリ５により登録された発声区間の音響特徴量との区間全体の累積距離Ｇを計算する連続ＤＰマッチング部６と、音響分析部２により分析された特定区間の音響特徴量の分散σを計算する特徴量分散計算部７とを設け、連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離Ｇが距離閾値ＴＨＧより小さく、かつ、特徴量分散計算部７により計算された分散σが分散閾値ＴＨσより大きい場合、登録済みの話者が所定のキーワードを発声しているものと認定するように構成したので、極めて長い時間、騒音下に放置しても、照合一致信号の誤出力を防止することができる効果を奏する。
【００３２】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２による話者照合装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
局所距離分散計算部９は連続ＤＰマッチング部６により求められた最適パスを通る各点の局所距離の分散を計算する。なお、局所距離分散計算部９は分散計算手段を構成している。
検定部１０は連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離が距離閾値より小さく、かつ、局所距離分散計算部９により計算された分散が分散閾値より小さい場合、登録済みの話者が所定のキーワードを発声しているものと認定する。なお、検定部１０は認定手段を構成している。
図６はこの発明の実施の形態２による話者照合装置の照合時の処理内容を示すフローチャートである。
【００３３】
次に動作について説明する。
登録者が所定のキーワードを発声して、自己の音声を登録する際の処理内容は上記実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
照合者の音声を実際に照合する際の処理内容を説明する。
【００３４】
まず、音声入力部１は、照合者が所定のキーワードを発声すると、上記実施の形態１と同様に、照合者の音声のサンプリングを実施してデジタルデータに変換する（ステップＳＴ１１）。
音響分析部２は、音声入力部１により変換されたデジタルデータを受けると、上記実施の形態１と同様に、そのデジタルデータから音声の特徴を表す音響特徴量（例えば、メルケプストラム、音響パワーなど）を計算する（ステップＳＴ１２）。
【００３５】
連続ＤＰマッチング部６は、連続ＤＰ法を用いて、音響分析部２により分析された特定区間の音響特徴量（照合時に入力された音声の音響特徴量）と、メモリ５に登録されている発声区間の音響特徴量との区間全体の累積距離Ｇを計算するとともに、当該区間における各点の局所距離ｄ（ｉ，ｊ）を計算する（ステップＳＴ１３）。
連続ＤＰマッチング部６の処理内容は、上記実施の形態１と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００３６】
局所距離分散計算部９は、連続ＤＰマッチング部６により求められた最適パスを通る各点の局所距離ｄ（ｉ，ｊ）の分散σ’を計算する（ステップＳＴ２１）。
具体的には、時刻ｉ０で照合した照合区間がｉ０−Ｎ＋１，ｉ０−Ｎ＋２，・・・，ｉ０であるとして、各点の局所距離の平均と分散σ’を以下のように計算する。
【数６】
2005338273.tif 000008
式（８）におけるＡ（ｉ）は、各時刻ｉに対応する最適パスの登録データ上の時刻ｊであり、ｉが定まれば自動的に定まる。
【００３７】
検定部１０は、連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離Ｇと、局所距離分散計算部９により計算された分散σ’とに基づいて、登録者が発声したキーワードと照合者が発声したキーワードとを照合し、両者の一致を認定すれば、照合一致信号を出力する（ステップＳＴ２２，ＳＴ１６）。
即ち、連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離Ｇが距離閾値ＴＨＧより小さければ、先に登録している話者が同一のキーワードを発声している可能性が高いが、その累積距離Ｇのみを考慮して一致を認定すると、上述したように、極めて長い時間、騒音下に放置した場合、メモリ５に登録されている音響特徴量に類似している騒音が偶然入力された結果、照合一致信号を誤って出力することがある。
そこで、この実施の形態２の検定部１０は、各点の局所距離の分散σ’も考慮して一致を認定するようにしている。
【００３８】
つまり、累積距離Ｇが距離閾値ＴＨＧより小さい場合でも、各点の局所距離にばらつきがあると、各点の局所距離の分散σ’が大きくなる。
この事は局所的にみると、音響的に一致していない部分があることを示しており、音声ではなく雑音であると判定することができるので、検定部１０は、連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離Ｇが距離閾値ＴＨＧより小さく、かつ、局所距離分散計算部９により計算された分散σ’が分散閾値ＴＨσ’より小さい場合に、先に登録している話者が同一のキーワードを発声しているものと判断して、照合一致信号を出力する。
したがって、連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離Ｇが距離閾値ＴＨＧより小さくても、局所距離分散計算部９により計算された分散σ’が分散閾値ＴＨσ’より大きい場合には、照合区間が定常騒音である可能性が高いので、照合一致信号を出力しない。
【００３９】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、音響分析部２により分析された特定区間の音響特徴量とメモリ５により登録された発声区間の音響特徴量との区間全体の累積距離Ｇを計算する連続ＤＰマッチング部６と、最適パスを通る各点の局所距離の分散σ’を計算する局所距離分散計算部９とを設け、連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離Ｇが距離閾値ＴＨＧより小さく、かつ、局所距離分散計算部９により計算された分散σ’が分散閾値ＴＨσ’より小さい場合、登録済みの話者が所定のキーワードを発声しているものと認定するように構成したので、極めて長い時間、騒音下に放置しても、照合一致信号の誤出力を防止することができる効果を奏する。
【００４０】
実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３による話者照合装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
異常個数計数部１１は連続ＤＰマッチング部６により求められた最適パスを通る各点の局所距離と所定の閾値を比較して、局所距離が所定の閾値を上回っている点の数を計数する。なお、異常個数計数部１１は計数手段を構成している。
検定部１２は連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離が距離閾値より小さく、かつ、異常個数計数部１１により計数された点の数が所定数より少ない場合、登録済みの話者が所定のキーワードを発声しているものと認定する。なお、検定部１２は認定手段を構成している。
図８はこの発明の実施の形態３による話者照合装置の照合時の処理内容を示すフローチャートである。
【００４１】
次に動作について説明する。
登録者が所定のキーワードを発声して、自己の音声を登録する際の処理内容は上記実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
照合者の音声を実際に照合する際の処理内容を説明する。
【００４２】
まず、音声入力部１は、照合者が所定のキーワードを発声すると、上記実施の形態１と同様に、照合者の音声のサンプリングを実施してデジタルデータに変換する（ステップＳＴ１１）。
音響分析部２は、音声入力部１により変換されたデジタルデータを受けると、上記実施の形態１と同様に、そのデジタルデータから音声の特徴を表す音響特徴量（例えば、メルケプストラム、音響パワーなど）を計算する（ステップＳＴ１２）。
【００４３】
連続ＤＰマッチング部６は、連続ＤＰ法を用いて、音響分析部２により分析された特定区間の音響特徴量（照合時に入力された音声の音響特徴量）と、メモリ５に登録されている発声区間の音響特徴量との区間全体の累積距離Ｇを計算するとともに、当該区間における各点の局所距離ｄ（ｉ，ｊ）を計算する（ステップＳＴ１３）。
連続ＤＰマッチング部６の処理内容は、上記実施の形態１と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００４４】
異常個数計数部１１は、連続ＤＰマッチング部６により求められた最適パスを通る各点の局所距離ｄ（ｉ，ｊ）と閾値ＴＨＤの大小関係を調査し、局所距離ｄ（ｉ，ｊ）が閾値ＴＨＤを上回っていれば（ｄ≧ＴＨＤ）、その点は異常な点であると判定し、異常な点の個数Ｎを計数する（ステップＳＴ３１）。
【００４５】
検定部１２は、連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離Ｇと、異常個数計数部１１により計数された個数Ｎとに基づいて、登録者が発声したキーワードと照合者が発声したキーワードとを照合し、両者の一致を認定すれば、照合一致信号を出力する（ステップＳＴ３２，ＳＴ１６）。
即ち、連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離Ｇが距離閾値ＴＨＧより小さければ、先に登録している話者が同一のキーワードを発声している可能性が高いが、その累積距離Ｇのみを考慮して一致を認定すると、上述したように、極めて長い時間、騒音下に放置した場合、メモリ５に登録されている音響特徴量に類似している騒音が偶然入力された結果、照合一致信号を誤って出力することがある。
そこで、この実施の形態３の検定部１２は、異常な点の個数Ｎも考慮して一致を認定するようにしている。
【００４６】
つまり、累積距離Ｇが距離閾値ＴＨＧより小さい場合でも、最適パスの各点の中に、局所距離が大きい点があるいう事実は、局所的にみると、音響的に一致していない部分があることを示しており、音声ではなく雑音であると判定することができるので、検定部１２は、連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離Ｇが距離閾値ＴＨＧより小さく、かつ、異常個数計数部１１により計数された個数Ｎが閾値ＴＨＮより少ない場合に、先に登録している話者が同一のキーワードを発声しているものと判断して、照合一致信号を出力する。
したがって、連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離Ｇが距離閾値ＴＨＧより小さくても、異常個数計数部１１により計数された個数Ｎが閾値ＴＨＮより多い場合には、照合区間が定常騒音である可能性が高いので、照合一致信号を出力しない。
【００４７】
以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、音響分析部２により分析された特定区間の音響特徴量とメモリ５により登録された発声区間の音響特徴量との区間全体の累積距離Ｇを計算する連続ＤＰマッチング部６と、最適パスを通る各点の局所距離ｄと閾値ＴＨＤを比較して、局所距離ｄが閾値ＴＨＤを上回っている点の数Ｎを計数する異常個数計数部１１とを設け、連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離Ｇが距離閾値ＴＨＧより小さく、かつ、異常個数計数部１１により計数された個数Ｎが閾値ＴＨＮより少ない場合、登録済みの話者が所定のキーワードを発声しているものと認定するように構成したので、極めて長い時間、騒音下に放置しても、照合一致信号の誤出力を防止することができる効果を奏する。
【００４８】
実施の形態４．
図９はこの発明の実施の形態４による話者照合装置を示す構成図であり、図において、図７と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
異常数割合計算部１３は最適パス上の全体の点の個数に対する異常な点の個数（異常個数計数部１１により計数された個数）の割合を計算する。なお、異常個数計数部１１及び異常数割合計算部１３から割合計算手段が構成されている。
検定部１４は連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離が距離閾値より小さく、かつ、異常数割合計算部１３により計算された割合が所定割合より小さい場合、登録済みの話者が所定のキーワードを発声しているものと認定する。なお、検定部１４は認定手段を構成している。
図１０はこの発明の実施の形態４による話者照合装置の照合時の処理内容を示すフローチャートである。
【００４９】
次に動作について説明する。
登録者が所定のキーワードを発声して、自己の音声を登録する際の処理内容は上記実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
照合者の音声を実際に照合する際の処理内容を説明する。
【００５０】
まず、音声入力部１は、照合者が所定のキーワードを発声すると、上記実施の形態１と同様に、照合者の音声のサンプリングを実施してデジタルデータに変換する（ステップＳＴ１１）。
音響分析部２は、音声入力部１により変換されたデジタルデータを受けると、上記実施の形態１と同様に、そのデジタルデータから音声の特徴を表す音響特徴量（例えば、メルケプストラム、音響パワーなど）を計算する（ステップＳＴ１２）。
【００５１】
連続ＤＰマッチング部６は、連続ＤＰ法を用いて、音響分析部２により分析された特定区間の音響特徴量（照合時に入力された音声の音響特徴量）と、メモリ５に登録されている発声区間の音響特徴量との区間全体の累積距離Ｇを計算するとともに、当該区間における各点の局所距離ｄ（ｉ，ｊ）を計算する（ステップＳＴ１３）。
連続ＤＰマッチング部６の処理内容は、上記実施の形態１と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５２】
異常個数計数部１１は、上記実施の形態３と同様に、連続ＤＰマッチング部６により求められた最適パスを通る各点の局所距離ｄ（ｉ，ｊ）と閾値ＴＨＤの大小関係を調査し、局所距離ｄ（ｉ，ｊ）が閾値ＴＨＤを上回っていれば（ｄ≧ＴＨＤ）、その点は異常な点であると判定し、異常な点の個数Ｎを計数する（ステップＳＴ３１）。
異常数割合計算部１３は、最適パス上の全体の点の個数に対する異常な点の個数Ｎの割合Ｒを計算する（ステップＳＴ４１）。
Ｒ＝全点数／Ｎ
【００５３】
検定部１４は、連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離Ｇと、異常数割合計算部１３により計算された割合Ｒとに基づいて、登録者が発声したキーワードと照合者が発声したキーワードとを照合し、両者の一致を認定すれば、照合一致信号を出力する（ステップＳＴ４２，ＳＴ１６）。
即ち、連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離Ｇが距離閾値ＴＨＧより小さければ、先に登録している話者が同一のキーワードを発声している可能性が高いが、その累積距離Ｇのみを考慮して一致を認定すると、上述したように、極めて長い時間、騒音下に放置した場合、メモリ５に登録されている音響特徴量に類似している騒音が偶然入力された結果、照合一致信号を誤って出力することがある。
そこで、この実施の形態４の検定部１４は、異常な点の個数Ｎの割合Ｒも考慮して一致を認定するようにしている。
【００５４】
つまり、累積距離Ｇが距離閾値ＴＨＧより小さい場合でも、最適パスの各点の中に、局所距離が大きい点があるいう事実は、局所的にみると、音響的に一致していない部分があることを示しており、音声ではなく雑音であると判定することができるので、検定部１４は、連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離Ｇが距離閾値ＴＨＧより小さく、かつ、異常数割合計算部１３により計算された割合Ｒが閾値ＴＨＲより小さい場合に、先に登録している話者が同一のキーワードを発声しているものと判断して、照合一致信号を出力する。
したがって、連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離Ｇが距離閾値ＴＨＧより小さくても、異常数割合計算部１３により計算された割合Ｒが閾値ＴＨＲより大きい場合には、照合区間が定常騒音である可能性が高いので、照合一致信号を出力しない。
【００５５】
以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、音響分析部２により分析された特定区間の音響特徴量とメモリ５により登録された発声区間の音響特徴量との区間全体の累積距離Ｇを計算する連続ＤＰマッチング部６と、最適パス上の全体の点の個数に対する異常な点の個数Ｎの割合Ｒを計算する異常数割合計算部１３とを設け、連続ＤＰマッチング部６により計算された累積距離Ｇが距離閾値ＴＨＧより小さく、かつ、異常数割合計算部１３により計算された割合Ｒが閾値ＴＨＲより小さい場合、登録済みの話者が所定のキーワードを発声しているものと認定するように構成したので、極めて長い時間、騒音下に放置しても、照合一致信号の誤出力を防止することができる効果を奏する。
【００５６】
なお、上記実施の形態１〜４では、話者照合装置の構成部（例えば、音声入力部１、音響分析部２、発声区間検出部３、特徴量登録部４、連続ＤＰマッチング部６、特徴量分散計算部７、検定部８）がハードウェアで構成されているものについて説明したが、話者照合装置の構成部の処理内容を記述したプログラムをメモリに格納し、図示せぬ中央処理装置（例えば、ＣＰＵ）が当該メモリに格納したプログラムを実行するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】この発明の実施の形態１による話者照合装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による話者照合装置の登録時の処理内容を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１による話者照合装置の照合時の処理内容を示すフローチャートである。
【図４】連続ＤＰマッチングを説明する説明図である。
【図５】この発明の実施の形態２による話者照合装置を示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態２による話者照合装置の照合時の処理内容を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態３による話者照合装置を示す構成図である。
【図８】この発明の実施の形態３による話者照合装置の照合時の処理内容を示すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態４による話者照合装置を示す構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態４による話者照合装置の照合時の処理内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５８】
１  音声入力部（特徴量登録手段）、２  音響分析部（特徴量登録手段）、３  発声区間検出部（特徴量登録手段）、４  特徴量登録部（特徴量登録手段）、５  メモリ（特徴量登録手段）、６  連続ＤＰマッチング部（距離計算手段）、７  特徴量分散計算部（分散計算手段）、８  検定部（認定手段）、９  局所距離分散計算部（分散計算手段）、１０  検定部（認定手段）、１１  異常個数計数部（計数手段、割合計算手段）、１２  検定部（認定手段）、１３  異常数割合計算部（割合計算手段）、１４  検定部（認定手段）。
【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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