JPH0234400B2 - Onseinopitsuchichushutsuhoho - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は音声のピツチ抽出方法に係り、特に音
声分析や音声合成・音声認識等に必要な音声のピ
ツチ周期を短時間で得る方法に関する。

音声は波形上極端に差違がない波形の繰り返し
とみることができる。この繰り返しである有声音
の基本周期が音声のピツチであつて、通常2.5ms
〜12ms程度であることが判明している。この音
声のピツチの正確な抽出は音声の分析・合成をす
る場合重要な事項であつて、特に音声合成におい
てはピツチ周期がデータ圧縮や合成音質に対して
重要なパラメータとなつている。したがつて、ピ
ツチ周期は正確であることが要請される。

従来におけるピツチ周期を求める方法として
は、音声波形のピーク値の探索による方法とか、
自己相関係数などから求める方法が提案されてい
る。ところが、前者にあつては演算時間が短いと
いう利点はあつても振幅が最大もしくは減少する
区間である過渡状態での抽出精度が悪いという欠
点があり、また後者にあつては自己相関係数を得
るためにピツチ周期を含む時間遅れの相関係数を
計算しなければならないので、演算時間が長いと
いう欠点および積演算が多いので掛算器が必要と
なつてハードウエアの構成が複雑になる欠点を有
する。

そこで、本発明は上述の欠点に鑑み、高精度な
ピツチ周期を得ることを前提として、演算時間を
短縮しかつ回路構成を簡単化した音声のピツチ抽
出方法の提供を目的とする。

かかる目的を達成するため本発明としては、入
力音声記憶手段に記憶される一分析区間にて音声
信号の波形上零交差する各時点から上記音声信号
を直流成分を除いて加算し、加算結果が予め定め
られた閾値以下となるまでの時間を上記各時点か
らの計算につきそれぞれ求め、このそれぞれの時
間のうち最大値からピツチを得ることを特徴とす
る。

ここで、図を参照しつつ本発明の実施例を説明
する。第１図および第２図において、音声信号は
入力音声記憶手段１に入力されて数ピツチ周期を
含む一分析区間だけ記憶される。この記憶された
音声信号から音声信号が負から正に移る時点（本
実施例では零交差時点）を零交差検出手段２によ
り求め、この負から正の零交差時点を加算手段３
に出力する。加算手段３では零交差時点から入力
音声記憶手段１に記憶された音声信号を順次読み
出し、加算結果が予め定められた閾値たとえば零
になるまで加算する。

たとえば、第２図に示す音声信号にあつては分
析区間の始まりから、負から正の零交差時点T₁，
T₂，T₃，T₄，T₅を順次求め、このそれぞれの時
点T₁〜T₅から加算が加算値零になるまで計算す
る。

加算値が所定の閾値になるまで加算すること
は、音声信号波形の一ピツチ周期内の平均値が零
に近いという現象に基づいている。すなわち、負
から正の零交差時点から音声信号を加算すると、
零交差のたびに正値および負値の加算が繰り返え
され、加算値としては次第に減少して零に近づく
のである。この場合、閾値としては零を基準とし
てある範囲を採ることができる。

加算手段３が加算を開始してから加算値が所定
の閾値に達するまでの時間を加算時間計測手段４
で求めて、一時記憶する。第２図では加算開始の
時点T₁，T₂，T₃，T₄，T₅から加算値が零になる
までの時間ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅを計測している。

加算時間計測手段４により求めた加算時間と最
大値記憶手段６により記憶された値とが最大値判
定手段５によつて比較され、値の大きな方を最大
値として最大値記憶手段６に記憶する。この場
合、最大値記憶手段６により記憶される値は最初
は零またはピツチ周期とみなされる最小値であつ
て加算時間の計測で大きな値の方が最大値とされ
る。

以上の手順を一分析区間内の音声信号につき実
施して、最終的に求まつた最大値をピツチ周期の
候補とする。第２図の音声信号ではピツチ周期の
候補はＣである。

通常ピツチ周期は前述したようにある範囲、た
とえば2.5msから12msの間に分布しているので、
ピツチ周期の候補として求められた値をこの予め
定めた範囲に入つているか否か判定することで精
度の向上が図れる。また、上記一分析区間は通常
のピツチ周期最大値である12msecの倍程度があ
げられる。

また、分析する音声信号は高域通過フイルタを
通して直流成分を除き交流分のみ加算に関与させ
る必要がある。

さらに、ピツチ周波数は80Hz〜400Hz程度であ
るため1KHz程度の低域通過フイルタに音声信号
を通してやれば精度が向上する。

上述の例では負から正の零交差時点を基準とし
て加算したのであるが、正から負の零交差時点を
基準としてもよい。

以上実施例にて具体化したように本発明によれ
ば、音声信号の零交差を基準として加算時間を演
算してピツチ周期を求めていることにより、精度
良くかつ従来のように時間遅れの相関係数の計算
もなく加算が中心であつて演算時間が非常に短縮
され、また掛算器が不要となつてハードウエアに
よる構成が簡単となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明による音声のピツ
チ抽出方法の実施例で、第１図は原理を示すブロ
ツク図、第２図は実施例説明のための音声信号波
形図である。 図面中、１は入力音声記憶手段、２は零交差検
出手段、３は加算手段、４は加算時間計測手段、
５は最大値判定手段、６は最大値記憶手段であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力音声記憶手段に記憶される一分析区間に
   て音声信号の波形上零交差する各時点から上記音
   声信号を直流成分を除いて加算し、加算結果が予
   め定められた閾値以下となるまでの時間を上記各
   時点からの計算につきそれぞれ求め、このそれぞ
   れの時間のうち最大値からピツチを得るようにし
   た音声のピツチ抽出方法。