JPH0330880B2 - - Google Patents
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- JPH0330880B2 JPH0330880B2 JP2607183A JP2607183A JPH0330880B2 JP H0330880 B2 JPH0330880 B2 JP H0330880B2 JP 2607183 A JP2607183 A JP 2607183A JP 2607183 A JP2607183 A JP 2607183A JP H0330880 B2 JPH0330880 B2 JP H0330880B2
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Description
【発明の詳細な説明】
(A) 発明の技術分野
本発明は、音声分析合成装置、特に線形予測法
によつて入力音声をパラメータを抽出して行う音
声分析合成装置において、予測残差についての自
己相関にもとづいてピツチ周期を抽出するに当つ
て、自己相関係数のより大きい複数個の成分を候
補として抽出しておき、信頼性のより高い周期に
ついてのピツチ周期を基準として、信頼性のより
低い期間についてのピツチ周期を設定してゆくよ
うにした音声分析合成装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] (A) Technical Field of the Invention The present invention relates to a speech analysis and synthesis device, particularly a speech analysis and synthesis device that extracts parameters from input speech using a linear prediction method. When extracting the pitch cycle based on autocorrelation, multiple components with larger autocorrelation coefficients are extracted as candidates, and the pitch cycle of the more reliable cycle is used as a reference to calculate the reliability. This invention relates to a speech analysis/synthesis device that sets pitch cycles for lower periods.
(B) 技術の背景と問題点
従来、線形予測法(PARCOR法を含む)によ
る音声分析合成装置においては、線形予測を行つ
た結果の予測残差を調べ、当該予測残差の自己相
関係数列の時間遅れに対する変化がピツチ周期に
相当する時間遅れ位置においてピークをとること
に着目してピツチ周期を抽出することが行われて
いる。即ち、ピツチ周期を抽出するに当つて、
()予測残差の自己相関係数列の最大値を与え
る時間遅れを見出し、()前後のフレームにつ
いてのピツチ周期からの変動を調べ、()変動
が大きければ変動が小さくなるような半周期ある
いは倍周期に該当する位置にピークがあるか否か
を調べ、()あればそのピークを与える時間遅
れをピツチ周期とするという如き方法が採用され
ている。(B) Technical background and problems Conventionally, in speech analysis and synthesis devices using linear prediction methods (including the PARCOR method), the prediction residual as a result of linear prediction is examined, and the autocorrelation coefficient sequence of the prediction residual is calculated. The pitch period is extracted by focusing on the fact that the change with respect to the time delay takes a peak at the time delay position corresponding to the pitch period. That is, when extracting the pitch period,
() Find the time delay that gives the maximum value of the autocorrelation coefficient sequence of the prediction residual, () check the fluctuation from the pitch period for the previous and subsequent frames, and () find the half period or A method is adopted in which it is checked whether there is a peak at a position corresponding to the double period, and if there is (), the time delay giving that peak is taken as the pitch period.
しかし、この方法の場合には、原音声のピツチ
周期にゆらぎがあつたり、音声境界でピツチ構造
がくずれていたりすると、予測残差の自己相関係
数が鋭いピークをもたなくなり、ピツチ周期を正
しく発見できないという問題を含んでいる。 However, in the case of this method, if the pitch period of the original speech fluctuates or the pitch structure collapses at speech boundaries, the autocorrelation coefficient of the prediction residual will no longer have a sharp peak, and the pitch period will change. This includes the problem that it cannot be discovered correctly.
(C) 発明の目的と構成
本発明は、上記の点を解決することを目的とし
ており、ピツチ周期を信頼性の高い形で抽出する
ことによつて、人手による誤り修正作業をなく
し、音声分析合成を全自動化するようにすること
を目的としている。そして、そのため、本発明の
音声分析合成装置は、入力音声を線形予測法によ
つて分析してパラメータに変換すると共に、予測
残差の自己相関係数を用いてピツチ周期を抽出
し、これらの結果にもとづいて音声合成を行う音
声分析合成装置において、上記予測残差の自己相
関係数列あるいは上記予測残差の自己相関係数に
ついて加重移動平均をとつたものについての自己
相関係数列を調べてより相関値の大きい複数個の
候補を抽出するピツチ周期決定候補抽出部、当該
各ピツチ周期決定候補に対応する時間遅れを抽出
する時間遅れ成分抽出部、および上記ピツチ周期
決定候補抽出部によつて抽出されたピツチ周期決
定候補と該当する時間遅れ成分とにもとづいてピ
ツチ周期を決定する論理判断処理部をそなえてな
り、該論理判断処理部は、上記ピツチ周期決定候
補の値にもとづいて該当する時間遅れ成分がピツ
チ周期を設定し得る信頼度を調べ、閾値以上の信
頼度をもつピツチ周期決定候補に対応する時間遅
れ成分を利用し、当該閾値以上の信頼度をもつ期
間についてのピツチ周期を決定し、閾値以下の信
頼度をもつ周期についてのピツチ周期を、先に決
定されたピツチ周期との連続性を保つべく決定し
てゆくようにしたことを特徴としている。以下図
面を参照しつつ説明する。(C) Object and Structure of the Invention The present invention aims to solve the above-mentioned problems, and by extracting the pitch period in a highly reliable manner, it eliminates manual error correction work and improves speech analysis. The aim is to fully automate the synthesis. Therefore, the speech analysis and synthesis device of the present invention analyzes the input speech using the linear prediction method and converts it into parameters, and extracts the pitch period using the autocorrelation coefficient of the prediction residual. A speech analysis and synthesis device that performs speech synthesis based on the results examines the autocorrelation coefficient sequence of the prediction residual or the autocorrelation coefficient sequence of the autocorrelation coefficient of the prediction residual that is obtained by taking a weighted moving average. A pitch cycle determination candidate extraction unit that extracts a plurality of candidates with larger correlation values, a time delay component extraction unit that extracts a time delay corresponding to each of the pitch cycle determination candidates, and the pitch cycle determination candidate extraction unit. It is equipped with a logical judgment processing section that determines the pitch period based on the extracted pitch period determination candidate and the corresponding time delay component, and the logical judgment processing section determines the pitch period based on the value of the pitch period determination candidate. Examine the reliability with which the time delay component can set the pitch period, and use the time delay component corresponding to the pitch period determination candidate with reliability above the threshold to determine the pitch period for the period with reliability above the threshold. The present invention is characterized in that pitch periods are determined for periods having reliability equal to or lower than a threshold value in order to maintain continuity with previously determined pitch periods. This will be explained below with reference to the drawings.
(D) 発明の実施例
第1図は本明細書にいうフレームの概念を説明
する説明図、第2図は本発明の音声分析合成装置
の一実施例ブロツク図、第3図ないし第7図は
夫々第2図図示の論理判断処理部における処理態
様を説明する説明図、第8図は論理判断処理部に
おける第1パスに関する処理についての一実施例
フローチヤート、第9図は論理判断処理部におけ
る第2パスに関する処理についての一実施例フロ
ーチヤート、第10図A,Bは一緒になつて論理
判断処理部における第3パスに関する処理につい
ての一実施例フローチヤート、第11図は第10
図図示の論理判断処理部における第3パスに関す
る処理についての一実施例フローチヤート、第1
2図は論理判断処理部における第4パスに関する
処理についての一実施例フローチヤートを示す。(D) Embodiments of the Invention FIG. 1 is an explanatory diagram explaining the concept of a frame referred to in this specification, FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the speech analysis and synthesis device of the present invention, and FIGS. 3 to 7 are explanatory diagrams illustrating the processing mode in the logical judgment processing section shown in FIG. 2, FIG. 8 is a flowchart of an embodiment of the processing related to the first pass in the logical judgment processing section, and FIG. 9 is the logical judgment processing section. 10A and 10B are together a flowchart of an embodiment of the processing related to the third pass in the logic judgment processing unit, and FIG.
Flowchart of an embodiment of the process related to the third pass in the logical judgment processing section shown in FIG.
FIG. 2 shows a flowchart of an embodiment of processing related to the fourth pass in the logic judgment processing section.
音声合成を行うための各種パラメータを抽出す
るに当つては、第1図図示の如く、入力音声を所
定の時間長(フレーム長)にて切出し、隣接する
フレームが一部重複するようにしたフレームをつ
くり、各フレームに対応してフレーム番号を附し
ておき、各フレーム毎のパラメータを抽出するよ
うにされる。 When extracting various parameters for voice synthesis, as shown in Figure 1, the input voice is cut out at a predetermined time length (frame length), and adjacent frames are created so that they partially overlap. A frame number is assigned to each frame, and parameters for each frame are extracted.
このように切出された入力音声を
{x(o)}N-1 o=0={x(o)、x(1)、…、x(N-1)}
とするとき、第2図図示の如く入力されて処理が
行われる。 When the input speech extracted in this way is {x (o) } N-1 o=0 = {x ( o ) , x (1) , ..., x (N-1) }, Fig. 2 The information is input and processed as shown in the figure.
第2図において、1は入力音声相関処理部、2
は線形予測処理部、3は残差電力抽出部、4は残
差相関処理部、5は移動平均処理部、6は最大値
抽出処理部、7はピツチ周期決定候補保持部、8
は時間遅れ成分保持部、9は論理判断処理部、1
0は有声/無声判定部、11は有声区間駆動音声
源生成部、12は無声(無音を含む)区間駆動音
源生成部、13は切換処理部、14は線形予測合
成部を表わしている。 In FIG. 2, 1 is an input speech correlation processing section;
3 is a linear prediction processing section, 3 is a residual power extraction section, 4 is a residual correlation processing section, 5 is a moving average processing section, 6 is a maximum value extraction processing section, 7 is a pitch period determination candidate holding section, 8
9 is a time delay component holding unit, 9 is a logical judgment processing unit, 1
0 represents a voiced/unvoiced determination section, 11 represents a voiced section driven sound source generation section, 12 represents an unvoiced (including silent) section driven sound source generation section, 13 represents a switching processing section, and 14 represents a linear predictive synthesis section.
上記の如く切出された入力音声{x(o)}は処理
部1において入力音声についての自己相関{ri}
をとられる。そして線形予測処理部2において声
道に関連するパラメータを抽出され、予測残差
{e(o)}が残差電力抽出部3と残差相関処理部4と
有声/無声判定部10とに供給される。 The input voice {x (o) } extracted as described above is processed by the processing unit 1 using the autocorrelation {r i } for the input voice.
will be taken. Then, parameters related to the vocal tract are extracted in the linear prediction processing unit 2, and the prediction residual {e (o) } is supplied to the residual power extraction unit 3, the residual correlation processing unit 4, and the voiced/unvoiced determination unit 10. be done.
図示ユニツト3,4,5,6,7,8,9は、
本発明が適用された場合のピツチ周期抽出部に対
応している。該ピツチ周期抽出部によつて抽出さ
れたピツチ周期は、合成時に有声区間駆動音源生
成部11に供給される。そして、パルスまたは三
角波の形でピツチ周期に対応しかつ抽出部3から
の電力に対応した振動成分が生成される。また音
声区間駆動音源生成部12は、無声区間に対応す
るパワーをホワイト・ノイズの形で生成する。 The illustrated units 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 are:
This corresponds to the pitch period extraction section when the present invention is applied. The pitch period extracted by the pitch period extraction section is supplied to the voiced section drive sound source generation section 11 during synthesis. Then, a vibration component corresponding to the pitch period and the electric power from the extractor 3 is generated in the form of a pulse or a triangular wave. Furthermore, the voice section driven sound source generating section 12 generates power corresponding to the unvoiced section in the form of white noise.
音声/無声判定部10は、有声区間と無声区間
とを判定し、合成時に切換処理部13における切
換え処理を行う。そして、線形予測合成部14
は、切換処理部13からの出力に対して、声道に
関連するパラメータを附加して、合成音声{y(o)}
として出力する。 The voice/unvoiced determining section 10 determines voiced sections and unvoiced sections, and performs switching processing in the switching processing section 13 during synthesis. Then, the linear prediction synthesis unit 14
adds parameters related to the vocal tract to the output from the switching processing unit 13 to generate synthesized speech {y (o) }
Output as .
本発明の重要な特徴は、第2図図示ユニツト
3,4,5,6,7,8,9に示すピツチ周期抽
出部に存在しており、以下具体的に説明する。 An important feature of the present invention resides in the pitch period extraction section shown in units 3, 4, 5, 6, 7, 8, and 9 in FIG. 2, and will be specifically described below.
第2図図示の如く予測残差{e(o)}が抽出され
たとき、残差電力抽出部3において、残差{e(o)}
の電力(パワー)が抽出される。一方、残差相関
処理部4において、残差についての自己相関がと
られる。即ち、予測残差を
{e(o)}N-1 o=0
とし、第mフレーム目の予測残差の時間遅れiに
ついての自己相関係数を、
ρi(m)={1/NN-i-1
〓n=0
e(o)・e(o+i)}/{1/NN-1
〓n=0
e2 (o)} ―(1)
(但し、i=0、1、……、N−1)
とした場合の自己相関係数ρi(m)の系列を抽出
する。 When the prediction residual {e (o) } is extracted as shown in FIG. 2, the residual power extraction unit 3 extracts the residual {e (o) }
of electric power is extracted. On the other hand, the residual correlation processing section 4 calculates autocorrelation for the residuals. That is, the prediction residual is set as {e (o) } N-1 o=0 , and the autocorrelation coefficient for the time delay i of the prediction residual of the m-th frame is ρ i (m)={1/N Ni-1 〓 n=0 e (o)・e (o+i) }/{1/N N-1 〓 n=0 e 2 (o) } -(1) (However, i=0, 1, ..., N-1), a series of autocorrelation coefficients ρ i (m) is extracted.
各係数ρi(m)は時系列にみた場合に極端な凹
凸が非所望に存在する可能性があり、移動平均処
理部5は、例えば、
ρ′i(m)=1/3{ρi-1(m)+ρi(m)
+ρi+1(m)} −(2)
但し、iε〔Tmin、2T.max〕
の如き形で、移動平均をとるようにする。なお上
記Tmin、2Tmaxについては後述する。第2図図
示構成においては、上述の移動平均をとつた自己
相関係数ρ′i(m)が用いられるが、以下の説明に
おいては簡単のために当該係数ρ′i(m)を単に係
数ρi(m)と記述する。 Each coefficient ρ i (m) may undesirably have extreme unevenness when viewed in time series, and the moving average processing unit 5 calculates, for example, ρ′ i (m)=1/3 {ρ i -1 (m)+ρ i (m) +ρ i+1 (m)} -(2) However, the moving average is taken in the form iε[Tmin, 2T.max]. Note that the above Tmin and 2Tmax will be described later. In the configuration shown in FIG. 2, the autocorrelation coefficient ρ′ i (m) obtained by taking the above-mentioned moving average is used, but in the following explanation, for the sake of simplicity, the coefficient ρ′ i (m) is simply used as a coefficient. It is written as ρ i (m).
第2図図示の最大値抽出処理部6は、各フレー
ム毎に、上記係数ρi(m)のより大きい値を例え
ば5個分選出し、ピツチ周期決定候補保持部7に
格納する。また合わせて、当該選出された各係数
に対応する時間遅れiを時間遅れ成分保持部8に
格納する。即ち、今正しい形でピツチ周期が存在
するであろうと考えられる時間遅れiの範囲を
〔Tmin、Tmax〕としたとき、原音声におけるピ
ツチが脱落している場合などに対処するために、
上記第(1)式の時間遅れiの探索範囲を〔Tmin、
2Tmax〕とするが、この時間遅れiの範囲内に
おいて、予測残差の自己相関係数
{ρi(m)}2Tmax i=Tnio
の値の大きい方から順に5個の候補
{ρ(j)(m)}5 j=1
を選出する。そして、これに対応する時間遅れ
{τ(j)(m)}5 j=1
を選出する。この選出を式で表わすと、一般に、
ρ(j)(m)= max ρi(m) −(3)
iε〔Tmin、2Tmax〕
i≠τ(k)(m)、1≦k≦j−1
1≦j≦5
τ(j)(m)=arg
i max ρi(m) −(4)
iε〔Tmin、2Tmax〕
i≠τ(k)(m)、1≦k≦j−1
1≦j≦5
で表わされる。なお、上記arg
iはρ(j)を与える時間
遅れiを値にする関数である。 The maximum value extraction processing section 6 shown in FIG. 2 selects, for example, five larger values of the coefficient ρ i (m) for each frame, and stores them in the pitch period determination candidate holding section 7. At the same time, the time delay i corresponding to each selected coefficient is stored in the time delay component holding unit 8. That is, when the range of time delay i in which the pitch period is considered to exist in the correct form is [Tmin, Tmax], in order to deal with the case where the pitch in the original voice is missing, etc.
The search range of time delay i in equation (1) above is [Tmin,
2Tmax], but within this time delay i range, the autocorrelation coefficient of the prediction residual {ρ i (m)} 2Tmax i=Tnio, five candidates in descending order of the value {ρ (j) (m)} 5 Select j=1 . Then, the time delay {τ (j) (m)} 5 j=1 corresponding to this is selected. Expressing this selection in a formula, in general, ρ (j) (m) = max ρ i (m) −(3) iε[Tmin, 2Tmax] i≠τ (k) (m), 1≦k≦j− 1 1≦j≦5 τ (j) (m)=arg i max ρ i (m) −(4) iε[Tmin, 2Tmax] i≠τ (k) (m), 1≦k≦j−1 1 It is expressed as ≦j≦5. Note that the above arg i is a function that takes the time delay i that gives ρ (j) as a value.
上記の如くして、
{ρ(1)(m)、ρ(2)(m)、……、ρ(5)(m)
}
{τ(1)(m)、τ(2)(m)、……、τ(5)(m)
}
が選ばれ、上記各ρ(j)(m)は対応する時間遅れτ(j)
(m)をもつてピツチ周期とみなした際の信頼度
に相当すると考えてよい。 As above, {ρ (1) (m), ρ (2) (m), ..., ρ (5) (m)
} {τ (1) (m), τ (2) (m), ..., τ (5) (m)
} is chosen, and each ρ (j) (m) above is the corresponding time delay τ (j)
It can be considered that this corresponds to the reliability when (m) is regarded as the pitch period.
第2図図示の論理判断処理部9は、上記選出さ
れたρ(j)(m)やτ(j)(m)にもとづいて、各フレー
ム毎のピツチ周期を決定してゆく。該処理部9に
おける処理は、第3図に示す如きものであり、第
4図ないし第7図は概略示す如く、第1パス、第
2パス、第3パス、第4パスの各処理から成つて
いる。以下、これについて説明をつづける。 The logic judgment processing unit 9 shown in FIG. 2 determines the pitch period for each frame based on the selected ρ (j) (m) and τ (j) (m). The processing in the processing unit 9 is as shown in FIG. 3, and as shown schematically in FIGS. 4 to 7, it consists of each process of the first pass, second pass, third pass, and fourth pass. It's on. This will be explained below.
今ある入力音声について、フレーム番号を横軸
にとつて上記第1位の信頼度の値を縦軸にとつた
場合に、第3図A図示の如きものであつたとす
る。そして当該入力音声は、第3図B図示の如
く、無音区間、無声区間、有声区間、無音区間、
有声区間、無声区間と並んでいたとする。 Assume that the current input audio is as shown in FIG. 3A when the frame number is plotted on the horizontal axis and the above-mentioned first reliability value is plotted on the vertical axis. As shown in FIG. 3B, the input audio includes a silent section, a voiceless section, a voiced section, a silent section,
Assume that there are voiced sections and unvoiced sections.
上記論理判断処理部9においては、第1パスに
おいて第3図C図示の如く、信頼度ρ(1)(m)が閾
値θ〓を越える区間内の各フレームについて、即
ち、
ρ(1)(m)≧θ〓 −(5)
を満足する各フレームについて、ピツチ周期を一
応決定する。このような決定は、図示矢印の如く
時系列の順に行われ、次いで当該矢印の逆方向に
も行われる。第3図Cは当該第1パスに対応する
処理を表わしている。即ち、今、時系列の順に対
応する処理を考えると、先頭のフレームに対応す
るピツチ周期を
τ(m)=τ(1)(m) −(6)
として置き、それ以降のフレームに対しては、ピ
ツチ周期のズレが予め定めた幅θ〓以内にあるとい
う条件(連続という)
|τF(m)−τF(m−1)|≦θ〓 −(7)
を満足するように、ピツチ周期を
{τ(1)(m)、……、τ(j)(m)、……、τ(5)(
m)}
の中から、jの小さい順に選出する。第(7)式を満
足するものが存在しない場合には、当該フレーム
についてはピツチ周期を決定せず、次のフレーム
に進む。当該次のフレームは第(6)式にしたがつて
ピツチ周期を定める。時系列と逆方向に処理する
には、上記τF(m)の代わりに、τB(m)を考慮
し、
m′=M−m+1
の如く時間を変換して行う。そして、τF(m)と
τB(m)とが求に来まつたフレームについては、
ピツチ周期τ(m)として、
τ(m)=min{τF(m)、τB(m)} −(8)
から求め,一方のみ求まつているフレームについ
ては求まつていまものをピツチ周期τ(m)とす
る。これ以外の場合には、当該フレームに対して
ピツチ周期τ(m)を決定しない。 In the logic judgment processing unit 9, in the first pass, as shown in FIG . For each frame that satisfies m)≧θ〓 −(5), the pitch period is tentatively determined. Such decisions are made in chronological order as indicated by the arrows in the figure, and then also in the opposite direction of the arrows. FIG. 3C shows the processing corresponding to the first pass. That is, if we consider processing that corresponds to the order of time series, we set the pitch period corresponding to the first frame as τ (m) = τ (1) (m) − (6), and then is such that it satisfies the condition that the pitch period deviation is within a predetermined width θ〓 (referred to as continuous) |τ F (m)−τ F (m−1)|≦θ〓 −(7) Let the pitch period be {τ (1) (m), ..., τ (j) (m), ..., τ (5) (
m)} are selected in descending order of j. If there is no frame that satisfies Equation (7), the pitch period is not determined for the frame and the process proceeds to the next frame. The pitch period for the next frame is determined according to equation (6). To process in the opposite direction to the time series, consider τ B (m) instead of τ F (m) and convert the time as m'=M−m+1. Then, for the frame in which τ F (m) and τ B (m) are sought,
The pitch period τ(m) is found from τ(m)=min{τ F (m), τ B (m)} −(8), and for frames for which only one is found, the pitch of the found and current one is Let the period be τ(m). In other cases, the pitch period τ(m) is not determined for the frame.
第2パスは、第1パスについて決定した各フレ
ームのピツチ周期を調べ、第3図D図示の如く例
えば3フレーム分以下のフレームにおいてピツチ
周期未決定個所が存在したとすると、図示点P
(第mフレーム目)のピツチ周期に対して点Q(第
(m+n+1)フレーム目)のピツチ周期が
|τ(m+n+1)−τ(m)|≦√(+1)・θ〓
−(9)
を満足するように、上述の5個の候補の中から選
ぶようにする。当該5個について該当するものが
存在しない場合には、τ(j)(m)/2の値(先に得
られている候補のピツチ周期の半分に当るもの)
をも調べてみる。 In the second pass, the pitch period of each frame determined in the first pass is checked, and if there is a pitch period undetermined portion in three frames or less as shown in FIG.
The pitch period of point Q ((m+n+1)th frame) with respect to the pitch period of (mth frame) is |τ(m+n+1)−τ(m)|≦√(+1)・θ〓
-(9) is selected from among the five candidates mentioned above. If there is no corresponding one for the five items, the value of τ (j) (m)/2 (corresponding to half the pitch period of the previously obtained candidate)
I'll also look into it.
上記処理は、時系列と逆方向についても、
m′=M−m+1
の如く時間を変換して処理してみて、点Pや点Q
のフレームのピツチ周期として、より小さい値が
求まつていれば、それを抽出する。 The above processing can also be performed in the opposite direction to the time series by converting the time as m' = M - m + 1, and then converting the time to point P and point Q.
If a smaller value can be found as the pitch period of the frame, it is extracted.
第4図および第5図は夫々上記第1パスおよび
第2パスについての処理を概略のフローチヤート
の形で表わした説明図である。第1パスに対応す
る第4図図示フローチヤートにおいては、有声フ
レームであつて信頼度の高いフレームについて、
先頭フレームのピツチ周期を第1候補のものと
し、それに続くフレームについて連続性を保つ候
補をもつて当該フレームのピツチ周期としてゆ
く。第2パスに対応する第5図図示のフローチヤ
ートにおいては、信頼できるフレームであつて離
れが3フレーム以下のフレームについて連続性を
保つように処理している。 FIG. 4 and FIG. 5 are explanatory diagrams showing the processing for the first pass and the second pass, respectively, in the form of a schematic flowchart. In the flowchart shown in FIG. 4 corresponding to the first pass, for a voiced frame with high reliability,
The pitch period of the first frame is set as the first candidate, and candidates that maintain continuity for subsequent frames are selected as the pitch period of the frame. In the flowchart shown in FIG. 5 corresponding to the second pass, frames that are reliable and have a distance of 3 frames or less are processed to maintain continuity.
第3パスは、有声フレームであつてピツチ周期
が未だ定まつていないフレームに対して、第3図
E図示の如く、既に定まつているフレームを核と
して、時間的に前あるいは後から図示矢印の如く
ピツチ周期が連続するように、低い信頼度ながら
選ばれている5個の候補の中から選出し、夫々の
フレームについてのピツチ周期を定めてゆく。 In the third pass, for a voiced frame whose pitch period has not yet been determined, as shown in FIG. The pitch period for each frame is determined by selecting from among the five candidates selected with low reliability so that the pitch period is continuous as shown in FIG.
第6図は当該第3パスについての処理を概略の
フローチヤートの形で表わした説明図である。信
頼度の低いフレーム群の先頭と末尾とを見出し、
連続性を保ちつつ当該フレーム群内の各フレーム
についてピツチ周期を決定してゆく。この間、本
来のピツチ周期に対応するものが脱落しているこ
とがあるなどのことを考慮して、上記第2パスの
場合と同様にτ(j)(m)/2の値をも候補として調
べるようにされる。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing the processing for the third pass in the form of a general flowchart. Find the beginning and end of a group of frames with low reliability,
The pitch period is determined for each frame within the frame group while maintaining continuity. During this time, taking into consideration that the value corresponding to the original pitch period may be dropped, the value of τ (j) (m)/2 is also considered as a candidate, as in the case of the second pass above. be made to investigate.
第4パスは、有声フレーム全体についてピツチ
の連続性をチエツクしてゆき、不連続な場合に
は、前後のフレームのピツチ周期から例えば線形
補間を行うようにする。第7図はその場合の概略
フローチヤートを表わしている。 In the fourth pass, pitch continuity is checked for the entire voiced frame, and if it is discontinuous, linear interpolation, for example, is performed from the pitch periods of the previous and subsequent frames. FIG. 7 shows a schematic flowchart in that case.
言うまでもなく、上記処理において、定数
Tmin、Tmix、θ〓、θ〓などは、予備実験において
決定しておく。 Needless to say, in the above process, the constant
Tmin, Tmix, θ〓, θ〓, etc. are determined in preliminary experiments.
第8図は、第4図図示の第1パスの処理につい
ての詳細を示したものである。図中の符号15は
有声フレームに関する処理に対応し、16は信頼
度の高いフレームに関する処理に対応し、17は
前フレームが無音/無声である場合の処理に対応
し、18はピツチ周期の連続性を保つ処理に対応
し、19は前フレームが低い信頼度である場合の
処理に対応している。 FIG. 8 shows details of the first pass process shown in FIG. 4. Reference numeral 15 in the figure corresponds to processing related to voiced frames, 16 corresponds to processing related to frames with high reliability, 17 corresponds to processing when the previous frame is silent/unvoiced, and 18 corresponds to processing related to continuous pitch periods. 19 corresponds to processing when the reliability of the previous frame is low.
第9図は、第5図図示の第2パスの処理につい
ての詳細を示したものである。図中の符号20は
離れるが3フレーム以内である場合についての処
理に対応し、21は第(9)式に示す如き拡張された
連続性についてチエツクする処理に対応し、22
は当該拡張された連続性を保つようピツチ周期を
訂正する処理に対応している。 FIG. 9 shows details of the second pass process shown in FIG. The reference numeral 20 in the figure corresponds to processing for the case where the distance is within three frames, 21 corresponds to processing for checking extended continuity as shown in equation (9), and 22
corresponds to the process of correcting the pitch period so as to maintain the extended continuity.
第10図A,Bは、第6図図示の第3パスの処
理について詳細したものである。図中の符号23
は無音/無声フレームから信頼度の低いフレーム
への切り替りを検出する処理に対応し、24は信
頼度の高いフレームから信頼度の低いフレームへ
の切り替りを検出する処理に対応しており、両者
処理23と24とで信頼度の低いフレームの先頭
検出を行つている。25は信頼度の低いフレーム
から無音/無声フレームへの切り替りを検出する
処理に対応している。また26は第6図図示の処
理甲に対応する処理に対応している。27は第6
図図示の処理乙に対応する処理に対応している。
更に28は信頼度の低いフレームから信頼度の高
いフレームへの切り替わりを検出する処理に対応
し、29は第6図図示の処理丙に対応し、30は
第6図図示の処理丁に対応している。 FIGS. 10A and 10B show details of the third pass process shown in FIG. Code 23 in the diagram
24 corresponds to the process of detecting a switch from a silent/silent frame to a frame with low reliability, and 24 corresponds to the process of detecting a switch from a frame with high reliability to a frame with low reliability, Both processes 23 and 24 detect the beginning of a frame with low reliability. 25 corresponds to a process of detecting a switch from a frame with low reliability to a silent/unvoiced frame. Further, 26 corresponds to the process corresponding to process A shown in FIG. 27 is the 6th
This corresponds to the process corresponding to process B shown in the figure.
Further, 28 corresponds to a process for detecting a switch from a frame with low reliability to a frame with high reliability, 29 corresponds to process C shown in FIG. 6, and 30 corresponds to process C shown in FIG. ing.
第11図は、第10図図示の処理26,27,
29,30における各処理を行うサブ・パスにつ
いての詳細を示している。図示31は候補の中か
ら選出する処理に対応し、32は上述のτ(j)
(m)/2を抽出する処理に対応し、33は前フ
レームが無音/無声であつた場合の処理に対応
し、34は前フレームで有声であつた場合の処理
に対応し、35は連続性を保つものを探す処理に
対応し、36はτ(1)/2が連続性を保つているか
否かをチエツクする処理に対応している。 FIG. 11 shows the processes 26, 27, shown in FIG.
29 and 30 show details of sub-passes that perform each process. 31 in the figure corresponds to the process of selecting from candidates, and 32 is the above-mentioned τ (j)
(m)/2, 33 corresponds to the process when the previous frame was silent/unvoiced, 34 corresponds to the process when the previous frame was voiced, and 35 corresponds to the process when the previous frame was voiced. 36 corresponds to a process for checking whether τ (1) /2 maintains continuity.
第12図は、第7図図示の第4パスの処理につ
いての詳細を示したものである。図中の符号37
は有声フレームに対する処理に対応し、38は前
フレームが無音/無声である場合の処理に対応
し、39は後フレームも無音/無声である場合の
処理に対応し、40は後フレームでは有声である
場合の処理に対応し、41は前フレームが有声で
ある場合の処理に対応し、42は後フレームでは
無音/無声である場合の処理に対応し、43は後
フレームも有声である場合の処理(補間など)に
対応している。 FIG. 12 shows details of the fourth pass process shown in FIG. Code 37 in the diagram
corresponds to processing for a voiced frame, 38 corresponds to processing when the previous frame is silent/unvoiced, 39 corresponds to processing when the subsequent frame is also silent/unvoiced, and 40 corresponds to processing when the subsequent frame is silent/unvoiced. 41 corresponds to processing when the previous frame is voiced, 42 corresponds to processing when the subsequent frame is silent/unvoiced, and 43 corresponds to processing when the subsequent frame is also voiced. It supports processing (such as interpolation).
(E) 発明の効果
以上説明した如く、本発明によれば、ピツチ周
期を決定するに当つて、ピツチのゆらぎや脱落な
どが生じていても、複数の候補の中から合理的に
ピツチ周期を選択して決定することが可能とな
り、ピツチ周期の決定を人手によつて補足するな
どの処理をなくすることが可能となり、音声分析
合成処理のいわば全自動化をはかることが可能と
なる。(E) Effect of the Invention As explained above, according to the present invention, when determining the pitch period, it is possible to rationally select the pitch period from among a plurality of candidates even if the pitch fluctuates or falls off. It becomes possible to select and decide, and it becomes possible to eliminate the need for manual supplementary processing to determine the pitch period, making it possible to completely automate the speech analysis and synthesis processing.
なお、上記説明において、予測残差の自己相関
係数列の移動平均を考慮したが、それに限られる
ものではなく、他の加重平均を考慮してもよい。 In addition, in the above description, although the moving average of the autocorrelation coefficient sequence of the prediction residual was considered, the moving average is not limited to this, and other weighted averages may be considered.
第1図は本明細書にいうフレームの概念を説明
する説明図、第2図は本発明の音声分析合成装置
の一実施例ブロツク図、第3図ないし第7図は
夫々第2図図示の論理判断処理部における処理態
様を説明する説明図、第8図は論理判断処理部に
おける第1パスに関する処理についての一実施例
フローチヤート、第9図は論理判断処理部におけ
る第2パスに関する処理についての一実施例フロ
ーチヤート、第10図A,Bは一緒になつて論理
判断処理部における第3パスに関する処理につい
ての一実施例フローチヤート、第11図は論理判
断処理部における第3パスに関する処理について
の一実施例フローチヤート、第12図は論理判断
処理部における第4パスに関する処理についての
一実施例フローチヤートを示す。
図中、1は入力音声相関処理部、2は線形予測
処理部、3は残差電力抽出部、4は残差相関処理
部、5は移動平均処理部、6は最大値抽出処理
部、7はピツチ周期決定候補保持部、8は時間遅
れ成分保持部、9は論理判断処理部、10は有
声/無声判定部、11は有声区間駆動音源生成
部、12は無声(無音を含む)区間駆動音源生成
部、13は切換処理部、14は線形予測合成部を
表わしている。
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the concept of a frame referred to in this specification, FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the speech analysis and synthesis apparatus of the present invention, and FIGS. An explanatory diagram illustrating the processing mode in the logical judgment processing section, FIG. 8 is a flowchart of an embodiment of the processing related to the first pass in the logical judgment processing section, and FIG. 9 is the processing related to the second pass in the logical judgment processing section. A flowchart of an embodiment; FIGS. 10A and 10B together show a flowchart of an embodiment of the processing related to the third pass in the logical judgment processing unit; FIG. 11 is a flowchart of the processing related to the third pass in the logic judgment processing unit FIG. 12 shows a flowchart of an embodiment of the process related to the fourth pass in the logic judgment processing section. In the figure, 1 is an input audio correlation processing section, 2 is a linear prediction processing section, 3 is a residual power extraction section, 4 is a residual correlation processing section, 5 is a moving average processing section, 6 is a maximum value extraction processing section, 7 8 is a pitch period determination candidate holding unit, 8 is a time delay component holding unit, 9 is a logical judgment processing unit, 10 is a voiced/unvoiced judgment unit, 11 is a voiced section drive sound source generation unit, and 12 is a silent (including silent) section drive Reference numeral 13 represents a sound source generation section, numeral 13 represents a switching processing section, and 14 represents a linear prediction synthesis section.
Claims (1)
メータに変換すると共に、予測残差の自己相関係
数を用いてピツチ周期を抽出し、これらの結果に
もとづいて音声合成を行う音声分析合成装置にお
いて、上記予測残差の自己相関係数列あるいは上
記予測残差の自己相関係数について加重移動平均
をとつたものについての自己相関係数列を調べて
より相関値の大きい複数個の候補を抽出するピツ
チ周期決定候補抽出部、当該各ピツチ周期決定候
補に対応する時間遅れを抽出する時間遅れ成分抽
出部、および上記ピツチ周期決定候補抽出部によ
つて抽出されたピツチ周期決定候補と該当する時
間遅れ成分とにもとづいてピツチ周期を決定する
論理判断処理部をそなえてなり、該論理判断処理
部は、上記ピツチ周期決定候補の値にもとづいて
該当する時間遅れ成分がピツチ周期を設定し得る
信頼度を調べ、閾値以上の信頼度をもつピツチ周
期決定候補に対応する時間遅れ成分を利用し、当
該閾値以上の信頼度をもつ期間についてのピツチ
周期を決定し、閾値以下の信頼度をもつ期間につ
いてのピツチ周期を、先に決定されたピツチ周期
との連続性を保つべく決定してゆくようにしたこ
とを特徴とする音声分析合成装置。1 A speech analysis and synthesis device that analyzes input speech using a linear prediction method and converts it into parameters, extracts pitch periods using the autocorrelation coefficient of the prediction residual, and synthesizes speech based on these results. In this step, examine the autocorrelation coefficient sequence of the prediction residual or the autocorrelation coefficient sequence of the weighted moving average of the autocorrelation coefficient of the prediction residual and extract multiple candidates with larger correlation values. A pitch cycle determination candidate extraction unit, a time delay component extraction unit that extracts a time delay corresponding to each pitch cycle determination candidate, and a pitch cycle determination candidate extracted by the pitch cycle determination candidate extraction unit and the corresponding time delay. and a logical judgment processing unit that determines the pitch period based on the pitch period, and the logical judgment processing unit determines the reliability with which the corresponding time delay component can set the pitch period based on the value of the pitch period determination candidate. , and using the time delay component corresponding to the pitch period determination candidate with reliability above the threshold, determine the pitch period for the period with reliability above the threshold, and then determine the pitch period for the period with reliability below the threshold. 1. A speech analysis and synthesis device, characterized in that the pitch period of the voice is determined in order to maintain continuity with the previously determined pitch period.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2607183A JPS59152496A (en) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | Voice analysis synthesization system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2607183A JPS59152496A (en) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | Voice analysis synthesization system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59152496A JPS59152496A (en) | 1984-08-31 |
| JPH0330880B2 true JPH0330880B2 (en) | 1991-05-01 |
Family
ID=12183433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2607183A Granted JPS59152496A (en) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | Voice analysis synthesization system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59152496A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0731504B2 (en) * | 1985-05-28 | 1995-04-10 | 日本電気株式会社 | Pitch extractor |
| JPH0690636B2 (en) * | 1986-12-06 | 1994-11-14 | 日本電気株式会社 | Speech coder |
| JP4426186B2 (en) * | 2001-05-22 | 2010-03-03 | 富士通株式会社 | Audio signal processing device |
-
1983
- 1983-02-18 JP JP2607183A patent/JPS59152496A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59152496A (en) | 1984-08-31 |
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