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JPH0358520B2 - - Google Patents
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JPH0358520B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0358520B2
JPH0358520B2 JP58025079A JP2507983A JPH0358520B2 JP H0358520 B2 JPH0358520 B2 JP H0358520B2 JP 58025079 A JP58025079 A JP 58025079A JP 2507983 A JP2507983 A JP 2507983A JP H0358520 B2 JPH0358520 B2 JP H0358520B2
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JP
Japan
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unvoiced
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JP58025079A
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Masahisa Shimizu
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は音声の特徴パラメータに基づいて音声
を合成する音声合成方式に関する。 (ロ) 従来技術 この種音声合成方式は人間の発生器官の機能を
電気的に模擬したものであり、従来のボコーダ技
術に始まり、LPC(線形予測符号化)方式、
PARCOR(部分自己相関)方式、LSP(線スペク
トル対)方式が次々と開発されてきた。中でも最
近の開発に依るLSP方式は音声の特徴パラメータ
として用いるLPS周波数パラメータの情報圧縮率
が極めて高く、音質の高い合成音声が得られる利
点を備ているので、現在のPARCOR方式に代つ
て、音声合成方式に代つて、音声合成方式の主流
になりつつある。 第1図にLSP方式を採用した音声合成装置の基
本構成を示す。同図に於いて1は人間の声帯振動
の周期性を模擬して周期パルス音源信号を発生す
る有声音源発生回路、2は人間の気管での乱流振
動の非周期性を模擬して雑音音源信号を発生する
無声音源発生回路である。3は上記有声音源発生
回路1から得られる周期パルス音源信号又は無声
音源発生回路2から得られる雑音音源信号を選択
する選択スイツチである。4は該スイツチ3から
得られる音源信号にその信号本来の振巾成分を付
与する乗算器、5は人間の声道の音響特性を模擬
したデイジタルフイルタであり、上記乗算器4か
ら得られる有声又は無声音源信号を濾波する事に
依つて、有声音声又は無声音声の音声波形信号が
出力される。6は該デイジタルフイルタ5から得
られるデイジタル値の音声波形信号をアナログ値
に変換するD・A変換器、7は該D・A変換器6
からの音声波形信号に基づいて、合成音声を発声
するスピーカである。8はパラメータメモリであ
り、上記有声音源発声回路1での周期パルス音源
信号の周期を設定すると共に上記選択スイツチ3
での音源信号の選択を指示するピツチパラメータ
Pと上記乗算器4での振巾成分を設定するアンプ
パラメータAと、上記デイジタルフイルタ5のフ
イルタ特性を決定するLSP周波数パラメータf1
f2、…、f8と、がフレーム周期毎に貯えられてい
る。 従つて、無声音声を合成する時には、ピツチパ
ラメータPの値は、“0”となつており、選択ス
イツチ3はこの値“0”を検知して、無声音源発
生回路2からの雑音音源信号を乗算器4に導入
し、この音源信号にアンプパラメータAの値を乗
算する事に依つて、無声音源信号を得る事にな
る。一方、有声音声を合成する時にはピツチパラ
メータPの値は“0”でない数値に依つてピツチ
周期を示しており、この値Pに依つて、有音源発
声回路1はその周期パルス音源信号の周期を設定
すると共に、選択スイツチ3はピツチパラメータ
Pの値が“0”でない事を検知して有声音源発声
回路1からの周期パルス音源信号を乗算器4に導
入しこの音源信号にアンプパラメータAの値を乗
算する事に依り、有声音源信号を得る事になる。 斯して、得られた有声又は無声音源信号はLSP
パラメータf1、f2、…、f8にてフイルタ特性が制
御されたデイジタルフイルタ5にて濾波され、さ
らにD・A変換6されてスピーカ7にて有声又は
無性の合成音声が発声される。 斯様な音声合成装置に於いては、そのパラメー
タメモリ8に貯えておくべきパラメータP、A、
fを予じめ元音声信号に基づいて、分析しておく
必要がありこの内LSP周波数f1、f2、…、f8の分
析過程については1981年2月2日発行の「日経エ
レクトロニクス」の第128頁〜第158頁の記事「線
スペクトル周波数をパラメータとした音声合成法
とそのLSI化」に詳しい。またピツチパラメータ
P、及びアンプパラメータAの分析については従
来からのPARCOR方式にて用いらていた分析過
程が流用されている。特にピツチパラメータPの
値を“0”とするか否かに依る有声無声の判定条
件については特公昭55−34953号に詳しく記載さ
れいる様に、元音声信号から抽出した変形相関関
数W(τ)の最大値Pmを検出し、これに1次の
PARCOR係数K1に0.5を乗じた値0.5K1を加算し
た値、即ち、Pm+0.5K1を求め、この値を特定
の閾値tと比較し、 Pm+0.5K1≧tの時、元音声信号が有声音声
であり、逆に Pm+0.5K1<tの時、元音声信号が無声音声
であると判定していた。 しかしながら、LSP音声合成方式に於いて、そ
の音声分析での有声無声の判定処理時に、
PARCOR係数K1を用いなければならないばかり
か、変自己相関関数W(τ)の最大値Pmを導出
する為に多大の計算処理を必要する欠点があり、
斯る音声分析の実時間処理を阻害する不都合があ
つた。 (ハ) 発明の目的 本発明は上述の点に鑑みて為され有声無声の判
定処理の簡略化を図つた音声合成方式を提供する
ものである。 (ニ) 発明の構成 本発明の音声合成方式は、LSPパラメータf1
f2、…、fNの各平均値12、…、及び標準偏
差σ1、σ2、…σNを予じめ求めておき、時刻Tの
LSPパラメータf1(T)、f2(T)、…、fN(T)を
夫々 Fi(T)=fi(T)−fi/σi に変換する事に依つて正規化した後、さらに重み
付け係数C1、C2、…、CNを設定して A(T)=Ni=1 CiFi(T) を算出し、 この値A(T)に基づいて有声無声の判定を行
なうものである。 (ホ) 実施例 第2図に本発明の音声合成方式に於ける元音声
の分析装置の一実施例を示す。10は元音声を入
力するマイクロフオン、11は該マイクロフオン
1からの音声信号をデイジタル形式に変換する
A・D変換器である。12は該A・D変換器11
から音声信号をLSP分析するLSP分析回路であ
り、基本的には第1図の合成装置のデイジタルフ
イルタ5とは逆のフイルタ特性をもち、フレーム
周期T毎にLSP周波数パラメータf1(T)、f2(T)、
…、f8(T)を算出すると共に、音源信号に対応
する残差信号のエネルギー値としてのアンプパラ
メータA(T)が出力される。13は上記A・D
変換器11からの音声信号のピーク値を保持する
ピークホールド機能を備えたピツチ抽出回路であ
り、ピーク間の時間をピツチ周期P′として出力す
る。14は記憶部であり、各LSPパラメータf1
f2、…、f8に関して、夫々の値の存在分布を予じ
め求めておき、各値の平均値12、…、8とそ
の標準偏差σ1、σ2、…、σ8との各値を算出して格
納している。15,15…は第1乃至第8の正規
化回路であり、第i番目(i=1、2、…、8)
の正規化回路15では、上記LSP分析回路12か
らこの時に得られる第i番目のLSP周波数パラメ
ータfi(T)を記憶部14の第i番目のLSP周波
数パラメータの平均値とその標準偏差σiとを用
いて、 Fi(T)=fi(T)−fi/σi で表わす値Fi(T)に変換する。即ち、この値Fi
(T)はこのフレーム周期Tでの各LSP周波数パ
ラメータfi(T)がどの程度平均値からはずれて
いるかを正規化して表わしている事となる。1
6,16…は第1乃至第8の乗算器であり、第i
番目の正規化回路15からの値Fi(T)に第i番
目の重み付け係数Ciを掛けて値CiFi(T)を算出
する。17は加算器であり、上記第1乃至第8の
乗算器16,16…からの値CiFi(T)の総和 A(T)=8i=1 CiFi(T) を算出する。即ち、この値A(T)が大きい時に
は、このフレーム周期Tでの各LSP周波数パラメ
ータfi(T)が標準的な値から大きく外れており、
逆にこの値A(T)が小さい時にはそれが標準的
な値に近いものとなつている事を示している。1
8は比較回路であり、上記加算器17から得られ
る値A(T)を特定の閾値Vthと比較する比較回
路であり、 A(T)>Vthの時、各LSP周波数パラメータfi
(T)が標準的な値から大きく外れていると判定
され、即ち、無声音声であると判定され、無声音
声検知信号が出力され、逆に A(T)≦Vthの時、各LSP周波数パラメータfi
(T)が標準的な値の範囲に収まると判定され即
ち有声音声であると判定され有声音声検知信号が
出力される。19は上記ピツチ抽出回路13から
のピツチ周期P′と零レジスタ20からの値“0”
とを切換出力する切換スイツチであり、上記比較
回路18からの有声音声検知信号を受けた時、ピ
ツチ周期P′を出力し、逆に無声音声検知信号を受
けた時値“0”を出力する構成となつている。即
ち、この切換スイツチ19からはピツチパラメー
タPが出力される事となる。 斯して得られた各パラメータf1、f2、…、f8
A、Pを第1図のパラメータメモリ8に格納すれ
ば、ピツチパラメータPの値が“0”であるかピ
ツチ周期P′であるかに依つて選択スイツチ3は無
声音源発声回路2からの雑音音源信号又は有声音
源発生回路1からの周期パルス音源信号を選択す
る事となる。 又、上述の如くして得られたパラメータf1
f2、…、f8、A、Pを第1図のパラメータメモリ
8に格納する事なく、デイジタルフイルタ5、乗
算器4、並びに有声音源発生回路1及び選択スイ
ツチ3に直接伝送すれば、実時間の分析合成が可
能となる。 次に「お知らせします」なる音声の分析を例に
挙げ、第3図を参照して有声無声の判定条件の具
体例を示す。LSP周波数パラメータf1、f2、…、
fNの次数はN=8であり、各重み付け係数は全て
Ci=1(i=1、2、…、8)とし、さらに閾値
Vth=N/2=4とした場合、第3図に示す如く、 A(T)>Vthとなるのは「OSHIRASHIMA
SU」の音声の内、無声音である「SH」に対応
する両時間領域Ta、Tcと、同じく無声音である
「S」に対応する両時間領域Tb、Tdとなつてい
る。逆にこれ等に時間領域以外は有声音声の時間
領域となつている。又、これ等の時間領域Ta、
Tb、Tc、Tdは従来方式の変形相関関数のピー
ク値Pmと1次のRARCOR係数K1とを用いた無
声音声の判定領域Ta′、Tb′、Tc′、Td′とほぼ一
致している事が分かる。 尚、上述の実施例に於いて、音声分析装置の記
憶部14に記憶しておくLSP周波数パラメータの
平均値12、…、8及びその標準偏差σ1、σ2
…、σ8としては有声及び無声のあらゆる音声につ
いて抽出したLSP周波数パラメータf1、f2、…、
f8に基づいて、導出したものを用いても良いが、
これを有声のみのあらゆる音声について抽出した
パラメータf1、f2、…、f8に基づいて導出すれば、
この為の演算処理が軽減できる上に、より正確な
有声無声の判定処理が望める。 (ヘ) 発明の効果 本発明の音声合成方式は以上の説明から明らか
な如く、LSP方式を採用して、そのLSP周波数パ
ラメータからなる値A(T)を用いて有声無声音
声の判定を行なう事ができるので、多大な計算処
理を必要とする変自己相関関数の最大値を用いた
従来方式に比べて有声無声の判定処理の為の計算
量の大巾な低減が図れる。従つて有声無声の判定
処理を簡略化でき、実時間の音声分析処理が望め
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はLSP方式を採用した音声合成装置の基
本構成図、第2図は本発明の音声合成方式に用い
られる音声分析装置の構成図、第3図は本発明方
式に用いられる値A(T)の時間曲線図である。 1……有声音源発声回路、2……無声音源発生
回路、3……選択スイツチ、5……デイジタルフ
イルタ、8……パラメータメモリ、12……LSP
分析回路、14……記憶部、15……正規化回
路、16……乗算器、17……加算器、18……
比較回路、19……切換スイツチ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 有声音声に対して周期パルス音源信号を発生
    する有声音源発生回路と、無声音声に対して雑音
    音源信号を発生する無声音源発生回路と、これ等
    両音源発生回路の内の一方の回路から得られる音
    源信号を濾波するデイジタルフイルタとを備え、
    該デイジタルフイルタの濾波特性をN個の線スペ
    クトル対パラメータf1、f2、…、fNにて制御する
    事に依つて、音声波形を合成する音声合成方式に
    於いて、線スペクトル対パラメータf1、f2、…、
    fNの各平均値12、…、fN及び標準偏差σ1、σ2
    …、σNを予じめ求めておき、時刻Tの線スペクト
    ル対パタメータf1(T)、f2(T)、…、fN(T)を
    夫々 Fi(T)=fi(T)−fi/σi (i=1、2、…N) に変換する事に依つて正規化した後、さらに重み
    付け係数C1、C2、…、CNを設定して A(T)=Ni=1 CiFi(T) (i=1、2、…N) を算出し、 この値A(T)の特定のしきい値Vthより大な
    る時には、上記無声音源発生回路からの雑音音源
    信号を上記デイジタルフイルタに供給し、逆にこ
    の値A(T)が特定のしきい値Vthより小なる時
    には上記有声音源発生回路からの周期パルス音源
    信号を上記デイジタルフイルタに供給する事を特
    徴とした音声合成方式。
JP58025079A 1983-02-16 1983-02-16 音声合成方式 Granted JPS59149398A (ja)

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