(57)【要約】【課題】本開示は、弱々しい声やがなり声等の語気の強弱を表現できる音声信号の合成方法を提供する。【解決手段】本開示の音声信号方法は、声帯を内部に含む喉の開き具合を示す第１の変数を少なくとも含む複数の変数の入力を受け付けるのに応じて、声帯の開き具合を示す第２の変数を出力する声帯モデルであって、第１の変数は第２の変数よりも大きい声帯モデル、に対して、複数の変数を入力し、第２の変数を制御することで、非整数次倍音のレベルが変更された音声信号を生成する。【選択図】図１
2014160236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
声帯を内部に含む喉の開き具合を示す第１の変数を少なくとも含む複数の変数の入力を受け付けるのに応じて、前記声帯の開き具合を示す第２の変数を出力する声帯モデルであって、前記第１の変数は前記第２の変数よりも大きい声帯モデル、に対して、前記複数の変数を入力し、
前記第２の変数を制御することで、非整数次倍音のレベルが変更された音声信号を生成する、
音声信号の生成方法。
【請求項２】
前記複数の変数は、音韻ごとに予め設定された変数を含む、
請求項１に記載の音声信号の生成方法。
【請求項３】
音韻の種類に応じて、前記第２の変数を制御するタイミングを異ならせる、
請求項１に記載の音声信号の生成方法。
【請求項４】
地声モードと裏声モードとの何れかのモードへの設定の指示を受け付け、
前記裏声モードへの設定の指示を受け付けた場合、前記地声モードへの設定の指示を受け付けた場合と比較して、第１フォルマント周波数、第２フォルマント周波数、及び高次整数次倍音のレベルを減衰させた音声信号であって、前記第１フォルマント周波数、及び前記第２フォルマント周波数のレベルの減衰率が、前記高次整数次倍音のレベルの減衰率よりも低い音声信号を生成する、
請求項１に記載の音声信号の生成方法。
【請求項５】
前記声帯モデルは、
第１の固定端と、第１のバネを介して結合された第１の質点と、
前記第１の固定端と対向する位置に設けられた第２の固定端と、第２のバネを介して、前記第１の質点と対向する方向に、結合された第２の質点と、
前記第１の質点上において、前記第１のバネが設けられている面と反対側の面に、第３のバネを介して結合された第３の質点と、
前記第１の質点上において、前記第１のバネが設けられている面と反対側の面に、第４のバネを介して結合された第４の質点と、
前記第２の質点上において、前記第２のバネが設けられている面と反対側の面に、第５のバネを介して、前記第３の質点と対向する方向に、結合された第５の質点と、
前記第２の質点上において、前記第２のバネが設けられている面と反対側の面に、第６のバネを介して結合された第６の質点と、を備えることをシミュレートし、
前記第１の質点と、前記第２の質点との間の距離を前記喉の開き具合を示す変数とシミュレートし、
前記第３の質点と、前記第５の質点との間の距離、及び前記第４の質点と、前記第６の質点との間の距離を前記声帯の開き具合を示す変数とシミュレートする、
請求項１に記載の音声信号の生成方法。
【請求項６】
地声モードと裏声モードとの何れかのモードへの設定の指示を受け付け、
前記裏声モードへの設定の指示を受け付けた場合、前記地声モードへの設定の指示を受け付けた場合と比較して、第１フォルマント周波数、第２フォルマント周波数、及び高次整数次倍音成分のレベルを減衰させた音声信号であって、前記第１フォルマント周波数、及び前記第２フォルマント周波数のレベルの減衰率が、前記高次整数次倍音成分のレベルの減衰率よりも低い音声信号を生成し、
前記声帯モデルは、さらに、
前記第３の質点と、前記第４の質点とを結合する第７のバネと、
前記第５の質点と、前記第６の質点とを結合する第８のバネと、を備えることをシミュレートし、
前記地声モードと、前記裏声モードとは、前記第７のバネ、及び前記第８のバネのバネ定数を少なくとも制御することで、切り替えられる、
請求項５に記載の音声信号の生成方法。
【請求項７】
声帯を内部に含む喉の開き具合を示す第１の変数を少なくとも含む複数の変数の入力を受け付けるのに応じて、前記声帯の開き具合を示す第２の変数を出力する声帯モデル、に対して、前記複数の変数を入力する入力部と、
前記第２の変数を制御することで、非整数次倍音のレベルが変更された音声信号を生成する生成部と、を備える、
音声合成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、音声信号の生成方法、及び音声合成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１は、声帯振動モデルを開示する。この声帯振動モデルは、２質量モデルである。つまり、この声帯振動モデルは、２つの異なる質量の物体を用いることで、声帯の形状及び運動を模擬している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】古賀博之、中川匡弘著、長岡技術科学大学研究報告第２１号、Ｐ３９〜４７「音声のカオス・フラクタル性とその生成モデル」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、弱々しい声やがなり声等の語気の強弱を表現できる音声信号の合成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本開示の音声信号方法は、声帯を内部に含む喉の開き具合を示す第１の変数を少なくとも含む複数の変数の入力を受け付けるのに応じて、声帯の開き具合を示す第２の変数を出力する声帯モデルであって、第１の変数は第２の変数よりも大きい声帯モデル、に対して、複数の変数を入力し、第２の変数を制御することで、非整数次倍音のレベルが変更された音声信号を生成する。
【発明の効果】
【０００６】
これにより、本開示の音声信号の合成方法は、弱々しい声やがなり声等の語気の強弱を表現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、音声合成装置５００の概要を説明するための模式図である。
【図２】図２は、音声合成装置５００がシミュレートする声帯モデル１１０の構成を示す模式図である。
【図３】図３は、声帯モデル１１０の複数の状態について説明する模式図である。
【図４】図４は、音声合成装置５００がシミュレートする声道音響モデル１５０の構成を示す模式図である。
【図５】図５は、制御部１００の構成を示す模式図である。
【図６】図６は、メッセージファイル１０２の具体例を示す模式図である。
【図７】図７は、喉の開き度合いであるΦの時間変化を示す図である。
【図８】図８は、質点１１４の変位であるｘ２の時間波形を示す図である。
【図９】図９は、生成した音声信号の振幅周波数スペクトルを示す図である。
【図１０】図１０は、音韻毎の発声のタイミングを説明するための図である。
【図１１】図１１は、声帯モデル１１０の複数の状態について説明する模式図である。
【図１２】図１２は、制御部７００の構成を示す模式図である。
【図１３】図１３は、メッセージファイル７０２の具体例を示す模式図である。
【図１４】図１４は、テーブル７０５が記憶する情報の具体例を示す模式図である。
【図１５】図１５は、質点１１４の変位を示すｘ２の時間波形を示す模式図である。
【図１６】図１６は、音声信号Ｐｖの振幅周波数スペクトルを示す模式図である。
【図１７】図１７は、連成振動モードから単振動モードに遷移させる際の各種パラメータの変化例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【０００９】
なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１０】
（実施の形態１）
実施の形態１について図面を用いて説明する。
【００１１】
［１−１．概要］
音声合成装置５００の概要について図１を用いて説明する。図１は、音声合成装置５００の概要を説明するための模式図である。音声合成装置５００は、音声合成の開始指示に基づいて、人間の発声メカニズムを模擬することで音声信号を生成する。
【００１２】
音声合成装置５００は、制御部１００と音声信号生成部１８０とを備える。制御部１００は、音声信号生成部１８０を制御する。音声信号生成部１８０は、制御部１００からの入力に基づいて、音声信号を生成する。音声信号生成部１８０は、声帯モデル１１０と声道音響モデル１５０とを備える。声帯モデル１１０は、人間の喉に含まれる声帯を模擬したモデルである。声道音響モデル１５０は、人間の喉に含まれる声道を模擬したモデルである。制御部１００は、音声合成の開始指示を受け付けると、人間の喉の開き具合を示す変数を少なくとも含む複数の変数を音声信号生成部１８０に出力する。音声信号生成部１８０は、制御部１００から入力を受け付けた人間の喉の開き具合を示す変数を声帯モデル１１０に入力する。声帯モデル１１０は、人間の喉の開き具合を示す変数に基づいて、人間の声帯の開き具合を示す変数を声道音響モデル１５０に対して出力する。声道音響モデル１５０は、入力を受け付けた人間の声帯の開き具合を示す変数に基づいて、音声信号を生成する。
【００１３】
つまり、音声合成装置５００が用いる音声信号の合成方法は、声帯を内部に含む喉の開き具合を示す第１の変数を少なくとも含む複数の変数の入力を受け付けるのに応じて、声帯の開き具合を示す第２の変数を出力する声帯モデルであって、第１の変数は第２の変数よりも大きい声帯モデル、に対して、複数の変数を入力する。そして、音声合成装置５００が用いる音声信号の合成方法は、第２の変数を制御することで、非整数次倍音のレベルが変更された音声信号を生成する。
【００１４】
これにより、音声合成装置５００が用いる音声信号の合成方法は、弱々しい声やがなり声等の語気の強弱を表現できる。
【００１５】
［１−２．構成］
［１−２−１．声帯モデル］
音声合成装置５００がシミュレートする声帯モデル１１０について図２、図３を用いて説明する。図２は、音声合成装置５００がシミュレートする声帯モデル１１０の構成を示す模式図である。図３は、声帯モデル１１０の複数の状態について説明する模式図である。声帯モデル１１０は、上下の声帯の運動を模擬するブロックである。声帯モデル１１０は、図２に示すような物理的な構成の運動を模擬したプログラムに落とし込まれている。
【００１６】
音声合成装置５００がシミュレートする声帯モデル１１０は、いわゆる２質量モデルである。つまり、声帯モデル１１０は、ｍ１、ｍ２という異なる２つの質量の物体を用いることで、声帯の形状を模擬している。声帯モデル１１０は、上下で対称な構成となっている。声帯モデル１１０の上部は、質点１１８、バネ１１９、バネ１１２、ダッシュポット１１３、質点１１１、バネ１１５、ダッシュポット１１６、質点１１４、及びバネ１１７を備える。声帯モデル１１０の下部は、質点１２８、バネ１２９、バネ１２２、ダッシュポット１２３、質点１２１、バネ１２５、ダッシュポット１２６、質点１２４、及びバネ１２７を備える。
【００１７】
質点１１１、質点１１４、質点１２１、及び質点１２４は、声帯の内周の形状を模擬する物体である。質点１１１の質量と質点１２１の質量とは、ｍ１で同一である。また、質点１１４の質量と質点１２４の質量とは、ｍ２で同一である。ｍ１は、ｍ２より大きな値となっている。ｍ１、及びｍ２をどのような大きさと決めるかにより、声帯の内周の運動の具合を定義できる。
【００１８】
バネ１１２、バネ１１５、バネ１２２、及びバネ１２５は、声帯の拡張や収縮を模擬するためのバネである。バネ１１２、バネ１１５、バネ１２２、及びバネ１２５は、伸長することで、声帯が収縮した状態を模擬する。また、バネ１１２、バネ１１５、バネ１２２、及びバネ１２５は、収縮することで、声帯が拡張した状態を模擬する。これらのバネのバネ定数を決めることで、バネの伸長のし易さや収縮のし易さを定義できる。
【００１９】
ダッシュポット１１３、ダッシュポット１１６、ダッシュポット１２３、及びダッシュポット１２６は、声帯の粘性を模擬する。ダッシュポット１１３、ダッシュポット１１６、ダッシュポット１２３、及びダッシュポット１２６は、粘性率を高く定義することで、より粘り気の高い声帯を模擬する。一方、ダッシュポット１１３、ダッシュポット１１６、ダッシュポット１２３、及びダッシュポット１２６は、粘性率を低く定義することで、より粘り気の低い声帯を模擬する。これらのダッシュポットの粘性率を決めることで、バネの伸長のし易さや収縮のし易さを定義できる。
【００２０】
バネ１１７、及びバネ１２７は、質点１１１と質点１２１とからなる声帯と、質点１１４と質点１２４とからなる声帯とによる連成振動を模擬する。これらのバネのバネ定数を決めることで、連成振動の生じ具合を定義できる。
【００２１】
質点１１８、及び質点１２８は、声帯を内部に含む喉の内周の形状を模擬する物体である。質点１１８、及び質点１２８の質量は、ｍ０で同一である。ｍ０は、ｍ１より大きな値となっている。ｍ０をどのような大きさとするかにより、喉の内周の運動の具合を定義できる。
【００２２】
バネ１１９、及びバネ１２９は、喉の拡張や収縮を模擬するためのバネである。バネ１１９、及びバネ１２９は、伸長することで、喉が収縮した状態を模擬する。また、バネ１１９、及びバネ１２９は、収縮することで、喉が拡張した状態を模擬する。これらのバネのバネ定数を決めることで、喉の開き易さや、開き難さを定義できる。例えば、喉の開き度合いとしては、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）のようなものがある。図３（ａ）は、喉の開き度合いがΦ０である場合を示している。図３（ｂ）は、喉の開き度合いがΦ０−Ｘである場合を示している。図３（ｃ）は、喉の開き度合いがΦ０−２Ｘである場合を示している。喉の開き度合いであるΦをどのような値とするかによって、質点１１１と質点１２１との密着度合い、及び質点１１４と質点１２４との密着度合いが異なってくる。その結果、各声帯の振動態様が異なってくる。
【００２３】
本実施の形態に係る音声合成装置５００は、以上の物理的な構成の運動をシミュレートしたプログラムとして声帯モデル１１０を用意する。声帯モデル１１０に対しては、後述する声道音響モデル１５０から、肺の圧力を模擬したＰｓにより発生した、声帯の隙間に発生する音圧Ｐ１と音圧Ｐ２とが外力として入力される。声帯モデル１１０は、この外力がかかった状態で、声帯の間隔を模擬したｈ１とｈ２とを声道音響モデル１５０に出力する。声道音響モデル１５０は、ｈ１とｈ２とを入力として受け付けることで、音声信号を生成する。
【００２４】
［１−２−２．声道モデル］
音声合成装置５００がシミュレートする声道音響モデル１５０について図４を用いて説明する。図４は、音声合成装置５００がシミュレートする声道音響モデル１５０の構成を示す模式図である。声道音響モデル１５０は、肺〜口の開口部や、肺から鼻の開口部までの共鳴を模擬したブロックである。声道音響モデル１５０は、図４に示すような物理的な構成の運動を模擬したプログラムに落とし込まれている。
【００２５】
声道音響モデル１５０は、声帯の隙間の音響モデル１５１と声帯以降の声道の音響モデル１５２とをシミュレートすることで声道を模擬している。声帯の隙間の音響モデル１５１は、声帯の隙間の運動を模擬したブロックである。声帯以降の声道の音響モデル１５２は、声帯以降の声道の運動を模擬したブロックである。
【００２６】
声帯の隙間の音響モデル１５１は、電圧源１５３、声帯の隙間の音響インピーダンス１５４、声帯の隙間の音響インピーダンス１５５、及び乱流雑音源１５９を備える。電圧源１５３は、肺の圧力Ｐｓを模擬するための電圧源である。電圧源１５３の電圧値を決めることで、声帯の隙間に与える外力である音圧の強さを調整できる。声帯の隙間の音響インピーダンス１５４、及び声帯の隙間の音響インピーダンス１５５は、声道の運動を模擬したブロックである。具体的には、声帯の隙間の音響インピーダンス１５４、及び声帯の隙間の音響インピーダンス１５５は、音響イナータンスＬと音響抵抗Ｒを直列接続した回路をシミュレートしたブロックである。
【００２７】
声帯以降の声道の音響モデル１５２は、音響イナータンスＬ、音響抵抗Ｒ、及び音響コンプライアンスＣからなる閉ループ回路が複数縦続接続された回路をシミュレートしている。また、声帯以降の声道の音響モデル１５２は、途中から口の音響管を模擬した回路と鼻の音響管を模擬した回路とに分岐した回路をシミュレートしている。人間の声道において、このような分岐点に相当する部分は口蓋帆と呼ばれている。口蓋帆は、口の音響管に流れ込む気流を制御する。本実施の形態において、この制御は、スイッチ１６０において行われている。
【００２８】
声帯の隙間の音響モデル１５１、及び声帯以降の声道の音響モデル１５２における音響イナータンスＬ、音響抵抗Ｒ、及び音響コンプライアンスＣの値は、模擬する声道を等間隔に複数段に輪切りした場合の断面積（以後、声道断面積と称する）や、模擬する声道内の空気密度等の定数によって一意に決まる値である。また、一般的に、発声する音韻種及び声帯の間隔であるｈ１、及びｈ２が決まれば、典型的な声道断面積、声帯の隙間の音響インピーダンス１５４、及び声帯の隙間の音響インピーダンス１５５は一意に決まる。
【００２９】
また、声帯以降の声道の音響モデル１５２は、口の開口部の放射インピーダンス１５６及び鼻の開口部の放射インピーダンス１５７を備える。口の開口部の放射インピーダンス１５６に発生する電圧が口から放射される音圧Ｐｍとなる。また、鼻の開口部の放射インピーダンス１５７に発生する電圧が鼻から放射される音圧Ｐｎとなる。ＰｍとＰｎとが加算器１５８で加算され、所望の音声信号Ｐｖが生成される。
【００３０】
［１−２−３．制御部の構成］
制御部１００の構成について図５、６を用いて説明する。図５は、制御部１００の構成を示す模式図である。図６は、メッセージファイル１０２の具体例を示す模式図である。制御部１００は、パラメータ制御部１０３と記録媒体１０５とを備える。パラメータ制御部１０３は、音声合成装置５００全体を制御するコントローラである。例えば、パラメータ制御部１０３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）で構成される。また、記録媒体１０５は、データを記憶するメモリである。例えば、記録媒体１０５は、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶媒体で構成される。
【００３１】
記録媒体１０５は、音韻ファイル群１０１を予め記憶している。また、記録媒体１０５は、合成開始指示と共に外部から受け付けたメッセージファイル１０２を記憶する。
【００３２】
ここで、音韻ファイル群１０１は、「あ」や「い」等の各音韻の標準的な発声に必要なパラメータ値を格納したファイルの集合である。例えば、音韻ファイル群１０１は、声道の形状を特定するパラメータ値を格納する。声道の形状を特定するパラメータ値としては、例えば、声道の声帯以降の声道の音響モデル１５２に含まれる音響イナータンスＬ、音響抵抗Ｒ、及び音響コンプライアンスＣの値がある。また、音韻ファイル群１０１は、声帯の形状や特性を特定するパラメータ値である各質点の質量や、各バネのバネ定数や、各ダッシュポットの粘性率の標準値も含んでいる。
【００３３】
メッセージファイル１０２は、ユーザにより作成されるファイルである。メッセージファイル１０２は、どのようなタイミングでどのような音声を生成するかを示している。つまり、メッセージファイル１０２は、どの時刻に何の音韻をどの程度の高さや強さで発するかといった、動的に変化するパラメータ値が記述されたファイルである。例えば、メッセージファイル１０２は図６に示されるような情報が記述されたファイルである。例えば、図６に示されるメッセージファイル１０２は、「あ」及び「い」を順に生成するためのファイルである。メッセージファイル１０２は、生成する音韻種、肺の圧力であるＰｓ、声の高さを示すピッチ、及び喉の開き度合いを示すΦ、に対してデルタタイム、ステータス、及びパラメータ値が対応付けられている。
【００３４】
［１−３．動作］
音声合成装置５００の動作について、図７〜１０を用いて説明する。図７は、喉の開き度合いであるΦの時間変化を示す図である。図８は、質点１１４の変位であるｘ２の時間波形を示す図である。図９は、生成した音声信号の振幅周波数スペクトルを示す図である。図１０は、音韻毎の発声のタイミングを説明するための図である。
【００３５】
外部から合成開始指示を受信すると、パラメータ制御部１０３は、メッセージファイル１０２に記述されたパラメータ値を順次読み出す。そして、パラメータ制御部１０３は、読み出したパラメータ値そのものを、あるいは読み出したパラメータ値に基づいて生成したパラメータ値を、声帯モデル１１０と声道音響モデル１５０とに供給する。声帯モデル１１０と声道音響モデル１５０とは、供給されたパラメータ値に基づいて音声信号Ｐｖを生成する。
【００３６】
パラメータ制御部１０３は、図６に示すメッセージファイル１０２を参照し、デルタタイムに従って順次パラメータ値の読み出しを行う。合成開始指示を受信した時刻を基準時刻Ｔ０とすると、このＴ０にデルタタイムを加算した時刻に、パラメータ制御部１０３は、メッセージファイル１０２において対応付けられている指示内容とパラメータ値に基づいた処理を実行する。
【００３７】
まず、パラメータ制御部１０３は、基準時刻Ｔ０のタイミングで、図６の先頭行から６行分のパラメータ値を読み出す。ステータス０は、メッセージファイル１０２に対応付けられているパラメータ値が音韻種であることを特定する。パラメータ値が０の場合、パラメータ制御部１０３は、音韻ファイル群１０１から「あ」に対応する音韻ファイルを読み出す。そして、パラメータ制御部１０３は、この音韻ファイルに記述された各種パラメータ値を読み出す。そして、パラメータ制御部１０３は、それを声帯モデル１１０や声道音響モデル１５０に転送する。なお、音韻種を特定した時刻を発声開始時刻Ｔｖとすると、この例ではＴｖ＝Ｔ０となる。
【００３８】
ステータス１は、対応付けられているパラメータ値が肺の圧力Ｐｓの目標レベルであることを特定する。ステータス２は、対応付けられているパラメータ値が肺の圧力Ｐｓの遷移時間である事を特定する。この遷移時間とは、Ｐｓが現在レベルから目標レベルに遷移するまでの時間である。パラメータ制御部１０３は、基準時刻Ｔ０のタイミングで、初期化処理を実行する。具体的には、パラメータ制御部１０３は、Ｐｓの現在値を０にリセットする。そして、パラメータ制御部１０３は、初期化処理と並列して、Ｐｓの値を目標レベルである０．５に向けて時間１０ｍｓで遷移させる。遷移中のパラメータ値は、サンプリング時間間隔毎に、パラメータ制御部１０３によって、声道音響モデル１５０内の電圧源１５３に転送される。
【００３９】
ステータス３は、対応付けられているパラメータ値がピッチ（音高）であることを特定する。パラメータ制御部１０３は、ピッチに基づき、声帯モデル１１０の質点１１４及び質点１２４の固有振動数が４００Ｈｚとなるように、各質点のバネ定数などのパラメータ値を決定する。なお、この固有振動数の決定方法については、従来技術であればどのようなものを利用しても構わない。
【００４０】
ステータス４は、対応付けられているパラメータ値が喉の開き度合いを特定する変数Φの現在レベルであることを特定する。ステータス５は、対応付けられているパラメータ値がΦの遷移時間であることを特定する。この遷移時間とは、Φの値が現在レベルから目標レベルに遷移するまでの時間である。ここで、Φの目標レベルは、Φ０に固定されているものとする。パラメータ制御部１０３は、基準時刻Ｔ０のタイミングで、Φの現在値を瞬時にΦ０−Ｘにセットすると共に、目標レベルであるΦ０に向けて時間１０ｍｓで遷移させる。遷移中のパラメータ値は、サンプリング時間間隔毎に、声道音響モデル１５０に転送される。
【００４１】
図６に示すメッセージファイル１０２の例では、Φは図７（ｂ）に示す変化をする。また、声帯モデル１１０は、図３（ｂ）の状態にて発声を開始する事となる。なお、図３（ａ）の状態にて発声を開始させる場合は、メッセージファイル１０２の５行目のΦの現在レベルをΦ０とし、図２（ｃ）の状態にて発声を開始させる場合は、メッセージファイル１０２の５行目のΦの現在レベルをΦ０−２Ｘとすればよい。
【００４２】
以後同様に、メッセージファイル１０２の最終行まで読み出すことにより、２０００ｍｓの間隔で「あ」「い」と発声する音声信号Ｐｖが生成される。
【００４３】
次に、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）のそれぞれの状態において生成される音声信号Ｐｖの特性の違いについて説明する。声帯モデル１１０は、上述したように上部の上部声帯モデル１３０と下部の下部声帯モデル１４０とを含む。そして、それぞれの声帯モデルは、それぞれ対称的に振動する。よって、本開示においては、上部の上部声帯モデル１３０の振る舞いのみを考える。また、質点１１８は、質点１１１や質点１１４と比較して、インピーダンスが十分大きい。すなわち、質点１１８は、質点１１１や質点１１４の振動の影響を受けることなく静止しているものとする。したがって、質点１１８の変位は、喉の開き度合いΦを変化させるためにのみ変化する。声帯の振動に関しては、質点１１１及び質点１１４の振動のみについて考えればよい。ここで、まず声帯モデル１１０がプログラムとして模擬している質点１１１及び質点１１４の運動方程式について説明する。その後に、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）のそれぞれの状態において生成される音声信号Ｐｖの特性の違いについて説明する。
【００４４】
質点１１１の運動方程式は、次の式（１）で示される。また、質点１１４の運動方程式は、次の式（２）で示される。
【００４５】
【数１】
2014160236.tif 000003
【００４６】
【数２】
2014160236.tif 000004
【００４７】
式（１）において、左辺は、質点１１１の慣性力を示している。式（２）において、左辺は、質点１１４の慣性力を示している。式（１）において、右辺の第１項は、質点１１１に作用する音圧Ｐ１により生じる外力を示している。また、式（２）において、右辺の第１項は、質点１１４に作用する音圧Ｐ２により生じる外力を示している。質点１１１に作用する外力は、次の式（３）により示される。また、質点１１４に作用する外力は、次の式（４）により示される。
【００４８】
【数３】
2014160236.tif 000005
【００４９】
【数４】
2014160236.tif 000006
【００５０】
式（３）におけるＡ１は、質点１１１の底面の表面積を示している。式（４）におけるＡ２は、質点１１４の底面の表面積を示している。Ｐ１とＰ２とは、声道音響モデル１５０内の声帯の隙間の音響インピーダンス１５４と声帯の隙間の音響インピーダンス１５５とに発生する変数を示している。Ｐ１とＰ２とは、声道音響モデル１５０内で算出される都度、声帯モデル１１０により参照されるものとする。なお、声道音響モデル１５０の回路方程式については、上述した非特許文献１に従うものとする。
【００５１】
式（１）における右辺の第２項は、質点１１１に作用する抗力を示している。式（２）における右辺の第２項は、質点１１４に作用する抗力を示している。質点１１１に作用する抗力は、対向する質点１２１と衝突した際に生じる。質点１１１に作用する抗力は、Φとｘ１の関数として表される。なお、ｘ１は、質点１１１の変位である。また、質点１１４に作用する抗力は、対向する質点１２４と衝突した際に生じる。質点１１４に作用する抗力は、Φとｘ２の関数として表される。なお、ｘ２は、質点１１４の変位である。
【００５２】
式（１）における右辺の第３項は、バネ１１２の復元力を示している。式（２）における右辺の第３項は、バネ１１５の復元力を示している。ｋ１とｋ２とは、バネ定数を示している。ｆｋは、バネ定数の非線形性を表す関数である。式（１）、（２）における右辺の第４項は、バネ１１７の復元力を示している。ｋｃは、バネ定数を示している。ｆｃは、バネ定数の非線形性を表す関数である。
【００５３】
式（１）における右辺の第５項は、ダッシュポット１１３の粘性力を示している。式（２）における右辺の第５項は、ダッシュポット１１６の粘性力を示している。μ１とμ２とは、粘性率を示している。μ１は、次の式（５）で表される。また、μ２は、次の式（６）で表される。ｆμは、粘性力の非線形性を表す関数である。なお、粘性力が大きい程、声帯が硬化し、振動し難い状態を示す。ｄｘ１／ｄｔは、質点１１１の速度を表す。ｄｘ２／ｄｔは、質点１１４の速度を表す。
【００５４】
【数５】
2014160236.tif 000007
【００５５】
【数６】
2014160236.tif 000008
【００５６】
以上の運動方程式は、例えばオイラー法等の差分近似によって計算できる。この計算によって、質点１１１と質点１１４との変位ｘ１、ｘ２が算出される。つまり、声帯モデル１１０は、このシミュレーションを実行するプログラムで構成される。変位ｘ１、ｘ２が算出されると、次の式（７）と（８）とに従い、質点１１１と質点１２１との間隔ｈ１、及び質点１１４と質点１２４との間隔ｈ２が算出される。
【００５７】
【数７】
2014160236.tif 000009
【００５８】
【数８】
2014160236.tif 000010
【００５９】
ｈ１とｈ２とは、声道音響モデル１５０に転送される。ｈ１とｈ２とを示す情報が声道音響モデル１５０に転送されると、声道音響モデル１５０において、呼気流Ｕｇが変化（交番）する。呼気流Ｕｇが変化することで、声帯以降の声道の音響モデル１５２によって共鳴が生じる。その結果、所望の音声信号Ｐｖが算出される。
【００６０】
Ｘは、喉の開き具合であるΦがΦ０である場合の平衡状態における声門の隙間の間隔である。例えば、Ｘは０．２ｃｍである。喉の開き具合であるΦが、Φ０−Ｘ以下である場合には、Ｘの値は０となる。この場合には、平衡状態においても抗力Ｇ１と抗力Ｇ２とが作用する。一方、喉の開き具合であるΦがΦ０−Ｘより大きい場合には、Ｘは正値となる。この場合には、平衡状態において抗力Ｇ１と抗力Ｇ２とは作用しない。このように、喉の開き具合であるΦの値によって、平衡状態の声門の間隔と、抗力Ｇ１と抗力Ｇ２とが異なってくる。なお、平衡状態とは、声を発声しない自然な状態のことをいう。
【００６１】
次に、図３（ａ）、図３（ｂ）図３（ｃ）のそれぞれの状態において生成される音声信号Ｐｖの特性の違いについて説明する。
【００６２】
図３（ａ）は、Φ＝Φ０である場合にシミュレートする声帯の状態を示す。図３（ａ）は、例えば、図６に示すメッセージファイル１０２の５行目のパラメータ値をΦ０として「あ」を発生させた場合の、発声開始時刻Ｔｖ（＝ＴΦ）でシミュレートする声帯の状態を表す。この場合には、図７（ａ）に示すように、喉の開き具合を示すΦは、発声開始時刻Ｔｖ（＝ＴΦ）以後もΦ０を維持する。つまり、この場合には、図３（ａ）に示す状態のままで、声帯は振動を継続することとなる。図３（ａ）に示す状態における質点１１４の変位であるｘ２の時間波形は、図８（ａ）に示すように変化する。つまり、発声開始時刻Ｔｖにおいて、声門に隙間が生じているため、質点１１４の変位であるｘ２が安定振動に至るまでに比較的長い時間を要する。質点１１４の変位であるｘ２が安定振動に至るまでに、声帯の隙間に乱流が比較的大きなレベルで発生する。一般的に、乱流は、ホワイトノイズのように広い周波数帯域にわたる成分を有している。本開示においては、この乱流の発生メカニズムは、図４に示す乱流雑音源１５９でモデル化されている。その内部構成については説明を割愛する。このようにして発生した乱流により、音声信号Ｐｖの振幅周波数スペクトルは、図９（ａ）に示すように、発声開始時刻Ｔｖから一定期間、ピッチの非整数次倍音成分が比較的大きいレベルを示すこととなる。なお、ピッチの整数次倍音成分とは、図９（ａ）の共振峰に対応する。また、ピッチの非整数次倍音成分とは、共振峰の間（谷）に現れる成分に対応する。図９（ａ）に示す音声信号Ｐｖの音色は、発生開始時刻Ｔｖに息のノイズが比較的潤沢に含まれる。したがって、「あ」を発声しているにも関わらず、「は」に近い弱々しい感じの音声が発生されることとなる。
【００６３】
図３（ｂ）は、Φ＝Φ０−Ｘである場合にシミュレートする声帯の状態を示す。図３（ｂ）は、例えば、図６に示すメッセージファイル１０２の５行目のパラメータ値をΦ０―Ｘとして「あ」を発声させた場合の、発声開始時刻Ｔｖ（＝ＴΦ）でシミュレートする声帯の状態を表す。この場合には、図７（ｂ）に示すように、喉の開き具合を示すΦは、発声開始時刻Ｔｖ（＝ＴΦ）の時点でΦ０−Ｘとなって以後、Φ０に向かって遷移する。つまり、この場合には、図３（ｂ）に示す状態から図３（ａ）に示す状態へと遷移することとなる。図３（ｂ）に示す状態における質点１１４の変位であるｘ２の時間波形は、図８（ｂ）に示すように変化する。つまり、発声開始時刻Ｔｖにおいて、声門にほとんど隙間が開いていないため、質点１１４の変位であるｘ２が比較的短時間で安定振動に至る。この場合には、声門の隙間に、あまり多くの乱流が発生しない。したがって、音声信号Ｐｖの振幅周波数スペクトルは、図９（ｂ）に示すように、ピッチの非整数次倍音成分は比較的大きくならない。その結果、図９（ｂ）に示す音声信号Ｐｖの音色は、通常の「あ」の音色となる。
【００６４】
図３（ｃ）は、Φ＝Φ０−２Ｘである場合にシミュレートする声帯の状態を示す。図３（ｃ）は、例えば、図６に示すメッセージファイル１０２の５行目のパラメータ値をΦ０−２Ｘとして「あ」を発声させた場合の、発声開始時刻Ｔｖ（＝ＴΦ）でシミュレートする声帯の状態を表す。この場合には、図７（ｃ）に示すように、喉の開き具合を示すΦは、発声開始時刻Ｔｖ（＝ＴΦ）の時点でΦ０−２Ｘとなって以後、Φ０に向かって遷移する。つまり、この場合には、図３（ｃ）に示す状態から図３（ａ）に示す状態へと遷移することとなる。この場合には、発声開始時刻Ｔｖにおいて、質点１１１及び質点１１４に抗力Ｇ１と抗力Ｇ２とが作用する。したがって、図３（ｃ）に示す状態における質点１１４の変位であるｘ２の時間波形は、図８（ｃ）に示すように変化する。つまり、この場合の時間波形は、発声開始時刻Ｔｖの直後において、周期性が乱れた波形となる。その結果、発声開始時刻Ｔｖにおいて声帯振動変位が乱れる。これにより、音声信号Ｐｖの振幅周波数スペクトルは、図９（ｃ）に示すように、比較的ピッチの非整数次倍音成分が大きくなる。その結果、図９（ｃ）に示す音声信号Ｐｖの音色は、がなり声のような「あ」の音色となる。
【００６５】
以上、「あ」の音韻を発声する場合を例に動作を説明した。以下、「か」や「な」等の子音を伴う音韻の発声について図１０を用いて説明する。
【００６６】
図１０は、各音韻種のＴΦの算出式を示す一覧表を含んでいる。母音（あ行）の場合には、式（９）に基づいてＴΦが決定される。これは、上述した通り、発声開始時刻Ｔｖ（＝ＴΦ）においてΦを変化させる事によって所望の音色変化を実現できるからである。一方、子音を伴う音韻については、発声開始時刻ＴｖにおいてΦを制御することは適切ではない。子音を伴う音韻については、子音期間から母音期間に移行する瞬間にΦを制御すると、実際の発声に近い制御ができる。
【００６７】
「か」等の声帯振動を伴わない子音の場合には、式（１０）に基づいてＴΦが決定される。実際の発声において、「か」の場合には、子音期間から母音期間に移行する際に、口蓋帆付近を閉鎖状態から開放状態にすることとなる。この時刻は、Ｔｃ１と定義され、音韻ファイル群１０１内の「か」の音韻ファイルに記述されている。パラメータ制御部１０３は、「か」の音韻ファイルから読み出したＴｃ１と、式（１０）とに基づいてＴΦを決定する。時刻Ｔｃ１において、声帯以降の声道の音響モデル１５２の口蓋帆の位置に対応する音響イナータンスＬ、音響抵抗Ｒを十分大きく、また音響コンプライアンスＣを十分小さく設定することによって、口蓋帆付近を閉鎖状態から開放状態にする動作が実現される。
【００６８】
「な」等の声帯振動を伴う子音の場合は、式（１１）に基づいてＴΦが決定される。実際の発声において、「な」の場合は、子音期間から母音期間に移行する際に、口蓋帆付近を、鼻のみに息を抜く状態から口にも息を抜く状態に切り替える事になる。この時刻は、Ｔｃ２と定義され、音韻ファイル群１０１内の「な」の音韻ファイルに記述されている。パラメータ制御部１０３は、「な」の音韻ファイルから読み出したＴｃ２と式（１１）とに基づいてＴΦを決定する。時刻Ｔｃ２において、声帯以降の声道の音響モデル１５２の口蓋帆の位置に対応するスイッチ１６０をＯＦＦからＯＮに切り替えることによって、口蓋帆付近を、鼻のみに息を抜く状態から口にも息を抜く状態に切り替える動作が実現される。以上の動作により、音韻の種類に応じて適切にΦを制御できる。
【００６９】
なお、上述したように、制御部１００、声帯モデル１１０、及び声道音響モデル１５０は、プログラムで記述されている。但し、必ずしもこのような構成には限定されない。例えば、制御部１００、声帯モデル１１０、及び声道音響モデル１５０は、デジタル電子回路、アナログ電子回路、あるいはそれらの組み合わせで実現されてもよい。
【００７０】
［１−４．効果等］
このように、本実施の形態に係る音声信号の生成方法は、声帯を内部に含む喉の開き具合を示す第１の変数Φを少なくとも含む複数の変数の入力を受け付けるのに応じて、声帯の開き具合を示す第２の変数ｈ１、ｈ２を出力する声帯モデルであって、第１の変数Φは第２の変数ｈ１、ｈ２よりも大きい声帯モデル、に対して、複数の変数を入力し、第２の変数ｈ１、ｈ２を制御することで、非整数次倍音のレベルが変更された音声信号を生成する。
【００７１】
これにより、本実施の形態に係る音声信号の生成方法は、弱々しい声やがなり声等の語気の強弱を表現できる音声信号の合成方法を提供できる。
【００７２】
また、本実施の形態に係る音声信号の生成方法において、声帯モデルに対して入力される複数の変数は、音韻ごとに予め設定された変数を含む。
【００７３】
これにより、本実施の形態に係る音声信号の生成方法は、弱々しい声やがなり声等の語気の強弱を表現できる音声信号の合成方法を提供できる。
【００７４】
また、本実施の形態に係る音声信号の生成方法は、音韻の種類に応じて、第２の変数ｈ１、ｈ２を制御するタイミングを異ならせる。
【００７５】
これにより、本実施の形態に係る音声信号の生成方法は、音韻の種類に応じて、喉の開き形状の変化態様をより現実のものと近くできる。その結果、本実施の形態に係る音声信号の生成方法は、より現実の声に近い、弱々しい声やがなり声等の語気の強弱を表現できる音声信号の合成方法を提供できる。
【００７６】
（実施の形態２）
実施の形態２について図面を用いて説明する。
【００７７】
［２−１．概要］
本実施の形態に係る音声合成装置の概要について図１１を用いて説明する。図１１は、声帯モデル１１０の複数の状態について説明する模式図である。本実施の形態に係る音声合成装置は、実施の形態１に係る音声合成装置５００と比較して、制御部の機能が異なる。具体的には、実施の形態１に係る制御部は制御部１００であるのに対して、本実施の形態に係る制御部は制御部７００である。より具体的には、実施の形態１に係る制御部１００は、声帯モデル１１０の振動モードを単振動モードと連成振動モードとの何れに設定するかを制御しないのに対して、本実施の形態に係る制御部７００は、声帯モデル１１０の振動モードを単振動モードと連成振動モードとの間で変更する制御を行う。
【００７８】
ここで、単振動モードとは、声帯モデル１１０における質点１１１と質点１１４とが独立して単振動を行うモードのことをいう。一方、連成振動モードとは、声帯モデル１１０における質点１１１と質点１１４とがバネ１１７の張力に従って、連動して振動するモードのことをいう。
【００７９】
具体的には、声帯モデル１１０が連成振動モードにおいて制御される場合には、声帯モデル１１０は、図１１（ａ）に示すような状態がシミュレートされている。つまり、この場合における声帯モデル１１０は、質点１１１と質点１１４との間に、バネ１１７が存在する構成である。一方、声帯モデル１１０が単振動モードにおいて制御される場合には、声帯モデル１１０は、図１１（ｂ）に示すような状態が仮定されている。つまり、この場合における声帯モデル１１０は、質点１１１と質点１１４との間にバネ１１７が存在しない構成である。
【００８０】
このように、本実施の形態に係る音声合成装置は、声帯モデル１１０の振動モードを制御する。これにより、本実施の形態に係る音声合成装置は、裏声と地声をより適切に表現できる。
【００８１】
以下、本実施の形態に係る音声合成装置に関して、実施の形態１に係る音声合成装置５００と異なる点を中心に説明する。
【００８２】
［２−２．制御部の構成］
制御部７００の構成について図１２〜１４を用いて説明する。図１２は、制御部７００の構成を示す模式図である。図１３は、メッセージファイル７０２の具体例を示す模式図である。図１４は、テーブル７０５が記憶する情報の具体例を示す模式図である。制御部７００は、パラメータ制御部７０３と記憶部７０６とを備える。パラメータ制御部７０３は、音声合成装置全体を制御するコントローラである。また、記憶部７０６は、データを記憶するメモリである。
【００８３】
記憶部７０６は、音韻ファイル群１０１を予め記憶している。また、記憶部７０６は、合成開始指示と共に外部から受け付けたメッセージファイル７０２を記憶する。ここで、音韻ファイル群１０１は、実施の形態１に係る音韻ファイル群１０１と同様である。一方、メッセージファイル７０２は、図１３に示すように、実施の形態１に係るメッセージファイル１０２と比較して、振動モードに関するパラメータ値を含む点で異なる。すなわち、メッセージファイル７０２は、図１３に示すステータス６、７に示すパラメータ値を含む点で、実施の形態１に係るメッセージファイル１０２と異なる。
【００８４】
パラメータ制御部７０３は、振動モード制御部７０４に示す機能を有する点、及びテーブル７０５に示す情報を記憶する点で、パラメータ制御部１０３と異なる。つまり、パラメータ制御部７０３は、メッセージファイル７０２に含まれる振動モードに関するパラメータ値を参照し、さらに、テーブル７０５に示す情報を参照することで、音声信号生成部１８０を制御する点で、実施の形態１に係るパラメータ制御部１０３と異なる。
【００８５】
［２−３．動作］
次に、本実施の形態に係る音声合成装置の動作について図１５〜１７を用いて説明する。図１５は、質点１１４の変位を示すｘ２の時間波形を示す模式図である。図１６は、音声信号Ｐｖの振幅周波数スペクトルを示す模式図である。図１７は、連成振動モードから単振動モードに遷移させる際の各種パラメータの変化例を示す模式図である。
【００８６】
外部から合成開始指示を受信した後に、パラメータ制御部７０３により図１３に示されるメッセージファイル７０２に記述されたパラメータ値が６行目まで読み込まれる点は、実施の形態１と同様である。その後続いて、パラメータ制御部７０３によりメッセージファイル７０２に記述されたパラメータ値のうち７行目、８行目が読み込まれる点が実施の形態１と異なる。７行目、８行目のパラメータ値は、設定されている振動モードを示すパラメータ値である。７行目はステータス６である。ステータス６は、対応付けられるパラメータ値が振動モードの目標モードであることを示す。ステータス６に対応付けられるパラメータ値が０である場合は、連成振動モードであることを意味し、１である場合は、単振動モードであることを意味する。８行目はステータス７である。ステータス７は、対応付けられているパラメータ値が現在設定されている振動モードから目標モードに遷移するのに要する時間であることを示す。合成開始指示を受信した基準時刻Ｔ０においては、現在設定されている振動モードは連成振動モードであるとする。したがって、図１３に示される例では、時刻Ｔ０において、瞬時に連成振動モードから単振動モードに切り替えられることとなる。
【００８７】
振動モード制御部７０４は、単振動モードに切り替わったと判断すると、図１４（ｂ）に示すテーブル７０５に記述された各種パラメータ値を参照する。ここで、Φの変化率Φｔは、ステータス４、５に基づいて算出されるΦに乗算される係数である。
【００８８】
パラメータ制御部７０３は、ΦにΦｔを乗算した結果であるΦを声帯モデル１１０に転送する。単振動モデルにおけるΦｔの値は、連成振動モードにおけるΦｔの値に対して１．５倍となる。したがって、声帯モデル１１０における喉の開き度合いΦは、図１１（ｂ）に示すように１．５倍に拡がる。粘性率μ１は、ダッシュポット１１３とダッシュポット１２３とに対して設定される。単振動モードにおける粘性率μ１の値は、連成振動モードにおける粘性率μ１に対して、１００倍と十分大きな値となる。したがって、質点１１１と質点１２１の振動を停止させることとなる。この状態のダッシュポットを図１１（ｂ）における太線で示す。連結率ｋｃｃは、バネ１１７とバネ１２７とのバネ定数ｋｃに乗算される係数である。パラメータ制御部７０３は、ｋｃにｋｃｃを乗算した結果であるｋｃを声帯モデル１１０に転送する。単振動モードにおけるｋｃｃの値は０であるので、乗算後のｋｃの値は０となる。したがって、図１１（ｂ）に示すように質点１１１と質点１１４、及び質点１２１と質点１２４は、連結状態を切り離される。
【００８９】
以上の制御によって、声帯モデル１１０は質点１１４と質点１２４とがそれぞれ単振動を行う単振動モードとなる。この場合には、連成振動モデルよりもΦが大きくなるので、質点１１４と質点１２４とが衝突しなくなる。したがって、変位ｘ２の時間波形は図１５（ｂ）に示すように、正弦波に近い形状となる。
【００９０】
一方、メッセージファイル７０２のステータス６に対応付けられるパラメータ値を０にすると、声帯モデル１１０の振動モードを連成振動モードにできる。この場合には、図１４（ａ）に示されるテーブル７０５が参照されることとなる。したがって、声帯モデル１１０は図１１（ａ）に示す状態、すなわち連成振動モードとなる。この場合の変位ｘ２の時間波形は図１５（ａ）に示すように、鋸歯状波に近い形状となる。
【００９１】
声帯モデル１１０の振動モードが単振動モードに設定されている場合の音声信号Ｐｖの振幅周波数スペクトルは、図１６（ｂ）に示すようになる。一方、声帯モデル１１０の振動モードが連成振動モードに設定されている場合の音声信号Ｐｖの振幅周波数スペクトルは、図１６（ａ）に示すようになる。つまり、声帯モデル１１０の振動モードが単振動モードに設定されている場合の音声信号Ｐｖの高次整数次倍音成分のレベルは、連成振動モードに設定されている場合の音声信号Ｐｖの高次整数次倍音成分のレベルよりも減衰している。また、声帯モデル１１０の振動モードが単振動モードに設定されている場合の音声信号Ｐｖの第１フォルマントＦ１と第２フォルマントＦ２とのレベルは、連成振動モードに設定されている場合の音声信号Ｐｖの第１フォルマントＦ１と第２フォルマントとのレベルよりも減衰している。但し、第１フォルマントＦ１と第２フォルマントＦ２との減衰率は、高次整数次倍音成分の減衰率と比較して低くなっている。言い換えると、第１フォルマントＦ１と第２フォルマントＦ２は、単振動モードにおいても連成振動モードにおいても保存されているといえる。図１３に示すメッセージファイル７０２は、ピッチ４００Ｈｚにて音韻「ぽ」を合成する例である。「ぽ」のような「お行」の音韻の場合、第１フォルマントＦ１は約５００Ｈｚ付近、第２フォルマントＦ２は約１ｋＨｚ付近に存在する特徴を有する。図１６（ａ）（ｂ）を参照すると、その特徴が保存されていることがわかる。
【００９２】
上述したように、図１７は、連成振動モードから単振動モードに遷移させる際の各種パラメータの変化例を示す模式図である。さらに具体的には、図１７（ａ）は、喉の開き具合を示す変数Φの変化率である変数Φｔの時間変化を示す図である。図１７（ｂ）は、粘性率μ１の時間変化を示す図である。図１７（ｃ）は、連結率ｋｃｃの時間変化を示す図である。
【００９３】
図１７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すような制御をする場合、メッセージファイル７０２に振動モードとして連成振動モードを指定しておき、（Ｔｆ−Ｔｎ）時間後の振動モードとして単振動モードを指定し、さらに連成振動モードから単振動モードへの遷移時間を指定しておけばよい。その場合、振動モード制御部７０４は、テーブル７０５に記述された各パラメータ値を図１４（ａ）に示すものから図１４（ｂ）に示すものに遷移するように補間演算処理することとなる。この制御によって、音声信号Ｐｖは、図１６（ａ）に示す音声信号から図１６（ｂ）に示す音声信号へと連続的に変化する。
【００９４】
なお、制御部７００、声帯モデル１１０、声道音響モデル１５０は、実施の形態１と同様に、全てプログラムで記述できるし、また、デジタル電子回路やアナログ電子回路、あるいはそれらの組み合わせで実現してもよい。
【００９５】
また、連成振動モードと単振動モードとは、地声モードと裏声モードと言い換えてもよい。また、これらのモードを切り替える際、Φが制御されなくても音色的には問題ない。また、地声から裏声に、あるいは裏声から地声に遷移させる場合、各パラメータは時間的に連動して制御することが好ましい。
【００９６】
［２−４．効果等］
このように、本実施の形態に係る音声信号の生成方法は、声帯を内部に含む喉の開き具合を示す第１の変数Φを少なくとも含む複数の変数の入力を受け付けるのに応じて、声帯の開き具合を示す第２の変数ｈ１、ｈ２を出力する声帯モデルであって、第１の変数Φは第２の変数ｈ１、ｈ２よりも大きい声帯モデル、に対して、複数の変数を入力し、第２の変数ｈ１、ｈ２を制御することで、非整数次倍音のレベルが変更された音声信号を生成する。そして、さらに、本実施の形態に係る音声信号の生成方法は、地声モードと裏声モードとの何れかのモードへの設定の指示を受け付ける。そして、本実施の形態に係る音声信号の生成方法は、裏声モードへの設定の指示を受け付けた場合、地声モードへの設定の指示を受け付けた場合と比較して、第１フォルマント周波数、第２フォルマント周波数、及び高次整数次倍音のレベルを減衰させた音声信号であって、第１フォルマント周波数、及び第２フォルマント周波数のレベルの減衰率が、高次整数次倍音のレベルの減衰率よりも低い音声信号を生成する。
【００９７】
これにより、本実施の形態に係る音声信号の生成方法は、裏声か否かの特徴である高次倍音のレベルを制御できる。
【００９８】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
【００９９】
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【０１００】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本開示は、音声信号の生成方法や、音声合成装置に適用できる。
【符号の説明】
【０１０２】
１００    制御部
１０１    音韻ファイル群
１０２    メッセージファイル
１０３    パラメータ制御部
１０５    記録媒体
１１０    声帯モデル
１１１，１１４，１１８，１２１，１２４，１２８    質点
１１２，１１５，１１７，１１９，１２２，１２５，１２７，１２９    バネ
１１３，１１６，１２３，１２６    ダッシュポット
１３０    上部声帯モデル
１４０    下部声帯モデル
１５０    声道音響モデル
１５１    声帯の隙間の音響モデル
１５２    声帯以降の声道の音響モデル
１５３    電圧源
１５４，１５５    声帯の隙間の音響インピーダンス
１５６    口の開口部の放射インピーダンス
１５７    鼻の開口部の放射インピーダンス
１５８    加算器
１５９    乱流雑音源
１６０    スイッチ
１８０    音声信号生成部
５００    音声合成装置
７００    制御部
７０２    メッセージファイル
７０３    パラメータ制御部
７０４    振動モード制御部
７０５    テーブル
【図１】
2014160236.tif 000011
【図２】
2014160236.tif 000012
【図３】
2014160236.tif 000013
【図４】
2014160236.tif 000014
【図５】
2014160236.tif 000015
【図６】
2014160236.tif 000016
【図７】
2014160236.tif 000017
【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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