(57)【要約】【課題】自然性が高く安定したピッチパターンを生成することができるピッチパターン生成装置を提供すること。【解決手段】パターン選択部１０は入力テキストから得られる言語属性情報と音韻継続時間長を基に韻律制御単位毎にピッチパターン記憶部１６から複数のピッチパターンを選択する。パターン融合部１１は言語属性情報に基づき選択された複数のピッチパターンから新たなピッチパターンを生成し、パターン伸縮部１２は該ピッチパターンを音韻継続時間長に従って時間軸方向に伸縮し、オフセット制御部１４はオフセット推定部１３で推定されたオフセット値１０４に従ってこれを周波数軸上で平行移動させる。パターン接続部１５は韻律制御単位毎に生成されたピッチパターンを接続して文ピッチパターンを出力する。【選択図】      図２
2006309162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然音声より抽出したピッチパターンとこれに対するパターン属性情報とを対応付けて記憶する記憶手段から、音声合成対象となるテキストの韻律制御単位毎に、該テキストを解析することにより得られる言語属性情報に基づいて、複数のピッチパターンを選択する選択ステップと、
前記韻律制御単位毎に選択された前記複数のピッチパターンを融合することによって、１つの新たなピッチパターンを生成する第１の生成ステップと、
前記韻律制御単位毎に生成された前記新たなピッチパターンをもとにして、前記テキストに対応するピッチパターンを生成する第２の生成ステップとを有することを特徴とするピッチパターン生成方法。
【請求項２】
前記選択ステップは、前記記憶手段に記憶されているピッチパターンにより前記テキストを音声合成するときの目標とするピッチ変化に対する、当該ピッチパターンのずれの度合いを推定するステップと、推定された該ずれの度合いに基づいて、前記記憶手段から前記複数のピッチパターンを選択するステップとを含むことを特徴とする請求項１に記載のピッチパターン生成方法。
【請求項３】
前記第１の生成ステップは、前記テキストの韻律制御単位毎に、選択された前記複数のピッチパターンを重み付け加算することによって、前記新たなピッチパターンを生成することを特徴とする請求項１に記載のピッチパターン生成方法。
【請求項４】
前記第１の生成ステップは、選択された前記複数のピッチパターンを融合するにあたって、前記言語属性情報と、当該複数のピッチパターンの各ピッチパターンに対応付けて前記記憶手段に記憶されているパターン属性情報との関係に応じて、当該複数のピッチパターンを融合する際の各ピッチパターンに対する重みを変化させることを特徴とする請求項３に記載のピッチパターン生成方法。
【請求項５】
前記第１の生成ステップは、選択された前記複数のピッチパターンを融合するにあたって、当該複数のピッチパターンのセントロイドを求め、各ピッチパターンの当該セントロイドからの距離に応じて、当該複数のピッチパターンを融合する際の各ピッチパターンに対する重みを変化させることを特徴とする請求項３に記載のピッチパターン生成方法。
【請求項６】
前記第１の生成ステップは、選択された前記複数のピッチパターンを融合するにあたって、前記言語属性情報と、当該複数のピッチパターンの各ピッチパターンに対応付けて前記記憶手段に記憶されているパターン属性情報との関係に応じて、当該ピッチパターンを変形する変形ステップと、選択された前記複数のピッチパターンのそれぞれに対応する変形された複数のピッチパターンを融合することによって、前記新たなピッチパターンを生成するステップとを含むことを特徴とする請求項１に記載のピッチパターン生成方法。
【請求項７】
前記変形ステップは、マイクロプロソディの修正処理を含むことを特徴とする請求項６記載のピッチパターン生成方法。
【請求項８】
前記変形ステップは、アクセント位置に関する不一致を解消するためのピッチパターンの伸縮処理を含むことを特徴とする請求項６に記載のピッチパターン生成方法。
【請求項９】
前記変形ステップは、音節数に関する不一致を解消するためのピッチパターンの伸縮処理を含むことを特徴とする請求項６に記載のピッチパターン生成方法。
【請求項１０】
前記第２の生成ステップは、ピッチパターンの高さを表すオフセット値による変形を含むことを特徴とする請求項１に記載のピッチパターン生成方法。
【請求項１１】
前記記憶手段には、自然音声より抽出したピッチパターンとして、当該ピッチパターンそのもの、あるいは前記ピッチパターンを量子化した量子化ピッチパターン、あるいは、前記ピッチパターンを近似した近似ピッチパターンが記憶されていることを特徴とする請求項１記載のピッチパターン生成方法。
【請求項１２】
自然音声より抽出したピッチパターンとこれに対するパターン属性情報とを対応付けて記憶する記憶手段と、
音声合成対象となるテキストの韻律制御単位毎に、該テキストを解析することにより得られる言語属性情報に基づいて、前記記憶手段から複数のピッチパターンを選択する選択手段と、
前記テキストの韻律制御単位毎に、選択された前記複数のピッチパターンを融合することによって、１つの新たなピッチパターンを生成する第１の生成手段と、
前記韻律制御単位毎に生成された前記新たなピッチパターンをもとにして、前記テキストに対応するピッチパターンを生成する第２の生成手段と、
を備えたことを特徴とするピッチパターン生成装置。
【請求項１３】
ピッチパターン生成装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムにおいて、
前記プログラムは、
自然音声より抽出したピッチパターンとこれに対するパターン属性情報とを対応付けて記憶する記憶手段から、音声合成対象となるテキストの韻律制御単位毎に、該テキストを解析することにより得られる言語属性情報に基づいて、複数のピッチパターンを選択する選択ステップと、
前記テキストの韻律制御単位毎に、選択された前記複数のピッチパターンを融合することによって、１つの新たなピッチパターンを生成する第１の生成ステップと、
前記韻律制御単位毎に生成された前記新たなピッチパターンをもとにして、前記テキストに対応するピッチパターンを生成する第２の生成ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声合成のためのピッチパターン生成方法、ピッチパターン生成装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、任意の文章から人工的に音声信号を生成するテキスト音声合成システムが開発されている。一般的に、テキスト音声合成システムは、言語処理部、韻律生成部、音声信号生成部の３つのモジュールから構成される。これらモジュールの中で、韻律生成部の性能が合成音声の自然性に関係している。とりわけ声の高さの変化パターンであるピッチパターンが生成される合成音声の自然性を大きく左右する。従来のテキスト音声合成におけるピッチパターン生成方法は、比較的単純なモデルを用いてピッチパターンの生成を行っていたため、抑揚が不自然で機械的な合成音声となっていた。
【０００３】
こうした問題を解決するために、自然音声から抽出されたピッチパターンを利用するアプローチが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これは、自然音声のピッチパターンから統計的な手法を用いて抽出されたアクセント句単位の典型的なパターンである代表パターンを複数記憶しておき、アクセント句毎に選択された代表パターンを変形し、接続することによってピッチパターンを生成するものである。
【０００４】
一方、代表パターンを作成せずに、自然音声から抽出した大量のピッチパターンをそのまま利用する方法も考えられている（例えば、特許文献２参照）。これは、ピッチパターンデータベースに自然音声から抽出したピッチパターンを格納しておき、入力テキストに対応する言語属性情報によって最適なピッチパターンをこのピッチパターンデータベースから１つ選択することによってピッチパターンを生成するものである。
【特許文献１】特開平１１−９５７８３号公報
【特許文献２】特開２００２−２９７１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
代表パターンを用いるピッチパターン生成方法では、あらかじめ限定された代表パターンを作成しておくため、様々な入力テキストのバリエーションに対応することが難しく、音韻環境などの影響によるピッチの細かな変化を表現することができないために、合成された音声の自然性が劣化してしまうという問題がある。
【０００６】
一方、ピッチパターンデータベースを利用する方法では、自然音声のピッチ情報を用いるため、入力テキストに合ったピッチパターンをピッチパターンデータベースから選択することができれば、自然性の高いピッチパターンを生成することが可能となる。しかし、入力テキストに対応する入力言語属性情報などから主観的に自然に聞こえるピッチパターンを選択する規則を作成することは困難である。そのため、規則によって最適なものとして最終的に選択された１つのピッチパターンが主観的には不適当なために合成音の自然性が劣化してしまうという問題がある。また、ピッチパターンデータベース中のピッチパターンの数が多いと、あらかじめ全てのピッチパターンをチェックして不良パターンを排除しておくことが難しい。そのため、選択されたピッチパターンの中に突発的に不良パターンが混入し、合成音の品質を低下させてしまうという問題もある。
【０００７】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、自然性が高く安定したピッチパターンを生成することができるピッチパターン生成方法、ピッチパターン生成装置及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、（ａ）自然音声より抽出したピッチパターンとこれに対するパターン属性情報とを対応付けて記憶する記憶手段から、音声合成対象となるテキストの韻律制御単位毎に、該テキストを解析することにより得られる言語属性情報に基づいて、複数のピッチパターンを選択し、（ｂ）前記韻律制御単位毎に選択された前記複数のピッチパターンを融合することによって、１つの新たなピッチパターンを生成し、（ｃ）前記韻律制御単位毎に生成された前記新たなピッチパターンをもとにして、前記テキストに対応するピッチパターンを生成する。
【０００９】
第１の属性情報（パターン属性情報）は、当該ピッチパターンに関する属性の集合であり、例えば、アクセント型、音節数、文中位置、アクセント音韻種、先行アクセント型、後続アクセント型、先行境界条件、後続境界条件などがある。
【００１０】
韻律制御単位は、入力テキストに対応する音声の韻律的な特徴を制御するための単位であり、例えば、半音素、音素、音節、形態素、単語、アクセント句、呼気段落などで構成され、これらが混在しているなど可変長であってもよい。
【００１１】
第２の属性情報（入力言語属性情報）は、形態素解析や構文解析などの言語解析処理を行うことによって入力テキストから抽出可能な情報であって、例えば、音韻記号列、品詞、アクセント型、係り先、ポーズ、文中位置などの情報である。
【００１２】
ピッチパターンの融合は、複数のピッチパターンから何らかの規則に従って新たなピッチパターンを生成する操作であり、例えば、複数のピッチパターンの重み付け加算処理などによって実現されるものである。
【００１３】
記憶手段から、音声合成対象となるテキストの韻律制御単位毎にそれぞれ複数のピッチパターンを選択し、韻律制御単位毎にそれらを融合してそれぞれ１つの新たなピッチパターンを生成し、韻律制御単位毎に生成された新たなピッチパターンをもとにして対象テキストに対応するピッチパターンを生成するので、自然性が高く安定したピッチパターンを生成することができ、その結果、人の発声した音声により近い合成音を生成することができる。
【００１４】
なお、装置に係る本発明は方法に係る発明としても成立し、方法に係る本発明は装置に係る発明としても成立する。  
また、装置または方法に係る本発明は、コンピュータに当該発明に相当する手順を実行させるための（あるいはコンピュータを当該発明に相当する手段として機能させるための、あるいはコンピュータに当該発明に相当する機能を実現させるための）プログラムとしても成立し、該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体としても成立する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、自然性が高く安定したピッチパターンを生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１７】
図１に、本発明の一実施形態に係るテキスト音声合成システムの構成例を示す。
【００１８】
図１に示されるように、本テキスト音声合成システムは、言語処理部２０、韻律生成部２１、音声信号生成部２２を備えている。また、韻律生成部２１は、音韻継続時間長を生成する音韻継続時間長生成部２３と、ピッチパターン（すなわち、音声の韻律的な特徴の１つであるピッチの時間的変化を表したもの）を生成するピッチパターン生成部１を含んでいる。
【００１９】
図１のテキスト音声合成システムにおいて、テキスト（２０８）が入力されると、まず、言語処理部２０により、該入力テキスト（２０８）に対して、言語処理（例えば、形態素解析・構文解析等）が行われ、これによって得られた言語属性情報（例えば、音韻記号列、アクセント型、品詞、文中位置など）（１００）が出力される。
【００２０】
次に、韻律生成部２１において、入力テキスト（２０８）に対応する音声の韻律的な特徴を表した情報（例えば、音韻継続時間長や基本周波数（ピッチ）の時間経過に伴う変化を表したパターンなど）が生成される。
【００２１】
本実施形態では、より詳しくは、韻律生成部２１の音韻継続時間長生成部２３は、言語属性情報（１００）を参照して、各音素の音韻継続時間長（１１１）を生成して出力する。また、韻律生成部２１のピッチパターン生成部１は、言語属性情報（１００）と音韻継続時間長（１１１）を入力として、声の高さの変化パターンであるピッチパターン（２０６）を出力する。
【００２２】
そして、音声信号生成部２２において、韻律生成部２１で生成された韻律情報をもとに、入力テキスト（２０８）に対応する音声を合成し、音声信号（２０７）として出力する。
【００２３】
以下では、ピッチパターン生成部１の構成とその処理動作を中心に本実施形態についてさらに詳しく説明する。
【００２４】
なお、ここでは、韻律制御単位はアクセント句であるとする場合を例にとって説明する。
【００２５】
図２に、ピッチパターン生成部１の内部構成例を示す、
図２に示されるように、本ピッチパターン生成部１は、パターン選択部１０、パターン融合部１１、パターン伸縮部１２、オフセット推定部１３、オフセット制御部１４、パターン接続部１５、ピッチパターン記憶部１６を含む。
【００２６】
ピッチパターン記憶部１６には、自然音声より抽出した複数の（好ましくは、大量の）「アクセント句毎のピッチパターン」が、各ピッチパターンに対応するパターン属性情報とともに記憶されている。
【００２７】
図３に、ピッチパターン記憶部１６に記憶されている情報の一例を示す。図３の例では、一つのピッチパターン情報は、パターン番号と、ピッチパターンと、パターン属性情報を含む。
【００２８】
ピッチパターンは、当該アクセント句に対応するピッチの時間変化を表したピッチ系列、もしくはその特徴を表すパラメータ系列などである。無声音の部分にはピッチは存在しないが、例えば、有声音部分のピッチの値を補間するなどして連続的な系列となっていることが好ましい。
【００２９】
なお、ピッチパターン記憶部１６には、自然音声より抽出したピッチパターンとして、当該ピッチパターンそのものが記憶されていている。
【００３０】
あるいは、自然音声より抽出したピッチパターンとして、予め作成したコードブックによってベクトル量子化し、当該ピッチパターンの量子化結果（量子化ピッチパターン）をピッチパターン記憶部１６に記憶してもよい。
【００３１】
また、自然音声より抽出したピッチパターンとして，当該ピッチパターンを関数近似（例えば，ピッチパターン生成過程モデルである藤崎モデルなどによる近似）した結果（近似ピッチパターン）をピッチパターン記憶部１６に記憶してもよい。
【００３２】
パターン属性情報は、例えば、アクセント型、音節数、文中位置、先行アクセント型の全部若しくは一部を含んでもよいし、それら以外の情報を含んでもよい。
【００３３】
パターン選択部１０は、アクセント句毎に、言語属性情報（１００）および音韻継続時間長（１１１）を基に、ピッチパターン記憶部１６に蓄積されているピッチパターンの中から複数のピッチパターン（１０１）を選択する。
【００３４】
パターン融合部１１は、パターン選択部１０で選択された複数のピッチパターン（１０１）を、言語属性情報（１００）に基づいて融合し、新たなピッチパターン（１０２）を生成する。
【００３５】
パターン伸縮部１２は、パターン融合部１１で生成されたピッチパターン（１０２）に対し、音韻継続時間長（１１１）に従って時間軸方向の伸縮を行い、ピッチパターン（１０３）を生成する。
【００３６】
オフセット推定部１３は、アクセント句毎のピッチパターン全体の平均的な高さに相当するオフセット値（１０４）を、言語属性情報（１００）から推定して出力する。ここで、オフセット値とは、韻律制御単位（本例ではアクセント句）に対応するピッチパターンの全体的な音の高さを表す情報であって、例えば、パターンの平均的な高さやパターンの最大ピッチ、最小ピッチ、高さの変化量などの情報である。オフセット値の推定には、例えば、数量化Ｉ類などの公知の統計的手法を用いることができる。
【００３７】
オフセット制御部１４は、ピッチパターン（１０３）を、推定されたオフセット値（１０４）に従って周波数軸上で平行移動させ（ピッチパターンの高さを表すオフセット値による変形を施し）、ピッチパターン（１０５）を出力する。
【００３８】
パターン接続部１５は、アクセント句毎に生成されたピッチパターン（１０５）を接続するとともに、接続境界部分で不連続が生じないような平滑化などの処理を行って、文ピッチパターン（１０６）を出力する。
【００３９】
次に、ピッチパターン生成部１の処理について説明する。
【００４０】
図４に、ピッチパターン生成部１における処理の手順の一例を示す。
【００４１】
まず、ステップＳ１０１において、パターン選択部１０は、言語属性情報（１００）に基づいて、アクセント句毎に、ピッチパターン記憶部１６に蓄積されているピッチパターンの中から、複数のピッチパターン（１０１）を選択する。
【００４２】
各アクセント句に対して選択される複数のピッチパターン（１０１）は、当該アクセント句に対応する言語属性情報（１００）と、パターン属性情報とが、一致あるいは類似するピッチパターンである。これは、例えば、目標となる当該アクセント句の言語属性情報（１００）と各パターン属性情報とから、目標のピッチ変化に対する各ピッチパターンのずれの度合いを定量化したコストを推定する。そして、このコストができるだけ小さいピッチパターンを選択することで実現することができる。ここでは、一例として、当該アクセント句の「アクセント型」と「音節数」にパターン属性情報が一致しているピッチパターンの中から、コストの小さいＮ個のピッチパターンを選択するものとする。
【００４３】
このコストの推定は、例えば、従来の音声合成装置におけるものと同様のコスト関数を計算することによって実行してもよい。つまり、例えば、ピッチパターン形状が異なる要因毎、またピッチパターンを変形・接続する際に生じる歪の要因毎に、サブコスト関数Ｃn（ｕi，ｕi-1，ｔi）  （ｎ＝１〜Ｍ，Ｍはサブコスト関数の数）を定義し、これらの重み付き和をアクセント句コスト関数として式（１）のように定義する。
【００４４】
Ｃ（ｕi，ｕi-1，ｔi）＝ΣｗnＣn（ｕi，ｕi-1，ｔi）                （１）  
ただし、ｗnＣn（ｕi，ｕi-1，ｔi）について総和をとる範囲はｎ＝１〜M（ｎは正数）である。
【００４５】
ここで、ｔiは、入力テキストおよび言語属性情報に対応する目標とするピッチパターンをｔ＝（ｔi，…，ｔI）としたときの、ｉ番目のアクセント句に対応する部分のピッチパターンの目標とする言語属性情報を表し、ｕiは、ピッチパターン記憶部１６に蓄積されているピッチパターンから選ばれた一ピッチパターンのパターン属性情報を表す。また、ｗnは、各サブコスト関数の重みを表す。
【００４６】
サブコスト関数は、ピッチパターン記憶部１６に蓄積されているピッチパターンを用いた場合の目標とするピッチパターンに対するずれの度合いを推定するためのコストを算出するものである。当該コストを算出するために、ここでは具体例として、当該ピッチパターンを用いることによって生じる目標とするピッチ変化に対するずれの度合いを推定する目標コストと、当該アクセント句のピッチパターンを他のアクセント句のピッチパターンと接続したときに生じる歪の度合いを推定する接続コストという２種類のサブコストを設定するものとする。
【００４７】
目標コストの一例として、言語属性情報およびパターン属性情報の文中位置に関するサブコスト関数は、次式のように定義することができる。
【００４８】
Ｃ1（ｕi，ｕi-1，ｔi）＝δ（ｆ（ｕi），ｆ（ｔi））                  （２）
ここで、ｆ（）はピッチパターン記憶部１６に蓄積されているピッチパターンのパターン属性情報、もしくは目標の言語属性情報から文中位置に関する情報を取り出す関数を表す。δ（）は２つの情報が一致する場合は「０」、それ以外では「１」を出力する関数である。
【００４９】
また、接続コストの一例としては、接続境界でのピッチの違い（差）に関するサブコスト関数は、次式のように定義することができる。
【００５０】
Ｃ2（ｕi，ｕi-1，ｔi）＝｛ｇ（ｕi）−ｇ（ｕi-1）｝2                  （３）
ここで、ｇ（）はパターン属性情報から接続境界のピッチを取り出す関数を表す。
【００５１】
入力テキストのアクセント句毎に、式（１）よりアクセント句コストを算出した結果を、全アクセント句について足し合わせたものをコストと呼び、当該コストを算出するためのコスト関数を式（４）に示すように定義する。
【００５２】
Ｃost＝ΣＣ（ｕi，ｕi-1，ｔi）                （４）  
ただし、Ｃ（ｕi，ｕi-1，ｔi）について総和をとる範囲はｉ＝１〜Ｉ（ｉは正数）である。
【００５３】
上記式（１）〜（４）に示したコスト関数を用いて、アクセント句あたり複数のピッチパターンを、ピッチパターン記憶部１６から２段階で選択する。
【００５４】
まず１段階目のピッチパターン選択として、ピッチパターン記憶部１６から上記式（４）で算出されるコスト値が最小となるピッチパターンの系列を求める。このコストが最小となるピッチパターンの組み合わせを最適ピッチパターン系列と呼ぶこととする。なお、最適ピッチパターン系列の探索は、動的計画法を用いることで効率的に行うことができる。
【００５５】
次に、２段階目のピッチパターン選択では、最適ピッチパターン系列を用いて、１アクセント句あたり複数のピッチパターンを選択する。ここでは、入力テキスト中のアクセント句数をＩ個とし、それぞれのアクセント句に対して、Ｎ個のピッチパターン１０１を選択する。
【００５６】
Ｉ個のアクセント句のうちの１つを注目アクセント句として、Ｉ個のアクセント句が１回ずつ注目アクセント句となるように以下の処理を行う。まず、注目アクセント句以外のアクセント句に対しては、それぞれ最適ピッチパターン系列のピッチパターンを固定する。この状態で、注目アクセント句に対してピッチパターン記憶部１６に記憶されているピッチパターンを式（４）のコストの値に応じて順位付けを行う。ここでは例えば、コストの値が最も小さいピッチパターンほど高い順位となるように順位付けを行う。次に、この順位に従って上位Ｎ個のピッチパターンを選択する。
【００５７】
以上の手順によって、それぞれのアクセント句について、複数のピッチパターン１０１をピッチパターン記憶部１６から選択する。
【００５８】
次に、ステップＳ１０２において、パターン融合部１１は、パターン選択部１０で選択された複数のピッチパターン（１０１）、すなわち１つのアクセント句に対し選択されたＮ個のピッチパターンを言語属性情報（１００）に基づいて融合し、新たなピッチパターン（融合されたピッチパターン）（１０２）を生成する。
【００５９】
ここでは、複数のアクセント句のうちのある１つのアクセント句について、パターン選択部１０で選択されたＮ個のピッチパターンを融合して、１つの新たなピッチパターンを生成する場合の処理手順の一例について説明する
図５に、この場合の処理手順の一例を示す。
【００６０】
ステップＳ１２１において、Ｎ個のピッチパターンの各音節の長さを、Ｎ個のピッチパターンの中で最も長いものに合わせて、音節内のパターンを伸張することによって揃える。
【００６１】
図６には、当該アクセント句のＮ個（例えば、ここでは３個）のピッチパターンｐ１〜ｐ３（図６（ａ）参照）のそれぞれから、各音節についてパターンの長さを揃えたピッチパターンｐ１’〜ｐ３’（図６（ｂ）参照）を生成した様子を示している。なお、図６の例では、音節内のパターンを伸張するにあたって、１音節を表すデータの補間を行っている（図６の（ｂ）の二重丸の部分参照）。
【００６２】
次に、ステップＳ１２２において、長さを揃えたＮ個のピッチパターンの重み付き加算によって、新たなピッチパターンを生成する。この重みは、例えば、当該アクセント句に対応する言語属性情報（１００）と各ピッチパターンのパターン属性情報の類似度によって設定することができる。ここでは、パターン選択部１０で計算された各ピッチパターンｐi対するコストＣiの逆数を利用して、重みを設定する。この重みは、目標のピッチ変化に対して適切だと推定されたピッチパターン、つまりコストの小さいパターンほど、大きな値であることが望ましい。従って、各ピッチパターンｐiに対する重みｗiは、次式（５）から算出することができる。
【００６３】
ｗi＝１／（Ｃi×Σ（１／Ｃj））                （５）  
ただし、（１／Ｃj）について総和をとる範囲はj＝１〜Ｎ（jは正数）である。
【００６４】
Ｎ個のピッチパターンそれぞれにこの重みをかけて足し合わせることによって、新たなピッチパターンを生成する。
【００６５】
図７に、当該アクセント句のＮ個（例えば、ここでは３個）のピッチパターン（１０１）の重み付け加算によって、新たなピッチパターン（１０２）を生成する様子を示す。図中、ｗ１、ｗ２、ｗ３はピッチパターンｐ１，ｐ２，ｐ３に対応する重み値である。
【００６６】
以上のように、入力テキストに対応する複数（Ｉ個）のアクセント句のそれぞれについて、当該アクセント句に対して選択されたＮ個のピッチパターンを融合し、新たなピッチパターン（融合されたピッチパターン）（１０２）を生成する。次に、図４のステップＳ１０３へ進む。
【００６７】
ステップＳ１０３において、パターン伸縮部１２は、パターン融合部１１で生成されたピッチパターン（１０２）を、音韻継続時間長（１１１）に従って時間軸方向の伸縮を行い、ピッチパターン（１０３）を生成する。
【００６８】
次に、ステップＳ１０４において、まず、オフセット推定部１３は、ピッチパターン全体の平均的な高さに相当するオフセット値（１０４）を、各アクセント句に対応する言語属性情報（１００）から例えば数量化Ｉ類などの統計的手法を用いて推定する。この推定されたオフセット値（１０４）に従って、オフセット制御部１４は、ピッチパターン（１０３）を周波数軸上で平行移動させることで、各アクセント句のピッチの平均的な高さが、各アクセント句について推定されたオフセット値（１０４）となるように調節し、その結果として得られるピッチパターン１０５を出力する。
【００６９】
図８は、ステップＳ１０３とステップＳ１０４の処理の一例を示したものである。（ａ）はステップＳ１０３の処理前のピッチパターンを、（ｂ）はステップＳ１０３の処理後でステップＳ１０４の処理前のピッチパターンを、（ｃ）はステップＳ１０４の処理後のピッチパターンをそれぞれ例示している。
【００７０】
そして、ステップＳ１０５において、パターン接続部１５は、アクセント句毎に生成されたピッチパターン１０５を繋げて、入力されたテキスト２０８に対応する音声の韻律的な特徴の１つである文ピッチパターン１０６を生成する。各アクセント句のピッチパターン１０５を接続する際、アクセント句境界で不連続が生じないように平滑化などの処理を行って、文ピッチパターン１０６を出力する。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態によれば、パターン選択部１０で入力テキストに対応した言語属性情報に基づいて、自然音声から抽出した大量のピッチパターンが記憶されているピッチパターン記憶部１６から韻律制御単位あたり複数のピッチパターンを選択する。さらに、パターン融合部１１において、韻律制御単位毎に選択された複数のピッチパターンを融合して新たなピッチパターンを生成する。このため、入力テキストに相応する、より人の発声した音声のピッチ変化に近いピッチパターンが生成可能となる。その結果、自然性の高い音声を合成できる。また、パターン選択部１０において、最適なピッチパターンが一位で選択できなかった場合などでも、複数の適切なピッチパターンから融合したピッチパターンを生成することで、より安定した品質のピッチパターンを生成することができる。
【００７２】
なお、これまで説明してきた実施形態では、図５のステップ１２２において、ピッチパターンを融合する際の重みをコスト値の関数として定義したが、これに限定されるものではない。例えば、パターン選択部１０で選択された複数のピッチパターン（１０１）についてセントロイドを求め、このセントロイドと各ピッチパターンとの距離に応じて重みを決定する方法も考えられる。これによって、選択されたピッチパターンの中に突発的に不良パターンが混入してしまった場合でも、その悪影響を抑えたピッチパターンの生成が可能である。
【００７３】
また、韻律制御単位全体に均一の重みを適用した例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、アクセント核部分だけ重み付け方法を変えるなど、ピッチパターンの各部に異なる重みを設定して融合することも可能である。
【００７４】
また、これまで説明してきた実施形態では、図４のパターン選択ステップＳ１０１において、韻律制御単位あたりＮ個のピッチパターンを選択するとしたが、これに限定されるものではない。例えば、韻律制御単位毎に選択するパターンの個数を変えることもできる。すなわち、コスト値やピッチパターンデータベース中のピッチパターン数など何らかの要因によって、選択する個数を適応的に決定することも可能である。
【００７５】
また、これまで説明してきた実施形態では、当該アクセント句のアクセント型と音節数にパターン属性情報が一致しているピッチパターンの中から選択するとしたが、これに限定されるものではない。例えば、ピッチパターンデータベース中に一致するピッチパターンが存在しない、あるいは少ない場合などでは、類似するピッチパターン候補の中から選択することも可能である。
【００７６】
また、これまで説明してきた実施形態では、パターン選択部１０における目標コストとして、属性情報のうちの文中位置に関する情報を用いるものを例に挙げたが、これに限定されるものではない。例えば、属性情報に含まれる他の様々な情報の違いを数値化して用いたり、ピッチパターンの各音韻継続時間長と目標の音韻継続時間長との違い（差）などを用いたりしてもよい。
【００７７】
また、これまで説明してきた実施形態では、パターン選択部１０における接続コストとして、接続境界でのピッチの差を用いるものを例に挙げたが、これに限定されるものではない。例えば、接続境界でのピッチ変化の傾きの違い（差）などを用いることも可能である。
【００７８】
また、これまで説明してきた実施形態では、パターン選択部１０におけるコスト関数として、サブコスト関数の重み付き和である韻律制御単位コストの和を用いたが、これに限定されるものではない。コスト関数は、サブコスト関数を引数にとった関数であればよい。
【００７９】
また、これまで説明してきた実施形態では、パターン選択部１０におけるコストの推定方法として、コスト関数を計算することによって実行するものを例に挙げたが、これに限定されるものではない。例えば、言語属性情報とパターン属性情報から数量化Ｉ類などの公知の統計的手法を用いて推定することも可能である。
【００８０】
また、これまで説明してきた実施形態では、図５のステップＳ１２１において、選択された複数のピッチパターンの長さを揃える際に、音節毎にピッチパターンの中で最も長いものに合わせてパターンを伸張したが、これに限定されるものではない。例えば、パターン伸縮部１２での処理と組み合わせる、または順序を入れ替えることで、音韻継続時間長（１１１）に従って実際に必要な長さに合わせて揃えることもできる。または、ピッチパターン記憶部１６のピッチパターンを、あらかじめ音節毎などの長さを正規化してから記憶しておくことなども可能である。
【００８１】
また、これまで説明してきた実施形態では、オフセット推定部１３によるピッチパターン全体の平均的な高さに相当するオフセット値（１０４）の推定と、およびこの推定されたオフセット値を基にオフセット制御部１４においてピッチパターンを周波数軸上で平行移動させる処理とを含むが、これらの処理は必ずしも必要ではない。例えば、ピッチパターン記憶部１６に蓄積されているピッチパターンの高さをそのまま利用することも可能である。さらに、オフセット制御を行う場合においても、処理のタイミングは、パターン伸縮部１２の前でも、またはパターン融合部１１の前でも、もしくはパターン選択部１０でパターンの選択と同時であっても構わない。
【００８２】
また、ピッチパターン生成部１は、図９に示すように、パターン選択部１０とパターン融合部１１との間にパターン変形部１７が挿入された構成であってもよい。図９に示す構成のピッチパターン生成部１では、パターン選択部１０で選択された複数のピッチパターン（１０１）に対して、パターン変形部１７で、各ピッチパターンに必要な変形を施した変形済みピッチパターン（１０７）を生成する。そして、この変形済みピッチパターン（１０７）をパターン融合部１１によって融合する。このピッチパターンの変形は、言語属性情報（１００）と選択された各ピッチパターンのパターン属性情報との関係に応じて施されるものである。パターン変形部１７では、例えば、目標とする音素の種類と、選択されたピッチパターンの音素が異なる場合に、各音素に特有の微細なピッチ変化であるマイクロプロソディの影響を取り除くような平滑化処理（マイクロプロソディの修正処理）、当該韻律制御単位において目標とするアクセント位置や音節数と、選択されたピッチパターンのアクセント位置や音節数が異なる場合に、アクセント位置や音節数を目標と揃える（不一致を解消する）ピッチパターンの伸縮処理などの変形処理を行う。
【００８３】
なお、以上の各機能は、ハードウェアとしても実現可能である。
【００８４】
また、本実施形態に記載した手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭなど）、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することも可能である。
【００８５】
また、以上の各機能は、ソフトウェアとして記述し適当な機構をもったコンピュータに処理させても実現可能である。  
また、本実施形態は、コンピュータに所定の手順を実行させるための、あるいはコンピュータを所定の手段として機能させるための、あるいはコンピュータに所定の機能を実現させるためのプログラムとして実施することもできる。加えて該プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体として実施することもできる。
【００８６】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の一実施形態に係るテキスト音声合成システムの構成例を示す図
【図２】ピッチパターン生成部の構成例を示す図
【図３】ピッチパターン記憶部に蓄積されているピッチパターンの記憶例を示す図
【図４】ピッチパターン生成部における処理手順の一例を示すフローチャート
【図５】パターン融合部の処理手順の一例を示すフローチャート
【図６】複数のピッチパターンの長さを揃える処理の一方法について説明するための図
【図７】複数のピッチパターンを融合することによって新たなピッチパターンを生成する処理の一方法について説明するための図
【図８】パターン伸縮部とオフセット制御部の処理の一方法について説明するための図
【図９】本発明の他の実施形態に係るピッチパターン生成部の構成例を示す図
【符号の説明】
【００８８】
１…ピッチパターン生成部、１０…パターン選択部、１１…パターン融合部、１２…パターン伸縮部、１３…オフセット推定部、１４…オフセット制御部、１５…パターン接続部、１６…ピッチパターン記憶部、１７…パターン変形部、２０…言語処理部、２１…韻律生成部、２２…音声信号生成部
【図１】
2006309162.tif 000003
【図２】
2006309162.tif 000004
【図３】
2006309162.tif 000005
【図４】
2006309162.tif 000006
【図５】
2006309162.tif 000007
【図６】
2006309162.tif 000008
【図７】
2006309162.tif 000009
【図８】
2006309162.tif 000010
【図９】
2006309162.tif 000011