(57)【要約】【課題】合成音声において、自然な発話にとどまらず、作品の特徴や話者の個性や感情を表現する音声合成装置の実現することが、本発明の課題である。【解決手段】合成音声において、自然な発話にとどまらず、作品の特徴や話者の個性や感情を表現する音声合成装置を実現するために、音律や抑揚によるパターン化などの試みが始まっているが、それらに欠落しているもので、かつ、作品の特徴や話者の個性や感情を表現する上で重要な役割を果たしている呼気段落をパラメータとして取り込む。そのために、呼気段落における語数、継続時間、話速、そして内容に関するデータベースから、作品の特徴や話者の個性や感情に応じた呼気段落制御関数を構築し、それを組み込んだ音声合成装置を手段とする。【選択図】  図１
2011209423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声合成装置において、
作品の特徴、話者の個性、発話の感情などに応じて
合成音声の一つの発話単位における語数、速度、継続時間を算出する呼気段落制御関数を組み込むことにより、
合成音声全体の作品の特徴、各話者の個性および各発話単位での感情などを表現する
呼気段落制御部を組み込んだ
ことを特徴とする音声合成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声合成に関するものであり、合成された音声における、話者の個性や感情を表現する方法に関わるものである。特に、合成された音声の呼気段落の語数と継続時間と話速を制御することによって話者の個性と感情を表現する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
すでに音声合成技術は格段の進歩をとげ、時間や経費をそれほどかけることなく、通常の自然な合成音声を産出することができるようになりつつある。
【０００３】
合成音声が利用される分野と頻度が広がるにつれ、社会からの要求と期待が大きくなってきている。次の課題として解決が求められているのは、話者の個性や感情を使い分けることである。物語や会話に含まれる場面に応じた感情表現である。
【０００４】
合成音声による感情表現の試みはすでに始まっているが、そのほとんどは、音律や抑揚によるパターン化である。たとえば特許文献１。しかしそれは万人の感情表現のパターン化であり、ある人の感情表現ではない。どういうことかというと、人にはそれぞれ個性があるからだ。個性抜きに、感情表現を論ずることはできない。「あの人はいつも怒っているように喋る」と言うことがある。その人を知っている人なら普段どおりでも、何も知らない初対面の人がその人と話すと、しかられているように感じるかもしれない。なぜかと言うと、初対面の人がどんなしゃべり方をするのかについてまったく情報がないので、もっとも標準的なしゃべり方との比較で判断してしまうからである。つまり、その人のしゃべり方の個性がわからなければ、しゃべり方から感情を正しく判断できない。このように、個性の確立があってこそ、感情表現が生きてくる。従来の感情表現手法からは個性の設定が脱落していると言う問題があった。
【０００５】
従来の話者の個性は、それぞれのシステムで利用するために収録した男性や女性の、できるだけ癖のない音声をベースにしていて、そうした模範音声の、没個性と言うべき個性があったに過ぎない。いや、むしろ、個性ある発話は、ナレーションや案内においては排除されてきた。
【０００６】
また、音声による感情表現は、音の大きさ、音律や抑揚のほかにもある。それが、しゃべりの速さと長さである。息継ぎと息継ぎとで区切られた発話区間（呼気段落とよぶ）の継続時間とその中に含まれる言葉の量である。ところが、従来の音声学においては、呼気段落の長さや、その成立要因についての研究が十分に行われず、そのため、音声合成において、呼気段落の制御に関わる部分は、まったく未開拓と言う問題があった。
【０００７】
ちなみに、呼気段落について触れている文献（特許文献２）もあるが、それは、韻律句間の休止長を決定する物であって、特定の個性や感情を得るために呼気段落の長さや話速について制御するものではない。
【０００８】
従来の呼気段落は、主に、合成に利用する音素や音節の継続時間を、単語や句ごとに積算して行くことで呼気段落の時間としてきた。たとえば特許文献３。この手法では、呼気段落を制御して、話者の個性や感情を表現することはできないという問題があった。
【０００９】
感情表現における呼気段落の話速（発話速度）について触れた文献としては、非特許文献１がある。しかし、そこではまだ、音声特徴の要素の一つとして発話速度を指摘しているにとどまる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】Ｐ４２４６７９０（０００６）
【特許文献２】特開平７−１３４７１３（請求項１）
【特許文献３】Ｐ２００１−２４９６７７Ａ（０００６）
【非特許文献１】感情表現を意図した音声合成システムの提案：ｈｔｔｐ：／／ｃｉ．ｎｉｉ．ａｃ．ｊｐ／ｎａｉｄ／１１０００３２９５６９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の技術では、話者の個性や感情を表現するために呼気段落を制御することができないという制約や欠点などの問題点があった。
【００１２】
従来の音声学では、呼気段落についての研究が十分になされず、そのことにより、呼気段落の継続時間を規定する法則を見つけることができなかった。それゆえに、呼気段落を制御すると言う発想自身が生まれてこなかった。
【００１３】
本発明の課題は、独自に発見した呼気段落の継続時間を規定する法則を使い、話者の個性や感情を表現することを目的として、呼気段落の制御を可能とする高品質な音声合成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決するためのスダンとして、本発明では、音声合成装置に、合成音声の一つの発話単位における語数Ｗ、速度Ｖ、継続時間Ｔを作品の特徴、話者の個性、発話の感情などに応じて算出する呼気段落制御関数を組み込む。あるいは呼気段落制御関数を組み込んだ呼気段落制御部を設ける。それにより、合成音声全体の作品の特徴、各話者の個性および各発話単位での感情などを表現する。
【００１５】
最初に、呼気段落制御関数について述べ、次に、呼気段落制御部について述べ、最後に、音声合成装置での働きについて述べる。
【００１６】
呼気段落制御関数は、変数として、語数Ｗ、速度Ｖ、継続時間Ｔを含み、さらに作品の特徴、話者の個性、発話の感情などを分類した変数を持つことができる。
【００１７】
呼気段落制御関数での一つの発話単位とは、人間の発話における呼気吸気や音声の無音区間によって区分された、一連の音声のまとまりである。呼気段落制御関数と表現しているが、必ずしも呼気段落だけを制御するものではなく、音声の無音区間によって区分された段落も制御する。
【００１８】
呼気段落制御関数で利用する変数である語数Ｗとは、一つの発話単位の中にある語数であり、対象言語や音声合成装置の特性に応じて、音素数、モーラ数、音節数、文字数、単語数などの数値を扱う。
【００１９】
呼気段落制御関数で利用する変数である継続時間Ｔとは、一つの発話単位が始まってから終わるまでの経過時間であり、呼気段落長とか呼気段落継続時間などとも言う。
【００２０】
呼気段落制御関数で利用する変数である速度Ｖとは、一つの発話単位において、単位時間内に発話する語数である。
【００２１】
呼気段落制御関数で利用する変数である語数Ｗと継続時間Ｔと速度Ｖとの間には、速度Ｖに継続時間Ｔを掛けたものが語数Ｗに等しいという関係が成り立っている。
【００２２】
呼気段落制御関数で利用する変数である作品の特徴とは、会話、朗読、朗詠、演説などの作品の設定場面、仕事、演芸、雑談、報道、通知、さらには、子供向け、青少年向け、大人向け、高齢者向け、そして、日本語、英語、ロシア語、中国語など、作品の内容や対象および言語などによる概念区分である。
【００２３】
呼気段落制御関数で利用する変数である話者の個性とは、人間の話し方や声の出し方に現れる個性であり、落ち着いて話す人、ガチャガチャと話す人、とつとつと話す人、ねちねち話す人、つっけんどんに話す人、べたべた話す人、歯切れよく話す人などと表現される概念区分であり、また男性か女性かという概念区分である。
【００２４】
呼気段落制御関数で利用する変数である発話の感情とは、幸福、怒り、悲しみ、嫌悪、恐れ、驚き、そして平常心などと表現される概念区分である。
【００２５】
呼気段落制御関数で利用する変数である作品の特徴、話者の個性、発話の感情の概念区分は、それぞれ同時に複数の設定をすることも可能である。
【００２６】
以上のような変数を扱う呼気段落制御関数は、数式でもよいし、一覧表形式でもよいし、数式と一覧表形式の混合でもよい。呼気段落制御関数は実態としては、一連の数式群であり、一連の一覧表である。どのような数式や一覧表にするかは、呼気段落制御関数を組み込む音声合成装置によって最適なものにする。呼気段落制御関数への入力は値でもよいし、値の範囲でもよい。呼気段落制御関数からの出力は、値でもよいし、値の範囲でもよい。呼気段落制御関数は、語数Ｗ、速度Ｖ、継続時間Ｔ、さらに作品の特徴、話者の個性、発話の感情などを含んでいてもよいし、作品の特徴、話者の個性、発話の感情などの区分に応じてそれぞれ別個の関数としてあらかじめ用意しておいてもよい。
【００２７】
人の標準的なしゃべりをあらわす汎用的な呼気段落制御関数の１例を単語数−話速度数分布図として、図２８、図２９、図３０に示す。度数分布図は同時に確率分布図である。汎用的な呼気段落制御関数は、話速曲線２１１のように、対数関数や２次関数、確率分布関数などの数式で近似表現できる場合が多い。作品の特徴や話者の個性を表現する個別の呼気段落制御関数は、話速曲線２１０、２１２や話速確率分布曲線２１３のように対数関数や２次関数、確率分布関数などの数式で近似表現できる場合もあるが、多くは複雑な構造を持つので、図８などの散布図や図１１などの等高線図（３Ｄ度数分布図）として表現する場合が多い。散布図や等高線図や度数分布図の元になったデータが呼気段落制御関数の中心部分であり、語数Ｗ、速度Ｖ、継続時間Ｔを変数とする多次元行列空間として存在する。用途に応じてあらかじめ統計処理して確率分布表にしておいてもよい。
【００２８】
次に、呼気段落制御部について述べる。
【００２９】
すでに上述した変数を扱う呼気段落制御関数は、図１に示すように、従来の音声合成装置に、呼気段落制御部として組み込んでもよいし、図２に示すように、音声合成装置の言語処理部、韻律生成部、波形生成部などの各部分に呼気段落制御関数として組み込んでもよい。
【００３０】
最後に、音声合成装置に組み込まれた呼気段落制御関数と呼気段落制御部の働きを述べる。簡単のためにここでは、言語処理部、韻律生成部、波形生成部と、呼気段落制御部からなる音声合成装置（図１）で、呼気段落制御部に組み込まれた呼気段落制御関数との関わりに絞って働きを述べる。
【００３１】
呼気段落制御部による制御は、一つの発話単位に対して行われるとともに、複数の発話単位の集合体の制御も行う。
【００３２】
一つの発話単位に対する呼気段落制御部による制御は、言語処理部や韻律生成部や波形生成部が生成した発話単位が、与えられた話者の個性や発話の感情などの諸条件に適合するか否かを評価し調整する。
【００３３】
呼気段落制御部は、与えられた一つの発話単位の諸情報を呼気段落制御関数に引渡す。呼気段落制御関数は渡された諸情報から、最適な語数Ｗ、速度Ｖ、継続時間Ｔを算出する。呼気段落制御部は、呼気段落制御関数が算出した語数Ｗ、速度Ｖ、継続時間Ｔと、すでに設定されているその発話単位の語数Ｗ、速度Ｖ、継続時間Ｔを比較評価する。評価が不適合であったり、調整が必要である場合には、その結果を言語処理部や韻律生成部や波形生成部にもどし、発話単位を生成しなおすように指示する。指示の内容は、たとえば、その発話単位を２つに分割せよとか、その発話単位の時間を３割短くせよとかの形で伝えられる。
【００３４】
複数の発話単位の集合体に対する呼気段落制御部による制御は、一つ一つの発話単位の集合体が全体として、作品の特徴、話者の個性などの諸条件に適合するか否かを評価し調整する。
【００３５】
呼気段落制御部は、与えられた複数の発話単位の集合体の諸情報を呼気段落制御関数に引渡す。呼気段落制御関数は渡された諸情報から、最適な語数Ｗ、速度Ｖ、継続時間Ｔの分布を算出する。呼気段落制御部は、呼気段落制御関数が算出した語数Ｗ、速度Ｖ、継続時間Ｔの分布と、すでに設定されているその発話単位の集合体の語数Ｗ、速度Ｖ、継続時間Ｔの分布を比較評価する。評価が不適合であったり、調整が必要である場合には、その結果を言語処理部や韻律生成部や波形生成部にもどし、発話単位全体を生成しなおすように指示する。指示の内容は、たとえば、隣接する発話単位を結合し語数の多い発話単位を全体で２割増やせとか、全体として話速を１割遅くせよとかの形で伝えられる。
【００３６】
呼気段落制御部から評価結果と指示を受け取った言語処理部や韻律生成部や波形生成部は、その結果や指示にしたがって、次の作業に入る。適合と言う評価であれば、各部は、次の部に作業を引き渡し、合成音声の出力へと進む。不適合と言う評価であれば、指示に従った作業を行い、その作業結果を、呼気段落制御部に渡す。
【００３７】
本発明における音声合成装置は、こうした呼気段落制御部と、言語処理部、韻律生成部、波形生成部とのやり取りを経て、作品の特徴、各話者の個性および各発話単位での感情などを表現した合成音声を出力する。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の効果は、呼気段落制御関数を利用することにより、合成音声全体の作品の特徴、各話者の個性および各発話単位での感情などを表現する合成音声を生成することである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明における、音声合成装置の構成図の１例。
【図２】本発明における、音声合成装置の構成図の１例。
【図３】従来の音声合成装置の構成図の１例。
【図４】本発明における、演説であると言う条件に適合する呼気段落制御関数から選択された、呼気段落における単語数の度数分布図の１例。
【図５】本発明における、言語処理部が生成した区分け情報を統計処理して得られた、呼気段落における単語数の度数分布図。
【図６】本発明における、言語処理部が最初に生成した区分け情報Ｐ１と、言語処理部により合格評価を受けた区分け情報Ｐ２の例。
【図７】本発明における、韻律生成部が生成した韻律情報を統計処理して得られた、呼気段落における単語数と話速の散布図と単語数別平均話速曲線２１０。
【図８】本発明における、演説であると言う条件に適合する呼気段落制御関数から選択された、呼気段落における単語数と話速の散布図と単語数別平均話速曲線２１１。
【図９】本発明における、韻律生成部が生成した韻律情報を統計処理して得られた呼気段落における単語数と話速の散布図と単語数別平均話速曲線２１０と、演説であると言う条件に適合する呼気段落制御関数から選択された呼気段落における単語数と話速の散布図と単語数別平均話速曲線２１１との比較の概念図。
【図１０】本発明における、単語数別平均話速曲線２１０と２１１の式の実例。
【図１１】本発明における、ある特定の話者Ａに対する呼気段落における単語数と話速の３Ｄ等高線図と単語数別平均話速曲線。
【図１２】本発明における、ある特定の話者Ｂに対する呼気段落における単語数と話速の３Ｄ等高線図と単語数別平均話速曲線。
【図１３】本発明における、ある特定の話者Ｃに対する呼気段落における単語数と話速の３Ｄ等高線図と単語数別平均話速曲線。
【図１４】本発明における、韻律生成部から呼気段落制御部に渡された区分け情報の一部分。
【図１５】本発明における、ある特定の話者ドロシーに対する呼気段落制御関数での、呼気段落における単語数と話速の散布図と単語数別平均話速曲線２１２。
【図１６】本発明における、ある特定の話者ドロシーに対する呼気段落制御関数での、呼気段落における単語数別平均話速曲線２１２の式の実例。
【図１７】本発明における、呼気段落における単語数別平均話速曲線２１２の式に、単語数Ｗ＝２８を代入した計算の実例。
【図１８】本発明における、ある特定の話者ドロシーに対する呼気段落制御関数での、単語数が２８個のときの話速確率分布曲線の実例。
【図１９】本発明における、ある特定の話者ドロシーに対する呼気段落制御関数での、単語数が２８個のときの話速確率分布曲線２１３が、単語数と話速の散布図（度数分布）での単語数が２８個のときの断面であることを示す概念図。
【図２０】本発明における、ある特定の話者ドロシーに対する呼気段落制御関数での「怒りの訴え」に当たる領域を、呼気段落における単語数と話速の散布図内に図示した概念図。
【図２１】本発明における、呼気段落制御部が韻律生成部に対して行う指示を書き込んだ情報の実例。
【図２２】本発明における、呼気段落制御部が言語処理部から受け取った区分け情報を統計処理した、単語数分布図。
【図２３】本発明における、標準的なしゃべりを実現するための呼気段落制御関数にある、単語数度数分布図の実例。
【図２４】本発明における、呼気段落制御部が韻律生成部から受け取った韻律情報を統計処理した呼気段落継続時間の度数分布図。
【図２５】本発明における、標準的なしゃべりを実現するための呼気段落制御関数にある、呼気段落継続時間の度数分布図の実例。
【図２６】本発明における、呼気段落制御部が韻律生成部から受け取った韻律情報を統計処理した、話速の度数分布図。
【図２７】本発明における、標準的なしゃべりを実現するための呼気段落制御関数にある、話速の度数分布図の実例。
【図２８】本発明における、人の標準的なしゃべりをあらわす汎用的な呼気段落制御関数の１例を単語数−話速度数分布俯瞰図として示した実例。
【図２９】本発明における、人の標準的なしゃべりをあらわす汎用的な呼気段落制御関数の１例を単語数−話速度数分布正面図として示した実例。
【図３０】本発明における、人の標準的なしゃべりをあらわす汎用的な呼気段落制御関数の１例を単語数−話速度数分布上面図として示した実例。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
ここでは、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４１】
図１と図２は、本発明の実施の形態における音声合成装置の構成図である。図３は、従来の一般的な音声合成装置である。
【００４２】
図１は、図３のような従来の音声合成装置に、呼気段落制御部を追加して、そこに呼気段落制御関数を組み込んだ例である。図２は、図３のような従来の音声合成装置の各部に、呼気段落制御関数を組み込んだ例である。どちらも本質的には同じであるので、図１を使って説明する。
【００４３】
また、音声合成装置による発話の特性は、声の強さ、韻律、話速、呼気段落の継続時間、無音区間などの制御によって実現するが、呼気段落制御部では、呼気段落の話速と継続時間と語数の制御することで、所望の音声表現を得る。
【００４４】
（実施の形態１）
（実施の形態１）は、発話の種別と話者の個性を、呼気段落制御部によって合成音声に反映させる例である。
【００４５】
ある政治家の演説がテキストとして入力されたとする。演説が発話の種別であり、ある政治家が話者の個性である。
【００４６】
言語処理部１０１は、入力されたテキストを解析し、発話単位に区分けするとともに、音声記号化する。区分けした結果を区分け情報Ｐ１として呼気段落制御部１０４に渡す。呼気段落制御部は、渡された情報から、話者がある政治家であり、種別が演説であると言う条件に適合する呼気段落制御関数Ｆ１を選び出す。言語処理部１０１の段階では、語数Ｗ、速度Ｖ、継続時間Ｔのうち、設定されているのは語数Ｗに関わる情報だけなので、関数Ｆ１の語数に関わる部分として、呼気段落における度数分布図４に示されるような分布関数を選択。他方、区分け情報Ｐ１の語数についても、度数分布を算出する。それが図５。呼気段落制御部は、図４と図５に示されるような、語数（ここでは単語数）の分布状態を比較する。その結果として、たとえば、１０単語以上の発話単位が多いことから、それらの８割をさらに分割して単語数を１０以下とせよという指示を言語処理部１０１に渡す。
【００４７】
呼気段落制御部から指示を受けた言語処理部は、指示に従って修正したものを作成し、再び呼気段落制御部に渡す。呼気段落制御部が合格と言う評価を下すまで、こうした作業を繰り返し実施する。言語処理部は、呼気段落制御部の合格評価を受けた区分け情報Ｐ２を、韻律生成部１０２に渡す。
【００４８】
最初の区分け情報Ｐ１と、合格評価を受けた区分け情報Ｐ２の例を図６に示す。
【００４９】
韻律生成部１０２は、受け取った区分け情報Ｐ２から、基本周波数、継続時間長、音量などの韻律情報Ｑ１を生成し、呼気段落制御部１０４に渡す。呼気段落制御部は、渡された韻律情報Ｑ１から、たとえば語数Ｗと速度Ｖを選び出し、図７のような分布図と話速曲線２１０を算出する。他方で先の呼気段落制御関数Ｆ１の語数Ｗと速度Ｖに関わる部分として、図８のような分布図と話速曲線２１１を選択する。そこで図７と図８に見られる分布と話速曲線２１０と２１１を比較する。その様子が図９。その結果として、たとえば、５単語以上の発話単位のうちの７割について、平均３０％ほど話速を増大せよと言う指示を韻律生成部１０２に渡す。
【００５０】
このとき、話速曲線２１０と２１１は、図１０のような対数関数である。ここでは対数関数として例を示しているが、双曲線関数や放物線や折れ線などのこともあるし、一覧表形式でもよいし、数式と一覧表形式の混合でもよい。
【００５１】
呼気段落制御部から指示を受けた韻律生成部は、指示に従って修正したものを作成し、再び呼気段落制御部に渡す。呼気段落制御部が合格と言う評価を下すまで、こうした作業を繰り返し実施する。韻律生成部は、呼気段落制御部の合格評価を受けた韻律情報Ｑ２を、波形生成部１０３に渡す。
【００５２】
波形生成部１０３は、受け取った韻律情報Ｑ２から、合成音声を生成する。このとき、語数Ｗ、速度Ｖ、継続時間Ｔに変化がなければ、そのまま出力する。語数Ｗ、速度Ｖ、継続時間Ｔに変化があれば、呼気段落制御部に情報を渡して評価し、言語処理部あるいは韻律生成部にもどして再調整する。こうした呼気段落制御部と、言語処理部、韻律生成部、波形生成部とのやり取りを経て、本発明の音声合成装置は、作品の特徴、各話者の個性および各発話単位での感情などを表現した合成音声を完成させ、出力する。
【００５３】
（実施の形態２）
（実施の形態２）は、会話中の３人の話者の個性を、呼気段落制御部によって合成音声に反映させる例である。
【００５４】
３人の話者による会話がテキストとして入力されたとする。そのテキストには、３人の話者Ａ、Ｂ、Ｃについて、Ａは標準的なしゃべりの女性、Ｂはしっかりした男性のしゃべり、Ｃはひょうきんな男性のしゃべりと言う個性を指定しているとする。
【００５５】
呼気段落制御部は、３人の話者についの上記のような指定を受けて、ＡＢＣの３人に、それぞれ関数Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃを準備する。これらの関数はたとえばそれぞれ図１１、図１２、図１３のような度数分布と話速曲線で表現されている。
【００５６】
実施の形態１と同様の流れに従って処理を進める。このとき、呼気段落制御部は、それぞれの発話単位に付けられた話者名に応じて、関数Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃをそれぞれ適用する。これにより、本発明の音声合成装置は、各話者の個性を表現した合成音声を完成させ、出力する。
【００５７】
（実施の形態３）
（実施の形態３）は、話者の感情を、呼気段落制御部によって合成音声に反映させる例である。ここでは特に、やり場のない怒りの思いを訴える場面を想定する。怒りの感情は、従来、音量や韻律で表現しようと工夫されてきた。ここでは、それに加えてさらに、呼気段落の継続時間と話速と言う要素で対処する。
【００５８】
韻律生成部１０２から呼気段落制御部１０４に渡された区分け情報の中に、図１４のような項目があり、感情の指定は「怒りの訴え」とあったとする。感情の指定は、言語処理部に渡された入力情報の中であらかじめ指定されていたものでもよいし、言語処理部が、独自の単語・構文・文脈解析で生成したものでもよい。
【００５９】
また、入力情報の前提として、これは物語の朗読であり、各人物の個性が関数として、実施の形態２のように準備されているものとする。
【００６０】
図１４に示される区分け情報を受け取った呼気段落制御部１０４は、話者ドロシーの関数Ｆｄを準備する。関数Ｆｄは図１５のような分布と話速曲線２１２（式は図１６）で表現されているとする。
【００６１】
図１４の文の単語数は２８個であることから、話者ドロシーの関数Ｆｄの話速曲線２１２（図１６）を使って、話速を計算する。その結果、平均話速４．１ＷＰＳを得る（図１７）。
【００６２】
次に、単語数２８での平均話速４．１ＷＰＳを、関数Ｆｄにある、単語数２８での話速確率分布曲線２１３（図１８）を使い、感情の指定「怒りの訴え」に対応する話速５．２〜５．７ＷＰＳに変換する。話速確率分布曲線２１３は、図１５の分布図において、Ｗ＝２８での断面図と考えてよい（図１９）。
【００６３】
ここでは、説明のために、まず、話速曲線２１２を使って計算して平均話速４．１ＷＰＳを求め、次に、話速確率分布曲線２１３を使って感情の指定「怒りの訴え」に対応する話速の範囲５．２〜５．７ＷＰＳを求めたが、関数Ｆｄで一度に処理できるようにしておいてもよい。
【００６４】
また、話速曲線２１２と話速確率分布曲線２１３を使っての計算を図式化すると、話速曲線２１２の周囲には、感情表現のさまざまな領域があり、そのうちで「怒りの訴え」に当たる領域２１４（図２０）を利用したことになる。
【００６５】
ここまで述べたような手段により、感情の指定「怒りの訴え」に対応する話速の範囲５．２〜５．７ＷＰＳを求め呼気段落制御部１０４は、その結果を図２１のように書き込んだ情報を、韻律生成部１０２に引き渡す。
【００６６】
韻律生成部１０２は、この受け取った情報に基づいて、上記発話部分の話速が指定どおり５．２〜５．７ＷＰＳの範囲に収まるようにした韻律情報を作成し、波形生成部に送る。波形生成部は受け取った韻律情報をもとにして音声を合成して出力する。これにより、本発明の音声合成装置は、指定された感情「怒りの訴え」を表現した合成音声を完成させ、出力する。
【００６７】
（実施の形態４）
（実施の形態４）は、話者の感情を抑えて、癖がなく、平静な表現を、呼気段落制御部によって合成音声に反映させる例である。淡々とした朗読や案内に適した音声を作ることは、感情表現のもっとも基本である。こうした表現を、ここでは、標準的なしゃべりと名づけておく。
【００６８】
呼気段落制御部では、標準的なしゃべりを特徴付ける諸要素（声の強さ、韻律、話速、呼気段落の継続時間、無音区間など）のうち、話速と呼気段落の継続時間と語数を最適化する。最適化は、一つ一つの発話単位の最適化と、発話全体の最適化の２系列で行う。
【００６９】
ひとつの呼気段落は、語数、話速、継続時間によって特徴付けられるが、これら３つの要素は、語数＝話速×継続時間の関数関係にあることから、どれか２つを制御すれば、残りの１つが決まる。ここでは、話を簡単にするために、まず語数を最適化し、つぎに呼気段落継続時間と話速を最適化する。
【００７０】
標準的なしゃべりを実現するための呼気段落制御関数を、Ｆｓとしておく。
【００７１】
まず語数を最適化する。
【００７２】
１発話単位に含まれる語数は、第１義的に言語処理部により生成される。言語処理部は、発話全体、あるいはその一部の発話単位の区分け情報Ｓを呼気段落制御部に送る。
【００７３】
呼気段落制御部は送られた情報Ｓのうち、１発話単位に含まれる語数に関する情報を統計処理し単語数分布（図２２）を得る。これを、呼気段落制御関数Ｆｓにある、単語数度数分布（図２３）と比較する。これにより、単語数の多い発話区間が多いことが判明する。そこで呼気段落制御部は、言語処理部に対して、たとえば、１発話単位に含まれる平均語数が４、５単語なるように、１発話単位に含まれる語数を減らすよう指示をする。
【００７４】
呼気段落制御部からの指示を受けた言語処理部は、指示通りの処理を行い、修正した情報Ｓを再び呼気段落制御部に送り、評価を受け、その評価結果をもとに処理を進め、この過程を反復して情報Ｓの最適化を終了する。
【００７５】
次に呼気段落継続時間と話速を最適化する。
【００７６】
語数の最適化を終了した言語処理部は、その情報Ｓを韻律生成部に送る。韻律生成部は、受け取った情報Ｓに基づき韻律情報を生成し、その結果を情報Ｓに追加する。そして、その情報Ｓを呼気段落制御部に送る。
【００７７】
呼気段落制御部は送られた情報Ｓのうち、１発話単位に含まれる時間（呼気段落継続時間）に関する情報を統計処理し呼気段落継続時間分布（図２４）を得る。これを、呼気段落制御関数Ｆｓにある、呼気段落継続時間分布曲線（図２５）と比較する。これにより、呼気段落継続時間分布は全体として長い物が多いことが判明する。
【００７８】
さらに、呼気段落制御部は送られた情報Ｓのうち、１発話単位の話速に関する情報を統計処理し話速分布（図２６）を得る。これを、呼気段落制御関数Ｆｓにある、話速分布曲線（図２７）と比較する。これにより、話速分布はほぼ良好であるが、分布の幅が狭く、単調すぎてかえって不自然な印象を与えることが判明する。
【００７９】
そこで呼気段落制御部は、韻律生成部に対して、たとえば、呼気段落継続時間を１０％程度短くし、話速を２０％程度分散させるよう指示する。
【００８０】
呼気段落制御部からの指示を受けた韻律生成部は、指示通りの処理を行い、修正した情報Ｓを再び呼気段落制御部に送り、評価を受け、その評価結果をもとに処理を進め、この過程を反復して情報Ｓの最適化を終了する。
【００８１】
韻律生成部は、最適化した韻律情報を波形生成部に送る。
【００８２】
波形生成部は、受け取った韻律情報から、合成音声を生成する。このとき、語数Ｗ、速度Ｖ、継続時間Ｔに変化がなければ、そのまま出力する。語数Ｗ、速度Ｖ、継続時間Ｔに変化があれば、呼気段落制御部に情報を渡して評価し、言語処理部あるいは韻律生成部にもどして再調整する。こうした呼気段落制御部と、言語処理部、韻律生成部、波形生成部とのやり取りを経て、本発明の音声合成装置は、指定された標準的なしゃべりである合成音声を完成させ、出力する。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明にかかる音声合成装置は、作品の特徴や、話者の個性や、発話の感情を含んだ合成音声を実現する装置として有用である。
【００８４】
物語の朗読、ドラマでの会話、インタビュー、ニュース朗読、演説、挨拶、談話、英語教材、朗詠などさまざまな場面に応じて、最適な話者の個性と発話の感情を実現できることにより、合成音声を利用する産業分野をさらに広げる装置として有用である。
【００８５】
また、従来の利用分野である、カーナビゲーションシステム、電話による応対システム、電子メールの読み上げ装置、鉄道放送システム、ディジタル家電のインタフェース、各種音声対話システム、各種音声案内システムにおいて、依然として利用されている機械音特有の癖のある合成音声を、人の自然な音声に仕上げていく装置として有用である。
【００８６】
本発明にかかる音声合成装置は、従来の一般的な音声合成装置に、呼気段落制御部を追加することで実現されるので、従来の一般的な音声合成装置を大幅に改編することなく性能を向上させることができ、経済性と利便性が高く、有用である。また、従来の一般的な音声合成装置の各部に、呼気段落制御関数を組み込むことによっても実現されるので、従来の一般的な音声合成装置の小幅な改編で性能を向上させることができ、経済性と利便性が高く、有用である。
【００８７】
さらに、呼気段落制御関数は、対数関数、２次関数（双曲線や放物線）、確率分布関数、折れ線などの数式で記述可能であることから、コンピュータの記憶容量の負担を大きく軽減可能となり、その分だけ、言語処理、音声処理などのデータベース部分に必要な容量を確保でき、経済性と利便性が高く、有用である。
【００８８】
他方、呼気段落制御関数は、上記数式では処理しきれない話者の個性や感情表現を、確率分布表などの一覧表形式で記述することができるので、合成音声を利用する場面に応じた所望の個性や感情表現に対応することができ、有用である。
【符号の説明】
【００８９】
１０１  言語処理部
１０２  韻律処理部
１０３  波形処理部
１０４  呼気段落制御関数を組み込んだ呼気段落制御部
２０１  呼気段落制御関数を組み込んだ言語処理部
２０２  呼気段落制御関数を組み込んだ韻律処理部
２０３  呼気段落制御関数を組み込んだ波形処理部
２１０  単語数別平均話速曲線の実例のひとつ
２１１  単語数別平均話速曲線の実例のひとつ
２１２  単語数別平均話速曲線の実例のひとつ
２１３  単語数２８個での話速確率分布曲線の実例のひとつ
２１４  呼気段落における単語数−話速散布図内にある「怒りの訴え」に当たる領域の実例のひとつ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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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１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１５】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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