(57)【要約】【課題】自然性の高い肉声韻律パターンを生成し出力する韻律パターン生成装置を得る。【解決手段】音声データからピッチ情報を抽出し、当該ピッチ情報をテキストデータに対応付けた肉声ピッチ情報を生成する肉声ピッチ情報抽出部２１と、複数のピッチパターンを格納したピッチパターン辞書２３から肉声ピッチ情報の部分あるいは全体に類似したピッチパターンを１つ以上検索して類似ピッチパターンとして出力する類似ピッチパターン検索部２２と、類似ピッチパターンをユーザが認識可能な形式に変換して提示し、ユーザに類似ピッチパターンの選択を要求する類似ピッチパターン提示部２４と、ユーザ選択した類似ピッチパターンを出力するピッチパターン出力部２５を備える。【選択図】図１
2011197542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声データおよびテキストデータの入力を受け付け、前記音声データから韻律情報を抽出し、前記韻律情報を前記テキストデータに対応付けた肉声韻律情報を生成する肉声韻律情報抽出部と、
複数の韻律パターンを格納する韻律パターン辞書と、
前記韻律パターン辞書から、前記肉声韻律情報の部分あるいは全体に類似した韻律パターンを１つ以上検索して類似韻律パターンとして出力する類似韻律パターン検索部と、
前記類似韻律パターンをユーザが認識可能な形式に変換して提示し、前記ユーザに前記類似韻律パターンの選択を要求する類似韻律パターン提示部と、
前記類似韻律パターン提示部が提示した前記類似韻律パターンのうち、前記ユーザが選択した類似韻律パターンを出力する韻律パターン出力部とを備えたことを特徴とする韻律パターン生成装置。
【請求項２】
肉声韻律情報抽出部から入力される肉声韻律情報に対して、韻律パターン辞書に格納された韻律パターンに近似させる加工を行い、類似韻律パターン検索部に出力する肉声韻律情報加工部を備えたことを特徴とする請求項１記載の韻律パターン生成装置。
【請求項３】
類似韻律パターンを加工し、肉声韻律情報に近似する韻律パターン候補を１つ以上生成し、当該韻律パターン候補を類似韻律パターンとして類似韻律パターン提示部に出力する韻律パターン候補生成部を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の韻律パターン生成装置。
【請求項４】
類似韻律パターン提示部は、類似韻律パターンに基づき合成音声を生成して提示することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の韻律パターン生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力されるユーザの発声から韻律パターンを生成する韻律パターン生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ユーザの発声から抽出した韻律情報を用いることで、ユーザの意図する韻律パターンに修正するための技術が提案されている。ここで、韻律情報とは、発声から抽出された韻律（ピッチ、音韻継続長、パワーなど）そのものを示す。また、韻律パターンとは、合成音声で利用出来る品質・形式に整備された韻律を示す。
例えば、特許文献１にはマイクより入力した音声のピッチパターンを判断し、入力したテキストデータからピッチパターンの候補を生成し、入力された音声から判断されたピッチパターンとピッチパターンの候補とを照合して、合致する度合いの高い音声のピッチパターンを設定する音声出力装置が開示されている。また、特許文献２には、表記対応韻律辞書に未知語を登録する場合に、未知語の表記及び読みを取得すると共に、未知語に対応する音声情報を、音声入力を介して取得し、音声情報から抽出した韻律を表記対応韻律辞書に登録する音声合成装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−５３５２２号公報
【特許文献２】特開２００９−４８００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来ではテキストデータから生成されたピッチパターンの候補から選択して修正後のピッチパターンとして用いており、テキストデータから生成されたピッチパターンは規則に基づいて生成された人工的な韻律パターンである規則韻律パターンであり、自然性に欠けるという課題があった。また、テキストデータを基にピッチパターン（韻律パターン）の候補を得るため、未知語や新語などにおいて、テキストデータに対応したピッチパターン（韻律パターン）の候補を生成するのが困難であるという課題もあった。
【０００５】
さらに、未知語に対する発声から韻律を抽出し、未知語の韻律として用いるため、ユーザの声質や収録環境などの影響で、発声された音声情報から韻律（韻律情報）がうまく抽出できるとは限らない。また、発声はプロのナレータに限られないため、安定したユーザの発声が得られず、抽出された韻律（韻律情報）が局所的な劣化を伴うなど、ユーザが何度も発声を繰り返す必要が生じるという課題もあった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、音声データから抽出した韻律情報である肉声韻律情報に対し、抽出誤りの補正などの整備を行った韻律パターンである肉声韻律パターンを複数格納した韻律パターン辞書を予め用意し、この韻律パターン辞書から、入力された音声データの肉声韻律情報に近い肉声韻律パターンを選択することで、未知語や新語など類似したテキストの肉声韻律パターンが無い場合や、安定した発声や肉声韻律情報が得られないユーザの声質や収録環境においても、自然性の高い肉声韻律パターンを生成して出力する韻律パターン生成装置を得ることを目的とする。
なお、以下では特に記載がない場合には肉声韻律パターンおよび肉声ピッチパターンを韻律パターンおよびピッチパターンとして記載する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る韻律パターン生成装置は、音声データおよびテキストデータの入力を受け付け、音声データから韻律情報を抽出し、当該韻律情報をテキストデータに対応付けた肉声韻律情報を生成する肉声韻律情報抽出部と、複数の韻律パターンを格納する韻律パターン辞書と、当該韻律パターン辞書から肉声韻律情報の部分あるいは全体に類似した韻律パターンを１つ以上検索して類似韻律パターンとして出力する類似韻律パターン検索部と、類似韻律パターンをユーザが認識可能な形式に変換して提示し、ユーザに類似韻律パターンの選択を要求する類似韻律パターン提示部と、類似韻律パターン提示部が提示した類似韻律パターンのうち、ユーザが選択した類似韻律パターンを出力する韻律パターン出力部とを備えるように構成したものである。
【発明の効果】
【０００８】
音声データおよびテキストデータに基づき生成された肉声韻律情報の部分あるいは全体に類似した韻律パターンを韻律パターン辞書から検索し、類似韻律パターンとしてユーザに提示し、ユーザが選択した類似韻律パターンを出力するように構成したので、補正整備などが行われた韻律パターンを格納した韻律パターン辞書から肉声韻律情報に類似した韻律パターンを選択することができ、自然性の高い韻律パターンを生成することができる。また、未知語や新語など類似したテキストデータが存在しない場合にも、自然性の高い韻律パターンを生成することができる。さらに、集音状況に影響されずに安定した韻律パターンを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１による韻律パターン生成装置を有する音声合成システムの構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による韻律パターン生成装置の類似度算出方法および類似ピッチパターン検索方法を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１による韻律パターン生成装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１による肉声ピッチ情報抽出部の他の構成例を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態１による類似ピッチパターン提示部の他の構成例を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態１による韻律パターン生成装置の劣化を含む発声からのピッチパターンの生成を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態２による韻律パターン生成装置を有する音声合成システムの構成を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態２による韻律パターン生成装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態３による韻律パターン生成装置を有する音声合成システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態３による韻律パターン生成装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態３による韻律パターン生成装置の類似ピッチパターンの加工例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による韻律パターン生成装置を有する音声合成システムの構成を示すブロック図である。なお、この実施の形態１では、韻律情報および韻律パターンとしてピッチのみを扱うピッチパターン生成装置を用いて説明する。そこで、以下では韻律パターン生成装置をピッチパターン生成装置として記載する。実施の形態２および実施の形態３においても同様である。
音声合成システム１００は、入力装置１、ピッチパターン生成装置（韻律パターン生成装置）２および出力装置３で構成されている。
【００１１】
次に各構成の詳細について説明する。入力装置１は、音声入力部１１、テキスト入力部１２、ピッチパターン選択部１３で構成されている。
音声入力部１１は、例えばマイクなどで構成され、発声を収集して音声データを生成してピッチパターン生成装置２に出力する。また、マイクから発声を直接収録する他、予め収録した発声データを蓄えた記録装置（図示せず）から音声データを読み込む、またはストリームデータから音声データを収集するように構成してもよく、発声の音声データが得られる構成であれば適宜変更可能である。また、音声データはユーザ自身の声でもよく、別のユーザの声であってもよい。テキスト入力部１２は、発声に対応するテキストデータ（例えば読みや表記、ポーズ情報など）を収集してテキストデータを作成し、ピッチパターン生成装置２に出力する。ピッチパターン選択部１３は、ユーザが入力するピッチパターン選択結果をピッチパターン選択情報としてピッチパターン生成装置２に出力する。
【００１２】
ピッチパターン生成装置（韻律パターン生成装置）２は、肉声ピッチ情報抽出部（肉声韻律情報抽出部）２１、類似ピッチパターン検索部（類似韻律パターン検索部）２２、ピッチパターン辞書（韻律パターン辞書）２３、類似ピッチパターン提示部（類似韻律パターン提示部）２４、ピッチパターン出力部（韻律パターン出力部）２５で構成され、入力装置１から入力される音声データおよびテキストデータに基づき類似ピッチパターンを検索し、検索された類似ピッチパターンを出力装置３に出力してユーザに提示すると共に、入力装置１から入力されたピッチパターン選択情報に対応する類似ピッチパターンをピッチパターンとして出力する。
【００１３】
肉声ピッチ情報抽出部２１は、音声入力部１１から入力される音声データを解析してピッチ情報を抽出し、当該ピッチ情報にテキスト入力部１２から入力されるテキストデータを対応付けした肉声ピッチ情報を生成して類似ピッチパターン検索部２２に出力する。なお、ピッチ情報の抽出には、ケプストラム法や自己相関関数法などの公知の処理方法を適用することができる。なお当該処理方法は公知のため詳細な説明を省略する。
【００１４】
類似ピッチパターン検索部２２は、類似度算出部２２ａを有している。類似度算出部２２ａは、肉声ピッチ情報抽出部２１から入力される肉声ピッチ情報とピッチパターン辞書２３に記憶されたピッチパターン（以下、蓄積ピッチパターンと称する）との類似度を算出し、類似ピッチパターン検索部２２は当該類似度に基づき肉声ピッチ情報の部分（例えば、連続する有声音区間の単位）あるいは全体に類似した蓄積ピッチパターンを１つ以上検索し、検索した蓄積ピッチパターンを類似ピッチパターンとして類似ピッチパターン提示部２４に出力する。
【００１５】
ここで、類似度の算出および類似ピッチパターンの検索例について図２を参照しながら具体的に説明を行う。図２は、実施の形態１によるピッチ（韻律）パターン生成装置の類似度の算出方法および類似ピッチパターンの検索方法を示す説明図である。
図２に示すように「インターチェンジ」という肉声ピッチ情報が入力されると、類似度算出部２２ａはピッチパターン辞書２３に記憶された複数の蓄積ピッチパターン（図３では、ピッチパターン１、ピッチパターン２、ピッチパターン３・・・）を読み出す。
【００１６】
次に、入力された肉声ピッチ情報と読み出した蓄積ピッチパターン１を有声音区間で分割し、分割した有声音区間毎に距離および尤度（ｄ１１、ｄ１２、ｄ１３、ｄ１４）を算出する。さらに、各有声音区間の距離および尤度の和（ｄ１１＋ｄ１２＋ｄ１３＋ｄ１４）を算出する。当該算出された距離および尤度の和を肉声ピッチ情報と蓄積ピッチパターンとの類似度とする。
【００１７】
この処理を全ての蓄積ピッチパターン２，３・・・に対して実行し、類似度（（ｄ２１＋ｄ２２＋ｄ２３＋ｄ２４），（ｄ３１＋ｄ３２＋ｄ３３＋ｄ３４）・・・）を算出する。類似ピッチパターン検索部２２は、類似度算出部２２ａが算出した類似度を比較し、類似度の上位あるいは類似度が閾値以上の蓄積ピッチパターンを類似ピッチパターンとする。
【００１８】
ピッチパターン辞書２３は、音声データから抽出した肉声ピッチ情報に対し、抽出誤りやピッチの揺らぎなどによる劣化箇所の補正などの整備を行ったピッチパターンおよび当該整備を行ったピッチパターンに対応したテキストデータ（表記や読みなど）が複数登録されているメモリである。なお、当該ピッチパターン辞書２３に記憶されているピッチパターンを蓄積ピッチパターンと称する。
【００１９】
類似ピッチパターン提示部２４は、類似ピッチパターン検索部２２から入力される類似ピッチパターンをピッチパターン出力部２５に出力する。さらに、類似ピッチパターン提示部２４は出力変換部２４ａを有し、類似ピッチパターンをユーザが確認できる形式に変換し、出力用類似ピッチパターンとして出力装置３に出力する。
ユーザが確認できる形式としては、ピッチパターンの時間変化を数値化した表あるいは図示したグラフの表示が挙げられる。また、公知の音声合成装置を用いてピッチパターンを利用した合成音声を生成してスピーカなどの合成音声を視聴できる出力装置３へ出力する、または音声合成装置用のピッチパターンを音声合成機能および音声出力機能を有する出力装置３へ出力するなど適宜構成可能である。
なお、出力装置３に出力された出力用類似ピッチパターンは、類似ピッチパターン出力部３１を介してユーザに提示される。ユーザは、提示された出力用類似ピッチパターンから最適なピッチパターンを選択し、ピッチパターン選択部１３を介してピッチパターン選択結果を入力する。
【００２０】
ピッチパターン出力部２５は、ピッチパターン選択部１３から入力されるピッチパターン選択情報に基づき、類似ピッチパターン提示部２４から入力された類似ピッチパターンの中から出力すべきピッチパターンを選択して出力する。
【００２１】
出力装置３は、類似ピッチパターン出力部３１を有し、例えば、図示されたグラフを表示する機能を有する装置などで構成される。類似ピッチパターン提示部２４から入力される出力用類似ピッチパターンをユーザに提示する。
【００２２】
次に、音声合成システム１００の動作について説明を行う。図３は、この発明の実施の形態１によるピッチ（韻律）パターン生成装置の動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに従って説明を行う。
音声入力部１１およびテキスト入力部１２から肉声ピッチ情報抽出部２１に音声データおよびテキストデータが入力される（ステップＳＴ１）。肉声ピッチ情報抽出部２１は、入力された音声データを解析してピッチ情報を抽出する（ステップＳＴ２）。ピッチ情報としては、例えばピッチを一定時間間隔で抽出したデータである。また抽出の間隔は、一定時間間隔のみに限られず、有声音区間を等間隔に分割した数点の代表点、ピッチの変化の激しい点など、用途やデータ合せて適宜変更可能である。
【００２３】
さらに肉声ピッチ情報抽出部２１は、抽出したピッチ情報をテキストデータに対応付け、肉声ピッチ情報として類似ピッチパターン検索部２２に出力する（ステップＳＴ３）。類似ピッチパターン検索部２２の類似度算出部２２ａは、ステップＳＴ３において肉声ピッチ情報が入力されると、ピッチパターン辞書２３から蓄積ピッチパターンを読み出し、読み出した各蓄積ピッチパターンと入力された肉声ピッチ情報の類似度を算出する（ステップＳＴ４）。さらに類似ピッチパターン検索部２２は、ステップＳＴ４で算出した類似度に基づき、肉声ピッチ情報の部分（例えば、連続する有声音区間の単位）あるいは全体に類似した蓄積ピッチパターンを１つ以上検索し、類似ピッチパターンとして類似ピッチパターン提示部２４に出力する（ステップＳＴ５）。
【００２４】
類似ピッチパターン提示部２４は、ステップＳＴ５で入力された類似ピッチパターンをピッチパターン出力部２５に出力すると共に、出力変換部２４ａが類似ピッチパターンをユーザが確認できる形式に変換し、出力用類似ピッチパターンとして出力装置３の類似ピッチパターン出力部３１に出力し、検索された類似ピッチパターンをユーザに提示する（ステップＳＴ６）。
【００２５】
その後、ユーザは類似ピッチパターン出力部３１により提示された出力用類似ピッチパターンから所望のピッチパターンを選択し、選択結果であるピッチパターン選択情報がピッチパターン選択部１３を介してピッチパターン出力装置３に入力される（ステップＳＴ７）。ピッチパターン出力部２５は、ステップＳＴ７で入力されたピッチパターン選択情報に基づき、ステップＳＴ５で入力された類似ピッチパターンの中から出力すべきピッチパターンを選択して出力し（ステップＳＴ８）、処理を終了する。
【００２６】
次に、肉声ピッチ情報抽出部２１の他の構成例を示す。図４は、肉声ピッチ情報抽出部の他の構成例を示すブロック図である。
肉声ピッチ情報抽出部２１に、テキストデータを言語解析して付加情報を取得して肉声ピッチ情報に与える付加情報取得部２１ａを追加して設けても良い。具体的には、表記のみのテキストデータが入力された場合、当該テキストデータを言語解析して読みや品詞情報などの付加情報を取得して肉声ピッチ情報に与える。
【００２７】
さらに、その他の構成例として、肉声ピッチ情報抽出部２１に、入力されたテキストデータから公知の音声認識技術を用いて、例えば音韻情報として音韻毎に発声音声データのセグメンテーションを行うセグメンテーション部２１ｂを追加して設けても良い。肉声ピッチ情報抽出部２１は、セグメンテーション部２１ｂにおいて得られた音韻情報に対応付けられた肉声ピッチ情報を抽出する。
【００２８】
さらに、その他の構成例として、肉声ピッチ情報抽出部２１に、音声データからピッチパターンを生成したい箇所を指定するピッチパターン生成指定部２１ｃを追加して設けても良い。具体的には、例えば、「このインターチェンジです。」という合成音声の生成において「インターチェンジ」部分のピッチパターンを生成する場合、ユーザの「このインターチェンジです。」という発声データに対して、ピッチパターン指定部が「インターチェンジ」部分のみを肉声ピッチ情報の抽出対象とするように指定する。
なお、図４の例では、付加情報取得部２１ａ、セグメンテーション部２１ｂおよびピッチパターン生成指定部２１ｃを全て同時に設ける構成を示しているが、全て同時に設ける必要はなく、各構成を適宜選択して構成してよい。
【００２９】
次に、類似ピッチパターン検索部２２の類似度算出部２２ａの詳細および算出方法の例を示す。
類似度算出部２２ａは、肉声ピッチ情報と蓄積ピッチパターンのデータ形式が異なる場合（例えば、肉声ピッチ情報は５ｍｓ毎にピッチを算出、これに対して蓄積ピッチパターンでは５０ｍｓ毎にピッチを算出している場合など）、肉声ピッチ情報のデータ形式を蓄積ピッチパターンのデータ形式に変換してから類似度を算出する。
【００３０】
類似度算出部２２ａの距離や尤度の計算には、例えば、ピッチパターンを所定のｎ次のベクトルに正規化した上でのピッチパターン間の二乗誤差や内積などの他、ＤＰ（動的計画法）マッチング手法やＨＭＭ（隠れマルコフモデル）を用いた統計的手法などの処理を適用することができる。ＤＰマッチング手法やＨＭＭを用いた統計的手法は、公知であるため詳細な説明を省略する。例えば、ＨＭＭを利用する場合には、音声データの有声音区間（あるいは音素や音節、単語、文章などの単位）毎に１つ以上の状態数・ガウス分布を持った肉声ピッチ情報に関するＨＭＭを作成し、尤度の算出に用いる。
【００３１】
次に類似度算出方法を例示する。
＜算出方法例＞
１．肉声ピッチ情報と有声音区間の数が一致する蓄積ピッチパターンに絞って類似度を算出する。
２．肉声ピッチ情報内の複数の有声音区間を連接して１つの有声音区間として類似度を算出する。
３．蓄積ピッチパターンの複数の有声音区間を連接して１つの有声音区間として類似度を算出する。
上記算出方法例２．および３．は部分的な有声／無声の発声誤りやピッチの抽出誤りによって、本来一つの有声音区間であるものが分割されてしまう、あるいは二つの有声音区間が一つになってしまう場合があることを考慮したものである。
４．部分的な有声／無声の発声誤りやピッチの抽出誤りがあると推測される有声音区間を除いた有声音区間の距離、尤度から類似度を算出する（例えば、距離が短いまたは尤度の高い上位の有声音区間のみを類似度の算出に用いる）。
５．距離、尤度の計算単位は、有声音区間のみではなく、一定時間単位とする。音素や音節、単語、文章単位で区切られた肉声ピッチ情報および蓄積ピッチパターンが得られればそれらの単位で距離、尤度を用いて算出する。
【００３２】
次に、類似ピッチパターン検索部２２の検索動作の他の構成例を示す。
類似ピッチパターン検出部は、肉声ピッチ情報を用いて類似ピッチパターンを検索する以外に、発声された音声のテキストデータを入力し、有声音／無声音情報や、音素情報、音節情報、品詞情報、言語の出現位置などを組み合わせた検索を行い、肉声ピッチ情報と蓄積ピッチパターンが一致しやすいと想定される、言語的に近い蓄積ピッチパターンから検索を行うことも可能である。例えば、子音の種類（破裂性子音や摩擦性子音など）が同じテキストの蓄積ピッチパターンから検索することにより、子音母音間のピッチパターン遷移が似る、文末の発声であれば同じ文末のテキストデータのピッチパターンから収束感のあるピッチパターンが選ばれる。
【００３３】
さらに類似ピッチパターン検索部２２は、蓄積ピッチパターンを調整した後に類似ピッチパターン検索に用いるように構成することができる。調整例を以下に示す。
１．入力された音声の時間長に合せて蓄積ピッチパターンを時間軸上で伸縮変形させた後に類似ピッチパターンの検索を行う。これにより、話速の異なるピッチパターンからも類似するピッチパターンを検索することができる。
２．肉声ピッチ情報の平均ピッチに合せて蓄積ピッチパターンの平均ピッチを調整した後に類似ピッチパターンの検索を行う。これにより声の高さの異なるピッチパターンからも類似するピッチパターンが検索できる。
３．肉声ピッチ情報のピッチの変化幅に合せて蓄積ピッチパターンのピッチの変化幅を調整した後に類似ピッチパターンの検索を行う。これにより、抑揚の調子が異なるピッチパターンからも類似するピッチパターンが検索できる。
【００３４】
次に、類似ピッチパターン提示部２４の他の構成例を示す。図５は、類似ピッチパターン提示部２４の他の構成例を示すブロック図である。
類似ピッチパターン提示部２４の出力変換部２４ａは、出力用類似ピッチパターンの出力において、生成するピッチパターンのテキストデータに加えてその前後のテキストデータを与え、それらを合せて出力用類似ピッチパターンとして構成するテキストデータ合成部２４ｂを追加して設けても良い。例えば、生成するピッチパターンのテキストデータが「インターチェンジ」であり、「次のインターチェンジです。」という合成音声での利用を想定したテキストデータを入力することにより、生成された「インターチェンジ」のピッチパターンを利用した「次のインターチェンジです。」という出力用類似ピッチパターンを生成する。
【００３５】
さらに、類似ピッチパターン提示部２４に、ユーザが入力する類似ピッチパターンの選択指示を受け付けるトリガー入力部２４ｃを設けてもよい。類似ピッチパターン提示部２４は選択された類似ピッチパターンを出力用類似ピッチパターンとして出力装置３に出力する。
【００３６】
さらに、類似ピッチパターン提示部２４に、ユーザが類似ピッチパターンを絞り込む絞込み部２４ｄを設けても良い。例えば、ユーザは絞込み部２４ｄにより「声の高さが発声に近い」や「声の高さが変化する部分が発声に近い」などの条件で類似ピッチパターンを絞り込み、絞り込み後のピッチパターンを出力用類似ピッチパターンとして出力装置３に出力する。
【００３７】
以上のように、この実施の形態１によれば、ユーザの発声に基づく音声データから肉声ピッチ情報を抽出する肉声ピッチ情報抽出部２１と、肉声ピッチ情報とピッチパターン辞書２３に記憶された蓄積ピッチパターンから類似度を算出する類似度算出部２２ａを有し、肉声ピッチ情報に近い蓄積ピッチパターンを１つ以上検索する類似ピッチパターン検索部２２と、ユーザが選択した類似ピッチパターンをピッチパターンとして出力するピッチパターン出力部２５を備えるように構成したので、抽出誤りの補正などの整備を行った肉声のピッチパターンを複数格納したピッチパターン辞書２３から、入力された音声データの肉声ピッチ情報に近いピッチパターンを検索することが可能となり、自然性の高いピッチパターンを生成することができる。
【００３８】
また、この実施の形態１によれば、入力された音声データの肉声ピッチ情報に近い蓄積ピッチパターンを選択する類似ピッチパターン検索部２２を備えるように構成したので、未知語や新語など類似したテキストデータの蓄積ピッチパターンが無い場合にも、自然性の高いピッチパターンを生成することができる。
【００３９】
さらに、この実施の形態１によれば、音声データから抽出した肉声ピッチ情報の抽出誤りの補正などの整備を行った肉声のピッチパターンを予め複数格納したピッチパターン辞書２３を備え、入力された音声データの肉声ピッチ情報に近いピッチパターンを検索する類似ピッチパターン検索部２２を備えるように構成したので、図６に示す説明図のように安定した発声やピッチパターンが得られないユーザおよび収録環境における肉声ピッチ情報からも劣化を含まないピッチパターンを生成することができる。
【００４０】
さらに、この実施の形態１では、肉声ピッチ情報抽出部２１に、入力されたテキストデータを言語解析し、付加情報を取得する付加情報取得部２１ａを追加して設けた場合には、表記のみなど入力情報が少ない場合であっても、類似ピッチパターン検索や出力用類似ピッチパターンにおける合成音声の生成に有用な読みや品詞情報などの付加情報を得ることができる。
【００４１】
さらに、この実施の形態１では、肉声ピッチ情報抽出部２１に、入力されたテキストデータから音声認識技術を用いて音韻毎に発声データのセグメンテーションを行うセグメンテーション部２１ｂを追加して設けた場合には、類似ピッチパターン検索においてセグメンテーションされた音韻情報単位での類似ピッチパターン検索が行えるため、類似度計算の精度を向上させることができる。
【００４２】
さらに、この実施の形態１では、肉声ピッチ情報抽出部２１に、音声データからピッチパターンを生成したい箇所を指定するピッチパターン生成指定部２１ｃを追加して設けた場合には、実際に生成されるピッチパターンが利用される文を発声し、前後の言語環境まで考慮した発声から肉声ピッチ情報を抽出することができるので、前後の繋がりがよく、自然性の高いピッチパターンを生成することができる。
【００４３】
さらに、この実施の形態１では、類似ピッチパターンの検索において、肉声ピッチ情報内あるいはピッチパターン辞書２３内の蓄積ピッチパターンの複数の有声音区間を連接して一つの区間として類似度を計算した場合には、部分的な有声/無声の発声誤りやピッチの抽出誤りにより抽出された肉声ピッチ情報の有声音区間が分割あるいは統合されている場合にも、本来所望されるピッチパターンに近いピッチパターンを検索できる。
【００４４】
さらに、この実施の形態１では、類似ピッチパターン検索において類似度の計算の際にすべての区間の距離、尤度を用いずに一部の区間の距離、尤度を用いるように構成した場合には、部分的な有声/無声の発声誤りやピッチの抽出誤りを持つと推測される区間を除いた区間から類似度を計算することができる。
【００４５】
さらに、この実施の形態１では、類似ピッチパターンの検索において、肉声ピッチ情報の他にテキストデータを併せて検索に利用するように構成した場合には、肉声ピッチ情報とピッチパターンの類似度が高くなりやすいと想定されるピッチパターン辞書２３内のテキストデータに検索対象を絞ることができ、検索処理量の削減、あるいはテキストデータが近い蓄積ピッチパターンを検索することにより遷移の類似したピッチパターンが得られやすくなり類似ピッチパターンの検索精度を向上させることができる。
【００４６】
さらに、この実施の形態１では、類似ピッチパターンの検索において、肉声ピッチ情報に合わせて蓄積ピッチパターンの話速や平均ピッチ、ピッチの変化幅などを加工するように構成した場合には、蓄積ピッチパターンと大きく異なる異性などの肉声ピッチ情報でも、肉声ピッチ情報に近いピッチパターンを生成することができる。
【００４７】
さらに、この実施の形態１では、類似ピッチパターン提示部２４の出力変換部２４ａに、生成するピッチパターンのテキストデータに加えてその前後のテキストデータを与え、それらのピッチパターンを併せて出力用類似ピッチパターンとして構成するテキストデータ合成部２４ｂを追加して設けた場合には、実際に生成されるピッチパターンが利用される文における前後の言語環境まで考慮した類似ピッチパターンの確認ができ、前後と繋がりが良く、自然性の高い類似ピッチパターンを選択することができる。
【００４８】
さらに、この実施の形態１では、類似ピッチパターン提示部２４に、ユーザから出力する類似ピッチパターンの選択を受け付けるトリガー入力部２４ｃを追加して設けた場合には、すべての類似ピッチパターンの出力用類似ピッチパターンを生成しなくて良いため、処理量を削減することができる。また、類似ピッチパターンを再度確認したい場合など、操作や手順を簡単にすることができる。
【００４９】
さらに、この実施の形態１では、類似ピッチパターン提示部２４に、ユーザの所望する条件で提示される類似ピッチパターンを絞り込む絞込み部２４ｄを追加して設けた場合には、処理量の削減およびユーザの類似ピッチパターン選択を容易に行うことができる。
【００５０】
さらに、この実施の形態１では、類似ピッチパターン提示部２４の出力変換部２４ａが、合成音声を出力してユーザが確認できる形式で出力するように構成したので、実際に生成されるピッチパターンが利用される合成音声をユーザが聴覚的に考慮して選択することができ、ピッチなどの音声情報に関する専門知識や経験が無いユーザでも容易にピッチパターン生成が可能になる。
【００５１】
なお、この実施の形態１ではピッチパターンを用いて説明したが、これに限ることは無く、例えば、ピッチパターンを制御するためのパラメータに対して行うことも可能である。
【００５２】
なお、この実施の形態１ではピッチ情報及びピッチパターンとしてピッチのみを扱うピッチ情報及びピッチパターンを用いて説明したが、ピッチ以外にも音韻継続長やパワーなど、その他のピッチを組み合わせたピッチ情報及びピッチパターンでも適用可能である。
【００５３】
なお、この実施の形態１では入力言語として日本語を用いて説明しているが、英語や中国語などの他言語においても適用可能である。
【００５４】
実施の形態２．
上記実施の形態１において示したピッチパターン生成装置では肉声ピッチ情報抽出部２１が抽出した肉声ピッチ情報をそのまま類似ピッチパターン検索に用いる構成を示したが、この実施の形態２では、肉声ピッチ情報をピッチパターン辞書２３の蓄積ピッチパターンに近づけるように加工処理を行った後、類似ピッチパターン検索に用いる構成を示す。
【００５５】
図７は、実施の形態２によるピッチ（韻律）パターン生成装置を有する音声合成システムの構成を示すブロック図であり、実施の形態１のピッチパターン生成装置２に肉声ピッチ情報加工部（肉声韻律情報加工部）２６を追加して設けている。なお以下では、実施の形態１に係る音声合成システムの構成要素と同一または相当する部分には実施の形態１で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。
【００５６】
肉声ピッチ情報抽出部２１は、抽出した肉声ピッチ情報を肉声ピッチ情報加工部２６に出力する。肉声ピッチ情報加工部２６は、肉声ピッチ情報抽出部２１から入力される肉声ピッチ情報に対して蓄積ピッチパターンに近づけるように平均ピッチなどを加工し、加工肉声ピッチ情報として類似ピッチパターン検索部２２に出力する。類似ピッチパターン検索部２２は、肉声ピッチ情報加工部２６から入力される加工肉声ピッチ情報を基に、ピッチパターン辞書２３から肉声ピッチ情報の部分あるいは全体に類似した蓄積ピッチパターンを検索する。そして検索された蓄積ピッチパターンを類似ピッチパターンとして類似ピッチパターン提示部２４に出力する。
【００５７】
次に、肉声ピッチ情報加工部２６の具体的な加工方法を以下に挙げる。
Ａ．肉声ピッチ情報の平均ピッチを検索対象のピッチパターン辞書２３の平均ピッチと一致するように調整する。これにより、異性などのピッチの大きく異なる発声が入力された場合にも検索することができる。
Ｂ．肉声ピッチ情報のピッチ変化幅を検索対象のピッチパターン辞書２３のピッチ変化幅に合せて調整する。これにより異性などのピッチの大きく異なる発声であっても検索することができる。
Ｃ．肉声ピッチ情報（音声）の平均時間長を検索対象のピッチパターン辞書２３の発声の平均時間長に合せて時間軸上で伸縮させる。これにより、話速の大きく異なる発声であっても検索することができる。
Ｄ．上記ＡからＣのように肉声ピッチ情報の平均値や変化幅を基準に加工するのではなく、ユーザが故意に韻律を変化（高めや低め、速めや遅めなど）させて発声している場合を考慮して、予め設定されたパラメータを基準として肉声ピッチ情報を加工してもよい。
Ｅ．入力された肉声ピッチ情報において抽出誤りと考えられるピッチを補正し、加工肉声ピッチ情報とする。
例えば、周囲のピッチとの比較、ユーザの音域から倍ピッチや半ピッチと想定されるピッチの区間、無声化あるいは声のもれ込みなどによる局所的にピッチが抽出されている区間、および声の震えによりピッチのふらついている区間など、抽出された肉声ピッチ情報が異常であると推定される区間について、周囲のピッチからの補間や平均化処理を行う、あるいは類似ピッチパターン検索部２２において検索時に考慮しない区間として設定する。
Ｆ．予めユーザの発声において劣化しやすいピッチ特徴を想定し、それらを補う変換ポリシーを用いて加工肉声ピッチ情報を一つ以上生成する。例えば、抑揚が大きく（小さく）なりすぎる場合を想定しピッチパターンの変化幅を小さく（大きく）する、長い文ほど話速が早くなりやすい場合を想定し話速を遅くする、楽しげな発声のピッチパターン辞書２３に対し暗い発声になる場合を想定し語頭から語末まで高いピッチを維持するように加工するなどである。
Ｇ．肉声ピッチ情報抽出部２１から入力される肉声ピッチ情報に加えて、発声の読みや有声無声情報や音韻継続長などのテキストデータを入力し、このテキストデータを組み合わせた補間処理を行う。例えば、テキストデータから本来有声的な発声である母音連鎖区間内にも関わらずピッチの無い区間が存在した場合、ピッチの欠落あるいは抽出誤りと判断しピッチの補間を行う。
【００５８】
次に、この実施の形態２のピッチパターン生成装置の動作を図８のフローチャートに従って説明する。なお、実施の形態１と同一の処理を行うステップには図３で使用した符号と同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。
肉声ピッチ情報抽出部２１は、抽出したピッチ情報をテキスト入力部１２から入力されたテキストデータに対応付け、肉声ピッチ情報として肉声ピッチ情報加工部２６に出力する（ステップＳＴ１１）。
【００５９】
肉声ピッチ情報加工部２６は、ステップＳＴ１１において入力された肉声ピッチ情報の解析を行い、平均ピッチの補正、変化幅の大きさの補正および抽出誤りと推定される箇所の補正など、ピッチパターン辞書２３内の蓄積ピッチパターンに近づける加工を施し、加工肉声ピッチ情報として類似ピッチパターン検索部２２に出力する（ステップＳＴ１２）。類似ピッチパターン検索部２２の類似度算出部２２ａは、ステップＳＴ１２において加工肉声ピッチ情報が入力されると、ピッチパターン辞書２３から蓄積ピッチパターンを読み出し、読み出した各蓄積ピッチパターンと入力された加工肉声ピッチ情報の類似度を算出する（ステップＳＴ１３）。
以降の処理は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００６０】
以上のように、この実施の形態２によれば、肉声ピッチ情報をピッチパターン辞書２３内の蓄積ピッチパターンに近づける加工を行う肉声ピッチ情報加工部２６を設け、加工した肉声ピッチ情報を類似ピッチパターン検索に利用するように構成したので、異性や話調などのピッチパターン辞書２３内の蓄積ピッチパターンとは大きく異なるユーザの肉声ピッチ情報であっても、類似ピッチパターン検索に利用することができる。
【００６１】
また、この実施の形態２によれば、入力された肉声ピッチ情報において抽出誤りと考えられるピッチを補正し、加工肉声ピッチ情報として類似ピッチパターン検索に利用するように構成したので、安定した発声やピッチが得られないユーザおよび収録環境における肉声ピッチ情報からの類似ピッチパターンの検索精度を向上させることができる。これにより、読み直しなどのユーザの負担を軽減することができる。
【００６２】
さらに、この実施の形態２によれば、肉声ピッチ情報の加工において、肉声ピッチ情報の平均値や変化幅を基準に加工するのではなく、予め設定されたパラメータを基準に加工するように構成したので、ユーザが故意にピッチを変化（高めや低め、速めや遅めなど）させて発声している場合であっても、当該変化を反映させた加工を行った上で類似ピッチパターン検索に利用することができる。
【００６３】
さらに、この実施の形態２によれば、ユーザの発声において劣化しやすいピッチ特徴（例えば抑揚が大きくなりやすいなど）を補う変換ポリシーを用いて肉声ピッチ情報を加工するように構成したので、ユーザが通常の発声方法を変えることなく肉声ピッチ情報をピッチパターン辞書２３内の蓄積ピッチパターンに近づけることができる。
【００６４】
さらに、この実施の形態２によれば、肉声ピッチ情報に加えて、発声の読みや有声無声情報や音韻継続長などのテキストデータを入力し、このテキストデータと組み合わせて補正処理を行うように構成したので、無声音区間あるいは有声音区間の数の不一致からのピッチ抽出誤りの有無の検出や、音韻継続長から有声音区間におけるピッチ抽出誤り箇所の特定及び推測を行うことができ、補正精度を向上させることができる。
【００６５】
なお、上記実施の形態２では、肉声ピッチ情報加工部２６が肉声ピッチ情報を加工する構成を示したが、ユーザが肉声ピッチ情報を加工する手段を設けても良い。これにより、ユーザ自身が発声の誤りあるいはピッチ抽出誤りに伴う肉声ピッチ情報の修正を適切に行うことができる。
【００６６】
なお、上記実施の形態２では、肉声ピッチ情報に１つの加工を施す構成を示したが、肉声ピッチ情報に複数の加工を施すように構成してもよい。これにより、類似ピッチパターン検索において検索される類似ピッチパターンの数およびバリエーションが増加し、ユーザの所望に近いピッチパターンを生成し易くなる。
【００６７】
なお、この実施の形態２ではピッチパターンを用いて説明したが、これに限ることは無く、例えば、ピッチパターンを制御するためのパラメータに対して行うことも可能である。
【００６８】
なお、この実施の形態２ではピッチ情報及びピッチパターンとしてピッチのみを扱うピッチ情報及びピッチパターンを用いて説明したが、ピッチ以外にも音韻継続長やパワーなど、その他のピッチを組み合わせたピッチ情報及びピッチパターンでも適用可能である。
【００６９】
実施の形態３．
上記実施の形態１および２では、類似ピッチパターン検索部２２が検索した類似ピッチパターンをそのままユーザに提示するあるいはピッチパターンとして出力する構成を示したが、この実施の形態３では、類似ピッチパターン検索部２２が検索した類似ピッチパターンに加工を施してより肉声ピッチ情報に近づけた後、ユーザに提示するあるいはピッチパターンとして出力する構成を示す。
【００７０】
図９は、実施の形態３によるピッチ（韻律）パターン生成装置の構成を示すブロック図であり、実施の形態２のピッチパターン生成装置２にピッチパターン候補生成部（韻律パターン候補生成部）２７を追加して設けている。なお以下では、実施の形態１および実施の形態２によるピッチパターン生成装置の構成要素と同一または相当する部分には実施の形態１および実施の形態２で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。
【００７１】
類似ピッチパターン検索部２２は、肉声ピッチ情報抽出部２１から入力された肉声ピッチ情報を基に、ピッチパターン辞書２３から肉声ピッチ情報の部分あるいは全体に類似した蓄積ピッチパターンを１つ以上検索する。検索した蓄積ピッチパターンを類似ピッチパターンとしてピッチパターン候補生成部２７に出力する。ピッチパターン候補生成部２７は、類似ピッチパターン検索部２２から入力される類似ピッチパターンを加工し、入力された音声データの肉声ピッチ情報に近い１つ以上のピッチパターンの候補を生成して新たな類似ピッチパターンの一つとし、類似ピッチパターン提示部２４に出力する。
【００７２】
次に、この実施の形態３のピッチパターン生成装置の動作を図１０のフローチャートに従って説明する。なお、実施の形態２と同一の処理を行うステップには図８で使用した符号と同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。
類似ピッチパターン検索部２２は、ステップＳＴ１３で算出した類似度に基づき、肉声ピッチ情報の部分（例えば、連続する有声音区間の単位）あるいは全体に類似したピッチパターンを１つ以上検索し、類似ピッチパターンとして類似ピッチパターン候補生成部２７に出力する（ステップＳＴ２１）。
【００７３】
ピッチパターン候補生成部２７は、ステップＳＴ２１で入力された類似ピッチパターンを加工し、肉声ピッチ情報に近い類似ピッチパターンを生成して類似ピッチパターン提示部２４に出力する（ステップＳＴ２２）。
以降の処理は、実施の形態１および２と同様のため、説明を省略する。
【００７４】
次に、ピッチパターン候補生成処理の具体例を示す。図１１は、この実施の形態３によるピッチ（韻律）パターン生成装置のピッチパターン候補生成処理を示す説明図である。
ピッチパターン候補生成処理は、例えば複数の類似ピッチパターンを接続し、入力装置１に入力された音声データの肉声ピッチ情報に近い１つ以上のピッチパターン候補を生成する。図１１の例において、「インターチェンジ」という発生の肉声ピッチ情報が入力された場合に、類似ピッチパターン検索部２２はピッチパターン辞書２３から１および２番目の有声音区間に当たる「インター」の肉声ピッチ情報に類似した「演奏」という２つの有声音区間を持つ発声の類似ピッチパターンと、３および４番目の有声音区間に当たる「チェンジ」の肉声ピッチ情報に類似した「ハイツ」という２つの有声音区間を持つ発声の類似ピッチパターンを検索し、ピッチパターン候補生成部２７に出力する。ピッチパターン候補生成部２７は、入力された２つの類似ピッチパターンを接続し、「インターチェンジ」という肉声ピッチ情報に近い新たな類似ピッチパターンを得る。
【００７５】
図１１において示した有声音区間の数に基づき類似ピッチパターンを接続する以外にも、以下の処理方法を適用することができる。
ａ．音素や音節、単語、および文章単位で区切られた肉声ピッチ情報およびピッチパターン辞書２３内のピッチパターンが得られれば、それらの単位を利用して類似ピッチパターンを接続する。
ｂ．ピッチパターンの接続は、そのまま接続する以外にも、接続部の遷移が滑らかになるようにスムージング処理あるいは補間処理を行いピッチを変形してから接続してもよい。
ｃ．接続する類似ピッチパターン同士の平均ピッチやピッチの変化幅の話速の繋がりがよくなるように変形してから接続する。
ｄ．生成するピッチパターンのテキストデータに加えてその前後のテキストデータを与え、類似ピッチパターンと前後のピッチパターンの接続部のピッチに平滑化あるいはスムージング処理などの加工を行う。
ｅ．ユーザが類似ピッチパターンの修正を行う手段を設け、たとえば局所的なピッチの修正や、肉声ピッチ情報と類似ピッチパターンの重み付け加算による補間を行う。
ｆ．ユーザの指摘箇所（時間情報や音韻情報など）とユーザの指摘内容（アクセント位置や声の高さ、抑揚など）を入力として、指摘箇所及び指摘内容における差分をつけた類似ピッチパターンの加工を行う。
【００７６】
以上のように、この実施の形態３によれば、類似ピッチパターン検索部２２において検索された類似ピッチパターンに対して、部分的な類似ピッチパターンを組み合わせて入力音声データの肉声ピッチ情報に近づける加工を行って類似ピッチパターンの一つとするピッチパターン候補生成部２７を設けるように構成したので、同規模のピッチパターン辞書であっても類似ピッチパターンのバリエーションが増加し、肉声ピッチ情報に近い類似ピッチパターンがより得られ易くなる。
【００７７】
また、この実施の形態３によれば、部分的な類似ピッチパターンを組み合わせる際に、接続部の遷移が滑らかになるようにピッチの変形を行ってから接続するように構成した場合、前後の言語環境が異なる発声の類似ピッチパターン同士の接続による不連続感を解消することができる。
【００７８】
また、この実施の形態３によれば、部分的な類似ピッチパターンを組み合わせる際に、各類似ピッチパターンの平均ピッチやピッチの変化幅や話速を繋がりが良くなるように変形してから接続するようにした場合、肉声ピッチ情報との類似度は高いが抑揚などが異なる類似ピッチパターン同士の接続においても、繋がりが良く自然性の高い類似ピッチパターンを生成することができる。
【００７９】
また、この実施の形態３によれば、ピッチパターン候補生成において、生成する類似ピッチパターンのテキストデータに加えてその前後のテキストデータを与え、生成する類似ピッチパターンと前後のピッチパターンとの接続部のピッチを接続性が良くなるように加工するように構成した場合には、実際に生成されるピッチパターンが利用される文における前後の言語環境まで考慮し、繋がりが良く自然性の高い類似ピッチパターンの生成が可能になる。
【００８０】
また、この実施の形態３によれば、ピッチパターン候補の生成において、ユーザが類似ピッチパターンを修正する手段を備えるように構成した場合、ユーザの所望するピッチパターンを容易に生成することができる。
【００８１】
なお、ここではピッチパターン候補生成部２７で生成されたピッチパターンが選択された場合に、ピッチパターン辞書２３に記憶させ、新しいピッチパターンとして検索に利用するように構成してもよい。ピッチパターンのバリエーションが増加すると共に、ユーザの個性が反映されたピッチパターンをピッチパターン辞書２３に追加することができる。
【００８２】
なお、上記実施の形態３では、実施の形態２のピッチパターン生成装置にピッチパターン候補生成部２７を追加して設ける構成を示したが、実施の形態１のピッチパターン生成装置にピッチパターン候補生成部２７を追加して設けてもよい。
【００８３】
なお、この実施の形態３ではピッチパターンを用いて説明したが、これに限ることは無く、例えば、ピッチパターンを制御するためのパラメータに対して行うことも可能である。
【００８４】
なお、この実施の形態３ではピッチ情報及びピッチパターンとしてピッチのみを扱うピッチ情報及びピッチパターンを用いて説明したが、ピッチ以外にも音韻継続長やパワーなど、その他のピッチを組み合わせたピッチ情報及びピッチパターンでも適用可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１  入力装置、２  ピッチパターン生成装置、３  出力装置、１１  音声入力部、１２  テキスト入力部、１３  ピッチパターン選択部、２１  肉声ピッチ情報抽出部、２１ａ  付加情報取得部、２１ｂ  セグメンテーション部、２１ｃ  ピッチパターン生成指定部、２２  類似ピッチパターン検索部、２２ａ  類似度算出部、２３  ピッチパターン辞書、２４  類似ピッチパターン提示部、２４ａ  出力変換部、２４ｂ  テキストデータ合成部、２４ｃ  トリガー入力部、２４ｄ  絞込み部、２５  ピッチパターン出力部、２６  肉声ピッチ情報加工部、２７  ピッチパターン候補生成部、３１  類似ピッチパターン出力部、１００  音声合成システム。
【図１】
2011197542.tif 000003
【図２】
2011197542.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2011197542.tif 000007
【図６】
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【図７】
2011197542.tif 000009
【図８】
2011197542.tif 000010
【図９】
2011197542.tif 000011
【図１０】
2011197542.tif 000012
【図１１】
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