(57)【要約】【課題】録音音声と合成音声とが混在した音声を出力することに伴う了解性の低下を防止する。【解決手段】本発明の音声合成装置は、種々の録音音声データを記憶する記憶手段２８と、テキストを単語あるいは文節単位に分割する分割手段２２と、分割された単語あるいは文節に対応する録音音声データが記憶手段２８に存在するか否かを照合する照合手段２６と、分割された単語あるいは文節の全てに対応する録音音声データが記憶手段２８に存在するときに、テキスト全文を録音音声で音声合成し、そうでないときに、テキスト全文を規則合成で音声合成する音声合成手段とを備えたものである。【選択図】図３
2011180416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
種々の録音音声データを記憶する記憶手段と、
音声合成するテキストを単語あるいは文節単位に分割する分割手段と、
前記分割された単語あるいは文節に対応する録音音声データが前記記憶手段に存在するか否かを照合する照合手段と、
前記分割された単語あるいは文節の全てに対応する録音音声データが前記記憶手段に存在するときに、前記テキスト全文を録音音声で音声合成し、前記分割された単語あるいは文節の中の１つでもそれに対応する録音音声データが前記記憶手段に存在しないときに、前記テキスト全文を規則合成で音声合成する音声合成手段とを備えたことを特徴とする音声合成装置。
【請求項２】
前記音声合成手段は、前記分割された単語あるいは文節の中の１つだけがそれに対応する録音音声データが前記記憶手段に存在しないときには、その１つの単語または文節の読みを生成し、この読みの１文字ずつを録音音声データに対応させるようにして、前記テキスト全文を録音音声で音声合成することを特徴とする請求項１記載の音声合成装置。
【請求項３】
前記音声合成手段は、前記分割された単語あるいは文節の中の１つだけがそれに対応する録音音声データが前記記憶手段に存在しないときには、その１つの単語または文節を規則合成により音声合成すると共に、他の単語または文節を録音音声で合成し、更に、規則合成により音声合成した音声の前後に所定の無音時間を設けるようにしたことを特徴とする請求項１記載の音声合成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の音声合成装置を備えたカーナビゲーションシステム。
【請求項５】
音声合成するテキストを単語あるいは文節単位に分割し、
前記分割された単語あるいは文節に対応する録音音声データが記憶手段に存在するか否かを照合し、
前記分割された単語あるいは文節の全てに対応する録音音声データが前記記憶手段に存在するときに、前記テキスト全文を録音音声で音声合成し、
前記分割された単語あるいは文節の中の１つでもそれに対応する録音音声データが前記記憶手段に存在しないときに、前記テキスト全文を規則合成で音声合成することを特徴とする音声合成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、案内メッセージ等を音声で出力するために案内メッセージ等のテキストを音声合成する音声合成装置、音声合成方法およびカーナビゲーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばカーナビゲーションシステムにおいては、音声認識のトークバック時や、経路案内時や、交通情報などをユーザに知らせるときに、音声を出力する機能を有している。この場合、出力される音声は、録音された音声、または、規則合成などの音声合成方法で合成された合成音声、または、両者を組み合わせた音声である。近年、合成音声の音質を録音音声の音質に近づける様々な音声合成方法が開発されてきているとはいえ、合成音声の音質は録音音声の音質よりも劣る。このため、音質の良い録音音声を使用したいが、録音音声はデータ量が大きいので、ある程度数が限られた定型の単語や文節しか定型録音音声データベースに登録しておくことができない。
【０００３】
そこで、特許文献１、２では、音声出力するメッセージを、文節に分解し、その文節ごとに、予め定型録音音声データベースに登録してある内容と一致するものは、その録音音声を使用し、一致しないものは規則合成などの方法で合成された合成音声を使用し、録音音声と合成音声とが混在した音声を出力するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−９７０９４号公報
【特許文献２】特開２００７−２５７２３１号公報
【特許文献３】特開２００８−２２５２５４号公報
【特許文献４】特開２００９−０３７２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来構成では、録音音声と合成音声とが混在した音声が出力される可能性があり、このような場合、異なる音声の境界付近で音声の音質が大きく変わるため、了解性が低下するという不具合がある。これに対して、特許文献３、４には、録音音声と規則合成音声を組み合わせて音声を生成する際の了解性を向上させるための装置が記載されている。特許文献３に記載された装置では、直前の単語の音声種別や接続歪を計算することにより異なる音声の変更を少なくしている。また、特許文献４に記載された装置では、録音音声と規則合成音声の聴覚的な自然性の向上を図るようにしている。
【０００６】
しかし、上記特許文献３、４の構成においても、異なる音声が混在した場合には、了解性低下を押さえようとする試みはあるものの、録音音声と合成音声の境界付近で音質が異なることには変わりがないため、了解性が低下することがある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、録音音声と合成音声とが混在した音声を出力することに伴う了解性の低下を防止することができる音声合成装置、音声合成方法およびカーナビゲーションシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明によれば、種々の録音音声データを記憶する記憶手段と、音声合成するテキストを単語あるいは文節単位に分割する分割手段と、前記分割された単語あるいは文節に対応する録音音声データが前記記憶手段に存在するか否かを照合する照合手段と、前記分割された単語あるいは文節の全てに対応する録音音声データが前記記憶手段に存在するときに、前記テキスト全文を録音音声で音声合成し、前記分割された単語あるいは文節の中の１つでもそれに対応する録音音声データが前記記憶手段に存在しないときに、前記テキスト全文を規則合成で音声合成する音声合成手段とを備えたので、録音音声と合成音声とが混在しないため、了解性の低下を防止することができる。
【０００９】
請求項２の発明によれば、前記音声合成手段は、前記分割された単語あるいは文節の中の１つだけがそれに対応する録音音声データが前記記憶手段に存在しないときには、その１つの単語または文節の読みを生成し、この読みの１文字ずつを録音音声データに対応させるようにして、前記テキスト全文を録音音声で音声合成するので、やはり了解性の低下を防止することができる。
【００１０】
請求項３の発明によれば、前記音声合成手段は、前記分割された単語あるいは文節の中の１つだけがそれに対応する録音音声データが前記記憶手段に存在しないときには、その１つの単語または文節を規則合成により音声合成すると共に、他の単語または文節を録音音声で合成し、更に、規則合成により音声合成した音声の前後に所定の無音時間を設けるようにしたので、やはり了解性の低下を防止することができる。
【００１１】
請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかに記載の音声合成装置を備えたカーナビゲーションシステムを構成したので、了解性の低下を防止できるカーナビゲーションシステムを実現することができる。
【００１２】
請求項５の発明によれば、音声合成するテキストを単語あるいは文節単位に分割し、前記分割された単語あるいは文節に対応する録音音声データが記憶手段に存在するか否かを照合し、前記分割された単語あるいは文節の全てに対応する録音音声データが前記記憶手段に存在するときに、前記テキスト全文を録音音声で音声合成し、前記分割された単語あるいは文節の中の１つでもそれに対応する録音音声データが前記記憶手段に存在しないときに、前記テキスト全文を規則合成で音声合成するようにしたので、請求項１の発明とほぼ同じ作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態を示すカーナビゲーションシステムのブロック図
【図２】音声合成部のブロック図
【図３】音声合成制御のフローチャート
【図４】録音音声データの例を示す図
【図５】例１のテキストの音声合成処理を説明する図
【図６】例２のテキストの音声合成処理を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明をカーナビゲーションシステムに適用した一実施形態について、図１ないし図６を参照して説明する。まず、図１は、本実施形態のカーナビゲーションシステム１の電気的構成を概略的に示すブロック図である。この図１に示すように、カーナビゲーションシステム１は、位置検出器２、データ入力器３、操作スイッチ群４、通信装置５、外部メモリ６、表示装置７、リモコンセンサ８、音声認識装置９、及び、これらに接続された制御回路１０を備えて構成されている。なお、制御回路１０は、通常のコンピュータとして構成されており、内部には、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらの構成を接続するバスラインが備えられている。
【００１５】
位置検出器２は、周知のジャイロスコープ１１、距離センサ１２及び衛星からの電波に基づいて車両の位置を検出するためのＧＰＳ受信機１３を有している。これらのセンサ等１１、１２、１３は各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより、各々補間しながら使用するように構成されている。なお、精度によっては上述した内の一部で構成してもよく、更に、ステアリングの回転センサ、各車輪の車輪センサ等を用いてもよい。
【００１６】
データ入力器３は、位置検出の精度向上のためのいわゆるマップマッチング用データ、地図データ及び目印データを含むナビゲーション用の各種データに加えて、音声認識装置９において認識処理を行う際に用いる辞書データを入力するための装置である。記憶媒体としては、そのデータ量からハードディスクやＤＶＤを用いるのが一般的であると考えられるが、ＣＤ−ＲＯＭ等の他の媒体を用いても良い。データ記憶媒体としてＤＶＤを用いた場合には、このデータ入力器３はＤＶＤプレーヤとなる。
【００１７】
表示装置７はカラー表示装置であり、表示装置７の画面には、位置検出器２から入力された車両現在位置マークと、データ入力器３より入力された地図データと、更に地図上に表示する誘導経路や設定地点の目印等の付加データとを重ねて表示することができる。また、複数の選択肢を表示するメニュー画面やその中の選択肢を選んだ場合に、さらに複数の選択肢を表示するコマンド入力画面なども表示することができる。
【００１８】
通信装置５は、設定された連絡先通信情報によって特定される連絡先との通信を行うためのものであり、例えば携帯電話機等の移動体通信機によって構成される。
また、カーナビゲーションシステム１は、リモートコントロール端末（以下、リモコンと称する。）８ａを介してリモコンセンサ８から、あるいは操作スイッチ群４により目的地の位置を入力すると、現在位置からその目的地までの最適な経路を自動的に選択して誘導経路を形成して表示する機能、いわゆる経路案内機能も備えている。このような自動的に最適な経路を設定する手法としては、ダイクストラ法等の手法が知られている。操作スイッチ群４は、例えば、表示装置７と一体になったタッチスイッチもしくはメカニカルなスイッチ等が用いられ、各種コマンドの入力に利用される。
【００１９】
そして、音声認識装置９は、上記操作スイッチ群４あるいはリモコン８ａが手動操作により各種コマンド入力のために用いられるのに対して、利用者が音声で入力することによっても同様に各種コマンドを入力できるようにするための装置である。この音声認識装置９は、音声認識部１４と、対話制御部１５と、音声合成部１６と、音声抽出部１７と、マイク１８と、スイッチ１９と、スピーカ２０と、制御部２１とを備えて構成されている。
【００２０】
音声認識部１４は、音声抽出部１７から入力された音声データを、対話制御部１５からの指示により入力音声の認識処理を行い、その認識結果を対話制御部１５に返す。すなわち、音声認識部１４は、音声抽出部１７から取得した音声データに対し、記憶している辞書データを用いて照合を行い、複数の比較対象パターン候補と比較して一致度の高い上位比較対象パターンを対話制御部１５へ出力する。
【００２１】
入力音声中の単語系列の認識は、音声抽出部１７から入力された音声データを音響モデルと順次音響分析して音響的特徴量（例えばケプストラム）を抽出する。この音響分析によって得られた音響的特徴量時系列データを得る。そして、周知のＨＭＭ（隠れマルコフモデル）、ＤＰマッチング法あるいはニューラルネットなどによって、この時系列データをいくつかの区間に分け、各区間が辞書データとして格納されたどの単語に対応しているかを求める。
【００２２】
対話制御部１５は、音声認識部１４における認識結果や制御部２１からの指示に基づき、音声合成部１６への応答音声の出力指示、あるいは、カーナビゲーションシステム自体の処理を実行する制御回路１０に対して例えばナビゲート処理のために必要な目的地やコマンドを通知して目的地の設定やコマンドを実行させるよう指示する処理を行う。このような処理の結果として、この音声認識装置９を利用すれば、上記操作スイッチ群４あるいはリモコン８ａを手動しなくても、音声入力によりカーナビゲーションシステムに対する目的地の指示などが可能となるのである。
【００２３】
なお、音声合成部１６は、波形データベース内に格納されている音声波形（録音音声や規則合成音声等）を用い、対話制御部１５からの応答音声の出力指示に基づく音声を合成する。音声合成部１６の詳しい制御内容については、後述する。上記合成音声がスピーカ２０から出力される。
【００２４】
音声抽出部１７は、マイク１８にて取り込んだ周囲の音声をデジタルデータに変換して音声認識部１４に出力するものである。詳しくは、入力した音声の特徴量を分析するため、例えば数１０ｍｓ程度の区間のフレーム信号を一定間隔で切り出し、その入力信号が、音声の含まれている音声区間であるのか音声の含まれていない雑音区間であるのか判定する。マイク１８から入力される信号は、認識対象の音声だけでなく雑音も混在したものであるため、音声区間と雑音区間の判定を行う。この判定方法としては従来より多くの手法が提案されており、例えば入力信号の短時間パワーを一定時間毎に抽出していき、所定の閾値以上の短時間パワーが一定以上継続したか否かによって音声区間であるか雑音区間であるかを判定する手法がよく採用されている。そして、音声区間であると判定された場合には、その入力信号が音声認識部１４に出力されることとなる。
【００２５】
また、本実施形態においては、利用者がスイッチ１９を押しながらマイク１８を介して音声を入力するという利用方法である。具体的には、制御部２１がスイッチ１９が押されたタイミングや戻されたタイミング及び押された状態が継続した時間を監視しており、スイッチ１９が押された場合には音声抽出部１７及び音声認識部１４に対して処理の実行を指示する。一方、スイッチ１９が押されていない場合にはその処理を実行させないようにしている。したがって、スイッチ１９が押されている間にマイク１８を介して入力された音声データが音声認識部１４へ出力されることとなる。
【００２６】
このような構成を有することによって、本実施形態のカーナビゲーションシステム１では、ユーザがコマンドを入力することによって、経路設定や経路案内あるいは施設検索や施設表示など各種の処理を実行することができる。
【００２７】
ここで、音声合成部１６について、図２を参照して詳しく説明する。図２に示すように、音声合成部１６は、音声フレーズ分割部（分割手段）２２と、音声種別判定部２３と、出力音声選択部（音声合成手段）２４と、音声出力部２５とを有している。音声種別判定部２３は、照合部（照合手段）２６と、判定結果保持部２７と、録音音声データ記憶部（記憶手段）２８とを有している。
【００２８】
音声合成部１６において、対話制御部１５より音声出力したい音声フレーズのテキストが入力されると、その入力されたテキストを音声フレーズ分割部２２で単語あるいは文節単位に分割する。音声種別判定部２３においては、上記分割された単語あるいは文節に対して、照合部２６により録音音声データ記憶部２８内に格納された録音音声データと一致するものがあるか否かを照合し、その判定結果を判定結果保持部２７に出力して保持する。
【００２９】
出力音声選択部２４においては、判定結果保持部２７に保持されている判定結果に基づいて、録音音声データ記憶部２８に記憶されている録音音声データを用いるか、それとも規則合成データ記憶部２９に記憶されている規則合成データを用いるかを選択する。音声出力部２５は、出力音声選択部２４で選択された音声をスピーカ２０より出力する。
【００３０】
次に、上記した構成のカーナビゲーションシステム１における音声合成部１６の音声合成処理について、図３のフローチャートを参照して説明する。まず、図３の最初のステップＳ１０において、入力された音声フレーズのテキストを言語解析し、続いて、ステップＳ２０において、単語あるいは文節単位に分割する。
【００３１】
この後、ステップＳ３０では、音声種別判定部２３で判定していない単語あるいは文節が存在するかどうか判定する。ここで、判定していない単語あるいは文節が存在する場合には、ステップＳ４０へ進み、その単語あるいは文節に対応する録音音声が録音音声データ記憶部２８内に存在するかどうかを判定する。
【００３２】
ここで、上記単語あるいは文節に対応する録音音声が存在する場合には、ステップＳ３０に戻り、同様の処理を繰り返す。一方、上記単語あるいは文節に対応する録音音声が存在しない場合には、ステップＳ５０へ進み、入力されたテキストの全文を規則合成音声とするように出力音声を選択し、上記全文の規則合成音声を合成する。
【００３３】
一方、前記ステップＳ３０において、音声種別判定部２３で判定していない単語あるいは文節が存在しない場合には、すべての単語あるいは文節に対応する録音音声データが存在するので、ステップＳ６０へ進み、入力されたテキストの全文を録音音声とするように出力音声を選択し、上記全文の録音音声を合成する。
【００３４】
この後、ステップＳ７０へ進むと、ステップＳ５０またはステップＳ６０で選択されて合成された音声をスピーカ２０から出力する。このようにして、一連の音声合成処理を終了する。
【００３５】
次に、本実施形態の音声合成処理の具体例について、図４、図５、図６を参照して説明する。まず、録音音声データ記憶部２８内には、図４に示すような録音音声データが記憶されているとする。そして、例１として、図５（ａ）に示すようなテキスト「およそ５００・・・方向です。」の音声を合成する。
【００３６】
上記テキストは、図５（ｂ）に示すように、単語または文節単位に分割される。この場合、分割された単語または文節の中で「市民会館前」という言葉が録音音声データ記憶部２８内に存在しないので、図５（ｃ）に示すように、上記テキスト全文を規則合成により音声合成し、合成した音声を出力するように処理する。
【００３７】
次に、例２として、図６（ａ）に示すようなテキスト「およそ７００・・・方向です。」の音声を合成する。上記テキストは、図６（ｂ）に示すように、単語または文節単位に分割される。この場合、分割された単語または文節は、すべて録音音声データ記憶部２８内に存在するので、図６（ｃ）に示すように、上記テキスト全文を録音音声データにより音声合成し、合成した音声（すべて録音音声で構成されている）を出力するように処理する。
【００３８】
このような構成の本実施形態によれば、音声出力するテキストの全文を録音音声または規則合成のどちらか一方で音声合成するように構成したので、１つのテキスト（文章）中に異なる音声の境界をなくすことができ、音質が大きく変わることがなくなるから、了解性の低下を抑制することができる。
【００３９】
尚、上記実施形態では、テキストを分割した単語または文節の中で１つでも録音音声データ記憶部２８内に存在しないものがあるときには、テキストの全文を規則合成により音声合成するように構成したが、これに代えて、テキストを分割した単語または文節の中で、録音音声データ記憶部２８内に存在しないものが１つであるときには、その１つの単語または文節の読みを生成し、この読みの１文字ずつを録音音声データに対応させるように構成しても良い。この場合、録音音声データ記憶部２８内には、全てのかな文字に対応する録音音声データを記憶させておく必要がある。例えば例１の場合、「市民会館前」の読み（し  み  ん  か  い  か  ん  ま  え）を生成し、この読みの１文字ずつを録音音声データに対応させれば、テキスト全文を録音音声で合成することができる。
【００４０】
また、録音音声データ記憶部２８内に存在しないものが１つであるときに、その１つの単語または文節を更に細かい単語（市民  会館  前）に分解し、これらの単語を録音音声データに対応させるように構成しても良い。この場合、録音音声データ記憶部２８内には、上記細かいレベルの単語（市民  会館  前）に対応する録音音声データを記憶させておく必要がある。例えば例１の場合、「市民会館前」を単語（市民  会館  前）に分解し、これらの単語を録音音声データに対応させれば、テキスト全文を録音音声で合成することができる。
【００４１】
また、テキストを分割した単語または文節の中で、録音音声データ記憶部２８内に存在しないものが１つであるときには、その１つの単語または文節を規則合成により音声合成すると共に、他の単語または文節を録音音声で合成し、更に、規則合成により音声合成した音声の前後に（すなわち、録音音声と規則合成音声との境界に）、所定の無音時間（例えば０．５〜１．０秒程度の無音時間）を設けるように構成しても良い。このように構成すると、１テキスト（文章）中に異なる音声が混じって音質が大きく変わることがあっても、異なる音声の境界に所定の無音時間があるため、了解性の低下を抑制することができる。
【００４２】
上記構成の場合、規則合成により音声合成する単語または文節の直前または直後に、句読点（、。）が存在するときだけ、上記した音声合成制御（録音音声と規則合成を混合させると共に、境界に所定の無音時間を設定する制御）を実行するように構成しても良い。
【００４３】
また、上記した各変形実施形態においては、テキストを分割した単語または文節の中で、録音音声データ記憶部２８内に存在しないものが１つであるときだけ、各変形実施形態の音声合成処理を行うように構成したが、これに代えて、テキストを分割した単語または文節の中で、録音音声データ記憶部２８内に存在しないものが複数あるときにも、上記した各変形実施形態の音声合成処理を行うように構成しても良い。
【００４４】
また、上記実施形態および各変形実施形態では、カーナビゲーションシステム１に組み込む音声合成装置に適用したが、他の機器に組み込む音声合成装置や音声合成方法に適用しても良い。
【符号の説明】
【００４５】
図面中、１はカーナビゲーションシステム、２は位置検出器、３はデータ入力器、７は表示装置、９は音声認識装置、１０は制御回路、１４は音声認識部、１５は対話制御部、１６は音声合成部、１７は音声抽出部、１８はマイク、１９はスイッチ、２０はスピーカ、２１は制御部、２２は音声フレーズ分割部（分割手段）、２３は音声種別判定部、２４は出力音声選択部（音声合成手段）、２５は音声出力部、２６は照合部（照合手段）、２７は判定結果保持部、２８は録音音声データ記憶部（記憶手段）、２９は規則合成データ記憶部を示す。
【図１】
2011180416.tif 000003
【図２】
2011180416.tif 000004
【図３】
2011180416.tif 000005
【図４】
2011180416.tif 000006
【図５】
2011180416.tif 000007
【図６】
2011180416.tif 000008