(57)【要約】【課題】音声合成のための合成素片を備える合成素片セットにおいて、音声合成に用いた場合の音質の劣化を抑制しつつ、簡易に合成素片の数を削減する。【解決手段】合成素片セットを処理する情報処理装置であって、所定の合成素片との素片間距離が最も小さい合成素片を前記合成素片セットより抽出する手段（２０４、２０５）と、前記所定の合成素片を、前記抽出手段により抽出された合成素片で置き換えた合成素片セットを用いて所定のコーパスを音声合成した場合に、該抽出された合成素片と該抽出された合成素片に隣接する合成素片との間に生じる接続歪を算出する接続歪計算部２０６と、接続歪が算出された前記合成素片セット内の各合成素片のうち、接続歪が最小となる合成素片を前記抽出された合成素片により置き換える素片セット更新部２０７とを備える。【選択図】  図２
2004252316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声合成のための合成素片を備える合成素片セットを処理する情報処理装置であって、
所定の合成素片との素片間距離が最も小さい合成素片を前記合成素片セットより抽出する抽出手段と、
前記所定の合成素片を、前記抽出手段により抽出された合成素片で置き換えた合成素片セットを用いて所定のコーパスを音声合成した場合に、該抽出された合成素片と該抽出された合成素片に隣接する合成素片との間に生じる接続歪を算出する算出手段と、
前記算出手段により接続歪が算出された前記合成素片セット内の各合成素片のうち、接続歪が最小となる合成素片を前記抽出された合成素片により置き換える置き換え手段と
を備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
音声合成のための合成素片を備える合成素片セットを処理する情報処理装置であって、
所定の合成素片を該所定の合成素片を除く他の合成素片に置き換えた合成素片セットを用いて所定のコーパスを音声合成した場合に、該他の合成素片と該他の合成素片に隣接する合成素片との間に生じる接続歪と、該所定の合成素片と該他の合成素片との間の素片間距離との和を算出する算出手段と、
前記算出手段により接続歪と素片間距離との和が算出された前記合成素片セット内の各合成素片のうち、当該接続歪と素片間距離との和が最小となる合成素片を他の合成素片により置き換える置き換え手段と
を備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項３】
音声合成のための合成素片を備える合成素片セットを処理する情報処理装置であって、
所定の合成素片との素片間距離が最も小さい合成素片を前記合成素片セットより抽出する抽出手段と、
前記所定の合成素片と接続可能な前記合成素片セット内の他の合成素片との間で、前記抽出された合成素片と接続した場合の接続歪を算出する算出手段と、
前記算出手段により接続歪が算出された前記合成素片セット内の各合成素片のうち、接続歪が最小となる合成素片を前記抽出された合成素片により置き換える置き換え手段と
を備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項４】
音声合成のための合成素片を備える合成素片セットを処理する情報処理方法であって、
所定の合成素片との素片間距離が最も小さい合成素片を前記合成素片セットより抽出する抽出工程と、
前記所定の合成素片を、前記抽出工程により抽出された合成素片で置き換えた合成素片セットを用いて所定のコーパスを音声合成した場合に、該抽出された合成素片と該抽出された合成素片に隣接する合成素片との間に生じる接続歪を算出する算出工程と、
前記算出工程により接続歪が算出された前記合成素片セット内の各合成素片のうち、接続歪が最小となる合成素片を前記抽出された合成素片により置き換える置き換え工程と
を備えることを特徴とする情報処理方法。
【請求項５】
音声合成のための合成素片を備える合成素片セットを処理する情報処理方法であって、
所定の合成素片を該所定の合成素片を除く他の合成素片に置き換えた合成素片セットを用いて所定のコーパスを音声合成した場合に、該他の合成素片と該他の合成素片に隣接する合成素片との間に生じる接続歪と、該所定の合成素片と該他の合成素片との間の素片間距離との和を算出する算出工程と、
前記算出工程により接続歪と素片間距離との和が算出された前記合成素片セット内の各合成素片のうち、当該接続歪と素片間距離との和が最小となる合成素片を他の合成素片により置き換える置き換え工程と
を備えることを特徴とする情報処理方法。
【請求項６】
音声合成のための合成素片を備える合成素片セットを処理する情報処理方法であって、
所定の合成素片との素片間距離が最も小さい合成素片を前記合成素片セットより抽出する抽出工程と、
前記所定の合成素片と接続可能な前記合成素片セット内の他の合成素片との間で、前記抽出された合成素片と接続した場合の接続歪を算出する算出工程と、
前記算出工程により接続歪が算出された前記合成素片セット内の各合成素片のうち、接続歪が最小となる合成素片を前記抽出された合成素片により置き換える置き換え工程と
を備えることを特徴とする情報処理方法。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれか１つに記載の情報処理方法をコンピュータによって実現させるための制御プログラムを格納した記憶媒体。
【請求項８】
請求項４乃至６のいずれか１つに記載の情報処理方法をコンピュータによって実現させるための制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声合成のための合成素片を備える合成素片セットを処理する処理技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カーナビゲーションシステムなどの様々な機器で音声合成技術が利用されている。なかでも、ＰＳＯＬＡ（ピッチ同期波形重畳方式）に代表される波形編集方式が音声合成方式の主流になりつつある。波形編集方式では、合成素片の単位として音素、ダイフォン、トライフォンなどを採用することが多い。音声合成に必要なひと揃えの合成素片を備える合成素片セットにおける合成素片の数は、合成単位によってそれぞれ異なる。音素の定義の仕方によって多少異なるが、音素の場合数十種類、ダイフォンの場合数百種類、トライフォンの場合数千種類の合成素片を用意する必要がある。
【０００３】
ここで、携帯電話やＰＤＡなどのようにリソースに限りがある機器上で音声合成を動作させることを考える。トライフォンやダイフォンを合成単位として採用すると、ＲＯＭなどの記憶容量の制約から、合成素片の数を削減する必要に迫られる場合がある。合成素片の数を削減する方法としては、音声に関する専門的な知識を有する人間が試行錯誤を重ねて、合成素片を別の合成素片で代替させていくというアプローチをとることが一般的である。
【０００４】
【非特許文献１】
新居孝章，瀬戸重宣，赤嶺政巳（（株）東芝・関西研究所）、「ＤＳＰ組み込み可能な省メモリ音声合成方式」、日本音響学会  平成１０年度春季研究発表会講演論文集  Ｉ、ｐ３０１−ｐ３０２
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の方法では、専門的な知識を有する人間でなければ合成素片の削減は不可能である。また、試行錯誤のため、最終的に得られた合成素片セットから生成される合成音声の品質が常に良いとは限らない。さらには、新しい話者の合成素片セットを作るときに毎回多大な労力を必要とする。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、音声合成のための合成素片を備える合成素片セットにおいて、音声合成に用いた場合の音質の劣化を抑制しつつ、簡易に合成素片の数を削減する処理技術を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明に係る情報処理装置は以下のような構成を備える。即ち、
音声合成のための合成素片を備える合成素片セットを処理する情報処理装置であって、
所定の合成素片との素片間距離が最も小さい合成素片を前記合成素片セットより抽出する抽出手段と、
前記所定の合成素片を、前記抽出手段により抽出された合成素片で置き換えた合成素片セットを用いて所定のコーパスを音声合成した場合に、該抽出された合成素片と該抽出された合成素片に隣接する合成素片との間に生じる接続歪を算出する算出手段と、
前記算出手段により接続歪が算出された前記合成素片セット内の各合成素片のうち、接続歪が最小となる合成素片を前記抽出された合成素片により置き換える置き換え手段とを備える。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
【０００９】
【実施形態１】
図１は、本実施形態における情報処理装置のハードウエア構成を示すブロック図である。本実施形態では、一般的なパーソナルコンピュータを用いて実現する場合について説明するが、本発明は専用のハードウェアを用いて実現しても、また他の形態の装置を用いて実現してもよい。なお本実施形態では、合成単位としてダイフォンを用いる場合について説明するが、これに限定されるものではない。また、合成素片セットは、あらかじめ、例えば特開２００１−２８２２７３号公報において開示された方法等によって選択しておくものとする。
【００１０】
図１において、１０１は制御メモリ（ＲＯＭ）、１０２は中央処理装置、１０３はメモリ（ＲＡＭ）、１０４は外部記憶装置、１０５はＤ／Ａ変換器、１０６は入力装置、１０７は表示装置、１０８はバスである。本実施形態にかかる情報処理機能を実現するための制御プログラムやその制御プログラムで用いるデータは、制御メモリ１０１に記憶される。これらの制御プログラムやデータは、中央処理装置１０２の制御のもと、バス１０８を通じて適宜メモリ１０３に取り込まれ、中央処理装置１０２によって実行される。
【００１１】
図２は、本実施形態における情報処理装置のモジュール構成を示すブロック図である。入力処理部２０１は、入力装置１０６を介して入力されるデータを処理する。終了条件保持部２０２は、入力処理部２０１が受理した終了条件を保持する。終了条件判定部２０３は、現在の状況が終了条件を満たすか否かを判定する。素片間距離計算部２０４は、２つの合成素片間の距離を計算する。代替素片候補保持部２０５は、素片間距離計算部２０４で求めた合成素片間の距離をもとに各合成素片に対する代替素片候補を保持する。接続歪計算部２０６は、所定の合成素片を代替素片候補に置き換えた合成素片セットを用いてコーパス２０９を音声合成した場合の当該代替素片候補と当該代替素片候補に隣接する合成素片との間に生じる接続歪を計算する。素片セット更新部２０７は、代替素片候補の中から選択された代替素片で代替前の合成素片を置き換える。素片セット保持部２０８は、置き換えた合成素片セットを保持する。コーパス２０９は、文を音韻系列で表現したものの集合である。また、本実施形態では音韻としてダイフォンを仮定しているが、これに限定されるものではない。
【００１２】
図３は、本実施形態における情報処理装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【００１３】
ステップＳ３０１では、入力処理部２０１がユーザによる終了条件の入力を受理し、終了条件を終了条件保持部２０２に保持して、ステップＳ３０２に移る。
【００１４】
ステップＳ３０２では、終了条件判定部２０３が、現在の状況が終了条件を満たすかどうかを判定する。終了条件を満たす場合は、終了する。一方、終了条件を満たさない場合は、ステップＳ３０３に移る。終了条件は、現在の合成素片セットに含まれる合成素片の数が設定値よりも小さくなったか、あるいは現在の合成素片セットのデータサイズが設定値よりも小さくなったか、あるいは現状の合成素片セットでコーパス２０９を合成した場合に生じる接続歪が設定値よりも大きくなったか、などが考えられる。言うまでもないことであるが、これらの組み合わせを終了条件としてもよい。また、ここで述べた合成素片セットに含まれる合成素片数とは、代替されることなく残っている合成素片の数を意味している。つまり、代替素片によって合成素片が代替されることが決まる度に合成素片数はひとつずつ減り、合成素片セットのデータサイズは小さくなる一方、当該合成素片セットでコーパス２０９を合成した場合に生じる接続歪は大きくなる。
【００１５】
ステップＳ３０３では、素片間距離計算部２０４が、現在の合成素片セットに含まれる一部もしくはすべての合成素片について、当該合成素片とそれを除く合成素片との間の素片間距離を計算する。素片間距離としては、ケプストラム距離やスペクトル距離、または波形の振幅の差などが考えられる。合成素片同士は、必ずしも同じ長さであるとは限らないので、距離を計算する前にＤＰ（動的計画法）などで対応点を求めておく。これにより、合成素片セットに含まれる各々の合成素片について、最も距離が小さい合成素片をそれぞれ見つけることができる。そして、この最も距離が小さい合成素片を各合成素片に対する各代替素片候補とし、代替素片候補保持部２０５に保存して、ステップＳ３０４に移る。
【００１６】
ステップＳ３０４では、まず接続歪計算部２０６が所定の合成素片を代替素片候補で置き換えた合成素片セットを用いてコーパス２０９を音声合成した場合の接続歪を該所定の合成素片ごとに計算する。これを合成素片セットに含まれる一部もしくはすべての合成素片を対象として行い、その中から接続歪が最小となる合成素片を決定して、ステップＳ３０５に移る。
【００１７】
ステップＳ３０５では、素片セット更新部２０７が、最も接続歪が小さい値を示した代替素片候補を代替素片として採用し、合成素片セットを更新した後、ステップＳ３０２に戻る。合成素片セットの更新は、例えば次のように行なわれる。ダイフォンＫ．Ａの代替素片候補がＰ．Ａであり、Ｋ．ＡをＰ．Ａで置き換えた合成素片セットを用いてコーパス２０９を音声合成した場合の接続歪が、他の合成素片を代替素片候補で置き換えた合成素片セットを用いてコーパス２０９を音声合成した場合の接続歪と比べて最小である場合、ダイフォンＫ．Ａを合成素片セットから削除し、ダイフォンＫ．Ａの代替がダイフォンＰ．Ａである旨を合成素片セットに登録する。
【００１８】
以上の説明から明らかなように、本実施形態によれば、音声合成のための合成素片を備える合成素片セットにおいて、専門的な知識を有する人間でなくとも簡易に合成素片の数を削減することが可能となる。また、このとき、所定の合成素片の代替素片候補への置き換えは、代替素片候補に置き換えた合成素片セットを用いてコーパスを音声合成した場合に生じる接続歪が最小となる合成素片に対して行われるため、置き換えによる音質の劣化を抑制することが可能となる。
【００１９】
【実施形態２】
実施形態１では、代替素片候補の決定を経て代替素片を決定する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、直接代替素片を決定してもよい。
【００２０】
図４は、代替素片候補の決定を行なわずに直接代替素片を決定する場合の情報処理装置のモジュール構成を示すブロック図である。入力処理部２０１、終了条件保持部２０２、終了条件判定部２０３、素片セット更新部２０７、素片セット保持部２０８、コーパス２０９は、実施形態１と同じ処理を行なう。歪計算部４１０は、ある合成素片を代替素片で置き換えた合成素片セットを用いてコーパス２０９を音声合成した場合に生じる歪を計算する。ここでいう歪とは、代替した合成素片セットを用いてコーパス２０９を音声合成した場合に、当該代替した合成素片と当該代替した合成素片に隣接する合成素片との間に生じる接続歪と、代替前の合成素片と代替素片との素片間距離との和を合計したものとする。いうまでもないことであるが、歪の算出にあたっては、上記の素片間距離ではなくて、合成素片の部分的な距離を用いてもよいし、他のいかなる距離を用いてもよい。
【００２１】
図５は、代替素片候補の決定を行なわずに直接代替素片を決定する場合の情報処理装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【００２２】
ステップＳ５０１では、入力処理部２０１がユーザによる終了条件の入力を受理し、終了条件を終了条件保持部２０２に保持して、ステップＳ５０２に移る。
【００２３】
ステップＳ５０２では、終了条件判定部２０３が、現在の状況が終了条件を満たすかどうかを判定する。終了条件を満たす場合は、終了する。一方、終了条件を満たさない場合は、ステップＳ５０３に移る。
【００２４】
ステップＳ５０３では、歪計算部４１０が、所定の合成素片を代替素片で置き換えた合成素片セットを用いてコーパス２０９を音声合成した場合に生じる歪を計算する。かかる計算を現在の合成素片セットに含まれる一部もしくはすべての合成素片を対象として行い、ステップＳ５０４に移る。歪としては、接続歪と素片間距離の和で表す場合が一般的であるが、特にこれに限定されるものではない。例えば、接続歪と素片間距離を重み付けして足し合わせたものを歪としても良い。
【００２５】
ステップＳ５０４では、素片セット更新部２０７が、所定の合成素片ごとに計算した歪のうち、もっとも歪が小さい値を示した合成素片について代替素片に置き換えるべく合成素片セットを更新し、ステップＳ５０２に戻る。
【００２６】
このように、合成素片セットから直接代替素片を決定してもよく、かかる場合においても上記実施形態１と同様の効果を有する。
【００２７】
【実施形態３】
実施形態１および実施形態２では、コーパスとして音韻系列のみが与えられている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、音声データを伴うコーパスでもよいものとする。音声データを伴う場合は、素片間距離として、コーパスに実在する合成素片との素片間距離を利用することができる。また、接続歪も同様に、コーパスに実在する隣接合成素片との接続歪が計算可能である。
【００２８】
【実施形態４】
実施形態１および実施形態２では、コーパスを音声合成した場合の接続歪に基づいて代替素片を選択する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、コーパスを使わずに代替素片を決定してもよい。コーパスを使わない場合の一例としては、所定の合成素片を代替素片候補に置き換え、当該所定の合成素片に接続可能な合成素片セット内のすべての合成素片との間で当該代替素片候補と接続した場合の接続歪を計算し、当該接続歪の計算をすべての合成素片を対象として行った場合の最小となる合成素片をもとめ、代替素片候補に置き換えるようにする方法が考えられる。
【００２９】
【実施形態５】
実施形態１および実施形態２では、代替素片候補および代替素片の決定に素片間距離や接続歪を利用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、音素の環境を選択基準の一要因として決定するようにしてもよい。例えば、ダイフォンＫ．Ａの代替素片候補は、Ｋ．＊または、＊．Ａのいずれかに限定することにより、少なくとも片側の音素が同じであるように保証することができる。
【００３０】
【実施形態６】
実施形態１および実施形態２では、素片間距離を計算する際にＤＰで対応点を求めておき、対応点同士の差を足し合わせることで距離とする場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、もとの合成素片をターゲットして、代替素片候補を変形（例えば、ＰＳＯＬＡ）することにより、変形後の合成素片ともとの合成素片との距離を素片間距離としてもよい。
【００３１】
【実施形態７】
実施形態１および実施形態２では、代替素片を決定する際に、毎回、コーパス中での接続歪を計算する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、あらかじめコーパス中の接続歪を合成素片ごとに計算しておくようにしてもよい。頻度を使うことによって、接続歪の計算量を軽減することができる。なお、参考までに図６に、コーパス中の接続歪を合成素片ごとにあらかじめ計算した場合の一例を示す。
【００３２】
【実施形態８】
実施形態１および実施形態２では、ひと揃えの合成素片セットが何らかの基準により選択されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、何も選択されていない状態、すなわち同一音韻素片が複数ある状態から開始するようにしてもよい。
【００３３】
【実施形態９】
同様に、例えば、複数言語の音素セットが存在する場合に、これらを一旦ひとつにして、そこから実施形態１および実施形態２などで示した方法を用いて合成素片を削減していくことにより、マルチリンガルに対応した合成素片セットを生成することが可能である。
【００３４】
【実施形態１０】
また、複数話者の音素セットが存在する場合に、それらを一旦ひとつにし、もしくは、メインとなる話者の合成素片を多めにしつつ混合するなどし、そこから実施形態１および実施形態２などで示した方法を用いて合成素片を削減していくことにより、一話者では収集困難であった合成素片を容易に他の話者の合成素片で代替することが可能である。特に、子音は母音に比べて話者による違いが小さいので、子音の場合はこのような方法が有効である。
【００３５】
【実施形態１１】
上記実施形態においては、各部を同一の計算機上で構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ネットワーク上に分散した計算機や処理装置などに分かれて各部を構成してもよい。
【００３６】
【実施形態１２】
上記実施形態においては、プログラムを制御メモリ（ＲＯＭ）に保持する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、外部記憶など任意の記憶媒体を用いて実現してもよい。また、同様の動作をする回路で実現してもよい。
【他の実施形態】
なお、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、１つの機器からなる装置に適用してもよい。前述した実施形態の機能を実現するソフトウエアのプログラムコードをネットワークなどを介してダウンロードして実行したり、プログラムコードを記録した記録媒体をシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００３７】
この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。
【００３８】
プログラムコードを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【００３９】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００４０】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、音声合成のための合成素片を備える合成素片セットにおいて、音声合成に用いた場合の音質の劣化を抑制しつつ、簡易に合成素片の数を削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１における情報処理装置のハードウエア構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態１における情報処理装置のモジュール構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態１における情報処理装置の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態２における情報処理装置のモジュール構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態２における情報処理装置の流れを示すフローチャートである。
【図６】コーパス中の接続歪を合成素片ごとにあらかじめ計算した場合の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０１  制御メモリ（ＲＯＭ）
１０２  中央処理装置
１０３  メモリ（ＲＡＭ）
１０４  外部記憶装置
１０５  Ｄ／Ａ変換器
１０６  入力装置
１０７  表示装置
１０８  バス
２０１  入力処理部
２０２  終了条件保持部
２０３  終了条件判定部
２０４  素片間距離計算部
２０５  代替素片候補保持部
２０６  接続歪計算部
２０７  素片セット更新部
２０８  素片セット保持部
４１０  歪計算部
【図１】
2004252316.tif 000003
【図２】
2004252316.tif 000004
【図３】
2004252316.tif 000005
【図４】
2004252316.tif 000006
【図５】
2004252316.tif 000007
【図６】
2004252316.tif 000008