(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーパスを構成する最適な素片を選択してコーパスを構築するための設計装置であって、
候補素片をコーパスに追加した場合のコーパス品質増加量を評価する品質評価手段と、
同素片をコーパスに追加する際に要する作業コスト増加量を評価する作業コスト評価手段と、
前記品質増加量と前記作業コスト増加量とに基づき、あらかじめ定められた条件を満たす素片を選択する選択手段と、
を有することを特徴とするコーパス設計装置。
【請求項２】
コーパスを構成する最適な素片を選択してコーパスを構築するための設計装置であって、
候補素片をコーパスに追加した場合のコーパス品質増加量を評価する品質評価手段と、
同素片をコーパスに追加する際に要する作業コスト増加量を評価する作業コスト評価手段と、
前記品質増加量と前記作業コスト増加量とに基づき、あらかじめ定められた条件を満たす素片を選択する選択手段と、
前記選択手段が選択した素片の最適度を評価する最適度評価手段と、
前記最適度評価手段の評価結果に基づき、過去に前記選択手段が選択した素片との比較を行い、過去に選択した素片より評価が高い場合には、過去に選択した素片との入れ替えを行う入替手段と、
を有し、
前記品質評価手段ないし前記入替手段が行う処理を、全ての候補素片に対して実行することを特徴とするコーパス設計装置。
【請求項３】
前記作業コスト評価手段は、
あらかじめ構築した、素片とそのコーパス追加に要するコストとの実計測データを格納するデータベースを参照し、
前記データベースの実計測データに基づき、素片とそのコーパス追加に要するコストとの対応関係を表す計算式を、統計的手法により算出し、
前記計算式に基づき、候補素片をコーパスに追加した場合のコーパス品質増加量を評価することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコーパス設計装置。
【請求項４】
前記作業コスト評価手段は、
評価対象素片の特徴に起因する作業難度を表すルールを、知識ベースとしてあらかじめ構築しておき、
前記知識ベースを参照して、候補素片をコーパスに追加した場合のコーパス品質増加量を評価することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコーパス設計装置。
【請求項５】
前記作業コスト評価手段は、
評価対象素片の音声要素のうち、音素数、母音数、及び子音数を変数とする評価関数に基づき、候補素片をコーパスに追加した場合のコーパス品質増加量を評価することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコーパス設計装置。
【請求項６】
前記作業コスト評価手段は、
評価対象素片を音声認識した際の、音素毎の正解率をあらかじめ求めておき、
前記音素毎の正解率の逆数の総和を、作業コストとして用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコーパス設計装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声合成装置や音声研究に用いるコーパスを設計する方法、装置及びプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、『音声合成に用いる音声データベース作成に必要とする文（テキスト）の読上げ用文セットを効率的に生成する』ための技術として、『文コーパス中の各文について、３連鎖音韻を基本単位とした基本素片の出現率の合計値をスコアとして計算する（ステップ１−１）。既に文セットに格納した基本素片を除き、かつ同一文中の複数の同一形態の基本素片の重複分はスコア計算に含めない。最高値スコアの文が１つであれば（ステップ１−４）これを文セットに格納、複数であればその複数文について、環境付き音節や環境付き形態素などの拡張素片単位とした各種の拡張素片の出現率の合計値をスコアとして先と同様な手法で計算する。同一文について各種の拡張素片スコアを荷重加算して複合スコアとし、複合スコアの最高値の文を文セットに格納する。荷重加算の重み係数の設定によりタスク依存度を高めることができる。』というものが提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−２４６１４０号公報（要約）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
音声コーパス作成に必要なテキスト文セットの設計に際しては、そのパフォーマンス品質（音素環境数など）と作業コスト（収録作業コストと音素ラベリング作業コスト）とのトレードオフが発生するので、この両者の関係を適当に重み付けするなどして最適化することが望ましい。
【０００４】
ここで、作業コストを算定する方法として、テキスト文セットの文数や文長（テキストの長さ）より、所定の算出式などを用いて算定することが考えられる。この方法は、算定の基礎となる変数（文数や文長）が定量的に求められるため、作業コストがこれらの変数に比例するのであれば、容易に作業コストを算定できるという利点がある。
【０００５】
しかし、音声認識システム等を用いた自動処理を想定すると、テキスト文セットの文数や文長と作業コストとの間には、必ずしも強い比例関係は成り立たない。
そのため、テキスト文セットの文数や文長によらずにコーパスを設計する方法、装置及びプログラムが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るコーパス設計装置は、
コーパスを構成する最適な素片を選択してコーパスを構築するための設計装置であって、
候補素片をコーパスに追加した場合のコーパス品質増加量を評価する品質評価手段と、
同素片をコーパスに追加する際に要する作業コスト増加量を評価する作業コスト評価手段と、
前記品質増加量と前記作業コスト増加量とに基づき、あらかじめ定められた条件を満たす素片を選択する選択手段と、
を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、音声コーパスの設計に際し、パフォーマンス品質と作業コストとの関係を適切に評価し、コストパフォーマンスに優れたテキスト文セットを設計することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るコーパス設計装置の機能ブロック図を示すものである。
図１のコーパス設計装置は、コーパス作成に必要なテキスト文セット（候補素片１１０）を入力として受け取り、その候補素片が所定の設計条件を満たす場合には、コーパスの構成要素として用いるものである。
【００１０】
図１のコーパス設計装置１００は、品質評価手段１０１、作業コスト評価手段１０２、選択手段１０３を有する。
品質評価手段１０１は、候補素片１１０を入力として受け取り、当該候補素片をコーパスに追加することで、コーパスのパフォーマンス品質がどの程度増加するかを算出し、結果を選択手段１０３に出力する。パフォーマンス品質の詳細については後述する。
作業コスト評価手段１０２は、候補素片１１０を入力として受け取り、当該候補素片をコーパスに追加するために、作業コストがどの程度増加するかを算出し、結果を選択手段１０３に出力する。なお、本発明においては、作業コストとは、収録作業に要する時間と音素ラベリング作業に要する時間との総和を指すものとし、詳細は後述する。
選択手段１０３は、品質評価手段１０１と作業コスト評価手段１０２の処理結果を受け取り、候補素片１１０が、あらかじめ定めた設計条件を満たすか否かを判断する。満たすと判断する場合は、候補素片１１０をコーパス１０４に追加する。設計条件の例は、後述する。
【００１１】
次に、コーパスのパフォーマンス品質について説明する。
一般に、コーパスの品質は、音素環境数が多いほどよくなるため、音素環境のバリエーションを豊富に有することが望ましい。
ここで、音素環境とは、音素の音響的変動をもたらす文脈的要素のことをいう。
複数の音素を連続して発声する場合には、各音素の連続からなる文脈による、音素の音響的な変動が大きくなる。この音素の変動をもたらす文脈的要素のことを、音素環境と呼ぶ。
音声コーパスは、保有している文脈パターンが多いほど、種々の発話パターンに対応することができるため、パフォーマンス品質がよいと言える。即ち、音素環境のバリエーションを豊富に有することが、音声コーパスの品質を高めることになる。
音素環境のバリエーション例について、次の図２で説明する。
【００１２】
図２の（１）は、音素環境のバリエーションを例示するものである。
例えば、「コーパス設計方法」という言葉を中心に考えた場合、その前後の文脈によっては、「コーパス設計方法」の発音が異なる。即ち、前後の文脈により、「コーパス設計方法」という音素に、音響的変動がもたらされる。
様々な発音パターンに対応するためには、音声コーパスは、「コーパス設計方法」という言葉を用いた様々なテキスト文セットのパターンを有していることが望ましい。
【００１３】
図２の（２）は、同一のテキスト文セットにおける複数の抑揚パターンを例示するものである。
同一のテキスト文セットであっても、話者によっては異なる読み方をする場合があり、テキスト文が同一であっても、抑揚パターンは必ずしも同一とは限らない。そこで、様々な発音パターンに対応するためには、音声コーパスは、同一のテキスト文セットに対して複数の抑揚バリエーションを有していることが望ましい。
【００１４】
品質評価手段１０１は、上記に説明したようなコーパスのパフォーマンス品質に関し、候補素片１１０をコーパスに追加するとどの程度パフォーマンス品質が増加するのかを算出する。算出方法は、例えば特許文献１に示すような方法等を用いることができる。
【００１５】
次に、コーパスに素片を追加するのに要する作業コストについて説明する。
本発明においては、作業コストとは、収録作業に要する時間と音素ラベリング作業に要する時間との総和を指す。
収録作業に要する時間とは、音素片の音声データを録音する作業の時間である。
また、音素ラベリング作業は、以下のような工程で行う。
（１）音声を取り込んだ後、単語や文などの単位で音声を切り出す。
（２）個々の音声データに、その発話内容を表す読み仮名を付与する。
（３）読み仮名と音声データの聴取結果に基づき、発話内容に則した適切な音素ラベルを定める。
（４）音声の波形やスペクトルを参照しながら、各音素の境界位置を特定し、印を付ける。
【００１６】
これらの作業に要する時間は、様々な要素に左右されるため、テキスト文セットの文数や文長により定量的に定まるものとは一概に言えない。そこで、より適切な作業コスト評価基準が必要となる。
本発明においては、候補素片１１０をコーパスに追加するために作業コストがどの程度増加するかを、作業コスト評価手段１０２が算出する。作業コスト評価手段１０２が用いる算出方法について、次に説明する。
【００１７】
作業コスト評価手段１０２は、以下の（１）統計処理による方法〜（３）音声認識精度から算出する方法のいずれかの方法を用いて、候補素片１１０をコーパスに追加するために作業コストがどの程度増加するかを算出する。
【００１８】
（１）統計処理による方法
（１−１）
素片とそのコーパス追加に要するコストとの実計測データを格納するデータベースを、あらかじめ構築しておく。
（１−２）
作業コストのデータベースに格納されたデータを参照する。
（１−３）
データベースの実計測データに基づき、素片とそのコーパス追加に要するコストとの対応関係を表す計算式を、統計的手法により算出する。
（１−４）
ステップ１−３で求めた計算式に基づき、候補素片をコーパスに追加した場合のコーパス品質増加量を評価する。
【００１９】
ここで、ステップ１−３の統計的手法は、例えば数量化Ｉ類（重回帰分析）を用いることができる。
この場合、説明変数としては、テキスト中の音素の音素カテゴリ数、アクセント位置等を用いる。また、従属変数として、作業コスト（例えば作業時間）を用いる。これらの変数の重回帰分析により重回帰式を求め、この式に基づきテキスト文から作業コスト推定値を算出し、当該テキスト文の追加による作業コスト増加量を求める。
【００２０】
（２）エキスパートルールによる方法
（２−１）
評価対象素片の特徴に起因する作業難度を表すルールを、知識ベースとしてあらかじめ構築しておく。
（２−２）
構築した知識ベースを参照して、候補素片をコーパスに追加した場合のコーパス品質増加量を評価する。
【００２１】
なお、知識ベースの構築に際しては、作業経験者へのヒアリング等に基づき、例えば音素数、母音数、及び子音数を変数とする評価関数を設定し、これをエキスパートルールとして用いることができる。
この場合、テキスト文の追加による作業コスト増加量は、以下の式１に例示するような評価関数で表すことができる。
作業コスト増加量＝０．１Ｉ＋０．０５Ｊ＋０．３Ｋ・・・（式１）
Ｉ：音素数
Ｊ：母音数
Ｋ：子音数
【００２２】
母音数Ｊに係る係数が、子音数Ｋに係る係数よりも小さいのは、一般に母音は子音よりも識別が容易であり、関連する作業コストも少なくてすむからである。仮に、その作業難易度の差が経験上６倍程度であると判明している場合、式１に示すように、両者に係る係数に６倍の差を設けることにより、上記のような経験上のルールを数式化することが可能となる。
【００２３】
（３）音声認識精度から算出する方法
（３−１）
評価対象素片を音声認識した際の、音素毎の正解率をあらかじめ求めておく。
（３−２）
音素毎の正解率の逆数の総和を、作業コストとして用いる。
【００２４】
一般に、音素ラベリングの作業コストは、当該音素を音声認識させる際の難易度と相関関係にある。そこで、別途音声認識システム等を用いて当該音素の音声認識難易度を求めておき、その難易度より作業コストを推定することが可能である。
具体的には、音声認識させる際の音素セグメント正解率（正しく音声認識できた割合）を音素毎に求めておき、その逆数を、音素ラベリング作業の難易度推測値として用いることができる。
評価に際しては、テキスト中の各音素の正解率逆数の総和を求め、その値を作業コストとして用いる。
【００２５】
次に、これらの方法を用いた全体動作フローについて説明する。
【００２６】
図３は、図１のコーパス設計装置１００の全体動作フローを示すものである。以下、各ステップについて説明する。
（Ｓ３０１）
品質評価手段１０１と作業コスト評価手段１０２は、それぞれ候補素片１１０のデータを読み込む。
（Ｓ３０２）
品質評価手段１０１は、例えば特許文献１に示すような方法等を用いて、候補素片１１０をコーパスに追加した場合のコーパス品質増加量を評価する。
評価結果は、選択手段１０３に出力される。
（Ｓ３０３）
作業コスト評価手段１０２は、候補素片１１０をコーパスに追加する際に要する作業コスト増加量を評価する。評価に際しては、前述の（１）統計処理による方法〜（３）音声認識精度から算出する方法のいずれかの方法を用い、ないしはこれらの方法に適当な重み付けをして組み合わせて用いることができる。
評価結果は、選択手段１０３に出力される。
（Ｓ３０４）
選択手段１０３は、品質評価手段１０１と作業コスト評価手段１０２の出力に基づき、候補素片１１０があらかじめ定められたコーパス設計条件を満たすか否かを判断する。
設計条件を満たすと判断する場合はステップＳ３０５へ進み、満たさないと判断する場合は処理を終了する。
（Ｓ３０５）
選択手段１０３は、候補素片１１０をコーパス１０４に追加する。
【００２７】
ここで、ステップＳ３０４におけるコーパス設計条件とは、例えば以下のような事項ないしはその組み合わせを言う。
（１）作業コスト増加量が所定値以上の素片はコーパスに追加しない。
（２）パフォーマンス品質増加量が所定値以下の素片はコーパスに追加しない。
【００２８】
また、コーパスを記憶する記憶手段に容量制限があるような場合には、以下のような設計条件も考えられる。
（３）パフォーマンス品質増加量が所定値以上の素片はコーパスに追加しない。
（４）追加した素片のパフォーマンス品質増加量の総和が所定値を超えた場合は、それ以上素片をコーパスに追加しない。
【００２９】
このようなコーパスの設計条件は、実際にコーパスを搭載する機器の性能上の制約や、ラベリング作業にかけられるコストの上限値など、実施環境によりある程度影響を受けるため、必ずしも一義的に定まるものではない。したがって、個々の状況に応じて適切なコーパス設計条件を設定することが望ましい。
【００３０】
なお、複数の候補素片についてコーパス追加への可否を判断する場合には、図３のフローチャートに示すステップを各候補素片に対して行えばよい。これにより、あらかじめ定めた設計条件を満たす候補素片を、条件を満たさない素片から振り分けることができ、コストパフォーマンスに優れたコーパスを設計することができる。
【００３１】
以上のように、本実施の形態１によれば、
コーパスを構成する最適な素片を選択してコーパスを構築するための設計装置であって、
候補素片をコーパスに追加した場合のコーパス品質増加量を評価する品質評価手段と、
同素片をコーパスに追加する際に要する作業コスト増加量を評価する作業コスト評価手段と、
前記品質増加量と前記作業コスト増加量とに基づき、あらかじめ定められた条件を満たす素片を選択する選択手段と、
を有するので、
音声コーパスの設計に際し、パフォーマンス品質と作業コストとの関係を適切に評価し、コストパフォーマンスに優れたテキスト文セットを設計することができる。
【００３２】
また、前記作業コスト評価手段は、
あらかじめ構築した、素片とそのコーパス追加に要するコストとの実計測データを格納するデータベースを参照し、
前記データベースの実計測データに基づき、素片とそのコーパス追加に要するコストとの対応関係を表す計算式を、統計的手法により算出し、
前記計算式に基づき、候補素片をコーパスに追加した場合のコーパス品質増加量を評価するので、
定量的に算出することが難しい作業コストを、簡易な計算式で表現し、少ない演算量で作業コストを算出することができる。
【００３３】
また、前記作業コスト評価手段は、
評価対象素片の特徴に起因する作業難度を表すルールを、知識ベースとしてあらかじめ構築しておき、
前記知識ベースを参照して、候補素片をコーパスに追加した場合のコーパス品質増加量を評価するので、
作業経験者の経験等に基づいて、作業コストを精度良く推定することができる。
【００３４】
また、前記作業コスト評価手段は、
評価対象素片の音声要素のうち、音素数、母音数、及び子音数を変数とする評価関数に基づき、候補素片をコーパスに追加した場合のコーパス品質増加量を評価するので、
テキスト文セットの文数や文長（テキストの長さ）によらず、音素の構成要素を適切に評価したうえで、作業コストを精度良く算出することができる。
【００３５】
また、前記作業コスト評価手段は、
評価対象素片を音声認識した際の、音素毎の正解率をあらかじめ求めておき、
前記音素毎の正解率の逆数の総和を、作業コストとして用いるので、
音声認識の難易度とラベリング作業の難易度の相関関係を利用し、既存の音声認識システムなどを用いて、作業コストを自動的に算出することができる。
【００３６】
実施の形態２．
実施の形態１では、ある特定の候補素片をコーパスに追加すべきか否かを判断する構成について説明した。これは、コーパスを構成する素片を設計する際に、逐次的に素片をコーパスへ追加することを繰り返す場合に適しており、簡易な手法でコストパフォーマンスに優れたコーパスを構築することができる。
しかしながら、最適な素片を逐次選択する方法では、最終的に得られる素片集合は、必ずしも全体最適とならない場合もある。
本発明の実施の形態２では、候補素片の集合から、全体最適となる素片を選択してコーパスを構築する構成について説明する。
【００３７】
図４は、本実施の形態２に係るコーパス設計装置の機能ブロック図を示すものである。
図４のコーパス設計装置４００は、品質評価手段４０１、作業コスト評価手段４０２、選択手段４０３、最適度評価手段４０５、入替手段４０６、選択結果記憶手段４０７を有する。
品質評価手段４０１は、候補素片集合４１０を入力として受け取り、各候補素片について、当該候補素片をコーパスに追加することで、コーパスのパフォーマンス品質がどの程度増加するかを算出し、結果を選択手段４０３に出力する。
作業コスト評価手段４０２は、候補素片集合４１０を入力として受け取り、各候補素片について、当該候補素片をコーパスに追加するために、作業コストがどの程度増加するかを算出し、結果を選択手段４０３に出力する。
選択手段４０３は、品質評価手段１０１と作業コスト評価手段１０２の処理結果を受け取り、各候補素片が、あらかじめ定めた設計条件を満たすか否かを判断する。満たすと判断する場合は、その結果を最適度評価手段４０５に出力する。
最適度評価手段４０５は、選択手段４０３が出力した結果を受け取り、当該候補素片がコーパスを構成する素片としてどの程度適しているか（候補素片の最適度）を評価し、評価結果を入替手段４０６に出力する。
入替手段４０６は、最適度評価手段４０５の評価結果を受け取り、当該候補素片のデータを選択結果記憶手段４０７に格納する。２度目以降に評価結果を受け取る際には、受け取った候補素片と、選択結果記憶手段４０７に格納された素片との比較を行い、現在の素片の方が過去の素片より評価が高い場合には、過去に選択した素片との入れ替えを行う。
選択結果記憶手段４０７に格納された素片データは、最終的にコーパス４０４に出力される。
【００３８】
選択結果記憶手段４０７に格納する素片データの数は、記憶手段の容量に応じて任意に設定することができる。複数の素片データを格納することとした場合は、入替手段４０６は、選択結果記憶手段４０７に格納された素片データのうち、最も評価値の悪いものを入替の対象とする。
このようにすることで、選択結果記憶手段４０７には、常にその時点で最良の評価値を持つ素片データの集合が格納されていることになる。
【００３９】
ここで、最適度評価手段４０５の評価基準について説明する。
一般に、コーパスのパフォーマンス品質とその構築作業に要するコストは、トレードオフの関係にある。そのため、両者のバランスや実施環境等の要素を考慮し、適切な評価基準を用いる必要がある。
評価基準の例としては、パフォーマンス品質と作業コストに重みを付けて数式化し、当該数式により求めた値の高い候補素片を、より最適度が高いものと判断することが考えられる。
採用すべき評価基準は、個々の状況により異なるため、固定的な評価基準を常に用いることは望ましくない。コーパス設計装置４００を用いてコーパスを設計する際に、設計者がその都度最適度評価手段４０５の評価基準を設定することが望ましい。
【００４０】
図５は、図４のコーパス設計装置４００が、候補素片集合４１０から最適な素片を選び出す過程を、模式的に表した図である。以下、図５に示す各ステップについて説明する。
（１）コーパス構成要素の候補となる素片
コーパス設計装置４００は、候補素片集合４１０を入力として受け取る。
（２）候補素片の品質増加量と作業コスト増加量を評価
品質評価手段４０１と作業コスト評価手段４０２は、候補素片集合４１０中の任意の素片を取り出し、当該素片をコーパスに加えることによるコーパス品質の増加量と作業コストの増加量を算出・評価する。
（３）最適度を過去に選択した候補と比較
最適度評価手段４０５は、ステップ２の評価結果を用いて、当該素片の最適度を評価する。次に、選択結果記憶手段４０７に格納されている、過去に評価した素片との最適度比較を行う。
図５においては、選択結果記憶手段４０７は１０個の素片データを、最適度順にランク付けして格納しているものとして記載している。
（４）最適度が低い候補を入れ替え
入替手段４０６は、評価値の低い素片データを、現在の素片データと入れ替える。評価値の最も低い素片は、選択結果記憶手段４０７から消去される。
【００４１】
このようにして、候補素片集合４１０中の全ての素片に対して最適度評価を行えば、あらかじめ定めたコーパス設計条件を満たす最適な素片集合を得ることができる。
【００４２】
図６は、図４のコーパス設計装置４００の全体動作フローを示すものである。以下、各ステップについて説明する。
（Ｓ６０１）
以下のステップＳ６０２〜Ｓ６０８の処理を、候補素片集合４１０中の全ての候補素片に対して行う。
（Ｓ６０２）
品質評価手段４０１と作業コスト評価手段４０２は、それぞれ候補素片集合４１０から任意の素片データ（過去に読み込んでいない素片に限る）を読み込む。
（Ｓ６０３）
品質評価手段４０１は、例えば特許文献１に示すような方法等を用いて、候補素片をコーパスに追加した場合のコーパス品質増加量を評価する。
評価結果は、選択手段４０３に出力される。
（Ｓ６０４）
作業コスト評価手段４０２は、候補素片をコーパスに追加する際に要する作業コスト増加量を評価する。評価に際しては、実施の形態１と同様の方法を用いる。
評価結果は、選択手段４０３に出力される。
（Ｓ６０５）
選択手段４０３は、品質評価手段４０１と作業コスト評価手段４０２の出力に基づき、候補素片があらかじめ定められたコーパス設計条件を満たすか否かを判断する。
設計条件を満たすと判断する場合はステップＳ６０６へ進み、満たさないと判断する場合はステップＳ６０２に戻る。
なお、判断結果は最適度評価手段４０５に出力される。
（Ｓ６０６）
最適度評価手段４０５は、選択手段４０３が出力した結果を受け取り、当該候補素片の最適度を評価し、評価結果を入替手段４０６に出力する。
（Ｓ６０７）
入替手段４０６は、選択結果記憶手段４０７に格納されている、過去に評価した素片データを読み取る。次に、ステップＳ６０６における評価結果を基に、過去に評価した素片との最適度比較を行う。
現在の素片データの方が、選択結果記憶手段４０７に格納されている最もランクの低い素片データよりも評価値が高い場合にはステップＳ６０８へ進み、現在の素片データの方が評価値が低い場合には、ステップＳ６０２に戻る。
本ステップは、選択結果記憶手段４０７に格納されている素片データの個数が所定数に達するまでは、スキップするように構成することもできる。
（Ｓ６０８）
入替手段４０６は、選択結果記憶手段４０７に格納されている最もランクの低い素片データとの入替を行う。
本ステップは、選択結果記憶手段４０７に格納されている素片データの個数が所定数に達するまでは、現在の素片データを無条件に選択結果記憶手段４０７へ格納するように構成することもできる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態２によれば、
コーパスを構成する最適な素片を選択してコーパスを構築するための設計装置であって、
候補素片をコーパスに追加した場合のコーパス品質増加量を評価する品質評価手段と、
同素片をコーパスに追加する際に要する作業コスト増加量を評価する作業コスト評価手段と、
前記品質増加量と前記作業コスト増加量とに基づき、あらかじめ定められた条件を満たす素片を選択する選択手段と、
前記選択手段が選択した素片の最適度を評価する最適度評価手段と、
前記最適度評価手段の評価結果に基づき、過去に前記選択手段が選択した素片との比較を行い、過去に選択した素片より評価が高い場合には、過去に選択した素片との入れ替えを行う入替手段と、
を有し、
前記品質評価手段ないし前記入替手段が行う処理を、全ての候補素片に対して実行するので、
全ての音素片の最適度を確実に評価し、コストパフォーマンスに優れたコーパスを確実に設計することができる。
【００４４】
実施の形態３．
実施の形態２では、候補素片集合中の全ての素片について所定の評価を行い、最終的に最適な素片集合を得る構成について説明した。
しかし、候補素片集合中の素片数が比較的少ない場合にはこの方法が適している場合もあるが、素片数が多くなると、全ての素片について評価を行うことが、時間や演算リソース等の制約から事実上不可能である場合もある。
本発明の実施の形態３では、候補となる素片が多い場合に、全ての素片について評価を行うことなく、より現実的な時間内で準最適な素片集合を得る構成について説明する。
【００４５】
図７は、本実施の形態３に係るコーパス設計装置の機能ブロック図を示すものである。
図７のコーパス設計装置７００は、品質評価手段７０１、作業コスト評価手段７０２、選択手段７０３、最適度評価手段７０５、ソート手段７０８、初期値選択手段７０９、起点設定手段７１０を有する。
ソート手段７０８は、候補素片集合７２０を入力として受け取り、所定の規則に従って候補素片中の素片をソートし、初期値選択手段７０９に出力する。ソート規則は、例えば文長の短い順に並べる、音素数の少ない順に並べる、などとすることができる。ソート規則については、後述の図８で改めて述べる。
初期値選択手段７０９は、あらかじめ定めた起点を基準として、ソート手段７０８が出力したソート済み候補素片集合より、１ないし複数の候補素片を選択する。選択結果は品質評価手段７０１と作業コスト評価手段７０２に出力される。
品質評価手段７０１は、初期値選択手段７０９の出力を受け取り、各候補素片について、当該候補素片をコーパスに追加することで、コーパスのパフォーマンス品質がどの程度増加するかを算出し、結果を選択手段７０３に出力する。
作業コスト評価手段７０２は、初期値選択手段７０９の出力を受け取り、各候補素片について、当該候補素片をコーパスに追加するために、作業コストがどの程度増加するかを算出し、結果を選択手段７０３に出力する。
選択手段７０３は、品質評価手段７０１と作業コスト評価手段７０２の処理結果を受け取り、各候補素片が、あらかじめ定めた設計条件を満たすか否かを判断する。満たすと判断する場合は、その結果を最適度評価手段７０５に出力する。
最適度評価手段７０５は、選択手段７０３が出力した結果を受け取り、当該候補素片がコーパスを構成する素片としてどの程度適しているか（候補素片の最適度）を評価し、評価結果を起点設定手段７０９に出力する。
起点設定手段７０９は、最適度評価手段７０５の出力に基づき、評価値の最も高い素片を新たな起点として設定し、初期値選択手段７０９に出力する。
【００４６】
図８は、図７のコーパス設計装置７００が、候補素片集合７２０から最適な素片を選び出す過程を、模式的に表した図である。以下、図８に示す各ステップについて説明する。
（１）コーパス構成要素の候補となる素片
コーパス構成要素の候補となる素片の集合である候補素片集合７２０は、多くの素片を含む集合である。ソート手段７０８は、候補素片集合７２０を入力として受け取り、所定の規則に従って候補素片中の素片をソートする。ソート規則については後述する。
（２）初期の候補集合を選択
初期値選択手段７０９は、あらかじめ定めた起点を基準として、ソート手段７０８が出力したソート済み候補素片集合より、１ないし複数の候補素片を選択する。選択結果は品質評価手段７０１と作業コスト評価手段７０２に出力される。
（３）評価値の良い方へ順次移動
品質評価手段７０１、作業コスト評価手段７０２、選択手段７０３、及び最適度評価手段７０５は、それぞれ所定の評価処理等を行う。
起点設定手段７０９は、最適度評価手段７０５の出力に基づき、評価値の最も高い素片を新たな起点として設定する。設定した新たな起点は初期値選択手段７０９に出力される。以後、その起点を基準として、ステップ２以降の処理を繰り返す。
【００４７】
以上のように、最適度評価値が高い方向へ向けて、順次素片を選択しながら新たな起点を設定することを繰り返すことにより、評価値の高い素片のみで構成される素片集合を得ることができるので、必ずしも最適な素片集合が得られるとは限らないとしても、妥当な時間内に準最適なコストパフォーマンスのコーパスを構築することができる。
【００４８】
ここで、候補素片集合をソートする際の規則について説明する。
図８で説明したように、本実施の形態３においては、最適度評価値が高い方向へと移動を繰り返しながら準最適な素片集合を得るものである。そのため、候補素片集合７２０中の素片は、あらかじめ所定の規則に従ってソートされていることが望ましい。あらかじめソートされていることにより、ある起点を基準として最適度評価値の良い方向を選択すると、同じ方向に同様に最適度評価値の良い素片が存在している可能性が高くなるからである。
【００４９】
このように、同じ移動方向に最適度評価値の良い素片が存在することを期待するためには、候補素片集合７２０は最適度評価と同じ基準でソートされていることが望ましい。即ち、ソート手段７０８は、最適度評価手段７０５と同じ基準でもって、候補素片集合７２０をあらかじめソートする。
具体的なソート方法としては、音素数や母音・子音数の昇順にソートするなどの方法を用いることができる。
【００５０】
図９は、図７のコーパス設計装置７００の全体動作フローを示すものである。以下、各ステップについて説明する。
（Ｓ９０１）
ソート手段７０８は、候補素片集合７２０を入力として受け取り、所定の規則に従って候補素片中の素片をソートし、初期値選択手段７０９に出力する。
（Ｓ９０２）
以下のステップＳ９０３〜Ｓ９０８の処理を所定回数行う。
（Ｓ９０３）
初期値選択手段７０９は、あらかじめ定めた起点を基準として、ソート手段７０８が出力したソート済み候補素片集合より、１ないし複数の候補素片を選択する。
選択結果は品質評価手段７０１と作業コスト評価手段７０２に出力される。
（Ｓ９０４）
品質評価手段７０１は、例えば特許文献１に示すような方法等を用いて、候補素片をコーパスに追加した場合のコーパス品質増加量を評価する。
評価結果は、選択手段７０３に出力される。
（Ｓ９０５）
作業コスト評価手段７０２は、候補素片をコーパスに追加する際に要する作業コスト増加量を評価する。評価に際しては、実施の形態１と同様の方法を用いる。
評価結果は、選択手段７０３に出力される。
（Ｓ９０６）
選択手段７０３は、品質評価手段７０１と作業コスト評価手段７０２の出力に基づき、候補素片があらかじめ定められたコーパス設計条件を満たすか否かを判断する。
設計条件を満たすと判断する場合はステップＳ９０７へ進み、満たさないと判断する場合はステップＳ９０３に戻る。
なお、判断結果は最適度評価手段７０５に出力される。
（Ｓ９０７）
最適度評価手段７０５は、選択手段７０３が出力した結果を受け取り、当該候補素片の最適度を評価し、評価結果を起点設定手段７１０に出力する。
（Ｓ９０８）
起点設定手段７１０は、ステップＳ９０７における評価値が最も高い候補素片を、初期値選択手段７０９の次の起点として設定する。設定結果は、初期値選択手段７０９に出力される。
【００５１】
以上の処理の繰り返し回数は、許容される時間等により適宜設定する、あるいは、所定の条件に達したときには、繰り返しの途中であっても処理を終了するように構成してもよい。
【００５２】
以上のように、本実施の形態３によれば、
コーパスを構成する最適な素片を選択してコーパスを構築するための設計装置であって、
候補素片集合をソートする手段と、
あらかじめ定めた起点より、１ないし複数の候補素片を選択する初期値選択手段と、
前記初期値選択手段が選択した候補素片をコーパスに追加した場合のコーパス品質増加量を評価する品質評価手段と、
同素片をコーパスに追加する際に要する作業コスト増加量を評価する作業コスト評価手段と、
前記品質増加量と前記作業コスト増加量とに基づき、あらかじめ定められた条件を満たす素片を選択する選択手段と、
前記選択手段が選択した素片の最適度を評価する最適度評価手段と、
前記最適度評価手段の評価値が最も高い候補素片を、前記初期値選択手段の起点として設定する起点設定手段と、
を有し、
前記初期値選択手段ないし前記起点設定手段の処理を、所定の条件を満たすまで繰り返し実行するので、
候補となる音素片が多数存在する場合に、妥当な時間内で準最適なコストパフォーマンスのコーパスを設計でき、実用上大きなメリットを得ることができる。
【００５３】
実施の形態４．
実施の形態３では、妥当な時間内で準最適な素片集合を得るために、最適度評価値の高い方向へ順次移動していくことを繰り返す構成について説明した。
本発明の実施の形態４では、より広い範囲に対して最適な素片を探索し、さらにコストパフォーマンスの良いコーパスを構築するための構成について説明する。
【００５４】
図１０は、本実施の形態４に係るコーパス設計装置の機能ブロック図を示すものである。
図１０のコーパス設計装置１０００は、品質評価手段１００１、作業コスト評価手段１００２、最適度評価手段１００５、初期候補集合作成手段１０１１、交換手段１０１２を有する。
初期候補集合作成手段１０１１は、候補素片集合１０２０を入力として受け取り、任意の素片を含む初期候補集合を複数作成する。候補素片集合１０２０及び作成した初期候補集合は、交換手段１０１２に出力される。
交換手段１０１２は、初期候補集合作成手段１０１１の出力を受け取り、各候補集合内の素片をランダムに他の素片と交換する。交換した結果は、品質評価手段１００１と作業コスト評価手段１００２に出力される。
品質評価手段１００１は、交換手段１０１２の出力を受け取り、各候補集合で構成したコーパス品質を算出し、結果を最適度評価手段１００５に出力する。
作業コスト評価手段１００２は、交換手段１０１２の出力を受け取り、各候補集合からなるコーパスを構築するために要する作業コストを算出し、結果を最適度評価手段１００５に出力する。
最適度評価手段１００５は、品質評価手段１００１と作業コスト評価手段１００２の出力を受け取り、各候補集合の最適度を評価してランク付けする。評価結果は、交換手段１０１２に出力される。
【００５５】
なお、品質評価手段１００１と作業コスト評価手段１００２が各候補集合について評価処理を行う際には、実施の形態１で説明した品質評価手段１０１、作業コスト評価手段１０２の処理を各候補素片について実施し、その総和を候補集合の評価値として用いればよい。
【００５６】
図１１は、図１０のコーパス設計装置１０００が、候補素片集合１０２０から最適な素片を選び出す過程を、模式的に表した図である。以下、図１１に示す各ステップについて説明する。
（１）コーパス構成要素の候補となる素片
コーパス構成要素の候補となる素片の集合である候補素片集合１０２０は、多くの素片を含む集合である。初期候補集合作成手段１０１１は、候補素片集合１０２０を入力として受け取る。
（２）候補集合を複数構成してランク付け
初期候補集合作成手段１０１１は、任意の素片を含む初期候補集合を複数作成する。図１１においては、候補集合１〜ｎが相当する。なお、候補集合を構成する素片は、候補集合同士で重複してもよい。
次に、品質評価手段１００１、作業コスト評価手段１００２、及び最適度評価手段１００５は、所定の評価処理等を行う。この時、交換手段１０１２の処理は、初回のみスキップすることも可能である。ここでは、初回のみスキップするものとする。
最適度評価手段１００５の評価結果により、各候補集合は、最適度の値によりランク付けされる。
（３）候補集合内の素片を任意に変更して再ランク付け
交換手段１０１２は、候補集合１〜ｎ内の素片をランダムに交換する。交換に際しては、候補集合同士の素片を交換してもよいし（図１１の候補集合１〜３）、候補集合を構成しない素片と交換を行なってもよい（図１１の候補集合ｎ）。
交換後の候補集合について、再度品質評価手段１００１、作業コスト評価手段１００２、及び最適度評価手段１００５の処理を行い、各候補集合のランク付けを行う。
なお、最適度ランクが上位にある候補集合については交換を行わず、下位の候補集合のみ交換を行うように構成してもよい。このようにすることで、評価の高い候補集合を壊すことなく、かつ評価の低い候補集合については、交換により評価値上昇を図ることができる。
【００５７】
ステップ３を繰り返し実行することにより、候補素片の最適度が次第に上昇することが期待できる。繰り返し回数は、許容される時間等により適宜設定する、あるいは、所定の条件に達したときには、繰り返しの途中であっても処理を終了するように構成することもできる。
【００５８】
図１２は、図１０のコーパス設計装置１０００の全体動作フローを示すものである。以下、各ステップについて説明する。
（Ｓ１２０１）
初期候補集合作成手段１０１１は、候補素片集合１０２０を入力として受け取り、任意の素片を含む初期候補集合を複数作成する。
候補素片集合１０２０及び作成した初期候補集合は、交換手段１０１２に出力される。
（Ｓ１２０２）
以下のステップＳ１２０３〜Ｓ１２０６の処理を所定回数行う。
（Ｓ１２０３）
交換手段１０１２は、初期候補集合作成手段１０１１の出力を受け取り、各候補集合内の素片をランダムに他の素片と交換する。
交換した結果は、品質評価手段１００１と作業コスト評価手段１００２に出力される。
（Ｓ１２０４）
品質評価手段１００１は、交換手段１０１２の出力を受け取り、各候補集合で構成したコーパス品質を算出し、結果を最適度評価手段１００５に出力する。
（Ｓ１２０５）
作業コスト評価手段１００２は、交換手段１０１２の出力を受け取り、各候補集合からなるコーパスを構築するために要する作業コストを算出し、結果を最適度評価手段１００５に出力する。
（Ｓ１２０６）
最適度評価手段１００５は、品質評価手段１００１と作業コスト評価手段１００２の出力を受け取り、各候補集合の最適度を評価してランク付けする。
評価結果は、交換手段１０１２に出力される。
【００５９】
図１３は、図１２のフローチャートに示す方法を繰り返し実行するにつれて、最適度評価値が次第に上昇する様子を示すものである。
繰り返し実行の回数を重ねるにつれて、図１１のステップ３に示すように、評価値の低い候補集合は次第に淘汰され、評価値の良い候補集合のみが残る。この過程を繰り返すと評価値は次第に上昇し、最適解に近づいていくが、一定の回数繰り返しを行うと、大幅な評価値の上昇は見られなくなる。
そのため、個々の状況に応じて適切な繰り返し回数で処理を終了して、より効率的に準最適解を求めることができる。
【００６０】
以上のように、本実施の形態４によれば、
コーパスを構成する最適な素片を選択してコーパスを構築するための設計装置であって、
任意の素片を含む初期候補集合を複数作成する手段と、
各候補集合内の素片をランダムに他の素片と交換する交換手段と、
各候補集合で構成したコーパス品質を評価する手段と、
各候補集合の作業コストを評価する手段と、
各候補集合の最適度を評価してランク付けする最適度評価手段と、
を有し、
前記交換手段ないし前記最適度評価手段の処理を、所定回数繰り返して実行するので、
繰り返し回数を重ねるにつれて、次第に最適度評価値の高い素片集合を得ることができる。そのため、コーパス設計をするために許容される時間に応じて適宜繰り返し回数を設定し、品質とコストのバランスのとれたコーパスを設計することができる。
また、ランダムに交換することを繰り返すため、最適な素片を探索する範囲を広く取ることができ、局所的な最適解に陥らずに、真の最適解を得ることができる可能性を高めることができる。
【００６１】
また、前記各候補集合の作業コストを評価する手段は、
実施の形態１で説明した作業コスト評価手段１０２の処理を実行して候補集合内の各候補素片の作業コストを評価し、その総和を当該候補集合の作業コスト評価値とするので、
作業コストの算出に際して、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】実施の形態１に係るコーパス設計装置の機能ブロック図を示すものである。
【図２】音素環境のバリエーションと、同一のテキスト文セットにおける複数の抑揚パターンを例示するものである。
【図３】図１のコーパス設計装置１００の全体動作フローを示すものである。
【図４】実施の形態２に係るコーパス設計装置の機能ブロック図を示すものである。
【図５】図４のコーパス設計装置４００が、候補素片集合４１０から最適な素片を選び出す過程を、模式的に表した図である。
【図６】図４のコーパス設計装置４００の全体動作フローを示すものである。
【図７】実施の形態３に係るコーパス設計装置の機能ブロック図を示すものである。
【図８】図７のコーパス設計装置７００が、候補素片集合７２０から最適な素片を選び出す過程を、模式的に表した図である。
【図９】図７のコーパス設計装置７００の全体動作フローを示すものである。
【図１０】実施の形態４に係るコーパス設計装置の機能ブロック図を示すものである。
【図１１】図１０のコーパス設計装置１０００が、候補素片集合１０２０から最適な素片を選び出す過程を、模式的に表した図である。
【図１２】図１０のコーパス設計装置１０００の全体動作フローを示すものである。
【図１３】図１２のフローチャートに示す方法を繰り返し実行するにつれて、最適度評価値が次第に上昇する様子を示すものである。
【符号の説明】
【００６３】
１００  コーパス設計装置、１０１  品質評価手段、１０２  作業コスト評価手段、１０３  選択手段、１０４  コーパス、１１０  候補素片、４００  コーパス設計装置、４０１  品質評価手段、４０２  作業コスト評価手段、４０３  選択手段、４０４  コーパス、４０５  最適度評価手段、４０６  入替手段、４０７  選択結果記憶手段、４１０  候補素片集合、７００  コーパス設計装置、７０１  品質評価手段、７０２  作業コスト評価手段、７０３  選択手段、７０５  最適度評価手段、７０８  ソート手段、７０９  初期値選択手段、７１０  起点設定手段、７２０  候補素片集合、１０００  コーパス設計装置、１００１  品質評価手段、１００２  作業コスト評価手段、１００５  最適度評価手段、１０１１  初期候補集合作成手段、１０１２  交換手段、１０２０  候補素片集合。
【図１】
0004775119.tif 000002
【図２】
0004775119.tif 000003
【図３】
0004775119.tif 000004
【図４】
0004775119.tif 000005
【図５】
0004775119.tif 000006
【図６】
0004775119.tif 000007
【図７】
0004775119.tif 000008
【図８】
0004775119.tif 000009
【図９】
0004775119.tif 000010
【図１０】
0004775119.tif 000011
【図１１】
0004775119.tif 000012
【図１２】
0004775119.tif 000013
【図１３】
0004775119.tif 000014