(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音韻記号列に基づいて音声素片を接続して音声を合成する音声合成装置において、
前記音韻記号列の音韻に基づいて前記音声素片の周波数特性を変更する周波数特性変更部を備え、
前記音声素片には、端部の音韻が有声音である音声素片が含まれており、
前記周波数特性変更部は、
高域周波数成分を減衰させる周波数特性を有する第１フィルタと、
全ての周波数成分を変更させない周波数特性を有する第２フィルタと、
前記音声素片中の音韻波形が有声音であるか無声音であるかを判別する有声音・無声音判別部と、
前記有声音・無声音判別部によって有声音であると判別された前記音声素片中の音韻波形に対して、前記第１フィルタを用いて、高域周波数成分を減衰させる周波数特性変更を行う有声音用フィルタ処理部と、
前記有声音・無声音判別部によって無声音であると判別された前記音声素片中の音韻波形に対して、前記第２フィルタを用いて、実質的に周波数特性変更を行わない無声音用フィルタ処理部と
を含むと共に、
前記音声素片の周波数特性を、各音声素片を接続する際に生ずるスペクトル形状の歪みを低減するように変更するようになっており、
前記有声音用フィルタ処理部および前記無声音用フィルタ処理部によって処理された前記音声素片を、前記音声合成用の音声素片として用いる
ことを特徴とする音声合成装置。
【請求項２】
音韻記号列に基づいて音声素片を接続して音声を合成する音声合成装置において、
前記音韻記号列の音韻に基づいて前記音声素片の周波数特性を変更する周波数特性変更部を備え、
前記音声素片には、端部の音韻が母音である音声素片が含まれており、
前記周波数特性変更部は、
高域周波数成分を減衰させる周波数特性を有する第１フィルタと、
全ての周波数成分を変更させない周波数特性を有する第２フィルタと、
前記音声素片中の音韻波形が母音であるか子音であるかを判別する母音・子音判別部と、
前記母音・子音判別部によって母音であると判別された前記音声素片中の音韻波形に対して、前記第１フィルタを用いて、高域周波数成分を減衰させる周波数特性変更を行う母音用フィルタ処理部と、
前記母音・子音判別部によって子音であると判別された前記音声素片中の音韻波形に対して、前記第２フィルタを用いて実質的に周波数特性変更を行わない子音用フィルタ処理部と
を含むと共に、
前記音声素片の周波数特性を、各音声素片を接続する際に生ずるスペクトル形状の歪みを低減するように変更するようになっており、
前記母音用フィルタ処理部および前記子音用フィルタ処理部によって処理された前記音声素片を、前記音声合成用の音声素片として用いる
ことを特徴とする音声合成装置。
【請求項３】
前記周波数特性変更部における前記有声音・無声音判別部あるいは母音・子音判別部は、音声素片に付加された音韻記号情報に基づいて前記判別を行うことを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の音声合成装置。
【請求項４】
音声素片のスペクトルパラメータおよび残差信号を格納する音声素片格納部と、
入力された音韻記号列に従って、前記音声素片格納部から入力音韻のスペクトルパラメータおよび残差信号を選択する選択部と、
前記選択された残差信号の音韻に基づいて前記残差信号の周波数特性を変更する周波数特性変更部と、
前記選択されたスペクトルパラメータと前記周波数特性が変更された残差信号とに基づいて音声素片を生成すると共に、生成された各音声素片を接続して合成音声を生成する接続部と
を備え、
前記音声素片には、端部の音韻が有声音である音声素片が含まれており、
前記周波数特性変更部は、
高域周波数成分を減衰させる周波数特性を有する第１フィルタと、
全ての周波数成分を変更させない周波数特性を有する第２フィルタと、
前記音声素片中の音韻残差信号が有声音であるか無声音であるかを判別する有声音・無声音判別部と、
前記有声音・無声音判別部によって有声音であると判別された前記音声素片中の音韻残差信号に対して、前記第１フィルタを用いて、高域周波数成分を減衰させる周波数特性変更を行う有声音用フィルタ処理部と、
前記有声音・無声音判別部によって無声音であると判別された前記音声素片中の音韻残差信号に対して、前記第２フィルタを用いて、実質的に周波数特性変更を行わない無声音用フィルタ処理部と
を含むと共に、
前記残差信号の周波数特性を、各音声素片を接続する際に生ずるスペクトル形状の歪みを低減するように変更するようになっており、
前記有声音用フィルタ処理部および前記無声音用フィルタ処理部によって処理された前記音声素片を、前記音声合成用の音声素片として用いる
ことを特徴とする音声合成装置。
【請求項５】
音声素片のスペクトルパラメータおよび残差信号を格納する音声素片格納部と、
入力された音韻記号列に従って、前記音声素片格納部から入力音韻のスペクトルパラメータおよび残差信号を選択する選択部と、
前記選択された残差信号の音韻に基づいて前記残差信号の周波数特性を変更する周波数特性変更部と、
前記選択されたスペクトルパラメータと前記周波数特性が変更された残差信号とに基づいて音声素片を生成すると共に、生成された各音声素片を接続して合成音声を生成する接続部と
を備え、
前記音声素片には、端部の音韻が母音である音声素片が含まれており、
前記周波数特性変更部は、
高域周波数成分を減衰させる周波数特性を有する第１フィルタと、
全ての周波数成分を変更させない周波数特性を有する第２フィルタと、
前記音声素片中の音韻残差信号が母音であるか子音であるかを判別する母音・子音判別部と、
前記母音・子音判別部によって母音であると判別された前記音声素片中の音韻残差信号に対して、前記第１フィルタを用いて、高域周波数成分を減衰させる周波数特性変更を行う母音用フィルタ処理部と、
前記母音・子音判別部によって子音であると判別された前記音声素片中の音韻残差信号に対して、前記第２フィルタを用いて実質的に周波数特性変更を行わない子音用フィルタ処理部と
を含むと共に、
前記残差信号の周波数特性を、各音声素片を接続する際に生ずるスペクトル形状の歪みを低減するように変更するようになっており、
前記母音用フィルタ処理部および前記子音用フィルタ処理部によって処理された前記音声素片を、前記音声合成用の音声素片として用いる
ことを特徴とする音声合成装置。
【請求項６】
音声素片のスペクトルパラメータおよび残差信号を格納する音声素片格納部と、
入力された音韻記号列に従って、前記音声素片格納部から入力音韻のスペクトルパラメータおよび残差信号を選択する選択部と、
前記選択されたスペクトルパラメータの音韻に基づいて前記スペクトルパラメータの周波数特性を変更する周波数特性変更部と、
前記周波数特性が変更されたスペクトルパラメータと前記選択された残差信号とに基づいて音声素片を生成すると共に、生成された各音声素片を接続して合成音声を生成する接続部と
を備え、
前記音声素片には、端部の音韻が有声音である音声素片が含まれており、
前記周波数特性変更部は、
高域周波数成分を減衰させる周波数特性を有する第１フィルタと、
全ての周波数成分を変更させない周波数特性を有する第２フィルタと、
前記音声素片中の音韻スペクトルパラメータが有声音であるか無声音であるかを判別する有声音・無声音判別部と、
前記有声音・無声音判別部によって有声音であると判別された前記音声素片中の音韻スペクトルパラメータに対して、前記第１フィルタを用いて、高域周波数成分を減衰させる周波数特性変更を行う有声音用フィルタ処理部と、
前記有声音・無声音判別部によって無声音であると判別された前記音声素片中の音韻スペクトルパラメータに対して、前記第２フィルタを用いて、実質的に周波数特性変更を行わない無声音用フィルタ処理部と
を含むと共に、
前記スペクトルパラメータの周波数特性を、各音声素片を接続する際に生ずるスペクトル形状の歪みを低減するように変更するようになっており、
前記有声音用フィルタ処理部および前記無声音用フィルタ処理部によって処理された前記音声素片を、前記音声合成用の音声素片として用いる
ことを特徴とする音声合成装置。
【請求項７】
音声素片のスペクトルパラメータおよび残差信号を格納する音声素片格納部と、
入力された音韻記号列に従って、前記音声素片格納部から入力音韻のスペクトルパラメータおよび残差信号を選択する選択部と、
前記選択されたスペクトルパラメータの音韻に基づいて前記スペクトルパラメータの周波数特性を変更する周波数特性変更部と、
前記周波数特性が変更されたスペクトルパラメータと前記選択された残差信号とに基づいて音声素片を生成すると共に、生成された各音声素片を接続して合成音声を生成する接続部と
を備え、
前記音声素片には、端部の音韻が母音である音声素片が含まれており、
前記周波数特性変更部は、
高域周波数成分を減衰させる周波数特性を有する第１フィルタと、
全ての周波数成分を変更させない周波数特性を有する第２フィルタと、
前記音声素片中の音韻スペクトルパラメータが母音であるか子音であるかを判別する母音・子音判別部と、
前記母音・子音判別部によって母音であると判別された前記音声素片中の音韻スペクトルパラメータに対して、前記第１フィルタを用いて、高域周波数成分を減衰させる周波数特性変更を行う母音用フィルタ処理部と、
前記母音・子音判別部によって子音であると判別された前記音声素片中の音韻スペクトルパラメータに対して、前記第２フィルタを用いて実質的に周波数特性変更を行わない子音用フィルタ処理部と
を含むと共に、
前記スペクトルパラメータの周波数特性を、各音声素片を接続する際に生ずるスペクトル形状の歪みを低減するように変更するようになっており、
前記母音用フィルタ処理部および前記子音用フィルタ処理部によって処理された前記音声素片を、前記音声合成用の音声素片として用いる
ことを特徴とする音声合成装置。
【請求項８】
音韻記号列に基づいて音声素片を接続して音声を合成する音声合成方法において、
前記音韻記号列の音韻に基づいて前記音声素片の周波数特性を変更する周波数特性変更ステップを備え、
前記音声素片には、端部の音韻が有声音である音声素片が含まれており、
前記周波数特性変更ステップは、
前記音声素片中の音韻波形が有声音であるか無声音であるかを判別する有声音・無声音判別ステップと、
有声音であると判別された前記音声素片中の音韻波形に対して、高域周波数成分を減衰させる周波数特性を有する第１フィルタを用いて、高域周波数成分を減衰させる周波数特性変更を行う有声音用フィルタ処理ステップと、
無声音であると判別された前記音声素片中の音韻波形に対して、全ての周波数成分を変更させない周波数特性を有する第２フィルタを用いて、実質的に周波数特性変更を行わない無声音用フィルタ処理ステップと
を含むと共に、
前記音声素片の周波数特性を、各音声素片を接続する際に生ずるスペクトル形状の歪みを低減するように変更し、
前記有声音用フィルタ処理ステップおよび前記無声音用フィルタ処理ステップで処理された前記音声素片を、前記音声合成用の音声素片として用いる
ことを特徴とする音声合成方法。
【請求項９】
音韻記号列に基づいて音声素片を接続して音声を合成する音声合成方法において、
前記音韻記号列の音韻に基づいて前記音声素片の周波数特性を変更する周波数特性変更ステップを備え、
前記音声素片には、端部の音韻が母音である音声素片が含まれており、
前記周波数特性変更ステップは、
前記音声素片中の音韻波形が母音であるか子音であるかを判別する母音・子音判別ステップと、
母音であると判別された前記音声素片中の音韻波形に対して、高域周波数成分を減衰させる周波数特性を有する第１フィルタを用いて、高域周波数成分を減衰させる周波数特性変更を行う母音用フィルタ処理ステップと、
子音であると判別された前記音声素片中の音韻波形に対して、全ての周波数成分を変更させない周波数特性を有する第２フィルタを用いて実質的に周波数特性変更を行わない子音用フィルタ処理ステップと
を含むと共に、
前記音声素片の周波数特性を、各音声素片を接続する際に生ずるスペクトル形状の歪みを低減するように変更し、
前記母音用フィルタ処理ステップおよび前記子音用フィルタ処理ステップで処理された前記音声素片を、前記音声合成用の音声素片として用いる
ことを特徴とする音声合成方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
請求項８あるいは請求項９に記載の各ステップを実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声合成装置及び音声合成方法に関し、特にテキスト音声合成に適した音声合成装置及び音声合成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
任意の文章から人工的に音声信号を作り出すことをテキスト音声合成という。テキスト音声合成は、一般的に言語処理部、音韻処理部および音声合成部の３つの段階によって行われる。入力されたテキストは、まず言語処理部において形態素解析や構文解析などが行われ、次に音韻処理部においてアクセントやイントネーションの処理が行われて、音韻記号列、ピッチ、音韻継続時間長などの情報が出力される。最後に、音声合成部で音韻記号列、ピッチ、音韻継続時間長などの情報から合成音声が生成される。
【０００３】
このようなテキスト音声合成に用いる音声合成方法は、任意の音韻記号列を任意の韻律で音声合成することが可能な方法でなければならない。任意の音韻記号列を音声として合成することができる音声合成方式の一つに、ホルマント合成方式がある。ホルマント合成方式は、音声の発声機構、即ち声道の動きを理解し、その知識を規則にして制御する方式である。しかし、この方式は、子音などのように発声メカニズムが複雑な音声は合成規則を表現しきれないため、自然な音声の子音生成が困難であった。
【０００４】
そこで、子音などのように発声メカニズムが複雑な音声を自然に生成する方法として、予め音声の素片を多数用意して入力に応じて適した素片を接続する方法が提案されている。この方法の一つとして、例えば特開平１１−９５７９６号公報に開示されているように、音声素片を残差信号とＬＰＣ係数のようなスペクトルパラメータの形で表現し、残差信号をスペクトルパラメータに従って構成される合成フィルタに通すことにより音声素片を作成し、この音声素片に対して韻律制御を行い、韻律制御後の音声素片を接続して合成音声を生成する方法がある。ここで、音声素片の単位は、一般にＣＶ（子音＋母音）やＶＣＶ（母音＋子音＋母音）が用いられているが、ＣＶの場合は母音から子音への接続において、ＶＣＶの場合は母音の接続においてスペクトル形状の歪が生じるため音質が劣化していた。
【０００５】
そこで、音声素片の接続によるスペクトル形状の歪を低減する方法の一つとして、例えば特開平１１−９５７９６号公報に開示されているように、接続点前後を補完し、更に声道フィルタのフィルタ係数として用いられる音声のスペクトルパラメータに従ってフィルタ係数が決定されるホルマント強調フィルタを設け、このフィルタにより合成音声信号のホルマントを強調する方法が提案された。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記記載の音声合成方法は、スペクトル情報のみに依存してホルマント強調を施しているため、本来強調するべきでない部分にもホルマント強調を施してしまう場合があり、音質を劣化させてしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決すべくなされたものであり、音声素片の接続によるスペクトル形状の歪を確実に低減することが可能な音声合成方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、
音韻記号列に基づいて音声素片を接続して音声を合成する音声合成装置において、
前記音韻記号列の音韻に基づいて前記音声素片の周波数特性を変更する周波数特性変更部を備え、
前記音声素片には、端部の音韻が有声音である音声素片が含まれており、
前記周波数特性変更部は、
高域周波数成分を減衰させる周波数特性を有する第１フィルタと、
全ての周波数成分を変更させない周波数特性を有する第２フィルタと、
前記音声素片中の音韻波形が有声音であるか無声音であるかを判別する有声音・無声音判別部と、
前記有声音・無声音判別部によって有声音であると判別された前記音声素片中の音韻波形に対して、前記第１フィルタを用いて、高域周波数成分を減衰させる周波数特性変更を行う有声音用フィルタ処理部と、
前記有声音・無声音判別部によって無声音であると判別された前記音声素片中の音韻波形に対して、前記第２フィルタを用いて、実質的に周波数特性変更を行わない無声音用フィルタ処理部と
を含むと共に、
前記音声素片の周波数特性を、各音声素片を接続する際に生ずるスペクトル形状の歪みを低減するように変更するようになっており、
前記有声音用フィルタ処理部および前記無声音用フィルタ処理部によって処理された前記音声素片を、前記音声合成用の音声素片として用いる
ことを特徴とする音声合成装置を提供する。
【０００９】
本発明によれば、入力された音韻記号列中の音韻波形が有声音であるか又は無声音であるかを判定し、その結果に基づいて音声素片の周波数特性変更を施すことにより、音声素片接続時のスペクトル形状の歪を抑えることができる。
【００１０】
また本発明は、
音韻記号列に基づいて音声素片を接続して音声を合成する音声合成装置において、
前記音韻記号列の音韻に基づいて前記音声素片の周波数特性を変更する周波数特性変更部を備え、
前記音声素片には、端部の音韻が母音である音声素片が含まれており、
前記周波数特性変更部は、
高域周波数成分を減衰させる周波数特性を有する第１フィルタと、
全ての周波数成分を変更させない周波数特性を有する第２フィルタと、
前記音声素片中の音韻波形が母音であるか子音であるかを判別する母音・子音判別部と、
前記母音・子音判別部によって母音であると判別された前記音声素片中の音韻波形に対して、前記第１フィルタを用いて、高域周波数成分を減衰させる周波数特性変更を行う母音用フィルタ処理部と、
前記母音・子音判別部によって子音であると判別された前記音声素片中の音韻波形に対して、前記第２フィルタを用いて実質的に周波数特性変更を行わない子音用フィルタ処理部と
を含むと共に、
前記音声素片の周波数特性を、各音声素片を接続する際に生ずるスペクトル形状の歪みを低減するように変更するようになっており、
前記母音用フィルタ処理部および前記子音用フィルタ処理部によって処理された前記音声素片を、前記音声合成用の音声素片として用いる
ことを特徴とする音声合成装置を提供する。
【００１１】
本発明によれば、入力された音韻記号列中の音韻波形が母音であるか又は子音であるかを判定し、その結果に基づいて音声素片の周波数特性変更を施すことにより、音声素片接続時のスペクトル形状の歪を抑えることができる。
【００１２】
また本発明は、
前記周波数特性変更部における前記有声音・無声音判別部あるいは母音・子音判別部は、音声素片に付加された音韻記号情報に基づいて前記判別を行うことを特徴とする音声合成装置を提供する。
【００１３】
本発明によれば、入力された音韻記号列に対応する音韻記号情報を音声素片に付加し、前記音韻記号情報に基づいて前記音声素片の周波数特性を変更することにより、音声素片選択時のみ入力音韻記号列を参照すればよく処理を低減することができる。
【００１４】
また本発明は、
音声素片のスペクトルパラメータおよび残差信号を格納する音声素片格納部と、
入力された音韻記号列に従って、前記音声素片格納部から入力音韻のスペクトルパラメータおよび残差信号を選択する選択部と、
前記選択された残差信号の音韻に基づいて前記残差信号の周波数特性を変更する周波数特性変更部と、
前記選択されたスペクトルパラメータと前記周波数特性が変更された残差信号とに基づいて音声素片を生成すると共に、生成された各音声素片を接続して合成音声を生成する接続部と
を備え、
前記音声素片には、端部の音韻が有声音である音声素片が含まれており、
前記周波数特性変更部は、
高域周波数成分を減衰させる周波数特性を有する第１フィルタと、
全ての周波数成分を変更させない周波数特性を有する第２フィルタと、
前記音声素片中の音韻残差信号が有声音であるか無声音であるかを判別する有声音・無声音判別部と、
前記有声音・無声音判別部によって有声音であると判別された前記音声素片中の音韻残差信号に対して、前記第１フィルタを用いて、高域周波数成分を減衰させる周波数特性変更を行う有声音用フィルタ処理部と、
前記有声音・無声音判別部によって無声音であると判別された前記音声素片中の音韻残差信号に対して、前記第２フィルタを用いて、実質的に周波数特性変更を行わない無声音用フィルタ処理部と
を含むと共に、
前記残差信号の周波数特性を、各音声素片を接続する際に生ずるスペクトル形状の歪みを低減するように変更するようになっており、
前記有声音用フィルタ処理部および前記無声音用フィルタ処理部によって処理された前記音声素片を、前記音声合成用の音声素片として用いる
ことを特徴とする音声合成装置を提供する。
【００１５】
本発明によれば、音声素片をスペクトルパラメータと残差信号とから生成することにより、音声素片を表現するためのデータ量を削減することができる。
【００１６】
また本発明は、
音声素片のスペクトルパラメータおよび残差信号を格納する音声素片格納部と、
入力された音韻記号列に従って、前記音声素片格納部から入力音韻のスペクトルパラメータおよび残差信号を選択する選択部と、
前記選択された残差信号の音韻に基づいて前記残差信号の周波数特性を変更する周波数特性変更部と、
前記選択されたスペクトルパラメータと前記周波数特性が変更された残差信号とに基づいて音声素片を生成すると共に、生成された各音声素片を接続して合成音声を生成する接続部と
を備え、
前記音声素片には、端部の音韻が母音である音声素片が含まれており、
前記周波数特性変更部は、
高域周波数成分を減衰させる周波数特性を有する第１フィルタと、
全ての周波数成分を変更させない周波数特性を有する第２フィルタと、
前記音声素片中の音韻残差信号が母音であるか子音であるかを判別する母音・子音判別部と、
前記母音・子音判別部によって母音であると判別された前記音声素片中の音韻残差信号に対して、前記第１フィルタを用いて、高域周波数成分を減衰させる周波数特性変更を行う母音用フィルタ処理部と、
前記母音・子音判別部によって子音であると判別された前記音声素片中の音韻残差信号に対して、前記第２フィルタを用いて実質的に周波数特性変更を行わない子音用フィルタ処理部と
を含むと共に、
前記残差信号の周波数特性を、各音声素片を接続する際に生ずるスペクトル形状の歪みを低減するように変更するようになっており、
前記母音用フィルタ処理部および前記子音用フィルタ処理部によって処理された前記音声素片を、前記音声合成用の音声素片として用いる
ことを特徴とする音声合成装置を提供する。
【００１７】
本発明によれば、音声素片をスペクトルパラメータと残差信号とから生成することにより、音声素片を表現するためのデータ量を削減することができる。
【００１８】
また本発明は、
音声素片のスペクトルパラメータおよび残差信号を格納する音声素片格納部と、
入力された音韻記号列に従って、前記音声素片格納部から入力音韻のスペクトルパラメータおよび残差信号を選択する選択部と、
前記選択されたスペクトルパラメータの音韻に基づいて前記スペクトルパラメータの周波数特性を変更する周波数特性変更部と、
前記周波数特性が変更されたスペクトルパラメータと前記選択された残差信号とに基づいて音声素片を生成すると共に、生成された各音声素片を接続して合成音声を生成する接続部と
を備え、
前記音声素片には、端部の音韻が有声音である音声素片が含まれており、
前記周波数特性変更部は、
高域周波数成分を減衰させる周波数特性を有する第１フィルタと、
全ての周波数成分を変更させない周波数特性を有する第２フィルタと、
前記音声素片中の音韻スペクトルパラメータが有声音であるか無声音であるかを判別する有声音・無声音判別部と、
前記有声音・無声音判別部によって有声音であると判別された前記音声素片中の音韻スペクトルパラメータに対して、前記第１フィルタを用いて、高域周波数成分を減衰させる周波数特性変更を行う有声音用フィルタ処理部と、
前記有声音・無声音判別部によって無声音であると判別された前記音声素片中の音韻スペクトルパラメータに対して、前記第２フィルタを用いて、実質的に周波数特性変更を行わない無声音用フィルタ処理部と
を含むと共に、
前記スペクトルパラメータの周波数特性を、各音声素片を接続する際に生ずるスペクトル形状の歪みを低減するように変更するようになっており、
前記有声音用フィルタ処理部および前記無声音用フィルタ処理部によって処理された前記音声素片を、前記音声合成用の音声素片として用いる
ことを特徴とする音声合成装置を提供する。
【００１９】
本発明によれば、音声素片をスペクトルパラメータと残差信号とから生成することにより、音声素片を表現するためのデータ量を削減することができる。
【００２０】
また本発明は、
音声素片のスペクトルパラメータおよび残差信号を格納する音声素片格納部と、
入力された音韻記号列に従って、前記音声素片格納部から入力音韻のスペクトルパラメータおよび残差信号を選択する選択部と、
前記選択されたスペクトルパラメータの音韻に基づいて前記スペクトルパラメータの周波数特性を変更する周波数特性変更部と、
前記周波数特性が変更されたスペクトルパラメータと前記選択された残差信号とに基づいて音声素片を生成すると共に、生成された各音声素片を接続して合成音声を生成する接続部と
を備え、
前記音声素片には、端部の音韻が母音である音声素片が含まれており、
前記周波数特性変更部は、
高域周波数成分を減衰させる周波数特性を有する第１フィルタと、
全ての周波数成分を変更させない周波数特性を有する第２フィルタと、
前記音声素片中の音韻スペクトルパラメータが母音であるか子音であるかを判別する母音・子音判別部と、
前記母音・子音判別部によって母音であると判別された前記音声素片中の音韻スペクトルパラメータに対して、前記第１フィルタを用いて、高域周波数成分を減衰させる周波数特性変更を行う母音用フィルタ処理部と、
前記母音・子音判別部によって子音であると判別された前記音声素片中の音韻スペクトルパラメータに対して、前記第２フィルタを用いて実質的に周波数特性変更を行わない子音用フィルタ処理部と
を含むと共に、
前記スペクトルパラメータの周波数特性を、各音声素片を接続する際に生ずるスペクトル形状の歪みを低減するように変更するようになっており、
前記母音用フィルタ処理部および前記子音用フィルタ処理部によって処理された前記音声素片を、前記音声合成用の音声素片として用いる
ことを特徴とする音声合成装置を提供する。
【００２１】
本発明によれば、音声素片をスペクトルパラメータと残差信号とから生成することにより、音声素片を表現するためのデータ量を削減することができる。
【００２２】
また本発明は、
音韻記号列に基づいて音声素片を接続して音声を合成する音声合成方法において、
前記音韻記号列の音韻に基づいて前記音声素片の周波数特性を変更する周波数特性変更ステップを備え、
前記音声素片には、端部の音韻が有声音である音声素片が含まれており、
前記周波数特性変更ステップは、
前記音声素片中の音韻波形が有声音であるか無声音であるかを判別する有声音・無声音判別ステップと、
有声音であると判別された前記音声素片中の音韻波形に対して、高域周波数成分を減衰させる周波数特性を有する第１フィルタを用いて、高域周波数成分を減衰させる周波数特性変更を行う有声音用フィルタ処理ステップと、
無声音であると判別された前記音声素片中の音韻波形に対して、全ての周波数成分を変更させない周波数特性を有する第２フィルタを用いて、実質的に周波数特性変更を行わない無声音用フィルタ処理ステップと
を含むと共に、
前記音声素片の周波数特性を、各音声素片を接続する際に生ずるスペクトル形状の歪みを低減するように変更し、
前記有声音用フィルタ処理ステップおよび前記無声音用フィルタ処理ステップで処理された前記音声素片を、前記音声合成用の音声素片として用いる
ことを特徴とする音声合成方法を提供する。
【００２３】
また本発明は、
音韻記号列に基づいて音声素片を接続して音声を合成する音声合成方法において、
前記音韻記号列の音韻に基づいて前記音声素片の周波数特性を変更する周波数特性変更ステップを備え、
前記音声素片には、端部の音韻が母音である音声素片が含まれており、
前記周波数特性変更ステップは、
前記音声素片中の音韻波形が母音であるか子音であるかを判別する母音・子音判別ステップと、
母音であると判別された前記音声素片中の音韻波形に対して、高域周波数成分を減衰させる周波数特性を有する第１フィルタを用いて、高域周波数成分を減衰させる周波数特性変更を行う母音用フィルタ処理ステップと、
子音であると判別された前記音声素片中の音韻波形に対して、全ての周波数成分を変更させない周波数特性を有する第２フィルタを用いて実質的に周波数特性変更を行わない子音用フィルタ処理ステップと
を含むと共に、
前記音声素片の周波数特性を、各音声素片を接続する際に生ずるスペクトル形状の歪みを低減するように変更し、
前記母音用フィルタ処理ステップおよび前記子音用フィルタ処理ステップで処理された前記音声素片を、前記音声合成用の音声素片として用いる
ことを特徴とする音声合成方法を提供する。
【００２４】
また本発明は、
コンピュータに、
請求項８あるいは請求項９に記載の各ステップを実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２６】
図１は、本発明による音声合成装置の一実施形態を示すブロック図である。図１において、１は予め用意した音声素片を格納する音声素片格納部であり、半導体メモリ、磁気メモリなどで構成する。音声素片格納部１に格納する音声素片の作成方法については後述する。２は入力された音韻記号列に従って音声素片格納部１に格納されている音声素片から最適な音声素片を選択する選択部であり、ゲート、スイッチ素子などで構成される。４は周波数特性変更部であり、選択部２で選択された音声素片に対し入力された音韻記号列に従って周波数特性変更を施すことを特徴とし、専用のＬＳＩ素子などによって構成される。３は周波数特性変更部４で周波数特性変更を施された音声素片を接続して合成音声を生成する接続部であり、専用のＬＳＩ素子などによって構成される。
【００２７】
なお、本発明による各手段及び格納部を構成する素子、メモリなどは、一つあるいは複数が複合されたものであっても本発明に影響はなく、また、本発明による各手段及び格納部はＣＰＵ又はその周辺機器で代用してもよい。
【００２８】
さらに、本発明の音声合成プログラムは、磁気ディスク又はＣＤ−ＲＯＭ等コンピュータ読取り可能な記録媒体によって提供され、該プログラムはコンピュータによって実行される。また、該プログラムは、他のコンピュータにより通信回線を経由してコンピュータに供給されても良い。
【００２９】
図２は、本発明による音声合成装置の別実施形態を示すブロック図である。図２において、音声素片格納部１、選択部２、周波数特性変更部４は図１と同様であり、説明は省略する。接続部３は、入力された韻律情報に従って周波数特性変更部４で周波数特性変更を施された音声素片の韻律を制御し、韻律を制御された音声素片を接続して合成音声を生成するものであり、専用のＬＳＩ素子又はＣＰＵなどで構成される。
【００３０】
ここで、図１又は図２において入力として扱う音韻記号列及び韻律情報は、例えば本発明の音声合成をテキスト音声合成に適用した場合、テキスト入力に対して言語処理部（図示せず）において形態素解析や構文解析などを行い、音韻処理部（図示せず）においてアクセントやイントネーションの処理を行った結果得られるものである。なお、本発明において入力として扱う音韻記号列及び韻律情報は、その生成方法は本発明に影響はなく、音韻記号列及び韻律情報の生成方法を限定するものではない。
【００３１】
図３は、図１記載の音声合成装置の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。以下、図１及び図３を参照して処理の流れを説明する。音声素片表記（ＣＶ、ＶＣＶなど）に対応する形式で音韻記号列が選択部２に入力され（ステップＳ１１）、対応する音声素片が音韻記号列に従って音声素片格納部１に格納されている音声素片から選択され（ステップＳ１２）、周波数特性変更部４に出力される（ステップ１３）。さらにステップＳ１３では、選択部２で選択された音声素片に対し入力された音韻記号列に従って周波数特性変更を施し、接続部３に出力する。次に、引き続き音韻記号列の入力が有るか無いかを判定し（ステップＳ１４）、入力が無い場合は周波数特性変更を施された音声素片を接続して合成音声を生成し出力し（ステップＳ１５）、入力が有る場合はステップＳ１１に戻る。また図３において、ステップＳ１５をステップＳ１３とステップＳ１４の間に配置し、全音韻記号列の入力終了を待たずに適宜音声素片を接続して合成音声を生成出力する処理手順としてもよい。
【００３２】
図４は、図２記載の音声合成装置の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。図４において、図３記載のフローチャートと異なる点は、周波数特性変更を施された音声素片に対し入力された韻律情報に従って韻律を制御するステップＳ２４が追加されているところである。図４において、ステップＳ１３とステップＳ２４の処理順序は逆であってもよい。また、図３と同様にステップＳ１５をステップＳ２４とステップＳ１４の間に配置し、全音韻記号列の入力終了を待たずに適宜音声素片を接続して合成音声を生成出力する処理手順としてもよい。
【００３３】
図５は、図２記載の音声合成装置において音声素片格納部１に音声素片を波形として格納する場合の一実施形態の詳細を示すブロック図である。図５において、１１は素片波形格納部であり、予め用意した音声素片波形（以下「素片波形」という）を格納する。２１は素片波形選択部であり、入力された音韻記号列に従って素片波形格納部１１に格納されている素片波形から最適な素片波形を選択する。４１はフィルタ部であり、素片波形選択部２１で選択された素片波形に対し入力された音韻記号列に従って周波数特性変更を施す。３１は韻律制御部であり、フィルタ部４１で周波数特性変更を施された音声素片波形に対し入力された韻律情報に従って韻律を制御する。３２は素片波形接続部であり、韻律制御部３１で韻律を制御された素片波形を接続して合成音声を生成する。図５において、フィルタ部４１と韻律制御部３１の構成順序は逆であってもよい。また、韻律制御部３１を除いた構成も可能であり、この場合は図１記載の音声合成装置において音声素片格納部１に音声素片を波形として格納する場合の実施の形態に相当する。
【００３４】
図６は、図５記載の音声合成装置の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。図６において、図４記載のフローチャートと異なる点は、音声素片を選択するステップＳ１２に代えて素片波形を選択するステップＳ１０２を採用する点と、音声素片の周波数特性を変更するステップＳ１３に代えて素片波形に対するフィルタ処理を行うステップＳ１０３を採用する点と、音声素片の韻律を制御するステップＳ２４に代えて素片波形に対する韻律を制御するステップＳ１０４を採用する点と、音声素片を接続して合成音声を出力するステップＳ１５に代えて素片波形を接続して合成音声を出力するステップＳ１０６を採用する点である。
【００３５】
図７は、図６記載のステップＳ１０３における詳細な処理手順の一実施形態を示すフローチャートである。図７において、素片波形が入力されると（ステップＳ１１０１）、素片波形から素片音韻中の先頭音韻に対応する波形区間を抽出し（ステップＳ１１０２）、次に現在の音韻波形が有声音であるか又は無声音であるかを判定する（ステップＳ１１０３）。現在の音韻波形が有声音の場合は有声音用フィルタ処理を行い（ステップＳ１１０４）、無声音の場合は無声音用フィルタ処理を行う（ステップＳ１１０５）。有声音用フィルタ及び無声音用フィルタの具体例については後述するが、フィルタの作成方法については本発明に影響はなく、その作成方法を限定するものではない。フィルタ処理が行われた音韻波形が出力されると（ステップＳ１１０６）、次に現在の音韻が素片音韻中のどの位置に存在するかを判定し（ステップＳ１１０７）、現在の音韻が素片音韻中の最終位置である場合は処理を終了し、最終位置以外の場合は次音韻に対応する波形区間を抽出後（ステップＳ１１０８）、ステップＳ１１０３に戻る。
【００３６】
図８は、図７記載のステップＳ１１０５における無声音用フィルタの周波数特性の一実施形態を示す図である。図８において、横軸は周波数［ｋＨｚ］、縦軸はゲイン［ｄＢ］を表し、また、各軸に付与した目盛りはこれに限定するものではなく、波形のサンプリング周波数やパワーに応じて変更してもよい（以下に示す周波数特性の図についても同様とする）。また、無声音用周波数特性としてフラットな特性を例として示したが、聴感上の好みにより高域周波数成分を減衰するような周波数特性を与えてもよい。さらに、図８に示すように無声音用周波数特性としてフラットな特性の場合は、図７におけるステップＳ１１０５を省略することができる。
【００３７】
図９は、図７記載のステップＳ１１０４における有声音用フィルタの周波数特性の一実施形態を示す図である。図から明らかなように高域周波数成分を減衰させる特性になっている。また、高域周波数成分が減衰している特性であれば、周波数特性は図示した減衰曲線に限定するものではない。
【００３８】
図８又は図９において、無声音に対してフラットな周波数特性、有声音に対して高域周波数成分が減衰する周波数特性を示しているが、これは無声音には高域周波数成分にも音韻性を示す重要な情報が含まれていることが多く、また、有声音には母音における第１・第２ホルマントなど中低域に音韻性を示す重要な情報が含まれていることが多いことに基づいている。これらにより、無声音については音韻性を劣化させることなく、また、有声音については高域周波数成分を減衰することによりスペクトル形状の歪や変形に基づく音質劣化に対する知覚を低減している。
【００３９】
図１０は、図６記載のステップＳ１０３における詳細な処理手順の別実施形態を示すフローチャートである。図１０において、図７記載のフローチャートと異なる点は、現在の音韻波形が有声音であるか又は無声音であるかを判定するステップＳ１１０３に代えて現在の音韻波形が母音であるか又は子音であるかを判定するステップＳ１２０３を採用する点、有声音用フィルタ処理を行うステップＳ１１０４に代えて母音用フィルタ処理を行うステップＳ１２０４を採用する点、無声音用フィルタ処理を行うステップＳ１１０５に代えて子音用フィルタ処理を行うステップＳ１２０５を採用する点である。また、図１０のステップＳ１２０３において現在の音韻波形が撥音の場合は、母音として扱うことにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４０】
図１１は、図１０記載のステップＳ１２０４における母音用フィルタ処理の詳細な処理手順の一実施形態を示すフローチャートである。図１１において、母音波形が入力されると（ステップＳ１３０１）、先行音韻と母音との境界点から母音定常点までに対応する波形区間を抽出し（ステップＳ１３０２）、次に波形が抽出されたかどうかを判定する（ステップＳ１３０３）。波形が抽出された場合は先行音韻が子音であるか又は母音であるかを判定し（ステップＳ１３０４）、波形が抽出されなかった場合はステップ１３０７（処理内容は後述する）に進む。ステップＳ１３０４において先行音韻が子音と判定された場合は子音−母音用フィルタ処理を行い波形を出力後（ステップＳ１３０５）、ステップＳ１３０７に進み、先行音韻が母音と判定された場合は母音用フィルタ処理を行い波形を出力後（ステップＳ１３０６）、ステップＳ１３０７に進む。また、ステップＳ１３０４において先行音韻が無音であった場合は本例では子音であると判定するが、母音であると判定しても本発明にとって影響はない。ステップＳ１３０６における母音用フィルタは高域周波数成分を減衰する特性のもので図９と同様であり、また、ステップＳ１３０５における子音−母音用フィルタの特性については後述する。ステップＳ１３０７は母音定常点から母音と後続音韻との境界点までに対応する波形区間を抽出し（ステップＳ１３０７）、次に波形が抽出されたかどうかを判定する（ステップＳ１３０８）。波形が抽出された場合は後続音韻が子音であるか又は母音であるかを判定し（ステップＳ１３０９）、波形が抽出されなかった場合は処理を終了する。ステップＳ１３０９において後続音韻が子音と判定された場合は母音−子音用フィルタ処理を行い波形を出力後（ステップＳ１３１０）処理を終了し、先行音韻が母音と判定された場合は母音用フィルタ処理を行い波形を出力後（ステップＳ１３１１）処理を終了する。ステップＳ１３１１における母音用フィルタは高域周波数成分を減衰する特性のもので図９と同様であり、また、ステップＳ１３１０における母音−子音用フィルタの特性については後述する。
【００４１】
図１２は、図１１記載のステップＳ１３０５における子音−母音用フィルタの周波数特性の一実施形態を示す図である。Ｆ１１は先行子音と母音との境界点における子音−母音用フィルタの周波数特性を示しおり、Ｆ１２、Ｆ１３、…は先行子音から母音定常点に向かって徐々に高域周波数成分の減衰率が大きくなる特性であることを示しており、Ｆ１ｎは母音定常点における周波数特性を示している。また、周波数特性は高域周波数成分が減衰している特性であれば、図示した減衰曲線に限定するものではない。
【００４２】
図１３は、図１１記載のステップＳ１３１０における母音−子音用フィルタの周波数特性の一実施形態を示す図である。Ｆ２１は母音定常点における母音−子音用フィルタの周波数特性を示しており、Ｆ２２、Ｆ２３、…は母音定常点から後続子音に向かって徐々に高域周波数成分の減衰率が小さくなる特性であることを示しており、Ｆ２ｎは母音と後続子音との境界点における周波数特性を示している。また、高域周波数成分が減衰している特性であれば、周波数特性は図示した減衰曲線に限定するものではないことは、図１２の場合と同じである。
【００４３】
図８又は図９又は図１２又は図１３において、子音に対してフラットな周波数特性、母音に対して高周波成分が減衰する周波数特性を与えることにより、前記の無声音・有声音の場合と同様にスペクトル形状の歪や変形に基づく音質劣化に対する知覚を低減している。さらに、先行子音から定常母音に向かう間、あるいは定常母音から後続子音に向かう間の周波数特性について、高域周波数成分の減衰率を徐々に大きく、あるいは小さくしていくことにより、さらに大きな効果を奏することを可能としている。
【００４４】
図１４は、図１０記載のステップＳ１２０４における母音用フィルタ処理の詳細な処理手順の別の実施形態を示すフローチャートである。図１４において、図１１記載のフローチャートと異なる点は、ステップＳ１３０４、Ｓ１３０６、Ｓ１３０９、Ｓ１３１１が存在しない点である。他の処理は、図１１記載の処理と同様である。本実施形態によれば、母音前後の音韻が子音、母音、無音の何れであるかに関わらず、母音に対して一様な周波数特性処理を施すことになる。すなわち、音韻境界点から母音定常点、及び母音定常点から音韻境界点の区間に対して、図１２及び図１３記載の周波数特性Ｆ１１、Ｆ１２、Ｆ１３、…、Ｆ１ｎ、Ｆ２１、Ｆ２２、Ｆ２３、…、Ｆ２ｎのような順番で異なる周波数特性を与えるという処理をすべての母音に対して一様に施す。これにより、処理のステップ数を減らすことができる。
【００４５】
図１５は、図５記載の素片波形格納部１１に格納する音声素片作成装置の一実施形態を示すブロック図である。図１５において、５は音声素片作成部であり、音声素片格納部１に格納する音声素片を作成する。５１は素片波形候補格納部であり、多量の音声波形を素片単位（ＣＶ、ＶＣＶなど）に切り出したものを格納する。また、これら音声素片波形は素片波形候補格納部５１において素片単位に切り出す代りに単語などの発声波形に対して素片単位のインデックスを付与することにより後の工程において素片単位に切り出すことも可能である。５２は平均スペクトルパラメータ格納部であり、接続時のスペクトル歪の少ない音声素片波形を選択するために各音韻毎の平均的なスペクトルパラメータを格納しておく。スペクトルパラメータは、例えばＬＰＣケプストラム又はＬＳＰなどを用いればよい。５３はフィルタ部であり、素片波形候補格納部５１に格納されている音声素片波形候補に対し付与されている音韻記号に従って周波数特性変更を施す。５４はスペクトルパラメータ調整部であり、平均スペクトルパラメータ格納部５２に格納されている平均スペクトルパラメータに対し音韻記号に従って周波数特性変更を施す。５５はスペクトル歪算出部であり、フィルタ部５３及びスペクトルパラメータ調整部５４で周波数特性変更を施された音声素片波形候補と平均スペクトルパラメータの間のスペクトル歪を算出する。５６は素片波形選択部であり、スペクトル歪算出部５５で算出されたスペクトル歪が最も小さい音声素片波形候補を音声素片波形として選択し、素片波形格納部１１に格納する。フィルタ部５３で施す処理及びスペクトルパラメータ調整部５４は本発明による音声合成方法適用時の周波数特性変更処理と同様の処理を施すことにより、本発明による音声合成装置との相性が良くなる。図１５記載の音声素片作成装置は音声素片作成方法の一例として示したが、音声合成に利用可能な音声素片の作成方法であれば、その方法を限定するものではない。ただし、本発明の効果をより向上させるためには、図１５記載の音声素片作成方法で示したように、本発明による音韻に応じた周波数特性変更を音声合成時に施すことを考慮して素片を選択することが好ましい。
【００４６】
図１６は、図１５記載の音声素片作成装置の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。実際に音声素片作成の際には、以下に示すフローチャートの処理を各素片音韻記号列に対して繰り返し行う。まず、素片波形候補格納部５１に格納されている音声素片波形候補から現在の素片音韻記号列に対応する音声素片波形候補を選択してフィルタ部５３に出力後（ステップＳ３１）、予め付与されている音韻記号に従って周波数特性を変更するフィルタ処理を施し、スペクトル歪算出部５５に出力する（ステップＳ３２）。一方、平均スペクトルパラメータ格納部５２に格納されている平均スペクトルパラメータから現在の素片音韻記号列に対応する平均スペクトルパラメータを選択してスペクトルパラメータ調整部５４に出力後、素片音韻記号列に従って周波数特性を変更するためにスペクトルパラメータを調整し、スペクトル歪算出部５５に出力する（ステップＳ３３）。次に、スペクトル歪算出部５５において、ステップＳ３２で周波数特性変更を施された音声素片波形候補から接続部のスペクトルパラメータを抽出し、ステップＳ３３で周波数特性変更を施された平均スペクトルパラメータとの間のスペクトル歪を算出して保存する（ステップＳ３４）。次の素片波形候補の入力が有るかどうかを判定し（ステップＳ３５）、有る場合は次の素片波形候補（現在の素片音韻記号列に対応するまだ選択されていない音声素片波形候補）を選択してステップＳ３２に戻り（ステップＳ３６）、無い場合は、ステップＳ３４で保存したスペクトル歪の中で最小の値を示す素片波形候補を選択し素片波形格納部１１に格納する（ステップＳ３７）。ステップＳ３７において選択及び格納する場合に、一つの素片音韻記号列に対応する音声素片波形は複数であってもよく、その場合、スペクトル歪が小さいものから必要な数だけ順に選択し格納する。また、スペクトル歪に閾値を設け、スペクトル歪が閾値以下の音声素片波形候補を音声素片波形として選択し格納してもよい。また、図１６において、ステップＳ３２とステップＳ３３の処理順序は逆であってもよい。さらに、ステップＳ３３においてパラメータを選択してから周波数特性を変更しているが、平均スペクトルパラメータ格納部５２に格納されている平均スペクトルパラメータに対し予め周波数特性変更を施しておき、ステップＳ３３ではパラメータ選択のみを行う処理手順としてもよい。
【００４７】
図１７は、図２記載の音声合成装置において音声素片格納部１に音声素片をスペクトルパラメータと残差信号として格納する場合の一実施形態の詳細を示すブロック図である。図１７において、１２はスペクトルパラメータ格納部であり、予め用意した音声素片のスペクトルパラメータを格納する。１３は残差信号格納部であり、予め用意した音声素片の残差信号を格納する。２２はスペクトルパラメータ選択部であり、入力された音韻記号列に従ってスペクトルパラメータ格納部１２に格納されているスペクトルパラメータから最適なスペクトルパラメータを選択する。２３は残差信号選択部であり、入力された音韻記号列に従って残差信号格納部１３に格納されている残差信号から最適な残差信号を選択する。２４は素片波形生成部であり、スペクトルパラメータ選択部２２で選択されたスペクトルパラメータと残差信号選択部２３で選択された残差信号を用いて音声素片波形を生成する。４１はフィルタ部であり、素片波形生成部２４で生成された音声素片波形に対し入力された音韻記号列に従って前述の周波数特性変更を施す。韻律制御部３１、素片波形接続部３２は図５と同様であり、説明を省略する。図１７において、フィルタ部４１と韻律制御部３１の構成順序は逆であってもよい。また、韻律制御部３１を除いた構成も可能である。
【００４８】
図１８は、図１７記載の音声合成装置の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。図１８において、図６記載のフローチャートと異なる点は、素片波形を選択するステップＳ１０２に代えてスペクトルパラメータ及び残差信号を選択するステップＳ２０２及び素片波形を生成するステップＳ２０３を採用する点である。ステップＳ２０２は、ステップＳ１１で入力された音韻記号列に従って対応するスペクトルパラメータ及び残差信号を、スペクトルパラメータ格納部１２に格納されているスペクトルパラメータ及び残差信号格納部１３に格納されている残差信号から選択する。ステップＳ２０３は、ステップＳ２０２で選択されたスペクトルパラメータと残差信号を用いて音声素片波形を生成する。他の処理は図６記載の処理と同様であり説明を省略する。
【００４９】
図１９は、図２記載の音声合成装置において音声素片格納部１に音声素片をスペクトルパラメータと残差信号として格納する場合の別実施形態の詳細を示すブロック図である。図１９において、スペクトルパラメータ格納部１２、残差信号格納部１３、スペクトルパラメータ選択部２２、残差信号選択部２３は図１７と同様であり、説明を省略する。４１はフィルタ部であり、残差信号選択部２３で選択された残差信号に対し入力された音韻記号列に従って前述の周波数特性変更を施す。３３は素片波形生成部であり、スペクトルパラメータ選択部２２で選択されたスペクトルパラメータと、フィルタ部４１で周波数特性変更を施された残差信号を用いて音声素片波形を生成する。３１は韻律制御部であり、素片波形生成部３３で生成された音声素片波形に対し入力された韻律情報に従って韻律を制御する。素片波形接続部３２は図５と同様であり、説明を省略する。図１９において、韻律制御部３１を残差信号選択部２３とフィルタ部４１の間、又はフィルタ部４１と素片波形生成部３３の間に配置する構成としてもよい。また、韻律制御部３１を除いた構成も可能である。
【００５０】
図２０は、図１９記載の音声合成装置の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。図２０において、図１８記載のフローチャートと異なる点は、素片波形を生成するステップＳ２０３及び素片波形生成後の素片波形に対してフィルタ処理を行うステップＳ１０３に代えて、残差信号に対するフィルタ処理を行うステップＳ３０３及びフィルタ処理後に素片波形を生成するステップＳ３０４を採用する点である。ステップＳ３０３は、ステップＳ２０２で選択された残差信号に対しステップＳ１１で入力された音韻記号列に従って周波数特性を変更するフィルタ処理を施し、それらから素片波形を生成する（ステップＳ３０４）。他の処理は図１８記載の処理と同様であり説明を省略する。
【００５１】
図２１は、図２０記載のステップＳ３０３における詳細な処理手順の一実施形態を示すフローチャートである。図２１において、図７記載のフローチャートと異なる点は、図７で音声波形を対象としている処理に代えて図２１では残差信号を対象としている点である（ステップＳ２１０１乃至Ｓ２１０８）。残差信号は波形であるため音声波形と同様に扱うことができる。従って他の処理は、図７記載の処理と同様に扱うことができるので説明を省略する。
【００５２】
図２２は、図２０記載のステップＳ３０３における詳細な処理手順の別実施形態を示すフローチャートである。図２２において、図１０記載のフローチャートと異なる点は、図１０で音声波形を対象としている処理に代えて図２２では残差信号を対象としている点である（ステップＳ２２０１乃至Ｓ２２０８）。その他の処理は、図１０記載の処理と同様であり説明を省略する。
【００５３】
図２３は、図２２記載のフィルタ処理のステップＳ２２０４における詳細な処理手順の一実施形態を示すフローチャートである。図２３において、図１１記載のフローチャートと異なる点は、図１１で音声波形を対象としている処理に代えて図２３では残差信号を対象としている点である（ステップＳ２３０１乃至Ｓ２３１１）。その他の処理は、図１１記載の処理と同様であり説明を省略する。
【００５４】
図２４は、図２２記載のフィルタ処理のステップＳ２２０４における詳細な処理手順の別実施形態を示すフローチャートである。図２４において、図１４記載のフローチャートと異なる点は、図１４で音声波形を対象としている処理に代えて図２４では残差信号を対象としている点である（ステップＳ２４０１乃至Ｓ２４０７）。その他の処理は、図１４記載の処理と同様であり説明を省略する。
【００５５】
図２５は、図２記載の音声合成装置において音声素片格納部１に音声素片をスペクトルパラメータと残差信号として格納する場合の別実施形態の詳細を示すブロック図である。図２５において、スペクトルパラメータ格納部１２、残差信号格納部１３、スペクトルパラメータ選択部２２、残差信号選択部２３は図１７と同様であり、説明を省略する。４２はスペクトルパラメータ調整部であり、スペクトルパラメータ選択部２２で選択されたスペクトルパラメータに対し入力された音韻記号列に従って周波数特性変更を施す。３３は素片波形生成部であり、スペクトルパラメータ調整部４２で周波数特性変更を施されたスペクトルパラメータと、残差信号選択部２３で選択された残差信号を用いて音声素片波形を生成する。韻律制御部３１は図１９と同様であり、素片波形接続部３２は図５と同様であり、説明を省略する。図２５において、韻律制御部３１を残差信号選択部２３と素片波形生成部３３の間に配置する構成としてもよい。また、韻律制御部３１を除いた構成も可能である。
【００５６】
図２６は、図２５記載の音声合成装置の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。図２６において、図２０記載のフローチャートと異なる点は、素片波形生成前に残差信号に対するフィルタ処理を行うステップＳ３０３に代えてスペクトルパラメータの調整を行うステップＳ４０３を採用する点である。ステップＳ４０３は、ステップＳ２０２で選択されたスペクトルパラメータに対しステップＳ１１で入力された音韻記号列に従って周波数特性を変更するためのスペクトルパラメータ調整処理を行う。他の処理は、図２０記載の処理と同様であり説明を省略する。
【００５７】
図２７は、図２６記載のステップＳ４０３における詳細な処理手順の一実施形態を示すフローチャートである。図２７において、図７記載のフローチャートと異なる点は、図７で音声波形を対象としている処理に代えて図２７ではスペクトルパラメータを対象としている点である（ステップＳ３１０１乃至Ｓ３１０８）。他の処理は、図７記載の処理と同様である。また、スペクトルパラメータを対象としている処理についても、高域周波数成分の減衰など、変更する周波数特性の与え方は同様であり、周波数特性変更の具体的な方法として、波形の場合は、信号処理フィルタにより実現したが、スペクトルパラメータの場合は、パラメータを周波数軸上のスペクトル情報として表現し、所望の周波数特性に基づくゲインを与えることにより実現できる（以下、図２８乃至図３０において同じ）。
【００５８】
図２８は、図２６記載のステップＳ４０３における詳細な処理手順の別実施形態を示すフローチャートである。図２８において、図１０記載のフローチャートと異なる点は、図１０で音声波形を対象としている処理に代えて図２８ではスペクトルパラメータを対象としている点である（ステップＳ３２０１乃至Ｓ３２０８）。他の処理は、図１０記載の処理と同様である。
【００５９】
図２９は、図２８記載のパラメータ調整処理のステップＳ３２０４における詳細な処理手順の一実施形態を示すフローチャートである。図２９において、図１１記載のフローチャートと異なる点は、図１１で音声波形を対象としている処理に代えて図２９ではスペクトルパラメータを対象としている点である（ステップＳ３３０１乃至Ｓ３３１１）。他の処理は、図１１記載の処理と同様である。
【００６０】
図３０は、図２８記載のパラメータ調整処理のステップＳ３２０４における詳細な処理手順の別実施形態を示すフローチャートである。図３０において、図１４記載のフローチャートと異なる点は、図１４で音声波形を対象としている処理に代えて図３０ではスペクトルパラメータを対象としている点である（ステップＳ３４０１乃至Ｓ３４０７）。他の処理は、図１４記載の処理と同様である。
【００６１】
図３１は、図２記載の音声合成装置において音声素片格納部１に音声素片をスペクトルパラメータと残差信号として格納する場合の別実施形態の詳細を示すブロック図である。図３１において、スペクトルパラメータ格納部１２、残差信号格納部１３、スペクトルパラメータ選択部２２、残差信号選択部２３は図１７と同様であり、フィルタ部４１は図１９と同様であり、説明を省略する。３１は韻律制御部であり、フィルタ部４１で周波数特性変更を施された残差信号及びスペクトルパラメータ選択部２２で選択されたスペクトルパラメータに対し入力された韻律情報に従って韻律を制御する。３４は波形生成部であり、韻律制御部３１で韻律を制御されたスペクトルパラメータと残差信号を用いて合成音声波形を生成する。図３１において、韻律制御部３１を残差信号選択部２３とフィルタ部４１の間に配置する構成としてもよい。また、韻律制御部３１を除いた構成も可能である。
【００６２】
図３２は、図３１記載の音声合成装置の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。図３２において、図２０記載のフローチャートと異なる点は、素片波形の生成及び素片波形に対する韻律制御を行うステップＳ３０４及びＳ１０４に代えてスペクトルパラメータ及び残差信号に対する韻律制御を行うステップＳ５０４を採用する点、素片波形を接続し出力するステップＳ１０６に代えて、波形を生成し出力するステップＳ５０６を採用する点である。ステップＳ５０４は、ステップＳ２０２で選択されたスペクトルパラメータと、ステップＳ３０３で周波数特性変更を施された残差信号に対し、入力された韻律情報に従って韻律を制御する。ステップＳ５０６は、ステップＳ５０４で韻律を制御されたスペクトルパラメータと残差信号を用いて合成音声波形を生成し出力する。他の処理は、図２０記載の処理と同様であり説明を省略する。
【００６３】
図３３は、図２記載の音声合成装置において音声素片格納部１に音声素片をスペクトルパラメータと残差信号として格納する場合の別実施形態の詳細を示すブロック図である。図３３において、スペクトルパラメータ格納部１２、残差信号格納部１３、スペクトルパラメータ選択部２２、残差信号選択部２３は図１７と同様であり、スペクトルパラメータ調整部４２は図２５と同様であり、説明を省略する。３１は韻律制御部であり、残差信号選択部２３で選択された残差信号及びスペクトルパラメータ調整部４２で周波数特性変更を施されたスペクトルパラメータに対し入力された韻律情報に従って韻律を制御する。波形生成部３４は図３１と同様であり、説明を省略する。図３３において、韻律制御部３１をスペクトルパラメータ選択部２２とスペクトルパラメータ調整部４２の間に配置する構成としてもよい。また、韻律制御部３１を除いた構成も可能である。
【００６４】
図３４は、図３３記載の音声合成装置の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。図３４において、図３２記載のフローチャートと異なる点は、残差信号に対するフィルタ処理を行うステップＳ３０３に代えて、スペクトルパラメータを調整するステップＳ６０３を採用する点である。ステップＳ６０３は、ステップＳ２０２で選択されたスペクトルパラメータに対しステップＳ１１で入力された音韻記号列に従って周波数特性を変更するためのスペクトルパラメータ調整処理をする。他の処理は、図３２記載の処理と同様であり説明を省略する。
【００６５】
以上、本発明の実施の形態を説明してきた。本発明において、素片波形格納部１１に格納されている素片波形、又は、スペクトルパラメータ格納部１２に格納されているスペクトルパラメータ及び残差信号格納部１３に格納されている残差信号に対して、入力された音韻記号列に対応する「有声音／無声音」又は「母音／子音」といった区別を示す音韻記号情報を予め付与しておくことにより、フィルタ部４１において音韻記号列に従って周波数特性変更を施すのではなく、前記音韻記号情報に従って周波数特性変更を施すことが可能なため、処理を軽減することができる。
【００６６】
また本発明において、音声素片に予め音韻記号情報だけではなく、その弁別素性情報も付与しておき、音声素片に付与された弁別素性情報に従って周波数特性を変更することも可能である。弁別素性に関しては、「新美：“情報科学講座Ｅ・１９・３ 音声認識”、共立出版（１９７９）」を参照すればよい。この場合、図７又は図１０等において「有声音／無声音」又は「母音／子音」のみの情報に従う切替え処理において、さらに「連続性／中断性」や「鼻音性／口音性」や「集約性／拡散性」などの情報をも加味して処理の切替えを行うことができる。また、音韻記号情報に従う場合においても、「有声音／無声音」や「母音／子音」といった区別ではなく、各音韻記号毎に切替え処理を用意することも可能である。さらに本発明において、音声素片をスペクトルパラメータと残差信号として扱う構成又は処理については、残差信号の代りにインパルスや白色雑音信号などの簡易な音源信号を用いてもよい。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、入力された音韻記号列の音韻が有声音であるか若しくは無声音であるか又は母音であるか若しくは子音であるかに従って周波数特性を変更することにより、音声素片接続時のスペクトル形状歪を低減することができ、延いては音質を向上することができる。
【００６８】
また、本発明によれば、音声素片に付与した音韻記号情報又は弁別素性情報に従って周波数特性を変更することにより、音声素片選択時のみ入力音韻記号列を参照すればよく処理を低減することができる。
【００６９】
また、本発明によれば、音声素片をスペクトルパラメータと、残差信号又は音源信号の形で格納することにより、音声素片を表現するのに必要なデータ量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による音声合成装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明による音声合成装置の別実施形態を示すブロック図である。
【図３】図１記載の音声合成装置の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図２記載の音声合成装置の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図２記載の音声合成装置において音声素片格納部１に音声素片を波形として格納する場合の一実施形態の詳細を示すブロック図である。
【図６】図５記載の音声合成装置の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図６記載のフィルタ処理のステップＳ１０３における詳細な処理手順の一実施形態を示すフローチャートである。
【図８】図７記載のフィルタ処理のステップＳ１１０５で用いる周波数特性の一実施形態を示す図である。
【図９】図７記載のフィルタ処理のステップＳ１１０４で用いる周波数特性の一実施形態を示す図である。
【図１０】図６記載のフィルタ処理のステップＳ１０３における詳細な処理手順の別実施形態を示すフローチャートである。
【図１１】図１０記載のフィルタ処理のステップＳ１２０４における詳細な処理手順の一実施形態を示すフローチャートである。
【図１２】図１１記載のフィルタ処理のステップＳ１３０５で用いる周波数特性の一実施形態を示す図である。
【図１３】図１１記載のフィルタ処理のステップＳ１３１０で用いる周波数特性の一実施形態を示す図である。
【図１４】図１０記載のフィルタ処理のステップＳ１２０４における詳細な処理手順の別実施形態を示すフローチャートである。
【図１５】図５記載の素片波形格納部１１に格納する音声素片作成装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図１６】図１５記載の音声素片作成装置の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。
【図１７】図２記載の音声合成装置において音声素片格納部１に音声素片をスペクトルパラメータと残差信号として格納する場合の一実施形態の詳細を示すブロック図である。
【図１８】図１７記載の音声合成装置の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。
【図１９】図２記載の音声合成装置において音声素片格納部１に音声素片をスペクトルパラメータと残差信号として格納する場合の別実施形態の詳細を示すブロック図である。
【図２０】図１９記載の音声合成装置の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。
【図２１】図２０記載のフィルタ処理のステップＳ３０３における詳細な処理手順の一実施形態を示すフローチャートである。
【図２２】図２０記載のフィルタ処理のステップＳ３０３における詳細な処理手順の別実施形態を示すフローチャートである。
【図２３】図２２記載のフィルタ処理のステップＳ２２０４における詳細な処理手順の一実施形態を示すフローチャートである。
【図２４】図２２記載のフィルタ処理のステップＳ２２０４における詳細な処理手順の別実施形態を示すフローチャートである。
【図２５】図２記載の音声合成装置において音声素片格納部１に音声素片をスペクトルパラメータと残差信号として格納する場合の別実施形態の詳細を示すブロック図である。
【図２６】図２５記載の音声合成装置の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。
【図２７】図２６記載のパラメータ調整処理のステップＳ４０３における詳細な処理手順の一実施形態を示すフローチャートである。
【図２８】図２６記載のパラメータ調整処理のステップＳ４０３における詳細な処理手順の別実施形態を示すフローチャートである。
【図２９】図２８記載のパラメータ調整処理のステップＳ３２０４における詳細な処理手順の一実施形態を示すフローチャートである。
【図３０】図２８記載のパラメータ調整処理のステップＳ３２０４における詳細な処理手順の別実施形態を示すフローチャートである。
【図３１】図２記載の音声合成装置において音声素片格納部１に音声素片をスペクトルパラメータと残差信号として格納する場合の別実施形態の詳細を示すブロック図である。
【図３２】図３１記載の音声合成装置の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。
【図３３】図２記載の音声合成装置において音声素片格納部１に音声素片をスペクトルパラメータと残差信号として格納する場合の別実施形態の詳細を示すブロック図である。
【図３４】図３３記載の音声合成装置の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  音声素片格納部
２  選択部
３  接続部
４  周波数特性変更部
５  音声素片作成部
１１  素片波形格納部
１２  スペクトルパラメータ格納部
１３  残差信号格納部
２１  素片波形選択部
２２  スペクトルパラメータ選択部
２３  残差信号選択部
２４  素片波形生成部
３１  韻律制御部
３２  素片波形接続部
３３  素片波形生成部
３４  波形生成部
４１  フィルタ部
４２  スペクトルパラメータ調整部
５１  素片波形候補格納部
５２  平均スペクトルパラメータ格納部
５３  フィルタ部
５４  スペクトルパラメータ調整部
５５  スペクトル歪算出部
５６  素片波形選択部
【図１】
0004619469.tif 000002
【図２】
0004619469.tif 000003
【図３】
0004619469.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004619469.tif 000006
【図６】
0004619469.tif 000007
【図７】
0004619469.tif 000008
【図８】
0004619469.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004619469.tif 000011
【図１１】
0004619469.tif 000012
【図１２】
0004619469.tif 000013
【図１３】
0004619469.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0004619469.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
0004619469.tif 000021
【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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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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