(57)【要約】【課題】大規模な音声コーパスを用いなくとも、合成音声の品質を高くできるような音声合成装置を提供する。【解決手段】合成器指令３６に対応する音声素片であってターゲットコストが所定のしきい値以下の音声素片候補を音声素片ＤＢ３０から予備的に選択する予備選択部１４０と、予備的に選択された音声素片候補のＤＢ１４２に対し、合成器指令３６との基本周波数を最小化するように、複数通りの時間軸伸縮処理を行なって拡張素片ＤＢ１４６を生成する拡張処理部１４４と、合成器指令３６により指定される音素に対応する音声素片であって、かつターゲットコスト及び接続コストが最小となる音声素片候補を選択する素片選択部６４と、選択された拡張音声素片候補を合成器指令３６に従って接続し合成音声波形１３２を出力する接続部６６とを含む。【選択図】      図２
2005241789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声素片データベースを用いた素片接続型音声合成装置であって、
合成音声の目標を定める合成器指令の入力を受けるための入力手段と、
前記合成器指令との間に定められるターゲットコストが所定の条件を充足する音声素片候補を前記音声素片データベースから予備的に選択するための予備選択手段と、
前記予備選択手段により予備的に選択された音声素片候補を記憶するための音声素片候補記憶手段と、
前記合成器指令との間に定められるターゲットコストと、合成音声において隣接する素片間に定められる接続コストとが所定の条件を充足する音声素片候補を前記音声素片候補記憶手段に記憶された音声素片候補のうちから選択するための選択手段と、
前記選択手段により選択された音声素片候補を前記合成器指令に従って接続し合成音声波形を出力するための接続手段とを含む、素片接続型音声合成装置。
【請求項２】
音声素片データベースを用いた素片接続型音声合成装置であって、
合成音声の目標を定める合成器指令の入力を受けるための入力手段と、
前記合成器指令との間に定められるターゲットコストが所定の条件を充足する音声素片候補を前記音声素片データベースから予備的に選択するための予備選択手段と、
前記予備選択手段により予備的に選択された音声素片候補に対し、予め定められる複数通りの変換を行なうことにより複数個の拡張音声素片候補を生成するための拡張処理手段と、
前記拡張処理手段により生成された拡張音声素片候補を記憶するための拡張音声素片候補記憶手段と、
前記合成器指令との間に定められるターゲットコストと、合成音声において隣接する素片間に定められる接続コストとが所定の条件を充足する音声素片候補を前記拡張音声素片候補記憶手段に記憶された拡張音声素片候補のうちから選択するための選択手段と、
前記選択手段により選択された拡張音声素片候補を前記合成器指令に従って接続し合成音声波形を出力するための接続手段とを含む、素片接続型音声合成装置。
【請求項３】
前記拡張処理手段は、前記予備選択手段により予備的に選択された音声素片候補に対し、前記合成器指令に基づいて定められる、複数通りの変換を行なうことにより前記複数個の拡張音声素片候補を生成するための手段を含む、請求項２に記載の素片接続型音声合成装置。
【請求項４】
前記生成するための手段は、前記予備選択手段により予備的に選択された音声素片候補に対し、前記合成器指令に含まれる基本周波数及び持続時間との誤差が予め定められた条件を満足するように定められ、かつ複数通りの設定に従う時間軸伸縮を行なうことにより前記複数個の拡張音声素片候補を生成するための手段を含む、請求項３に記載の素片接続型音声合成装置。
【請求項５】
複数の音声素片を、各音声素片の音素ラベルと、各音声素片から抽出される音声合成のための所定の音響特徴量と組合わせて記憶する音声素片データベースを準備するステップと、
前記音声素片データベースに含まれる前記複数の音声素片の各々に対し、所定の複数通りの変換を行なうことにより複数の変換後の音声素片を生成するステップと、
前記生成するステップにより生成された前記複数の変換後の音声素片を、変換前の音声素片の音素ラベルと、変換後の音声素片から算出される前記所定の音響特徴量と関連付けて記憶装置に格納するステップとを含む、音声素片データベースの作成方法。
【請求項６】
前記所定の複数通りの変換は、予め定められた複数通りの設定に従って前記音声素片の時間軸を伸縮させる処理を含む、請求項５に記載の音声素片データベースの作成方法。
【請求項７】
音声素片データベースを用いて素片接続型の音声合成を行なう方法であって、
合成音声の目標を定める合成器指令の入力を受けるステップと、
前記合成器指令との間に定められるターゲットコストが所定の条件を充足する音声素片候補を前記音声素片データベースから予備的に選択するステップと、
前記予備的に選択するステップにより予備的に選択された音声素片候補を記憶装置に記憶させるステップと、
前記合成器指令との間に定められるターゲットコストと、合成音声において隣接する素片間に定められる接続コストとが所定の条件を充足する音声素片候補を前記音声素片候補記憶手段に記憶された音声素片候補のうちから選択するステップと、
前記音声素片候補のうちから選択するステップにより選択された音声素片候補を前記合成器指令に従って接続し合成音声波形を出力するステップとを含む、素片接続型音声合成方法。
【請求項８】
音声素片データベースを用いて素片接続型の音声合成を行なう方法であって、
合成音声の目標を定める合成器指令の入力を受けるステップと、
前記合成器指令との間に定められるターゲットコストが所定の条件を充足する音声素片候補を前記音声素片データベースから予備的に選択するステップと、
前記予備的に選択するステップにおいて予備的に選択された音声素片候補に対し、予め定められる複数通りの変換を行なうことにより複数個の拡張音声素片候補を生成するステップと、
前記拡張音声素片候補を生成するステップにより生成された拡張音声素片候補を記憶装置に記憶させるステップと、
前記合成器指令との間に定められるターゲットコストと、合成音声において隣接する素片間に定められる接続コストとが所定の条件を充足する音声素片候補を前記記憶装置に記憶された拡張音声素片候補のうちから選択するステップと、
前記拡張音声素片候補のうちから選択するステップにおいて選択された拡張音声素片候補を前記合成器指令に従って接続し合成音声波形を出力するステップとを含む、素片接続型音声合成方法。
【請求項９】
前記拡張音声素片候補を作成するステップは、前記予備的に選択するステップにより予備的に選択された音声素片候補に対し、前記合成器指令に基づいて定められる、複数通りの変換を行なうことにより前記複数個の拡張音声素片候補を生成するステップを含む、請求項８に記載の素片接続型音声合成方法。
【請求項１０】
前記複数通りの変換は、複数通りの設定に従う時間軸伸縮の処理を含む、請求項９に記載の素片接続型音声合成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は音声合成装置に関し、特に、所定のコスト関数に基づいて音声素片を選択し接続することにより合成器指令に合致した音声合成を行なう音声合成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
音声認識、音声合成は、人間とコンピュータを用いた諸システムとのインターフェースを実現する技術として重要である。これらと人工知能技術とを併用することにより、利用者は相手がコンピュータシステムであることを意識せずに様々なサービスを利用することができる。
【０００３】
中でも音声合成は、人間に対するシステム出力のためのインターフェースとしてその重要性は大きい。人間は、合成された音声の不自然さを敏感に感じ取る。合成された音声が不自然であると利用者が感じると、発話にも影響を及ぼし、その結果、人間とシステムとの間の対話がうまく行かなくなるおそれもある。
【０００４】
最近の音声合成技術としては、予め人間の発話を多数集めて語・音節・音素等を単位とする音声素片を音素ラベルと関連付けてデータベース化しておき、合成時には、指定された語・音節・音素等に対応する音声素片の中から、最も適切と思われるものを選択して接続するものが知られている。これを素片接続型音声合成と呼ぶ。なお、音素ラベルとは、通常は各音素の音素記号とその開始・終了時刻を記述したものをいう。これに加えて、その区間におけるＭＦＣＣ（Ｍｅｌ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｅｐｓｔｒｕｍ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）、基本周波数（Ｆ０）等の音響特徴量、さらに前後の素片の音素記号を含む場合もある。
【０００５】
素片接続型音声合成では、与えられた合成目標を基準として、いかにして適切な音声素片をデータベース中から取出すかが問題となる。
【０００６】
合成目標を構成するデータは、典型的には音素と、Ｆ０、持続時間、ＭＦＣＣ、及びパワー等の音声特徴量とを含む。これらを以下「合成器指令」と呼ぶ。
【０００７】
素片接続型音声合成では、合成器指令と音声素片のＦ０、持続時間、ＭＦＣＣ，パワー等とのずれ、及び接続に伴う自然劣化を表現するための「コスト」と呼ばれる評価関数を定義し、コストを最小とする音声素片を求めることにより、最低な音声素片系列を決定する。
【０００８】
本件出願の出願人は、上記した「コスト」を、それぞれある音声の特徴に対応するような「サブコスト」に分解し、それらを結合したもの（例えば線形和）により定義した素片接続型音声合成を提案している。例えば特許文献１を参照されたい。
【０００９】
サブコストは、ターゲットコストと接続コストとの二グループに大きく分類できる。ターゲットコストは、合成器指令と素片候補との間の誤差を表す。接続コストは、合成音声において隣接する素片間の不連続性を表す。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−２０８１８８号公報（段落００１４〜００４７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記したような素片接続型音声合成技術では、音声素片データベース（ＤＢ）を大きくするほど、合成時にコストを小さくできる候補を見つけることができる可能性が高くなり、音声合成の品質が高くなる。しかし、大きな音声素片ＤＢを作成するためには、音声データを収集する作業を行なわなければならない。こうした作業は、多くの時間と費用とを要する。また、こうして作成された音声素片ＤＢがあまりに大きい場合には、候補を決定するために必要な計算量が大きくなるという問題がある。
【００１２】
一方、音声素片ＤＢが小さいと、選択対象となる候補数が少なくなる一方、接続時に前後の音声素片との接続ができるだけ自然となるように、音声素片の変換を行なう必要がある。この変換は、品質の面からできるだけ小さくする方が望ましいと考えられる。そこで従来は、選択時に上記したように定義されたコストを用い、選択後の音声素片の変形量が最も小さくなるような音声素片を選択していた。
【００１３】
本来であれば、そうした変換を行なった後にコスト最小となるような音声素片を予想して音声素片を決定できればよいが、そのような予想は難しい。その結果、最終的に合成される音声にはある程度の不自然さが生じてしまうことがある。
【００１４】
例えば、本件出願人の実験によれば、１００時間規模の音声コーパスから作成した音声素片ＤＢを用いた音声合成でも、合成された音声の韻律的特徴（Ｆ０，持続時間等）に、知覚され得るような大きな誤差が生じることがある。こうした知覚上の誤差をさらに小さくすることが望ましい。
【００１５】
それゆえに本発明の目的は、大規模な音声コーパスを用いなくとも、合成音声の品質を高くできるような音声合成装置を提供することである。
【００１６】
本発明の他の目的は、大規模な音声コーパスを用いなくとも、短時間で素片候補を決定でき、かつ合成音声の品質を高くできるような音声合成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の第１の局面に係る素片接続型音声合成装置は、音声素片ＤＢを用いた素片接続型音声合成装置であって、合成音声の目標を定める合成器指令の入力を受けるための入力手段と、合成器指令との間に定められるターゲットコストが所定の条件を充足する音声素片候補を音声素片ＤＢから予備的に選択するための予備選択手段と、予備選択手段により予備的に選択された音声素片候補を記憶するための音声素片候補記憶手段と、合成器指令との間に定められるターゲットコストと、合成音声において隣接する素片間に定められる接続コストとが所定の条件を充足する音声素片候補を音声素片候補記憶手段に記憶された音声素片候補のうちから選択するための選択手段と、選択手段により選択された音声素片候補を合成器指令に従って接続し合成音声波形を出力するための接続手段とを含む。
【００１８】
ターゲットコストに基づいて音声素片候補を予備選択し、その中からターゲットコスト及び接続コストが最小のものを選択する。候補が絞られているので、最終的な音声素片の選択に要する計算量が少なくて済む。また、予備選択にはターゲットコストを用いるのでここでの計算量は少ない。その結果、音声素片ＤＢが大きくても音声素片の選択に要する計算量は少なくて済む。音声素片ＤＢを大きくとれるので、最終的な合成音声の品質は高くなる。
【００１９】
本発明の第２の局面に係る素片接続型音声合成装置は、音声素片ＤＢを用いた素片接続型音声合成装置であって、合成音声の目標を定める合成器指令の入力を受けるための入力手段と、合成器指令との間に定められるターゲットコストが所定の条件を充足する音声素片候補を音声素片ＤＢから予備的に選択するための予備選択手段と、予備選択手段により予備的に選択された音声素片候補に対し、予め定められる複数通りの変換を行なうことにより複数個の拡張音声素片候補を生成するための拡張処理手段と、拡張処理手段により生成された拡張音声素片候補を記憶するための拡張音声素片候補記憶手段と、合成器指令との間に定められるターゲットコストと、合成音声において隣接する素片間に定められる接続コストとが所定の条件を充足する音声素片候補を拡張音声素片候補記憶手段に記憶された拡張音声素片候補のうちから選択するための選択手段と、選択手段により選択された拡張音声素片候補を合成器指令に従って接続し合成音声波形を出力するための接続手段とを含む。
【００２０】
ターゲットコストに基づいて音声素片候補を予備選択し、予備選択された音声素片候補に対し、複数通りの変換を行なうことにより、音声素片候補の拡張を行なう。その結果得られた拡張音声素片候補の中からターゲットコスト及び接続コストが最小のものを選択する。合成器指令に近いものを予備選択し、それらを種々の設定で拡張した候補の中から音声素片を選択するので、合成音声と合成器指令との間の誤差を小さくすることができる。その結果、合成音声の品質を高くすることができる。音声データベースがそれほど大きくなくても、音声データベースを大きくしたときと同等の効果を得ることができる。
【００２１】
好ましくは、拡張処理手段は、予備選択手段により予備的に選択された音声素片候補に対し、合成器指令に基づいて定められる、複数通りの変換を行なうことにより複数個の拡張音声素片候補を生成するための手段を含む。
【００２２】
音声素片候補の拡張にあたって、合成器指令に基づいて変換を行なう。合成目標にできるだけ合致した特徴をもつ拡張音声素片候補を得ることができるので、合成音声と合成器指令との誤差が小さくなり合成音声の品質が高くなる。
【００２３】
より好ましくは、生成するための手段は、予備選択手段により予備的に選択された音声素片候補に対し、合成器指令に含まれる基本周波数及び持続時間との誤差が予め定められた条件を満足するように定められ、かつ複数通りの設定に従う時間軸伸縮を行なうことにより複数個の拡張音声素片候補を生成するための手段を含む。
【００２４】
拡張にあたり、音声素片候補の変換として基本的な時間軸伸縮を行ない、その結果得られる基本周波数及び持続時間と合成器指令に含まれる基本周波数及び持続時間との誤差が予め定められた条件を満足するようにする。そうして得られた音声素片候補の中から最終的な音声素片を選択するので、合成音声には例えば基本周波数の不連続及び持続時間に関する問題がほとんどなく、高品質な合成を行なうことができる。
【００２５】
本発明の第３の局面に係る音声素片ＤＢの作成方法は、複数の音声素片を、各音声素片の音素ラベルと、各音声素片から抽出される音声合成のための所定の音響特徴量と組合わせて記憶する音声素片ＤＢを準備するステップと、音声素片ＤＢに含まれる複数の音声素片の各々に対し、所定の複数通りの変換を行なうことにより複数の変換後の音声素片を生成するステップと、生成するステップにより生成された複数の変換後の音声素片を、変換前の音声素片の音素ラベルと、変換後の音声素片から算出される所定の音響特徴量と関連付けて記憶装置に格納するステップとを含む。なお、音素ラベルとは、通常は各音素の音素記号とその開始・終了時刻を記述したものをいう。これに加えて、その区間におけるＭＦＣＣ、Ｆ０等の音響特徴量、さらに前後の素片の音素記号を含む場合もある。
【００２６】
好ましくは、所定の複数通りの変換は、予め定められた複数通りの設定に従って音声素片の時間軸を伸縮させる処理を含む。
【００２７】
本発明の第４の局面に係る素片接続型の音声合成方法は、音声素片ＤＢを用いて素片接続型の音声合成を行なう方法であって、合成音声の目標を定める合成器指令の入力を受けるステップと、合成器指令との間に定められるターゲットコストが所定の条件を充足する音声素片候補を音声素片ＤＢから予備的に選択するステップと、予備的に選択するステップにより予備的に選択された音声素片候補を記憶装置に記憶させるステップと、合成器指令との間に定められるターゲットコストと、合成音声において隣接する素片間に定められる接続コストとが所定の条件を充足する音声素片候補を音声素片候補記憶手段に記憶された音声素片候補のうちから選択するステップと、音声素片候補のうちから選択するステップにより選択された音声素片候補を合成器指令に従って接続し合成音声波形を出力するステップとを含む。
【００２８】
ターゲットコストに基づいて音声素片候補を予備選択し、その中からターゲットコスト及び接続コストが最小のものを選択する。候補が絞られているので、最終的な音声素片の選択に要する計算量が少なくて済む。また、予備選択にはターゲットコストを用いるので計算量がここでも計算量は少なくて済む。その結果、音声素片ＤＢが大きくても音声素片の選択に要する計算量は少なくて済む。音声素片ＤＢを大きくとれるので、最終的な合成音声の品質は高くなる。
【００２９】
本発明の第５の局面に係る素片接続型の音声合成方法は、音声素片ＤＢを用いて素片接続型の音声合成を行なう方法であって、合成音声の目標を定める合成器指令の入力を受けるステップと、合成器指令との間に定められるターゲットコストが所定の条件を充足する音声素片候補を音声素片ＤＢから予備的に選択するステップと、予備的に選択するステップにおいて予備的に選択された音声素片候補に対し、予め定められる複数通りの変換を行なうことにより複数個の拡張音声素片候補を生成するステップと、拡張音声素片候補を生成するステップにより生成された拡張音声素片候補を記憶装置に記憶させるステップと、合成器指令との間に定められるターゲットコストと、合成音声において隣接する素片間に定められる接続コストとが所定の条件を充足する音声素片候補を記憶装置に記憶された拡張音声素片候補のうちから選択するステップと、拡張音声素片候補のうちから選択するステップにおいて選択された拡張音声素片候補を合成器指令に従って接続し合成音声波形を出力するステップとを含む。
【００３０】
ターゲットコストに基づいて音声素片候補を予備選択し、予備選択された音声素片候補に対し、複数通りの変換を行なうことにより、音声素片候補の拡張を行なう。その結果得られた拡張音声素片候補の中からターゲットコスト及び接続コストが最小のものを選択する。合成器指令に近いものを予備選択し、それらを種々の設定で拡張した候補の中から音声素片を選択するので、合成音声と合成器指令との間の誤差を小さくすることができる。その結果、合成音声の品質を高くすることができる。音声データベースがそれほど大きくなくても、音声データベースを大きくしたときと同等の効果を得ることができる。
【００３１】
好ましくは、拡張音声素片候補を作成するステップは、予備的に選択するステップにより予備的に選択された音声素片候補に対し、合成器指令に基づいて定められる、複数通りの変換を行なうことにより複数個の拡張音声素片候補を生成するステップを含む。
【００３２】
音声素片候補の拡張にあたって、合成器指令に基づいて変換を行なう。合成目標にできるだけ合致した特徴をもつ拡張音声素片候補を得ることができるので、合成音声と合成器指令との誤差が小さくなり合成音声の品質が高くなる。
【００３３】
より好ましくは、複数通りの変換は、複数通りの設定に従う時間軸伸縮の処理を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
［第１の実施の形態］
図１に、本発明の第１の実施の形態に係る音声合成システム２０のブロック図を示す。図１を参照して、この音声合成システム２０は、従来と同様の音声素片ＤＢ３０と、音声素片ＤＢ３０に含まれる各音声素片に対して時間軸伸縮を行なうことにより、各音声素片を複数個の音声素片に拡張し、拡張音声素片ＤＢ３４を生成するためのＤＢ拡張処理部３２と、合成目標となるテキストを分析した結果得られる合成器指令３６を入力として受け、拡張音声素片ＤＢ３４に含まれる拡張された音声素片から適切な音声素片を選択し接続して合成音声波形４０を出力するための音声合成装置３８とを含む。
【００３５】
ＤＢ拡張処理部３２による音声素片の拡張は、上記したように各音声素片に対し、時間軸伸縮を利用した基本周波数又は持続時間の変換を行なうというものである。この処理においては、基本周波数及び持続時間の各々に対し種々の設定で時間軸変換を行なう。この際、コスト計算に関係する音声特徴量を変形後の素片から再推定し、拡張後の音声素片に付与しておく。
【００３６】
時間軸伸縮という処理自体については従来から知られている。この処理は、サンプリング周期の変換と考えることができる。この時間軸伸縮にあたっては、柔軟な処理を可能とするために、非整数比で変換できるようにしておく。
【００３７】
時間軸伸縮では、変形比１：１の付近において、自然性劣化がほとんどない変換ができる可能性がある。もちろん時間軸伸縮では、Ｆ０と持続時間との独立な制御は不可能で、かつ、周波数軸上においても同様の伸縮が生じるために大きな変形はできないと予想される。しかし、本実施の形態のように大規模コーパスに基づく音声素片ＤＢを用いる音声合成では、変形に大きな自由度は不要と考えられる。したがって、本実施の形態のように時間軸伸縮を採用することは合理的である。ただし、時間軸伸縮でない他の変換を採用してもよいことはいうまでもない。
【００３８】
音声合成装置３８は、合成器指令３６を受け、合成器指令３６により指定された音声素片のうちで、ターゲットコストのみを用いて計算したコストが所定のしきい値よりも小さな音声素片を候補として予備的に選択し、ローカルな音声素片ＤＢとしてローカル素片ＤＢ６２を生成するための予備選択部６０と、合成器指令３６を受け、ローカル素片ＤＢ６２からターゲットコストと接続コストとの双方からなるコストの最も小さな素片を選択するための素片選択部６４と、素片選択部６４により選択された音声素片を接続して合成音声波形４０を出力するための接続部６６とを含む。なお、ローカル素片ＤＢ６２は素片の選択のみに用いられるので、特徴量のみを含み、音声素片データそのものは含まない。接続部６６は、素片選択部６４により選択された素片の音声素片データを音声素片ＤＢ３０を参照して得ることになる。
【００３９】
本実施の形態に係る素片選択部６４によるコスト計算では、コストＣ０は以下のようにしてサブコストから計算される。
【００４０】
【数１】
2005241789.tif 000003
ただし、Ｃi1（ｉ1＝１〜Ｎ1）はターゲットサブコスト、Ｃi2（ｉ2＝１〜Ｎ２）は接続コスト、ｗi1（ｉ1＝１〜Ｎ1）はターゲットサブコスト間に定義された重み、ｗi2（ｉ2＝１〜Ｎ２）は接続サブコスト間に定義された重み、ｐ１及びｐ２はそれぞれ、ターゲットコストと接続コスト間に定義された重みである。
【００４１】
なお、予備選択部６０によるターゲットコストの算出では、次の式（２）によりターゲットコストＣ１を算出する。ただしｐ１＝１でもよい。
【００４２】
【数２】
2005241789.tif 000004
この音声合成システム２０は以下のように動作する。この音声合成システム２０の動作には大きく分けて二つのフェーズがある。第１のフェーズは拡張音声素片ＤＢ３４の構築である。第２のフェーズは音声合成装置３８による音声合成である。
【００４３】
第１のフェーズでは以下のような処理が行なわれる。この処理に先立ち、音声素片ＤＢ３０が音声コーパスから作成済みであるものとする。ＤＢ拡張処理部３２は、音声素片ＤＢ３０に含まれる音声素片の各々に対し、所定の複数通りの設定に従って時間軸変換処理を実行し、複数の拡張音声素片を作成する。これら拡張音声素片は拡張音声素片ＤＢ３４に格納される。全ての音声素片について拡張処理が終了したらこの第１のフェーズの処理は終了である。
【００４４】
第２のフェーズでは、まず合成器指令３６が音声合成装置３８に与えられる。予備選択部６０は、合成器指令３６に基づいて、合成器指令３６により指定された音素に対応する音声素片のうち、ターゲットコストが所定のしきい値以下であるものを拡張音声素片ＤＢ３４から抽出し、ローカル素片ＤＢ６２に格納する。
【００４５】
素片選択部６４は、合成器指令３６を受け、ローカル素片ＤＢ６２に含まれる音声素片のうち、合成器指令３６により指定される音素を持つものであって、かつ式（１）により算出されるコストが最も小さなものを選択して接続部６６に与える。接続部６６は、音声が滑らかに接続されるように素片選択部６４から与えられた音声素片を変形して接続し、合成音声波形４０として出力する。
【００４６】
予備選択部６０により合成器指令３６に対し計算されるターゲットコストがしきい値以下のものを予備的に選択しておくため、素片選択部６４が素片選択を行なう際のコスト計算の計算量は少なくて済む。予備選択部６０によるターゲットコストの算出も簡単な式によるだけであるから、計算量は少ない。
【００４７】
また、ローカル素片ＤＢ６２は、拡張音声素片ＤＢ３４から素片を抽出したものであるから、合成器指令３６に対するターゲットコストの小さな音声素片を多数含む。そのため、それらの中からコスト最小の音声素片を選択して接続した場合、接続時の変形による品質低下は無視できるほど小さくなる。その結果、最終的に得られる合成音声波形４０には、音声素片の接続による品質低下はわずかしか見られない。また、最初に用意すべき音声素片ＤＢ３０はそれほど大きくなくても、ＤＢ拡張処理部３２により十分多数の音声素片を用意できる。そのため、音声素片ＤＢ３０の構築に要するコストを小さくすることができる。
【００４８】
なお、この第１の実施の形態では、予備選択部６０により拡張音声素片ＤＢ３４から音素を予備的に選択する。しかし、ＤＢ拡張処理部３２により拡張した拡張音声素片ＤＢ３４を使用する限り、予備選択部６０を用いてローカル素片ＤＢ６２を作成しなくてもよい。すなわち、素片選択部６４が拡張音声素片ＤＢ３４から音声素片を直接選択するようにしても、合成音声波形４０の品質の向上を図ることができる。
【００４９】
［第２の実施の形態］
上記した第１の実施の形態にかかる音声合成システム２０は、予めＤＢ拡張処理部３２により音声素片ＤＢ３０から拡張音声素片ＤＢ３４を生成しておくものである。この場合、音声素片ＤＢ３０は小さくてもよいが、拡張音声素片ＤＢ３４が大きくなるという問題がある。できれば音声素片ＤＢが必要とする記憶容量は小さいほうが望ましい。この第２の実施の形態にかかるシステムは、ＤＢ拡張処理部３２による音声素片の拡張を、音声合成時にリアルタイムに行なうことにより、音声素片ＤＢの大きさを小さくする、というものである。
【００５０】
図２に、本発明の第２の実施の形態に係る音声合成システム１２０のブロック図を示す。図２において、図１と同じ部品には同じ参照番号及び名称を付す。それらの機能も同一である。従ってここではそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００５１】
図２を参照して、音声合成システム１２０は、音声素片ＤＢ３０と、合成器指令３６を受け、音声素片ＤＢ３０に格納された音声素片から選択した音声素片を接続することにより合成音声波形１３２を出力するための音声合成装置１３０とを含む。
【００５２】
音声合成装置１３０は、合成器指令３６を受け、合成器指令３６に含まれる音素に対応する音声素片であって、かつ第１の実施の形態における予備選択部６０と同様に式（２）で算出されるターゲットコストが所定のしきい値以下のものを抽出してローカル素片ＤＢ１４２に格納するための予備選択部１４０と、ローカル素片ＤＢ１４２に格納された音声素片の各々に対し、合成器指令３６に含まれる情報を用いて複数の設定で時間軸伸縮処理を行なって複数の拡張後音声素片を生成し、拡張後の音声素片に対して算出される音響特徴量とともに拡張音声素片ＤＢ１４６に格納するための拡張処理部１４４と、合成器指令３６を受け、拡張音声素片ＤＢ１４６に格納されている拡張後の音声素片のうちで、合成器指令３６により指定された音素に対応するものであって、かつ式（１）により算出されるコストが最小のものを選択して出力するための素片選択部６４と、素片選択部６４により選択された音声素片を従来と同様の手法で接続し、合成音声波形１３２を出力するための接続部６６とを含む。
【００５３】
拡張処理部１４４による音声素片の拡張処理においては、前述した通り合成器指令３６に含まれる情報を用いる。本実施の形態では、音声素片と合成器指令３６との間のＦ０及び時間期間の誤差が小さくなるように、かつ種々の設定で時間軸伸縮が行なわれるように、変換を行なう。これ以外にも、音声素片と合成器指令３６との間の持続時間の誤差を最小化するようにしたり、Ｆ０誤差と持続時間誤差とを結合したものを最小化したりするようにしながら、種々の設定で時間軸伸縮を行なうようにしてもよい。こうすることにより、拡張処理により生成される音声素片のターゲットコストが小さくなり、より高品質な音声合成が行なえる可能性が高くなる。
【００５４】
この音声合成システム１２０は以下のように動作する。まず音声素片ＤＢ３０を準備する。次に合成器指令３６を受け,予備選択部１４０が、合成器指令３６により指定された音素に対応する音声素片であって、かつ式（２）により算出されるターゲットコストが所定のしきい値以下のものを音声素片ＤＢ３０から抽出し、ローカル素片ＤＢ１４２に格納する。拡張処理部１４４は、ローカル素片ＤＢ１４２に格納された音声素片の各々に対し、前述した通り、合成器指令３６に対するＦ０誤差を最小化するように、複数通りの設定によって時間軸伸縮処理を行ない、得られた複数の結果を拡張音声素片ＤＢ１４６に格納する。拡張処理部１４４はこのとき、拡張後の各音声素片に対して音響特徴量を算出し、音声素片に関連付けて拡張音声素片ＤＢ１４６に記憶する。
【００５５】
拡張音声素片ＤＢ１４６が作成された後の素片選択部６４及び接続部６６の動作は、実施の形態１の場合と同様であるからここでは繰返さない。
【００５６】
以上のようにこの第２の実施の形態の音声合成システム１２０によれば、音声素片ＤＢとして音声素片ＤＢ３０だけを準備しておけばよい。第１の実施の形態のように拡張音声素片ＤＢ３４を予め作成しておく必要がない。その結果、音声素片ＤＢを格納する記憶装置の容量を小さくしておくことができる。また、音声素片を拡張することにより、誤差の少ない音声素片を選択できることは第１の実施の形態の場合と同様である。
【００５７】
上記した本発明の各実施の形態のシステムでは、拡張後の音声素片の音響特徴量を直接計算している。しかし本発明はそのような実施の形態には限定されない。例えば、拡張前の音声素片の音声特徴量と、拡張時の変換処理とから拡張後の音声素片の音響特徴量を予測することもでき、そうした場合には予測された音響特徴量を拡張後の音声素片ＤＢに格納するようにしてもよい。
【００５８】
また、上記した実施の形態では音声素片ＤＢの拡張に時間軸伸縮を用いた。しかし、本発明はそのような実施の形態には限定されない。例えば、フィルタリング（周波数特性の変換）、ＰＳＯＬＡ（Ｐｉｔｃｈ−Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｏｖｅｒｌａｐ  ａｎｄ  Ａｄｄ）等を用いてもよい。
【００５９】
今回開示された実施の形態は単に例示であって、本発明が上記した実施の形態のみに制限されるわけではない。本発明の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌した上で、特許請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含む。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる音声合成システム２０のブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態にかかる音声合成システム１２０のブロック図である。
【符号の説明】
【００６１】
２０,１２０  音声合成システム、３０  音声素片ＤＢ、３２  ＤＢ拡張処理部、３４,１４６  拡張音声素片ＤＢ、３６  合成器指令、３８,１３０  音声合成装置、４０,１３２  合成音声波形、６０,１４０  予備選択部、６２,１４２  ローカル素片ＤＢ、６４  素片選択部、６６  接続部、１４４  拡張処理部
【図１】
2005241789.tif 000005
【図２】
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