(57)【要約】【課題】多様な声質の音声を簡便な処理で生成する。【解決手段】音声処理装置は、声帯から発生する声帯音声の単位波形毎に特徴量の数値を基礎成分Ｘ(k)として特定する特徴解析部３２と、特徴量の周期的な変動を示す周期成分と当該特徴量の非周期的な変動を示す非周期成分とに対し、発音状態の遷移を示す遷移成分を作用させることで変動成分Ｚ(k)を生成する遷移制御部３６と、特徴解析部３２が特定した基礎成分Ｘ(k)と遷移制御部３６が生成した変動成分Ｚ(k)とを合成して目標成分Ｙ(k)を生成する合成処理部３８と、合成処理部３８が生成した目標成分Ｙ(k)を特徴量とする単位波形の連結で音声信号を生成する音声生成部とを具備する。【選択図】図３
2016110024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
声帯から発生する声帯音声の単位波形毎に特徴量の数値を基礎成分として特定する特徴解析手段と、
前記特徴量の周期的な変動を示す周期成分と当該特徴量の非周期的な変動を示す非周期成分とに対し、発音状態の遷移を示す遷移成分を作用させることで変動成分を生成する遷移制御手段と、
前記特徴解析手段が特定した基礎成分と前記遷移制御手段が生成した変動成分とを合成して目標成分を生成する合成処理手段と、
前記合成処理手段が生成した目標成分を前記特徴量とする単位波形の連結で音声信号を生成する音声生成手段と
を具備する音声処理装置。
【請求項２】
前記合成処理手段は、前記特徴量の補正値を示す第１補正成分と、前記基礎成分および前記変動成分とを合成して前記目標成分を生成する
請求項１の音声処理装置。
【請求項３】
前記遷移制御手段は、前記周期成分と前記非周期成分と所定の第２補正成分とに対して前記遷移成分を作用させることで前記変動成分を生成する
請求項１または請求項２の音声処理装置。
【請求項４】
前記特徴量は、Liljencrants-FantモデルのＲdパラメータ、前記声帯音声の強度、前記声帯音声の基本周波数の少なくともひとつである
請求項１から請求項３の何れかの音声処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歌唱音や会話音等の音声の声質を制御する音声処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
歌唱音や会話音等の音声の声質を変換する技術（声質変換技術）が従来から提案されている。例えば特許文献１には、事前に用意された補正情報を利用して、声帯の振動に由来する音源波形の音高や強度を補正し、声道等の調音器官による調音に対応するフィルタ処理を補正後の音源波形に対して実行することで所望の音声波形を生成する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−８４７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の技術では、音高や音量等の特徴量が周期的に変動する音声（例えばビブラート音声）や、気息音および嗄れ声のように特徴量が非周期的に変動する音声等の多様な声質な音声を統一的かつ簡便な処理で生成することは困難である。以上の事情を考慮して、本発明は、多様な声質の音声を簡便な処理で生成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、本発明の音響処理装置は、声帯から発生する声帯音声の単位波形毎に特徴量の数値を基礎成分として特定する特徴解析手段と、特徴量の周期的な変動を示す周期成分と当該特徴量の非周期的な変動を示す非周期成分とに対し、発音状態の遷移を示す遷移成分を作用させることで変動成分を生成する遷移制御手段と、特徴解析手段が特定した基礎成分と遷移制御手段が生成した変動成分とを合成して目標成分を生成する合成処理手段と、合成処理手段が生成した目標成分を特徴量とする単位波形の連結で音声信号を生成する音声生成手段とを具備する。以上の構成では、周期成分と非周期成分とに対して遷移成分を作用させた変動成分と、音声信号の声帯音声を構成する各単位波形の特徴量の基礎成分との合成で変換後の音声信号の声帯音声を構成する各単位波形が生成される。したがって、多様な声質の音声を簡便な処理で生成できるという効果が実現される。特徴解析手段が解析する特徴量は、例えば、Liljencrants-FantモデルのＲdパラメータ、声帯音声の強度、声帯音声の基本周波数の少なくともひとつである。
【０００６】
本発明の好適な態様において、合成処理手段は、特徴量の補正値を示す第１補正成分と、基礎成分および変動成分とを合成して目標成分を生成する。以上の態様では、特徴量の補正値を示す第１補正成分が基礎成分および変動成分に合成されるから、多様な声質の音声を生成できるという前述の効果は格別に顕著である。
【０００７】
本発明の好適な態様において、遷移制御手段は、周期成分と非周期成分と所定の第２補正成分とに対して遷移成分を作用させることで変動成分を生成する。以上の態様では、周期成分および非周期成分に加えて第２補正成分にも遷移成分が作用されるから、多様な声質の音声を生成できるという前述の効果は格別に顕著である。
【０００８】
以上の各態様に係る端末装置は、専用の電子回路で実現されるほか、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の汎用の演算処理装置とプログラムとの協働によっても実現される。本発明のプログラムは、コンピュータが読取可能な記録媒体に格納された形態で提供されてコンピュータにインストールされ得る。記録媒体は、例えば非一過性（non-transitory）の記録媒体であり、ＣＤ-ＲＯＭ等の光学式記録媒体が好例であるが、半導体記録媒体や磁気記録媒体等の公知の任意の形式の記録媒体を包含し得る。なお、通信網を介した配信の形態で本発明のプログラムを提供してコンピュータにインストールすることも可能である。
また、本発明は、前述の各態様に係る音声処理装置の動作方法（音声処理方法）としても表現され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る音声処理装置の構成図である。
【図２】音声処理装置の概略的な処理の説明図である。
【図３】変換処理部の構成図である。
【図４】ＬＦモデルのＲdパラメータに応じた単位波形の形状の説明図である。
【図５】周期成分および非周期成分の説明図である。
【図６】遷移成分の説明図である。
【図７】音声生成部の構成図である。
【図８】雑音成分の第１成分および第２成分の説明図である。
【図９】定数Ｒに応じた周波数特性の変化の説明図である。
【図１０】音声波形と周期点との関係の説明図である。
【図１１】音声処理装置の動作のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の好適な形態に係る音声処理装置１００の構成図である。音声処理装置１００には外部機器１２から音声信号ｘ(n)が供給される。音声信号ｘ(n)は、発声者の声帯を含む発声器官で発生した音声（以下「声帯音声」という）を声道および口腔等の調音器官で調音した特定の声質の音声（歌唱音や会話音）を表す時間領域の信号である。本実施形態の音声処理装置１００は、音声信号ｘ(n)とは声質が相違する音声を表す音声信号ｙ(n)を生成する信号処理装置（声質変換装置）である。音声信号ｘ(n)および音声信号ｙ(n)は、時間領域での音声波形を表現するサンプル系列であり、記号ｎは時間軸上の各サンプルの番号を意味する。音声処理装置１００が生成した音声信号ｙ(n)に応じた音響がスピーカやヘッドホン等の放音機器１４から放射される。
【００１１】
図１に例示される通り、音声処理装置１００は、演算処理装置２２と記憶装置２４とを具備するコンピュータシステムで実現される。記憶装置２４は、演算処理装置２２が実行するプログラムや演算処理装置２２が使用する各種のデータを記憶する。半導体記録媒体や磁気記録媒体等の公知の記録媒体または複数種の記録媒体の組合せが記憶装置２４として任意に利用される。演算処理装置２２は、記憶装置２４に格納されたプログラムを実行することで、音声信号ｘ(n)から音声信号ｙ(n)を生成するための複数の機能（変換処理部３０，音声生成部４０）を実現する。なお、演算処理装置２２の機能を複数の装置に分散した構成や、演算処理装置２２の機能の一部を音声処理専用の電子回路が実現する構成も採用され得る。
【００１２】
図２は、変換処理部３０および音声生成部４０が実行する処理の説明図である。図２に例示される通り、音声信号ｘ(n)に包含される声帯音声は複数（Ｋ個）の単位波形Ｑ1(n)〜ＱK(n)で構成される。任意の１個の単位波形Ｑk(n)（ｋ＝１〜Ｋ）は、音声信号ｘ(n)の基本周波数（ピッチ）に対応する周期（以下「基本周期」という）Ｎ0毎に音声信号ｘ(n)の声帯音声を時間軸上でＫ個に区分した波形のうちの第ｋ番目である。図２から理解される通り、本実施形態の音声処理装置１００は、声質に影響する特定の特徴量（以下「対象特徴量」という）を各単位波形Ｑk(n)から変換したＫ個の単位波形Ｓ1(n)〜ＳK(n)を声帯音声として包含する音声信号ｙ(n)を生成する。各単位波形Ｑk(n)および各単位波形Ｓk(n)は、声門の開閉の１周期分に相当する波形（glottal pulse）である。
【００１３】
図２には、時間軸上で相異なる単位波形Ｑk(n)に対応するＫ個の時点（以下「周期点」という）ＴX(k)が図示されている。各周期点ＴX(k)は、声帯音声の各単位波形Ｑk(n)の形状の特徴点であり、基本周期Ｎ0に相当する間隔で時間軸上に配列される。例えば、音声信号ｘ(n)が表す音声の発音時に発声者の声門が閉塞される時点（GCI: Glottal Closure Instant）または声門が開放される時点（GOI: Glottal Opening Instant）が周期点ＴX(k)として設定される。なお、声門が閉塞される時点（GCI）の特定については、T. Drugman, et.al, "Detection of glottal closure instants from speech signals: a quantitative review," IEEE TASLP, 2012にも詳述されている。
【００１４】
図１の変換処理部３０は、図２に例示される通り、音声信号ｘ(n)の各単位波形Ｑk(n)から抽出される対象特徴量の数値（以下「基礎成分」という）Ｘ(k)を変換することで、音声信号ｙ(n)の各単位波形Ｓk(n)の対象特徴量の数値（以下「目標成分」という）Ｙ(k)を算定する。図１の音声生成部４０は、対象特徴量が目標成分Ｙ(k)に設定されたＫ個の単位波形Ｓ1(n)〜ＳK(n)の配列を声帯音声として包含する音声信号ｙ(n)を生成する。
【００１５】
図３は、変換処理部３０の具体的な構成図である。図３に例示される通り、本実施形態の変換処理部３０は、特徴解析部３２と声質変換部３４とを包含する。特徴解析部３２は、音声信号ｘ(n)の声帯音声の単位波形Ｑk(n)毎に対象特徴量の基礎成分Ｘ(k)を特定する。本実施形態の特徴解析部３２は、声帯の挙動をモデル化したＬＦ（Liljencrants-Fant）モデルのＲdパラメータ、声帯音声の強度Ｅ、および声帯音声の基本周期Ｎ0の各々を対象特徴量として基礎成分Ｘ(k)を算定する。ＬＦモデルは、発声者の声門を通過する呼気の流量を近似する数理モデルである。なお、ＬＦモデルやＲdパラメータの詳細については、J. Kane, et. al, "Exploiting time and frequency domain measures for precise voice source parameterisation," In Proc. of Speech Prosody 2012, pp. 143-146にも詳述されている。
【００１６】
図４は、Ｒdパラメータが相違する複数の単位波形Ｑk(n)の波形図である。図４から理解される通り、Ｒdパラメータは、単位波形Ｑk(n)の形状の特徴を表す指標であり、強度Ｅは、単位波形Ｑk(n)の振幅（ゲイン）の指標である。基本周期Ｎ0は、各単位波形Ｑk(n)の間隔（周期）を意味し、具体的には、任意の１個の単位波形Ｑk(n)に対応する周期点ＴX(k)と直後の単位波形Ｑk+1(n)に対応する周期点ＴX(k)との時間間隔を意味する。本実施形態の特徴解析部３２は、以上に例示したＲdパラメータと強度Ｅと基本周期Ｎ0との各々について基礎成分Ｘ(k)を算定する。
【００１７】
図３の声質変換部３４は、特徴解析部３２が単位波形Ｑk(n)毎に解析した各対象特徴量の基礎成分Ｘ(k)を各単位波形Ｓk(n)の目標成分Ｙ(k)に変換する要素であり、遷移制御部３６と合成処理部３８とを包含する。声質変換部３４が基礎成分Ｘ(k)を目標成分Ｙ(k)に変換する処理は、以下の数式で表現される。
【数１】
2016110024.tif 000003
数式(1)から理解される通り、目標成分Ｙ(k)は、基礎成分Ｘ(k)と変動成分Ｚ(k)と第１補正成分Ｌ1とを加算した数値として表現される。変動成分Ｚ(k)は、対象特徴量（目標成分Ｙ(k)）の時間的な変動を意味し、第１補正成分Ｌ1は、基礎成分Ｘ(k)に対する目標成分Ｙ(k)の補正量（時間的に定常な補正量）を意味する。図３の遷移制御部３６は変動成分Ｚ(k)を生成し、合成処理部３８は、特徴解析部３２が生成した基礎成分Ｘ(k)と遷移制御部３６が生成した変動成分Ｚ(k)と事前に設定された第１補正成分Ｌ1とを合成する数式(1)の演算で目標成分Ｙ(k)を生成する。
【００１８】
数式(2)から理解される通り、遷移制御部３６は、周期成分Ｍ(k)と非周期成分Ａ(k)と第２補正成分Ｌ2とに対して遷移成分τ(k)を作用させることで変動成分Ｚ(k)を生成する。周期成分Ｍ(k)は、対象特徴量の周期的ないし規則的な変動を意味し、非周期成分Ａ(k)は、対象特徴量の非周期的ないし不規則的な変動（典型的には非定常でランダムな雑音成分）を意味する。第２補正成分Ｌ2は、変動成分Ｚ(k)における時間的に定常な補正量を意味する。
【００１９】
数式(3)から理解される通り、周期成分Ｍ(k)は係数βMと関数ｔM(k)との積として表現され、非周期成分Ａ(k)は係数βAと関数ｔA(k)との積として表現される。周期成分Ｍ(k)の係数βMおよび非周期成分Ａ(k)の係数βAは、例えば利用者からの指示に応じた定数であり、Ｋ個の単位波形Ｑ1(n)〜ＱK(n)にわたる対象特徴量の基礎成分Ｘ(k)の平均値に対する比率（０≦βM≦１，０≦βA≦１）で表現される。周期成分Ｍ(k)の関数ｔM(k)は、例えば以下の数式(4)で表現される三角関数である。数式(4)の角周波数ωmは、単位波形Ｑk(n)に対応する基本周期Ｎ0を基準とした比率で指定される。他方、非周期成分Ａ(k)の関数ｔA(k)は、所定の確率分布（例えば正規分布）で発生する乱数の系列であり、周波数領域の広範囲にわたり略均一な白色雑音を表現する。
【数２】
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【００２０】
図５は、周期成分Ｍ(k)および非周期成分Ａ(k)の加算結果（細線）と周期成分Ｍ(k)（太線）とを併記したグラフである。図５の横軸は時間軸であり、角周波数ωmを基本周期Ｎ0の１/４と仮定して１個の基本周期Ｎ0の始点から終点までの区間が図示されている。図５から理解される通り、周期成分Ｍ(k)は、長期的かつ周期的な変動を意味し、非周期成分Ａ(k)は短期的かつ非周期的（すなわちランダム）な変動を意味する。
【００２１】
前掲の数式(2)の遷移成分τ(k)は、変動成分Ｚ(k)における発音状態の遷移を表現する関数である。すなわち、相異なる複数の発生状態（例えば発音の開始や終了）の間の遷移や発音状態の維持等が遷移成分τ(k)で表現される。具体的には、遷移成分τ(k)は、以下の数式(5)で表現される。図６から理解される通り、遷移成分τ(k)は、単位波形Ｑk(n)に対応する１個の基本周期Ｎ0の範囲内で変動する。なお、数式(5)の定数Ｌは所定値（例えば７）に設定される。
【数３】
2016110024.tif 000005
【００２２】
数式(2)を参照して前述した通り、遷移制御部３６は、周期成分Ｍ(k)と非周期成分Ａ(k)と第２補正成分Ｌ2とに対して遷移成分τ(k)を作用させることで変動成分Ｚ(k)を生成する。すなわち、周期成分Ｍ(k)と非周期成分Ａ(k)とに遷移成分τ(k)が共通に乗算される。したがって、本実施形態によれば、周期成分Ｍ(k)と非周期成分Ａ(k)とが発音状態の変化に応じて相互に連動して変化するという現実の発音時の傾向が忠実に再現される。
【００２３】
数式(1)を参照して前述した通り、本実施形態の合成処理部３８は、特徴解析部３２が生成した基礎成分Ｘ(k)と、遷移制御部３６が以上の手順で生成した変動成分Ｚ(k)と、例えば利用者からの指示に応じて設定された第１補正成分Ｌ1とを合成する数式(1)の演算で目標成分Ｙ(k)を算定する。本実施形態の合成処理部３８は、複数種の対象特徴量（すなわちＲdパラメータ，強度Ｅ，基本周期Ｎ0）の各々について目標成分Ｙ(k)を算定する。
【００２４】
図１の音声生成部４０は、以上に例示した処理で変換処理部３０（合成処理部３８）が生成した目標成分Ｙ(k)を利用して音声信号ｙ(n)を生成する。図７は、音声生成部４０の具体的な構成図である。図７に例示される通り、本実施形態の音声生成部４０は、単位波形生成部４２と雑音成分生成部４４と調音処理部４６とを包含する。
【００２５】
単位波形生成部４２は、変換処理部３０が生成した目標成分Ｙ(k)を適用した演算で単位波形Ｓ'k(n)（Ｓ'1(n)〜Ｓ'K(n)）を生成する。各単位波形Ｓ'k(n)は、音声信号ｙ(n)の声帯音声の単位波形Ｓk(n)から雑音成分（雑音成分生成部４４が生成する後掲の雑音成分Ｎk(n)）を除外した音響成分に相当する。具体的には、単位波形生成部４２は、変換処理部３０が単位波形Ｑk(n)の基礎成分Ｘ(k)から算定したＲdパラメータおよび強度Ｅの目標成分Ｙ(k)をＬＦモデルに適用することで単位波形Ｓ'k(n)を生成する。
【００２６】
図７の雑音成分生成部４４は、雑音成分Ｎk(n)（Ｎ1(n)〜ＮK(n)）を生成する。具体的には、本実施形態の雑音成分生成部４４は、第１成分ｎ1と第２成分ｎ2との加算で雑音成分Ｎk(n)を生成する。図８に例示される通り、第１成分ｎ1は、白色雑音（例えば正規分布で発生する乱数の系列）に係数α1を乗算したうえで窓関数Ｆ（例えばハニング窓）を作用させた雑音成分であり、第２成分ｎ2は、第１成分ｎ1の生成に利用した白色雑音に係数α2を乗算した雑音成分である。すなわち、第１成分ｎ1は、発音状態に応じて時間的に変動する雑音成分であり、第２成分ｎ2は、発音状態に依存しない定常的な雑音成分である。係数α1および係数α2は所定の定数である。例えば係数α2は１に設定され、係数α1は係数α2に応じた数値（例えばα1＝2.4138α2＋0.213）に設定される。また、窓関数Ｆは、例えば周期点ＴX(k)を中心として基本周期Ｎ0の半分の窓長に設定される。なお、２種類の成分を利用した雑音成分の生成については、Hui-Ling Lu, "Toward a high-quality singing synthesizer with vocal texture control," ph.D. Thesis, Stanford University, 2002にも開示されている。
【００２７】
本実施形態の雑音成分生成部４４は、第１成分ｎ1と第２成分ｎ2との加算結果のうち所定の遮断周波数ＦCを上回る高域成分を例えばローパスフィルタにより抑圧することで雑音成分Ｎk(n)を生成する。具体的には、声帯音声の単位波形Ｓ'k(n)の強度が大きい場合に音声信号ｙ(n)の再生音が聴感的に不自然な音声と知覚されるという傾向がある。以上の傾向を考慮して、本実施形態では、単位波形生成部４２が生成する単位波形Ｓ'k(n)の強度ε(k)に応じて遮断周波数ＦCを制御する。強度ε(k)は、変換処理部３０が算定した強度Ｅの目標成分Ｙ(k)に応じた数値である。例えば強度Ｅの数値自体または強度Ｅから所定の演算で算定される数値が強度ε(k)として好適である。
【００２８】
具体的には、遮断周波数ＦCは、以下の数式(6)で表現される。
【数４】
2016110024.tif 000006
数式(6)の記号ＦSは音声信号ｘ(n)や音声信号ｙ(n)のサンプリング周波数である。数式(6)の記号Ｒは、単位波形Ｓ'k(n)の強度ε(k)に応じた定数であり、例えば以下の数式(7)で算定される。
【数５】
2016110024.tif 000007
数式(7)の記号εminは、単位波形Ｓ'k(n)における強度ε(k)の最小値を意味し、記号εmaxは、単位波形Ｓ'k(n)における強度ε(k)の最大値を意味する。したがって、強度ε(k)が最大値εmaxに合致する場合に定数Ｒは最大値１となり、結果的に遮断周波数ＦCは最小値ＦS/２となる。図９には、定数Ｒを相違させた複数の場合（Ｒ＝０,１）の各々の雑音成分Ｎk(n)が併記されている。図９からも理解される通り、単位波形Ｓ'k(n)の強度ε(k)が増加して定数Ｒが大きい数値になる（再生音が聴感的に不自然な音声と知覚される可能性が高い）ほど、遮断周波数ＦCが低下して雑音成分Ｎk(n)の広範囲にわたる高域成分が抑圧される。したがって、聴感的に自然な印象の雑音成分Ｎk(n)を生成できるという利点がある。
【００２９】
図７の調音処理部４６は、単位波形生成部４２が生成した各単位波形Ｓ'k(n)と雑音成分生成部４４が生成した各雑音成分Ｎk(n)とから音声信号ｙ(n)を生成する。具体的には、本実施形態の調音処理部４６は、単位波形Ｓ'k(n)と雑音成分Ｎk(n)との合成（典型的には加算）で図２の単位波形Ｓk(n)（Ｓ1(n)〜ＳK(n)）を生成し、各単位波形Ｓk(n)に調音器官の周波数特性Ｖkを付与することで音声成分Ｗk(n)を生成する。単位波形Ｓk(n)に周波数特性Ｖkを付与する処理には、例えば以下の数式(8)で表現される通り、全極型のフィルターを利用した畳込み演算（演算子＊）が好適に採用される。なお、音声成分Ｗk(n)の生成時には、音声成分Ｗk(n)の数値が所定の桁数となるように不足桁分だけゼロを補充する処理（ゼロパディング）が実行され得る。
【数６】
2016110024.tif 000008
【００３０】
調音処理部４６は、以上の処理で生成したＫ個の音声成分Ｗk(n)を時間軸上に配列することで音声信号ｙ(n)を生成する。図１０に例示される通り、各音声成分Ｗk(n)の時間軸上の位置は、周期点ＴY(k)に合致するように調整される。周期点ＴY(k)は、基本周期Ｎ0の目標成分Ｙ(k)に応じて時間軸上に設定される。すなわち、例えば相前後する周期点ＴY(k-1)と周期点ＴY(k)との間隔が基本周期Ｎ0の目標成分Ｙ(k)となるように各周期点ＴY(k)が設定される。
【００３１】
図１１は、音声処理装置１００が音声信号ｘ(n)から音声信号ｙ(n)を生成する動作のフローチャートである。例えば利用者からの指示を契機として図１１の処理が開始され、音声信号ｘ(n)の単位波形Ｑk(n)毎に同様の処理が順次に反復される。
【００３２】
図１１の処理を開始すると、特徴解析部３２は、音声信号ｘ(n)の声帯音声の１個の単位波形Ｑk(n)について対象特徴量の基礎成分Ｘ(k)を特定し（Ｓ1）、遷移制御部３６は、周期成分Ｍ(k)と非周期成分Ａ(k)と第２補正成分Ｌ2とに遷移成分τ(k)を作用させて変動成分Ｚ(k)を生成する（Ｓ2）。合成処理部３８は、特徴解析部３２が生成した基礎成分Ｘ(k)と遷移制御部３６が生成した変動成分Ｚ(k)と第１補正成分Ｌ1とを合成することで目標成分Ｙ(k)を生成する（Ｓ3）。
【００３３】
単位波形生成部４２は、合成処理部３８が生成した目標成分Ｙ(k)を利用して単位波形Ｓ'k(n)を生成し（Ｓ4）、雑音成分生成部４４は雑音成分Ｎk(n)を生成する（Ｓ5）。調音処理部４６は、単位波形生成部４２が生成した各単位波形Ｓ'k(n)と雑音成分生成部４４が生成した各雑音成分Ｎk(n)とを合成した単位波形Ｓk(n)に周波数特性Ｖkを付与することで音声成分Ｗk(n)を生成し（Ｓ6）、過去の処理で生成した音声成分Ｗk-1(n)に音声成分Ｗk(n)を時間軸上で連結することで音声信号ｙ(n)を生成する（Ｓ7）。
【００３４】
以上に説明した通り、本実施形態では、周期成分Ｍ(k)と非周期成分Ａ(k)とに対して遷移成分τ(k)を作用させた変動成分Ｚ(k)と、音声信号ｘ(n)の声帯音声を構成する各単位波形Ｑk(n)の対象特徴量の基礎成分Ｘ(k)との合成で単位波形Ｓk(n)の対象特徴量の目標成分Ｙ(k)が算定される。したがって、多様な声質の音声を統一的かつ簡便な処理で生成できるという効果が実現される。本実施形態では、周期成分Ｍ(k)と非周期成分Ａ(k)と遷移成分τ(k)とに加えて第１補正成分Ｌ1と第２補正成分Ｌ2とが目標成分Ｙ(k)の算定に適用されるから、多様な声質の音声を生成できるという効果は格別に顕著である。
【００３５】
具体的には、ＬＦモデルのＲdパラメータの目標成分Ｙ(k)を制御することで音声信号ｙ(n)の声質が変化する。例えば、通常の声質の音声のＲdパラメータは0.3から2.7までの範囲内の数値であるのに対し、張りのある音声のＲdパラメータは0.84であり、気息性の音声のＲdパラメータは2.9である。したがって、Ｒdパラメータの目標成分Ｙ(k)が所望の声質に対応した数値となるように例えば第１補正成分Ｌ1や第２補正成分Ｌ2を適宜に設定することで、張りのある音声や気息性の音声等の所望の声質の音声を生成することが可能である。また、基本周期Ｎ0の目標成分Ｙ(k)の周期成分Ｍ(k)の周期（数式(4)の関数ｔM(k)の角周波数ωm）を適宜に設定することで所望のビブラートや唸り声（growl）を生成できる。基本周期Ｎ0や強度Ｅの目標成分Ｙ(k)の非周期成分Ａ(k)が強調されるように例えば非周期成分Ａ(k)の係数βAを設定すれば、嗄れ声（hoarse）やザラザラした印象の音声（harsh）を生成することも可能である。
【００３６】
＜変形例＞
前述の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。
【００３７】
（１）前述の形態では、外部機器１２から供給される音声信号ｘ(n)から音声信号ｙ(n)を生成したが、事前に収録されて記憶装置２４に格納された音声信号ｘ(n)から音声信号ｙ(n)を生成することも可能である。例えば、合成対象の発音文字に対応する音声素片を相互に連結して合成音声を生成する音声合成装置では、事前に収録された複数の音声素片の集合（音声合成用ライブラリ）が記憶装置２４に格納される。各音声素片は、例えば音素単体や複数の音素を連結した音素連鎖（ダイフォンやトライフォン）である。以上の構成では、任意の１個の音声素片（特に母音等の音響特性が定常的な区間）を音声信号ｘ(n)として前述の形態と同様に音声信号ｙ(n)を生成し、音声信号ｙ(n)を音声素片として包含する新規な音声合成用ライブラリを生成することも可能である。以上の構成によれば、音声素片を声質毎に収録することなく、相異なる声質の複数の音声合成用ライブラリを作成できるという利点がある。
【００３８】
（２）前述の形態で例示した各要素は適宜に省略され得る。例えば、雑音成分生成部４４を省略することも可能である。また、声帯音声を生成する構成では調音処理部４６が省略され得る。
【００３９】
（３）移動通信網やインターネット等の通信網を介して端末装置と通信するサーバ装置で音声処理装置１００を実現することも可能である。具体的には、音声処理装置１００は、端末装置から通信網を介して受信した音声信号ｘ(n)から前述の形態と同様の方法で音声信号ｙ(n)を生成して端末装置に送信する。以上の構成によれば、音声信号ｘ(n)の声質変換を代行するクラウドサービスを端末装置の利用者に提供することが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１００……音声処理装置、１２……外部機器、１４……放音機器、２２……演算処理装置、２４……記憶装置、３０……変換処理部、３２……特徴解析部、３４……声質変換部、３６……遷移制御部、３８……合成処理部、４０……音声生成部、４２……単位波形生成部、４４……雑音成分生成部、４６……調音処理部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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