(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音素の波形を表す波形データを外部より入力する波形入力手段と、
前記波形入力手段が入力した波形データが表す音素の基本周波数を含む第１の帯域、及び、当該基本周波数を含まない第２の帯域を特定する帯域特定手段と、
前記波形入力手段が入力した波形データが表す波形が含む前記第２の帯域内の成分の強度の経時変化の量を表す時間差分データを生成する時間差分生成手段と、
前記波形入力手段が入力した波形データが表す波形が含む前記第２の帯域内の成分を前記第１の帯域内の周波数を有するよう変換した結果と当該波形データが表す波形が含む前記第１の帯域内の成分との強度の差分の量を表す帯域間差分データを生成する帯域間差分生成手段と、
前記時間差分データが表す量の振幅及び前記帯域間差分データが表す量の振幅のうちいずれが小さいかを判別し、当該時間差分データ及び当該帯域間差分データのうち、表す量の振幅が小さいと判別した方を出力する判別手段と、を備える、
ことを特徴とする音素データ処理装置。
【請求項２】
前記帯域特定手段は、前記波形入力手段が入力した波形データが表す音素の基本周波数の高調波成分を特定し、特定した互いに異なる前記高調波成分を１個ずつ含むように前記第２の帯域を特定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の音素データ処理装置。
【請求項３】
前記時間差分生成手段は、前記波形入力手段が入力した波形データが表す波形が含む前記第２の帯域内の成分の強度をサンプリングした結果をＤＰＣＭ（Differencial Pulse Code Modulation）の手法により符号化した状態で表すデータを、前記時間差分データとして生成するものである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の音素データ処理装置。
【請求項４】
前記波形入力手段が入力した波形データが表す波形が含む前記第１の帯域内の成分の強度の経時変化の量を表す基本周波数成分データを生成して出力する手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の音素データ処理装置。
【請求項５】
前記帯域間差分生成手段は、前記第１の帯域内の成分と前記第２の帯域内の成分とが互いに実質的に等しい振幅になるよう前記第１の帯域内の成分の強度及び／又は前記第２の帯域内の成分の強度に比例定数を乗じた結果の差分の量を表すデータを、前記帯域間差分データとして生成する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の音素データ処理装置。
【請求項６】
音素の波形のうち基本周波数を含む第１の帯域内の成分の強度を表す基本周波数成分データ、及び、当該波形のうち当該基本周波数を含まない第２の帯域内の成分の周波数を前記第１の帯域内の周波数へと変換したものの強度と前記第１の帯域内の成分の強度との差分の強度を表す帯域間差分データを外部より入力する入力手段と、
前記入力手段が入力した基本周波数成分データ及び帯域間差分データが表す各強度の和の成分の周波数を前記第２の帯域内の周波数へと変換した結果を表すデータを生成する差分復元手段と、
前記差分復元手段が生成したデータが表す成分と前記基本周波数成分データが表す成分とを合成することにより前記音素の波形を表す波形データを生成する波形合成手段と、を備える、
ことを特徴とする音素データ処理装置。
【請求項７】
音素の波形を表す波形データを外部より入力し、
入力した波形データが表す音素の基本周波数を含む第１の帯域、及び、当該基本周波数を含まない第２の帯域を特定し、
入力した波形データが表す波形が含む前記第２の帯域内の成分の強度の経時変化の量を表す時間差分データを生成し、
入力した波形データが表す波形が含む前記第２の帯域内の成分を前記第１の帯域内の周波数を有するよう変換した結果と当該波形データが表す波形が含む前記第１の帯域内の成分との強度の差分の量を表す帯域間差分データを生成し、
前記時間差分データが表す量の振幅及び前記帯域間差分データが表す量の振幅のうちいずれが小さいかを判別し、当該時間差分データ及び当該帯域間差分データのうち、表す量の振幅が小さいと判別した方を出力する、
ことを特徴とする音素データ処理方法。
【請求項８】
音素の波形のうち基本周波数を含む第１の帯域内の成分の強度を表す基本周波数成分データ、及び、当該波形のうち当該基本周波数を含まない第２の帯域内の成分の周波数を前記第１の帯域内の周波数へと変換したものの強度と前記第１の帯域内の成分の強度との差分の強度を表す帯域間差分データを外部より入力し、
入力した基本周波数成分データ及び帯域間差分データが表す各強度の和の成分の周波数を前記第２の帯域内の周波数へと変換した結果を表す帯域復元データを生成し、
生成した帯域復元データが表す成分と前記基本周波数成分データが表す成分とを合成することにより前記音素の波形を表す波形データを生成する、
ことを特徴とする音素データ処理方法。
【請求項９】
コンピュータを、
音素の波形を表す波形データを外部より入力する波形入力手段と、
前記波形入力手段が入力した波形データが表す音素の基本周波数を含む第１の帯域、及び、当該基本周波数を含まない第２の帯域を特定する帯域特定手段と、
前記波形入力手段が入力した波形データが表す波形が含む前記第２の帯域内の成分の強度の経時変化の量を表す時間差分データを生成する時間差分生成手段と、
前記波形入力手段が入力した波形データが表す波形が含む前記第２の帯域内の成分を前記第１の帯域内の周波数を有するよう変換した結果と当該波形データが表す波形が含む前記第１の帯域内の成分との強度の差分の量を表す帯域間差分データを生成する帯域間差分生成手段と、
前記時間差分データが表す量の振幅及び前記帯域間差分データが表す量の振幅のうちいずれが小さいかを判別し、当該時間差分データ及び当該帯域間差分データのうち、表す量の振幅が小さいと判別した方を出力する判別手段と、
して機能させるためのプログラム。
【請求項１０】
コンピュータを、
音素の波形のうち基本周波数を含む第１の帯域内の成分の強度を表す基本周波数成分データ、及び、当該波形のうち当該基本周波数を含まない第２の帯域内の成分の周波数を前記第１の帯域内の周波数へと変換したものの強度と前記第１の帯域内の成分の強度との差分の強度を表す帯域間差分データを外部より入力する入力手段と、
前記入力手段が入力した基本周波数成分データ及び帯域間差分データが表す各強度の和の成分の周波数を前記第２の帯域内の周波数へと変換した結果を表すデータを生成する差分復元手段と、
前記差分復元手段が生成したデータが表す成分と前記基本周波数成分データが表す成分とを合成することにより前記音素の波形を表す波形データを生成する波形合成手段と、
して機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、音素データ処理装置及び音素データ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テキストデータなどを音声へと変換する音声合成の手法が近年行われるようになっている。音声合成では、例えば、テキストデータが表す文に含まれる単語、文節及び文節相互の係り受け関係が特定され、特定された単語、文節及び係り受け関係に基づいて、文の読み方が特定される。
そして、特定した読み方を表す表音文字列に基づき、音声を構成する音素の波形や継続時間やピッチ（基本周波数）のパターンが決定され、決定結果に基づいて漢字かな混じり文全体を表す音声の波形が決定され、決定された波形を有するような音声が出力される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
音素の波形を特定するためには、音素の波形を表す音素片データを集積した音素辞書を検索する。自然な音声を合成したり、あるいは複数の話者の音声を合成できるようにしたりするためには、音素辞書は膨大な数の音素片データを集積していなければならない。
【０００４】
記憶容量が限られた音素辞書に格納し得る音素片データの数を大きくする手法としては、音素データにデータ圧縮を施す手法が考えられる。そして、音素片データにデータ圧縮を施す手法として、ＭＰ３（MPEG1 audio layer 3）やＡＡＣ（Advanced Audio Coding）の手法を用いることが考えられる。
しかし、これらの手法は、大振幅の信号の前後に近接する小振幅の信号が人体にとり聴き取りにくいという効果（マスキング）を利用した手法であって、音楽のデータの圧縮には適していても、音素片データを高音質を保ちながら圧縮するには適さない。
【０００５】
この発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、音声の合成のために用いるデータのデータ容量を、高音質を保ちながら小さくし、あるいは、このようにデータ容量を小さくしたデータを利用可能とする音素データ処理装置及び音素データ処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、この発明の第１の観点にかかる音素データ処理装置は、
音素の波形を表す波形データを外部より入力する波形入力手段と、
前記波形入力手段が入力した波形データが表す音素の基本周波数を含む第１の帯域、及び、当該基本周波数を含まない第２の帯域を特定する帯域特定手段と、
前記波形入力手段が入力した波形データが表す波形が含む前記第２の帯域内の成分の強度の経時変化の量を表す時間差分データを生成する時間差分生成手段と、
前記波形入力手段が入力した波形データが表す波形が含む前記第２の帯域内の成分を前記第１の帯域内の周波数を有するよう変換した結果と当該波形データが表す波形が含む前記第１の帯域内の成分との強度の差分の量を表す帯域間差分データを生成する帯域間差分生成手段と、
前記時間差分データが表す量の振幅及び前記帯域間差分データが表す量の振幅のうちいずれが小さいかを判別し、当該時間差分データ及び当該帯域間差分データのうち、表す量の振幅が小さいと判別した方を出力する判別手段と、を備える、
ことを特徴とする。
【０００７】
前記帯域特定手段は、前記波形入力手段が入力した波形データが表す音素の基本周波数の高調波成分を特定し、特定した互いに異なる前記高調波成分を１個ずつ含むように前記第２の帯域を特定するようにしてもよい。
【０００８】
前記時間差分生成手段は、例えば、前記波形入力手段が入力した波形データが表す波形が含む前記第２の帯域内の成分の強度をサンプリングした結果をＤＰＣＭ（Differencial Pulse Code Modulation）の手法により符号化した状態で表すデータを、前記時間差分データとして生成するものであればよい。
【０００９】
前記音素データ処理装置は、前記波形入力手段が入力した波形データが表す波形が含む前記第１の帯域内の成分の強度の経時変化の量を表す基本周波数成分データを生成して出力する手段をさらに備えていてもよい。
【００１０】
前記帯域間差分生成手段は、前記第１の帯域内の成分と前記第２の帯域内の成分とが互いに実質的に等しい振幅になるよう前記第１の帯域内の成分の強度及び／又は前記第２の帯域内の成分の強度に比例定数を乗じた結果の差分の量を表すデータを、前記帯域間差分データとして生成するものであってもよい。
【００１１】
また、この発明の第２の観点にかかる音素データ処理装置は、
音素の波形のうち基本周波数を含む第１の帯域内の成分の強度を表す基本周波数成分データ、及び、当該波形のうち当該基本周波数を含まない第２の帯域内の成分の周波数を前記第１の帯域内の周波数へと変換したものの強度と前記第１の帯域内の成分の強度との差分の強度を表す帯域間差分データを外部より入力する入力手段と、
前記入力手段が入力した基本周波数成分データ及び帯域間差分データが表す各強度の和の成分の周波数を前記第２の帯域内の周波数へと変換した結果を表すデータを生成する差分復元手段と、
前記差分復元手段が生成したデータが表す成分と前記基本周波数成分データが表す成分とを合成することにより前記音素の波形を表す波形データを生成する波形合成手段と、を備える、
ことを特徴とする。
【００１２】
また、この発明の第３の観点にかかる音素データ処理方法は、
音素の波形を表す波形データを外部より入力し、
入力した波形データが表す音素の基本周波数を含む第１の帯域、及び、当該基本周波数を含まない第２の帯域を特定し、
入力した波形データが表す波形が含む前記第２の帯域内の成分の強度の経時変化の量を表す時間差分データを生成し、
入力した波形データが表す波形が含む前記第２の帯域内の成分を前記第１の帯域内の周波数を有するよう変換した結果と当該波形データが表す波形が含む前記第１の帯域内の成分との強度の差分の量を表す帯域間差分データを生成し、
前記時間差分データが表す量の振幅及び前記帯域間差分データが表す量の振幅のうちいずれが小さいかを判別し、当該時間差分データ及び当該帯域間差分データのうち、表す量の振幅が小さいと判別した方を出力する、
ことを特徴とする。
【００１３】
また、この発明の第４の観点にかかる音素データ処理方法は、
音素の波形のうち基本周波数を含む第１の帯域内の成分の強度を表す基本周波数成分データ、及び、当該波形のうち当該基本周波数を含まない第２の帯域内の成分の周波数を前記第１の帯域内の周波数へと変換したものの強度と前記第１の帯域内の成分の強度との差分の強度を表す帯域間差分データを外部より入力し、
入力した基本周波数成分データ及び帯域間差分データが表す各強度の和の成分の周波数を前記第２の帯域内の周波数へと変換した結果を表す帯域復元データを生成し、
生成した帯域復元データが表す成分と前記基本周波数成分データが表す成分とを合成することにより前記音素の波形を表す波形データを生成する、
ことを特徴とする。
【００１４】
また、この発明の第５の観点に係るプログラムは、
コンピュータを、
音素の波形を表す波形データを外部より入力する波形入力手段と、
前記波形入力手段が入力した波形データが表す音素の基本周波数を含む第１の帯域、及び、当該基本周波数を含まない第２の帯域を特定する帯域特定手段と、
前記波形入力手段が入力した波形データが表す波形が含む前記第２の帯域内の成分の強度の経時変化の量を表す時間差分データを生成する時間差分生成手段と、
前記波形入力手段が入力した波形データが表す波形が含む前記第２の帯域内の成分を前記第１の帯域内の周波数を有するよう変換した結果と当該波形データが表す波形が含む前記第１の帯域内の成分との強度の差分の量を表す帯域間差分データを生成する帯域間差分生成手段と、
前記時間差分データが表す量の振幅及び前記帯域間差分データが表す量の振幅のうちいずれが小さいかを判別し、当該時間差分データ及び当該帯域間差分データのうち、表す量の振幅が小さいと判別した方を出力する判別手段と、
して機能させるためのものであることを特徴とする。
【００１５】
また、この発明の第６の観点に係るプログラムは、
コンピュータを、
音素の波形のうち基本周波数を含む第１の帯域内の成分の強度を表す基本周波数成分データ、及び、当該波形のうち当該基本周波数を含まない第２の帯域内の成分の周波数を前記第１の帯域内の周波数へと変換したものの強度と前記第１の帯域内の成分の強度との差分の強度を表す帯域間差分データを外部より入力する入力手段と、
前記入力手段が入力した基本周波数成分データ及び帯域間差分データが表す各強度の和の成分の周波数を前記第２の帯域内の周波数へと変換した結果を表すデータを生成する差分復元手段と、
前記差分復元手段が生成したデータが表す成分と前記基本周波数成分データが表す成分とを合成することにより前記音素の波形を表す波形データを生成する波形合成手段と、
して機能させるためのものであることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、この発明の実施の形態を、音声データベース圧縮システムを例として説明する。
図１は、この発明の実施の形態に係る音素データベース圧縮システムの構成を示す図である。図示するように、この音素データベース圧縮システムは、音素入力部１と、ＦＦＴ演算部２と、基本周波数検出部３と、帯域指定部４と、アナライザ５と、利得調整部６と、差分演算部７と、ＤＰＣＭ（Differential Pulse Code Modulation）演算部８とより構成されている。
【００１７】
音素入力部１は、フレキシブルディスクドライブやＭＯドライブなどの記録媒体ドライバ等から構成されている。音素入力部１は、音素の波形を一定間隔でサンプリングした結果を表す音素片データを外部より入力する。そして、入力した音素片データを、ＦＦＴ演算部２及びアナライザ５へと供給する。なお、音素片データのサンプリング周波数は、この音素片データが表す音素に含まれるスペクトルであって音声合成に利用する対象であるスペクトルの最高の周波数の２倍以上であるものとする。
【００１８】
ＦＦＴ演算部２は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）やＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成されている。ＦＦＴ演算部２は、音素入力部１より音素片データを供給されると、高速フーリエ変換の手法（あるいは、離散的変数をフーリエ変換した結果を表すデータを生成する他の任意の手法）により、この音素片データが表す音素を構成する各スペクトル成分の強度を表すデータを生成し、基本周波数検出部３へと供給する。
【００１９】
基本周波数検出部３は、ＤＳＰやＣＰＵ等から構成されている。基本周波数検出部３は、ＦＦＴ演算部２より、音素片データが表す音素を構成する各スペクトル成分の強度を表すデータを供給されると、供給されたこのデータに基づき、このデータが表す音素の基本周波数を特定して、特定した基本周波数を、帯域指定部４に通知する。
【００２０】
具体的には、基本周波数検出部３は、例えば、ＦＦＴ演算部２より音素の各スペクトルの強度を表すデータを供給されると、このデータが表すスペクトル強度の分布の包絡線の極大値を特定し、特定した極大値を与える周波数のうち最も低い周波数を、基本周波数であるものとして帯域指定部４へと通知する。
【００２１】
帯域指定部４は、ＤＳＰやＣＰＵ等から構成されている。帯域指定部４は、音素入力部１に供給された音素片データが表す音素の基本周波数を基本周波数検出部３より通知されると、アナライザ５が生成すべき後述の帯域成分波形データの個数と、各々の帯域成分波形データがカバーする帯域（つまり、各々の帯域成分波形データが表す波形のスペクトルが含まれ得る帯域の範囲）とを決定する。
【００２２】
具体的には、帯域指定部４は、例えば、音素入力部１が入力する音素片データのスペクトルが分布し得る全帯域内でこのスペクトルの高調波成分（基本周波数の整数倍の周波数を有する成分）が占める周波数を特定する。そして、各帯域成分波形データが、
（１）  互いに重複しない帯域をカバーし、
（２）  カバーする帯域が最も低い帯域成分波形データは、高調波成分を含むことなく基本周波数成分をカバーし、
（３）  基本周波数成分をカバーする帯域成分波形データ以外の帯域成分波形データは、互いに異なる高調波成分を１個ずつカバーする、
ように、帯域成分波形データの個数及び各帯域成分波形データがカバーする帯域を決定する。
【００２３】
なお、音素入力部１が入力する音素片データのスペクトルが分布し得る全帯域の範囲は、例えば予め定められた範囲であってもよいし、ＦＦＴ演算部２（又は基本周波数検出部３）が、自己に供給された音素片データ（又は音素片データが表す音素のスペクトル）に基づいて特定し、特定した結果を帯域指定部４に通知するようにしてもよい。
【００２４】
そして、帯域指定部４は、帯域成分波形データの個数及び各帯域成分波形データがカバーする帯域を決定した結果を表す帯域指定データを生成して、アナライザ５に供給する。
【００２５】
アナライザ５は、ＤＳＰやＣＰＵ等から構成されている。アナライザ５は、音素入力部１より音素片データを供給され、帯域指定部４より帯域指定データを供給されると、供給された音素片データが表す音素の一部の帯域成分の波形をダウンサンプリングしたものを表す複数のデータ（帯域成分波形データ）を生成し、利得調整部６へと供給する。帯域成分波形データの生成は、例えば、ＱＭＦ（Quadrature Mirror Filter）バンクやＣＱＦ（Conjugate Quadrature Filter）等から構成されるポリフェーズフィルタ等の手法により行う。
【００２６】
アナライザ５が生成する帯域成分波形データの個数、及び、生成する各々の帯域成分波形データがカバーする帯域は、アナライザ５に供給された帯域指定データが示す通りの個数及び帯域とする。
【００２７】
また、アナライザ５は、帯域成分波形データが表す波形のサンプリング周期を、周波数の低い帯域をカバーする帯域成分波形データほど長くなるようにする。こうすることにより、帯域指定データが示す各帯域のうち最も周波数が低い帯域以外の帯域に含まれる帯域成分のスペクトルが、周波数が最も低い帯域内へと移動した形で帯域成分波形データとして表現されるように、帯域成分の周波数を変換する。
【００２８】
帯域成分の周波数を最も低い帯域内へと変換するため、アナライザ５は、具体的には、例えば帯域指定データが示す各帯域に含まれる、音素の基本周波数成分及び各高調波成分が１周期あたりにサンプリングされる点数が互いに実質的に同数になるように、各帯域成分波形データのサンプリング周期を決定する。この場合、帯域指定部４は、例えば、各帯域成分波形データがカバーする帯域内の所定の位置（例えば、中央）に音素の基本周波数成分又は高調波成分が来るように帯域を決定し、アナライザ５は、帯域指定データが示す各帯域内の当該所定位置にスペクトルのある成分が１周期あたりにサンプリングされる点数が互いに同数になるようにすればよい。あるいは、帯域指定部４は、音素の基本周波数成分及び高調波成分の周波数をアナライザ５に通知し、アナライザ５は、通知された周波数を有する各成分が１周期あたりにサンプリングされる点数が互いに同数になるようにしてもよい。
【００２９】
利得調整部６は、ＤＳＰやＣＰＵ等から構成されている。利得調整部６は、アナライザ５より各帯域成分波形データを供給されると、これらの帯域成分波形データのスケーリングを行う。すなわち、これらの帯域成分波形データのうち１番目以外のものの各々につき、この帯域成分波形データが表す波形の瞬時値に比例定数を乗じた結果を表す帯域成分波形データ（スケーリングされた帯域成分波形データ）を生成する。そして、スケーリングされた帯域成分波形データにこの比例定数を表すデータを付して、差分演算部７へと供給する。ただし、利得調整部６は、スケーリングされた各帯域成分波形データが表す波形の振幅が、１番目の帯域成分波形データが表す波形の振幅に実質的に等しくなるように、スケーリングを行うものとする。
【００３０】
差分演算部７は、ＤＳＰやＣＰＵ等から構成されている。差分演算部７は、利得調整部６よりｎ個（ｎは、帯域指定データが示す帯域成分波形データの個数）の各帯域成分波形データを供給されると、これらの帯域成分波形データのうちもっとも周波数が低い帯域をカバーするものが表す波形と他の（ｎ−１）個の帯域成分波形データの各々が表す波形との差分に相当する波形を表す、（ｎ−１）個の差分データを生成する。そして、利得調整部６より供給されたｎ個の各帯域成分波形データと、（ｎ−１）個の差分データとを、ＤＰＣＭ演算部８へと供給する。
なお、以下では、差分演算部７は、周波数が低い方からｋ番目（ｋは２以上ｎ以下の整数）の帯域をカバーするｋ番目の帯域成分波形データと、音素の基本周波数をカバーする１番目の帯域成分波形データとより、（ｋ−１）番目の差分データを生成するものとする。
【００３１】
ＤＰＣＭ演算部８は、ＤＳＰやＣＰＵ等から構成されており、ハードディスク装置やフラッシュメモリ等の不揮発性記憶装置からなる外部の音素辞書記憶装置９に、着脱可能に接続される。
【００３２】
ＤＰＣＭ演算部８は、差分演算部７よりｎ個の帯域成分波形データ及び（ｎ−１）個の差分データを供給されると、供給されたｎ個の帯域成分波形データをＤＰＣＭの手法により符号化する。帯域成分波形データをＤＰＣＭの手法によって符号化することによっても、この帯域成分波形データが表す各スペクトル成分に含まれるスペクトル強度の変化量の低域成分は、実質的に除去される。
【００３３】
次に、ＤＰＣＭ演算部８は、ｋ番目の帯域成分波形データを符号化したものと（ｋ−１）番目の差分データを符号化したものとのうち、表す波形の振幅が小さい方を特定する。そして、音素辞書記憶装置９に接続されている状態で音素辞書記憶装置９にアクセスし、以下（ａ）〜（ｃ）として示す３個のデータ、すなわち、
（ａ）  特定した方のデータと、
（ｂ）  （ａ）のデータが「ｋ番目の帯域成分波形データを符号化したもの」又は「（ｋ−１）番目の差分データを符号化したもの」のいずれであるかを識別するデータと、
（ｃ）  ｋ番目の帯域成分波形データに付されている、比例定数を表すデータと、
を、互いに対応付けて、音素辞書記憶装置９が有する記憶領域に格納する。
【００３４】
従って、ＤＰＣＭ演算部８は、差分演算部７よりｎ個の帯域成分波形データ及び（ｎ−１）個の差分データを供給される毎に、上述の（ａ）〜（ｃ）のデータの組を（ｎ−１）組、音素辞書記憶装置９の記憶領域に格納する。
【００３５】
さらに、ＤＰＣＭ演算部８は、ｎ個の帯域成分波形データ（及び（ｎ−１）個の差分データ）を供給される毎に、これらｎ個のうち１番目の帯域成分波形データを符号化したものを、（ａ）〜（ｃ）のデータの組（ｎ−１）個に対応付けて、音素辞書記憶装置９の記憶領域に格納する。
【００３６】
以上説明した動作により音素辞書記憶装置９の記憶領域に格納されたデータが、音素辞書を構成する。
音素辞書に含まれるデータに基づいて音素片データを再現するには、ＤＳＰやＣＰＵ等より構成され、音素辞書記憶装置９に接続された波形データ復元装置に、以下（Ａ）〜（Ｄ）として示す動作を実行させるようにすればよい。
【００３７】
（Ａ）  すなわち、まず、波形データ復元装置は、上述の、符号化された１番目の帯域成分波形データと、当該１番目の帯域成分波形データに共通に対応付けられた（ａ）〜（ｃ）のデータ（ｎ−１）組とを、音素辞書から読み出す。そして、符号化された１番目の帯域成分波形データを復号化する。
【００３８】
（Ｂ）  次に、波形データ復元装置は、読み出した（ｎ−１）個の（ａ）のデータの各々について、この（ａ）のデータに対応付けられている（ｂ）のデータに基づき、この（ａ）のデータが、「帯域成分波形データを符号化したもの」又は「差分データを符号化したもの」のいずれであるかを判別する。
【００３９】
（Ｃ）  そして、「帯域成分波形データを符号化したもの」であると判別した場合、波形データ復元装置は、この（ａ）のデータを復号化し、復号化により得られたデータが表す波形の瞬時値に、この（ａ）のデータに対応付けられている（ｃ）のデータが示す比例定数の逆数を乗じた結果を求めることにより、帯域成分波形データを復元する。
一方、「差分データを符号化したもの」であると判別した場合は、（Ａ）の動作で復号化された１番目の帯域成分波形データが表す波形とこの（ａ）のデータが表す波形との和を表す波形の瞬時値に、この（ａ）のデータに対応付けられている（ｃ）のデータが示す比例定数の逆数を乗じた結果を求めることにより、帯域成分波形データを復元する。
【００４０】
（Ｄ）  （Ｃ）の動作により（ｎ−１）個の帯域成分波形データを復元すると、波形データ復元装置は、（Ａ）及び（Ｃ）の動作で復号化された合計ｎ個の帯域成分波形データが表す波形を足し合わせた波形を表す波形データを生成する。ただし、波形データ復元装置は、（Ｄ）の動作を行うとき、復元した帯域指定データのうち２番目〜ｎ番目のものが表す波形のスペクトルを、アナライザ５の上述の処理により周波数が最も低い帯域内へと移動される前の周波数へと戻したものとして扱うものとする。
【００４１】
なお、この音素データベース圧縮システムの構成は上述のものに限られない。たとえば、ＦＦＴ演算部２、基本周波数検出部３、帯域指定部４、アナライザ５、利得調整部６、差分演算部７及びＤＰＣＭ演算部８の全部又は一部の機能を単一のＤＳＰやＣＰＵが行ってもよい。また、この音素データベース圧縮システムがさらに上述の波形データ復元装置の機能を行ってもよい。
【００４２】
また、ＤＰＣＭ演算部８は、外部の記憶装置に着脱可能に接続される代わりに、電話回線、専用回線、衛星回線等の通信回線を介して外部の装置に接続され、データをこの装置に供給するようにしてもよい。この場合、ＤＰＣＭ演算部８及びこの装置は、それぞれ、例えばモデムやＤＳＵ（Data Service Unit）等からなる通信制御部を備えていればよい。
【００４３】
また、音素入力部１も、電話回線、専用回線、衛星回線等の通信回線を介して外部に接続され、音素片データをこの通信回線を介して外部より取得するようにしてもよい。この場合、音素入力部１は、モデムやＤＳＵ等からなる通信制御部を備えていればよい。
【００４４】
また、音素入力部１は、マイクロフォン及びＡＦ（Audio Frequency）増幅器等からなる集音装置と、ＤＳＰやＣＰＵ等からなる制御装置とを備えていてもよい。この場合、音素入力部１の制御装置は、音素入力部１の集音装置が集音した音声を表す音素片データを生成してＦＦＴ演算部２及びアナライザ５に供給するようにすればよい。
【００４５】
また、利得調整部６は、１番目の帯域成分波形データもスケーリングするようにしてもよい。この場合、利得調整部６は、スケーリングされたｎ個の帯域成分波形データが表す波形の振幅が互いに実質的に等しくなるように、スケーリングを行うものとし、スケーリングされた１番目の帯域成分波形データにも、スケーリングする前の１番目の帯域成分波形データが表す波形の瞬時値に乗じた比例定数を表すデータを付するようにするものとする。そして、ＤＰＣＭ演算部８は、符号化した１番目の帯域成分波形データに、この比例定数を表すデータを付して、音素辞書に格納するようにする。一方で、波形データ復元装置は、符号化されている１番目の帯域成分波形データを復号化して得られたデータが表す波形の瞬時値に、このデータに付されているデータが示す比例定数の逆数を乗じた結果を求めることにより、１番目の帯域成分波形データを復元するものとする。
【００４６】
また、ＤＰＣＭ演算部８は、音素辞書記憶装置９の記憶領域に格納すべきデータを暗号化してから外部の記憶装置に記憶させるようにしてもよい。この場合、ＤＰＣＭ演算部８は、例えば、記録媒体ドライバ等からなる暗号キー入力部を備えるものとし、当該暗号キー入力部を介して外部より暗号化キーを取得して、音素辞書記憶装置９の記憶領域に格納すべきデータを、取得した暗号化キーを用いて暗号化するものとする。音素入力部１が暗号キー入力部の機能を行ってもよい。
【００４７】
以上、この発明の実施の形態を説明したが、この発明にかかる音素データ処理装置は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。
例えば、ハードディスク装置等の不揮発性記憶装置を着脱可能に接続するコンピュータに上述の音素入力部１、ＦＦＴ演算部２、基本周波数検出部３、帯域指定部４、アナライザ５、利得調整部６、差分演算部７及びＤＰＣＭ演算部８の動作を実行させるためのプログラムを格納した媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、フレキシブルディスク等）から該プログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行する音素データベース圧縮システムを構成することができる。
また、ハードディスク装置等の不揮発性記憶装置に接続するコンピュータに上述の波形データ復元装置の動作を実行させるためのプログラムを格納した媒体から該プログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行する波形データ復元装置を構成することができる。
【００４８】
また、例えば、通信回線の掲示板（ＢＢＳ）にこれらのプログラムを掲示し、これを通信回線を介して配信してもよく、また、これらのプログラムを表す信号により搬送波を変調し、得られた変調波を伝送し、この変調波を受信した装置が変調波を復調してこれらのプログラムを復元するようにしてもよい。
そして、これらのプログラムを起動し、ＯＳの制御下に、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上述の処理を実行することができる。
【００４９】
なお、ＯＳが処理の一部を分担する場合、あるいは、ＯＳが本願発明の１つの構成要素の一部を構成するような場合には、記録媒体には、その部分を除いたプログラムを格納してもよい。この場合も、この発明では、その記録媒体には、コンピュータが実行する各機能又はステップを実行するためのプログラムが格納されているものとする。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、音声の合成のために用いるデータのデータ容量を、高音質を保ちながら小さくし、あるいは、このようにデータ容量を小さくしたデータを利用可能とする音素データ処理装置及び音素データ処理方法が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る音素データベース圧縮システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１      音素入力部
２      ＦＦＴ演算部
３      基本周波数検出部
４      帯域指定部
５      アナライザ
６      利得調整部
７      差分演算部
８      ＤＰＣＭ演算部
９      音素辞書記憶装置
【図１】
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