JP2595235B2

JP2595235B2 - 音声合成装置

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Publication number: JP2595235B2
Application number: JP62061149A
Authority: JP
Inventors: 泰弘奈良; 達郎松本
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1987-03-18
Filing date: 1987-03-18
Publication date: 1997-04-02
Anticipated expiration: 2012-04-02
Also published as: EP0283277A2; US5007095A; EP0283277B1; JPS63229499A; EP0283277A3; DE3883034T2; DE3883034D1

Description

【発明の詳細な説明】〔目次〕・概要・産業上の利用分野・従来の技術：第28図〜第32図・発明が解決しようとする問題点・問題点を解決するための手段：第１図・作用（Ａ）第１の発明の作用：第１図（Ｂ）第２の発明の作用：第１図，第２図・実施例の各構成要素の構成方式・（Ａ）ゆらぎ生成方式 (A₁)ゆらぎ生成方式（１）：第３図〜第６図 (A₂)ゆらぎ生成方式（２）：第７図〜第10図・（Ｂ）ゆらぎ組み込み方式 (B₁)ゆらぎ組み込み方式（１）：第11図 (B₂)ゆらぎ組み込み方式（２）：第12図 (B₃)ゆらぎ組み込み方式（３）：第13図・（Ｃ）臨界制動２次系フィルタ構成方式：第14図 (C₁)臨界制動２次系フィルタ構成方式（１）：第15図 (C₂)臨界制動２次系フィルタ構成方式（２）：第16図・（Ｄ）ゆらぎ組み込み方式（４）：第17図〜第19図・（Ｅ）積分器構成方式：第20図・（Ｆ）他の一次遅れフィルタ構成方式：第21図，第22
図・（Ｇ）臨界制動２次系フィルタ構成方式（３）：第23
図・実施例・（Ａ）第１の発明の実施例 (a₁)実施例1:第３図，第11図 (a₂)実施例2:第３図，第12図 (a₃)実施例3:第３図，第13図 (a₄)実施例4:第７図，第11図 (a₅)実施例5:第７図，第12図 (a₆)実施例6:第７図，第13図 (a₇)実施例7:第３図，第17図，第19図 (a₈)実施例8:第７図，第17図，第19図 (a₉)実施例9:第15図他 (a₁₀)実施例10:第16図他 (a₁₁)実施例11:第23図他 (a₁₂)実施例12:第19図他 (a₁₃)実施例13:第20図他 (a₁₄)実施例14:第20図，第24図他 (a₁₅)実施例15:第20図他・（Ｂ）第２の発明の実施例 (b₁)実施例1:第５図，第20図，第25図，第27図 (b₂)実施例2:第15図，第20図，第26図，第27図・発明の効果〔概要〕音声合成装置において、乱数時系列にディジタル式積
分フィルタ処理を行って生成されたゆらぎ信号時系列に
基づいてゆらぎを持った音声を合成することにより、安
定性がありかつ自然性の高い音声合成を行う。

また、音声合成時のパラメータ補間を臨界制動２次系
フィルタで行う場合、その構成要素である積分器をレジ
スタと加算器で構成することにより、臨界制動２次系フ
ィルタを簡単に構成し、パラメータの接続を滑らかに行
って自然性の高い音声合成を行う。

〔産業上の利用分野〕

本出願に係る各発明は、安定性がありかつ自然性の高
い音声を合成するディジタル式の音声合成装置及び音声
合成時のパラメータ補間を簡単な構成の臨界制動２次系
フィルタで行ってパラメータの接続が滑らかにし、自然
性の高い音声を合成する音声合成装置に関する。

人間が音声を発声するときに「ゆらぎ」を伴う。例え
ば、母音アを伸ばして「ア〜」と発声する場合、音声波
形の振幅やピッチ周波数等は完全に一定のままではな
く、ゆらぎを持っている。音声が変化する場合も、振幅
やピッチ等は単に滑らかに変化するだけでなく、ゆらぎ
を伴う。このため、音声を装置によって合成する場合
に、音声の定常部で振幅やピッチ等のパラメータを一定
としたり、非定常部で振幅やピッチ等のパラメータを滑
らかに変化させただけでは、機械的な単調な音声しか得
られない。そこで、従来から、音声合成器の出力にゆら
ぎを与えて自然性の高い合成音声を作ることが試みられ
ている。

一方、音声を合成する場合は、文章発音記号合成
パラメータ音声の順で交換が行われる。そして、任意
の文章の音声合成を行う際には、合成パラメータを単語
よりも小さい合成単位（音素，音節等）毎に持ち、それ
らを所定の規則に従って連結することによりパラメータ
の時系列が生成される。その場合適切な連結が行われな
いと、合成音声にノイズが発生するなど、合成音声の自
然性が損なわれてしまう。そこで、各合成音声単位のパ
ラメータが実際の音声のように滑らかに遷移させること
が必要で、そのための各種パラメータ補間方式が提案さ
れている。

〔従来の技術〕

第28図は、音声出力にゆらぎを付与する従来の音声合
成装置（１）の基本構成を示したものである。

図において41は、一定周波数の正弦波を出力する定周
波正弦波発信器である。アナログ加算器42は、定周波正
弦波発信器41の出力に基準値を加算して、正方向で振幅
の変化する可変振幅信号を出力する。

可変周波矩形波発振器（VCO）43は、アナログ加算器4
2からの可変振幅信号を受けて周波数にゆらぎを持った
クロック信号（CLOCK）を発生し、ディジタル音声合成
器44に供給する。

ディジタル音声合成器44は、全ディジタル式の音声合
成器であって、この周波数にゆらぎを持ったクロック信
号を標本化信号とし、周波数成分にゆらぎを付与した合
成音声を生成して出力する。

この音声合成装置（１）により、ゆらぎを持った合成
音声を得ることができるが、ゆらぎが単純な正弦波でモ
デル化されているために、まだ機械的な不自然さが残る
という点、ゆらぎが標本化周波数だけに与えられている
ため、合成音声の振幅成分にはゆらぎが含まれていない
という点で問題がある。

第29図は、音声出力にゆらぎを付与する従来の他の音
声合成装置（２）の基本構成を示したもので、振幅率が
極めて大きい（例えば１万倍以上の）演算増幅器の入力
に０ボルトの直流電圧を入力すると、出力は完全に０ボ
ルトの直流にはならずに、ゆらぎを持つという現象（ド
リフト）を利用しようとするものである。このようにし
て作られるゆらぎ波形（ゆらぎ信号）は正負の各種微小
値をとるアナログ信号（電圧）である。

図において、51は演算増幅器で、ゆらぎ信号を発生し
てアナログ加算器52に加える。アナログ加算器52は、入
力されたゆらぎ信号に基準値を加算して正方向で振幅の
変化するゆらぎ振幅信号を発生し、乗算型D/A変換器53
の基準電圧端子（REF）に入力する。

一方、ディジタル音声合成器54は、ディジタル式で合
成した音声のディジタル・データとクロック（CLOCK）
を、乗算型D/A変換器53のDIN端子及びCK端子にそれぞれ
入力する。

乗算型D/A変換器53は、DIN端子から入力されたディジ
タル・データの示す数値とREF端子から入力されたゆら
ぎ振幅信号（電圧）の示す数値との乗算を行い、両者の
積（REF×DIN）の値に対応するアナログ・データ（電
圧）を音声出力として出力する。これにより、振幅にゆ
らぎを持ったアナログの音声信号が得られ、かつ、その
ゆらぎが自然音声のゆらぎに近いという利点がある。

なお、この方式では、出力の振幅だけがゆらぎを持
ち、周波数成分はゆらぎを持たないが、周波数成分にゆ
らぎを持たせるように拡張することも可能である。例え
ば、音声合成器としてアナログ式音声合成器を用いて、
周波数特性を制御するためのパラメータ（電圧で表現さ
れている）に、ゆらぎ信号を加算することによって、周
波数成分のゆらぎを実現できる。また、ディジタル式音
声合成器を用いる場合に、アナログ信号（電圧）の形式
のゆらぎ信号をD/A変換器によってディジタル表現に変
換し、ディジタル表現の音声合成器パラメータに加算す
ることも可能である。

この第29図の音声合成装置（２）には、自然音声に近
いゆらぎを持った音声を出力するという利点があるが、
反面、ゆらぎがアナログ的な手段で作られるため、演算
増幅器の固体差によってゆらぎの大きさが異なったり、
経年変化によってゆらぎの特性が変わるといった、不安
定性を伴うという欠点がある。

次に、音声合成装置における従来のパラメータ補間方
式を第30図及び第31図を参照して説明する。

第30図は、直線補間方式によるパラメータ補間方式を
示したものである。

直線補間方式は、第30図に示すように、時刻T₁とT₂の
パラメータ値がそれぞれF₁とF₂で与えられているとする
と、時刻T₁から時刻T₂の間をパラメータ値が直線的に変
化するように補間する方式である。

いま、時刻T₁から時刻T₂の間の時間ｔにおけるパラメ
ータ値をＦ（ｔ）とすると、Ｆ（ｔ）は、次の式（１）
で与えられる。

Ｆ（ｔ）＝（F₂−F₁）（ｔ−T₁）／T₂−T₁＋F₁…（１）ただし、T₁≦ｔ≦T₂ この直線補間方式は、簡単な計算でパラメータ補間が
実施できるが、反面、パラメータ変化特性が角張り実際
の滑らかなパラメータ変化とは異なっているため、自然
性をもった合成音声が得られないという欠点がある。

直線補間方式の欠点を無くし、パラメータの接続が滑
らかに行われるようにしたパラメータ補間方式として、
臨界制動２次系フィルタを利用する方式がある。すなわ
ち、第31図に示すように、次の目標値への指令をステッ
プ的なパラメータ値の変化として入力し、このステップ
的な変化を平滑化して出力する線形な系を、臨界制動２
次系フィルタで近似する方式である。これにより、図示
のように、パラメータ変化が滑らかに行われる。

臨界制動２次系フィルタの伝達関数Hc（ｓ）及びステ
ップ応答Ｓ（ｔ）は、それぞれ次の式（２）及び（３）
で与えられる。

Hc（ｓ）＝ω²／（s²＋２ωｓ＋ω²） …（２）Ｓ（ｔ）＝１−（１＋ωｔ）exp（−ωｔ） …（３）ここで、ωは時定数τの逆数である。

いま、時刻t₁におけるパラメータ値がF₁であって、時
刻t₂，t₃，…，t_mにおいてそれぞれの目標値F₂，F₃，
…，F_mへの指令が出された場合、この臨界制動２次系フ
ィルタへの入力Ｃ（ｔ）及びこの入力Ｃ（ｔ）に対する
系の応答ｆ（ｔ）は、それぞれ次の式（４）及び（５）
で与えられる（例えば、日本音響学会誌」34巻３号,pp.
175〜185）。

ここで、ｔ≧t_j、ｕは単位ステップ関数で、ｔ−t_j＜
０において０の値をとり、ｔ−t_j≧０において１の値を
とる。

第32図は、この式（５）の応答ｆ（ｔ）を実現する臨
界制動２次系フィルタを示したものである。

第32図において、61はカウンタで、時刻ｔを計数す
る。62_j（ｊ＝２〜ｍ）は加算器で、F_j−F_j-1（ｊ＝２
〜ｍ）を算出する。63_j（ｊ＝２〜ｍ）も加算器で、ｔ
−T_j（ｊ＝２〜ｍ）を算出する。

64_j（ｊ＝２〜ｍ）は単位回路で、次の式（６）の演
算を行って、出力O_j（ｊ＝２〜ｍ）を発生する。

O_j＝(F_j-F_j-1)u(t-t_j)・〔１−｛１＋ω（ｔ−t_j）｝・
exp｛−ω（ｔ−t_j）｝〕 …（６）この式（６）の内容は、式（５）のΣ内の各項の内容
と同じである。

65は加算器で、各単位回路64_j（ｊ＝２〜ｍ）の出力O
_jおよびF₁の値を加算して補間出力即ち式（５）の応答
ｆ（ｔ）を出力する。

第32図の構成により、式（５）の応答ｆ（ｔ）が得ら
れることは、式（６）の単位回路の出力O_jが式（５）の
Σ内の各項の値を表していることから明らかである。

このような臨界制動２次系フィルタを用いると、始点
の速度が０で、目標値F_jに非振動的に漸近し、パラメー
タの接続が滑らかに行われるため、実際の音声のパラメ
ータ変化状態に近くなり、直線補間の場合よりも自然性
の点で優れた合成音声を得ることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

自然性の高い合成音声を得るためには、自然音声のよ
うに出力にゆらぎを与え、合成パラメータを滑らかに接
続させることが必要である。

しかしながら、従来のディジタル式で音声出力にゆら
ぎを与える方式は、安定ではあるが、機械的な不自然が
残り、アナログ式でゆらぎを与える方式は、自然性の高
いゆらぎを与えることができるが、経年変化によってゆ
らぎ特性が変化するため安定性が悪いという問題があっ
た。

また、合成音声のパラメータ補間を行う場合、直線補
間によりパラメータ遷移を行う方式は、その合成音声に
自然性が乏しく、臨界２次制動系によるパラメータ遷移
を行う方式は、自然性の高い合成音声が得られるが、臨
界２次制動系を実現するフィルタの構成が複雑であると
ともに計算量が多く実用性に乏しいという問題があっ
た。例えば、目標値（ｍ−１）個ある場合、時間が各指
令時刻（t₂，t₃，…，t_m）を過ぎる毎にexpの計算が増
加し、最終的には（ｍ−１）個のexpの計算が必要にな
るので、計算量が極めて多量のものとなる。

本願の各発明は、基本的な安定なディジタル的手段に
よって安定でかつ自然性の高いゆらぎ特性を持ち、更
に、自然性の高いパラメータ変化特性を有する臨界制動
２次系フィルタを簡単な構成で実現した音声合成装置を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本願の各発明の講じた各手段を、第１図を参照して説
明する。第１図は、各発明に係る音声合成装置の構成を
ブロック図で示したものである。

第１図において、10はゆらぎ信号時系列生成手段で、
乱数時系列にディジタル式積分フィルタ処理を行うこと
によってゆらぎ信号時系列を生成する。

20は音声合成手段で、パラメータ補間を行うととも
に、ゆらぎ信号時系列に基づいてゆらぎを持った音声を
合成する。

特許請求の範囲第１項乃至第44項の発明（以後第１の
発明と呼ぶ）は、これらのゆらぎ信号時系列生成手段10
及び音声合成手段20を備えていることを特徴とする。

次に、第１図の音声合成手段20において、30は臨界制
動２次系フィルタで、音声合成時のパラメータ補間を行
う。

31は臨界制動２次系フィルタ30の構成要素となる積分
器である。積分器31はレジスタ311と加算器312を備え、
ある時刻のレジスタ311の値に入力値を加算器312により
足し込んだ値を、次の時刻のレジスタ311の値とするこ
とにより積分処理を行う。

特許請求の範囲第45項乃至第47項の発明（以後第２の
発明と呼ぶ）は、このように構成された積分器31を構成
要素として、臨界制動２次系フィルタを実現することを
特徴とする。

〔作用〕

（Ａ）第１の発明の作用ゆらぎ信号時系列生成手段10は、乱数時系列にディジ
タル式積分フィルタ処理を施してゆらぎ信号時系列を生
成し、これを音声合成手段20に加える。

このようにして生成されたゆらぎ信号時系列は、乱数
時系列であることから機械的な不自然さはなく、また、
積分フィルタ特性を調整することにより自然の音声に近
いゆらぎ特性を持たせることができる。

音声合成手段20は、このゆらぎ信号時系列に基づいて
ゆらぎを持った音声を合成する。ゆらぎは、合成音声の
振幅又は周波数の一方又は両者に付与される。

以上のようにして、第１の発明の音声合成装置は、デ
ィジタル式でゆらぎが付与されていることから安定なゆ
らぎ特性を有し、また、乱数系列に積分フィルタ処理を
施して得られるゆらぎ信号時系列に基づいて音声出力に
ゆらぎを付与しているので、自然性の高い音声を合成す
ることができる。

（Ｂ）第２の発明の作用音声合成装置におけるパラメータ値の変化を滑らかに
接続するために、パラメータ時系列の補間を行う臨界制
動２次系フィルタ30の伝達関数Ｈ（ｓ）は、前掲の式
（２）、即ちＨ（ｓ）＝ω²／（s²＋２ωｓ＋ω²） …（２）で表わされる。

この伝達関数Ｈ（ｓ）は、積分器（ω/s）を用いて構
成することができる。例えば、Ｈ（ｓ）をＨ（ｓ）＝｛ω／（ｓ＋ω）｝・｛ω／（ｓ＋ω）｝と変形すると、伝達関数がω／（ｓ＋ω）である一次遅
れフィルタの直列接続で実現することができる。更に、
この１次遅れフィルタは、積分器（ω/s）と負帰還によ
って実現される。

したがって、臨界制動２次系フィルタ30は、第２図に
示す構成によって実現することができる。第２図におい
て、31a及び31bは積分器、32a及び32bは加算器である。

このように、臨界制動２次系フィルタ30は、積分フィ
ルタ31を構成要素として実現することが可能である。

第２の発明は、積分器31のディジタル的な積分を簡単
なオイラー積分法で近似するようにしたもので、これに
より、第１図に示すように、積分器31を加算器311とレ
ジスタ312で構成することができる。

第１図の積分器31において、ある時刻のレジスタ311
の値に入力値を加算器312により足し込んだ値を、次の
時刻のレジスタ311の値とすることにより積分処理が行
われる。

このようにして構成された積分器31を用いることによ
り臨界制動２次系フィルタ30を簡単に実現することがで
き、更に、パラメータの滑らかな接続が行なわれて自然
性の高い合成音声を得ることができる。

〔実施例の各構成要素の構成方式〕

まず、各発明の実施例に用いられるゆらぎ生成方式、
ゆらぎ組み込み方式、一次遅れフィルタ構成方式、臨界
制動２次フィルタ構成方式について説明する。

（Ａ）ゆらぎ生成方式本発明においては、ゆらぎ信号時系列は乱数時系列を
利用して生成される。以下、各ゆらぎ生成方式について
説明する。

(A₁)ゆらぎ生成方式（１）ゆらぎ生成方式（１）を、第３図〜第６図を参照して
説明する。

第３図は、ゆらぎ生成方式（１）の構成をブロック図
で示したものである。図において、10Aはゆらぎ信号時
系列生成手段で、乱数時系列生成部11及び積分フィルタ
12Aで構成される。なお、符号10及び12に付加されたＡ
は、次のゆらぎ生成方式（２）のゆらぎ信号時系列生成
部10B及び積分フィルタ12Bと区別するために付加したも
のである。

乱数時系列生成部11は、乱数（例えば一様乱数）の時
系列を生成するもので、乱数時系列を等時間間隔で順次
出力する。

この乱数時系列の生成は、公知の各種の方法により行
われる。例えば、ある時点の出力値に大きな定数を乗じ
た後に別の定数を加えることによって次の時点の出力を
得る方式がある。この場合桁あふれ（オーバーフロー）
は無視する。別の方法には、ある時点の出力値を上位側
もしくは下位側に１ビットシフトするとともに、シフト
する前の値の、前もって定めたいくつかのビットの値を
エクスクルーシブ・オア結合した１ビットの値を、シフ
トによってできた最下位もしくは最上位ビットの未定義
ビットにあてはめる方法（Ｍ系列と呼ばれる）がある。

積分フィルタ12Aはディジタル方式の積分フィルタで
あり、伝達関数が1/sτである積分器31（便宜上、臨界
制動２次系フィルタ30の積分器31と同じ符号を用いるこ
とにする、以下同様である）で構成される。τは時定数
であり、その大きさは、自然性の高いゆらぎを持った合
成音声が得られるように実験的に定められる。なお、ω
＝1/τであり、以下、ωの代りにτを用いて説明する。
また、積分フィルタ12の具体的な構成法については、別
項で説明する。

乱数時系列生成部11で生成された乱数時系列を、積分
フィルタ12Aでフィルタ処理することにより、ゆらぎ信
号時系列が出力される。

第４図は、ゆらき信号時系列生成手段10によって生成
されるゆらぎ信号時系列のスペクトルの概形を示したも
のであるが、双曲線の形をしている。本図は、乱数時系
列生成部11が一様乱数（白色雑音）を出力する場合、つ
まり乱数時系列のスペクトルが平坦な場合を想定してい
る。乱数時系列のスペクトルが平坦でない場合は、その
スペクトルと第４図のスペクトルを乗じた形になる。い
ずれにしても、スペクトルは1/f（ｆは周波数）に近い
形になるが、これは、人間の体の動きにおけるゆらぎが
一般に1/fに近い特性を持つという現象を反映させたも
ので、これにより、自然性の高い音声を合成することが
できる。

第５図は一様乱数の波形の一例を例にしたもので、値
域は−25〜＋25である。

第６図は、第５図に示す一様乱数に対して、積分フィ
ルタ12により積分フィルタ処理を施して生成されたゆら
ぎ信号時系列の例を示したもので、この場合の時定数τ
は32である。

以上のようにして、簡単な構成で所望のゆらぎ信号時
系列を生成することができる。

(A₂)ゆらぎ生成方式（２）前述のゆらぎ生成方式（１）によって生成されたゆら
ぎ信号時系列のスペクトル特性は、第４図に示すよう
に、周波数ｆ＝０において無限大となっている。このた
め、乱数時系列生成部11によって作られる乱数時系列
に、わずかでも直流成分が含まれていると、直流成分が
積算されて、出力（ゆらぎ信号時系列）の平均値がだん
だん大きくなってしまう。即ち、ディジタル方式で作る
乱数は一般に周期を持っているので、乱数を一定個数以
上生成すると、また同じ乱数系列が繰り返される。この
繰り返し単位に含まれるすべての乱数の和が正確にゼロ
にならなければ直流成分をもつことになるが、一般の乱
数生成法では和がゼロになる保証はない。第６図に例示
されたゆらき信号時系列にも、直流成分が積算、重畳さ
れている様子が示されている。乱数時系列の和が正確に
ゼロになるようにしようとすると、乱数時系列生成部11
の構成は複雑なものになってしまう。

ゆらぎ生成方式（１）は構成は簡単であるが、反面、
以上のような不都合な点を持っている。ゆらぎ生成方式
（２）は、ゆらぎ生成方式（１）における問題点を解決
し、ゆらぎ信号時系列の平均値がゼロ、即ち直流成分が
ゼロとなるように改良したものである。以下、第７図〜
第10図を参照して、ゆらぎ生成方式（２）について説明
する。

第７図は、ゆらぎ生成方式（２）の構成をブロック図
で示したものである。図において、10Bはゆらぎ信号時
系列生成手段で、乱数時系列生成部11及び積分フィルタ
12Bで構成される。

乱数時系列生成部11はゆらぎ生成方式（１）の乱数時
系列生成部11と同じ構成であり、同様な乱数時系列を生
成して出力する。

積分フィルタ12Bは、伝達関数1/（ｓτ＋α）を有す
る一次遅れフィルタで構成される。

乱数時系列生成部11で生成された乱数時系列に対し、
積分フィルタ12Bにより一次遅れフィルタ処理を行うこ
とにより、ゆらぎ信号時系列が生成される。

第８図は、一次遅れフィルタの伝達関数1/（ｓτ＋
α）のスペクトル特性、すなわち、乱数時系列のスペク
トルが平坦（一様乱数）である場合に生成されるゆらぎ
信号時系列のスペクトル特性を示したものである。第８
図に示すように、一次遅れフィルタのスペクトルは、直
流（ｆ＝０）において1/αという有限値をとるので、乱
数時系列中に直流成分が含まれていても、それが累積さ
れて行くことはなくなる。

第９図は、一次遅れフィルタ120の一例をブロック図
で示したものである。一次遅れフィルタ120において、3
1は伝達関数が1/sτである積分器、122は加算器、123は
係数αの負帰還を行う負帰還部である。積分器31は、第
３図の積分器31と同じ構成のものである。これらの構成
により、伝達関数1/（ｓτ＋α）を持った一次遅れフィ
ルタが実現される。

ここで、αは実験的に決められるが、−α＝−１に選
定すると、負帰還は出力の単なる符号変換（例えば２の
補数化）により実現されるので、簡単な構成の一次遅れ
フィルタにより、ゆらぎ信号時系列の和、すなわち、直
流成分をゼロにすることができる。

第10図は、−α＝−１とした一次遅れフィルタを用い
た場合のゆらぎ生成方式（２）によって生成されたゆら
ぎ信号時系列の例を示したもので、この場合の時定数τ
は、32である。乱数時系列に一次遅れフィルタ処理を行
うことにより、第10図に示すように、ゆらぎ信号時系列
の平均値がゼロとなり、平均値がゼロから時間とともに
離れてゆく現象の発生をなくすることができる。

（Ｂ）ゆらぎ組み込み方式以上説明したようなゆらぎ生成方式（１）及び（２）
によって生成されたゆらぎ信号時系列に基づいて、音声
合成手段20はゆらぎを持った音声の合成処理を行うが、
その場合の音声にゆらぎを付与するゆらぎ組み込み処理
は、各種の方式によって行われる。以下、音声合成手段
20において行われる各ゆらぎ組み込み方式について説明
する。なお、ゆらぎ組み込み方式（１）〜（４）におけ
る音声合成手段20符号は数字の後にそれぞれＡ〜Ｄを付
して区別することにする（ゆらぎ組み込み方式（４）は
別項（Ｄ）で説明する）。

(B₁)ゆらぎ組み込み方式（１）ゆらぎ組み込み方式（１）を、第11図を参照して説明
する。

第11図は、ゆらぎ組み込み方式（１）の構成をブロッ
ク図で示したものである。図において、ゆらぎ信号時系
列生成手段10（10A,10B）及び音声合成手段20Aについて
は、既に説明したとおりである。

音声合成手段20Aにおいて、21は音声合成器である。
この音声合成器21を構成する211はパラメータ補間部
で、５〜10m秒のフレーム周期毎又は音素の変化という
ようなイベント変化や発生毎にパラメータを入力し、パ
ラメータ補間処理を行って100μ秒程度のサンプリング
周期毎に補間されたパラメータを出力する。

一般にパラメータの種類は多いが、第11図には、ゆら
ぎ組み込み処理に関係するものだけが示されている。f
srcは有声音の基本周波数を表し、a srcは有声音におけ
る音源の振幅を表し、a noisは無声音における音源の振
幅を表す。また、ｆ′src,a′sic及びａ′noisは、それ
ぞれ補間されたパラメータを表す。

212はインパルス列生成部で、有声音の音源となるイ
ンパルス系列を生成する。その出力は、ｆ′srcパラメ
ータにより周波数が制御されており、更に、乗算器213
によりａ′srcパラメータと乗算されて振幅制御され
て、有声音源波形を生成する。

214は乱数時系列生成部で、無声音の音源となる雑音
を生成する。その出力は、乗算器215によりａ′noisパ
ラメータを乗算させて振幅制御されて、無声音源波形を
生成する。

216は音声特性模擬フィルタで、気管や口腔等の声道
の音響伝達特性を模擬するフィルタである。模式的に示
したスイッチ217を介してインパルス列生成部212及び乱
数時系列生成部214からの有声又は無声の音源波形を入
力して、内部の各パラメータ（図示せず）を変化させて
音声を合成する。例えば、パラメータをゆっくり変化さ
せることによって母音が生成され、速く変化させること
によって子音が生成される。

スイッチ217は、無声と有声の各音源の切り換えを行
うスイッチで、パラメータ（図示せず）の１つによって
制御される。

以上説明した211〜217によって構成される音声合成器
21は従来の音声合成器と同じ構成の音声合成器であり、
ゆらぎ機能を有していない。

この音声合成器21により、従来と同様にして、ゆらぎ
を持たない音声が合成され、声道特性模擬フィルタ216
よりディジタルな合成音声が出力される。

22は加算器で、一定の正レベルを持った正定数を、ゆ
らぎ信号時系列生成手段10より入力されたゆらぎ信号時
系列に加算する。すなわち、ゆらぎ信号時系列は、一定
レベル内で正負に変化するが、正定数を加算することに
より、正方向においてレベルにゆらぎを持つゆらぎ時系
列信号が生成される。ゆらぎ信号時系列のゆらぎレベル
と正定数のレベルの比率は実験的に決められるが、この
実施例では、この比率が0.1となるように選定される。

23は乗算器で、音声合成器21の出力時系列であるディ
ジタル合成音声に加算器22より入力されるゆらぎ時系列
信号を乗算する。

これにより、振幅にゆらぎが付与されたディジタル合
成音声が生成される。このディジタル合成音声は、D/A
変換器（図示せず）によって通常のアナログ音声信号に
変換され、更に、振幅器を介してスピーカ（何れも図示
せず）に送られて、ゆらぎを持った音となって出る。

なお、ゆらぎ信号時系列生成手段10にある乱数時系列
生成部11と音声合成手段20にある乱数時系列生成部214
は、同じ内容の乱数時系列を生成するので、両者を共通
にすることができる。これにより、音声合成装置の構成
を簡単化することができる。第11図には、ゆらぎ信号時
系列生成手段10の乱数時系列生成部11に、音声合成手段
20の乱数時系列生成部214を流用する構成が示されてい
る。このことは、他のゆらぎ組み込み方式においても同
様である。

(B₂)ゆらぎ組み込み方式（２）ゆらぎ組み込み方式（１）は、音声合成器の出力時系
列の振幅にゆらぎを持たせる方式であるが、ゆらぎ組み
込み方式（２）は、音声合成手段20において用いられる
パラメータ時系列にゆらぎを与えることにより、振幅及
び周波数の一方又は両者にゆらぎを持った音声を合成す
るようにしたものである。以下、第12図を参照して、ゆ
らぎ組み込み方式（２）について説明する。

第12図において、ゆらぎ信号時系列生成手段10、音声
合成手段20B内の音声合成器21、音声合成器21内に設け
られたパラメータ補間部211、インパルス列生成部212、
乱数時系列生成部214、乗算器213及び215、声道特性模
擬フィルタ216、スイッチ217並びに加算器22の各構成
は、第11図の場合と共通である。

音声合成手段20Bにおいて、24,25及び26は、ゆらぎ組
み込み方式（２）のために新たに設けられた要素であ
り、音声合成器21と一体的に構成されている関係上、音
声合成器21の内部に図示されている。

乗算器24は、パラメータ補間部211より入力された
ｆ′srcパラメータに加算器22より入力されたゆらぎ時
系列信号を乗算して、ｆ′srcパラメータにゆらぎを与
える。これにより、インパルス列生成部212の出力する
有声音源のインパルス系列は、その周波数成分にゆらぎ
を持ったものとなる。

乗算器25は、パラメータ補間部211より入力された
ａ′srcパラメータに加算器22より入力されたゆらぎ時
系列信号を乗算して、ａ′srcパラメータにゆらぎを与
える。これにより、乗算器213より出力される有声音源
波形は、その周波数及び振幅の両成分にゆらぎを持った
ものとなる。

乗算器26は、パラメータ補間部211より入力された
ａ′noisに加算器22より入力されたゆらぎ時系列信号を
乗算して、ａ′noisパラメータにゆらぎを与える。これ
により、乗算器215より出される無声音源波形は、その
振幅成分にゆらぎを持ったものとなる。

音声特性模擬フィルタ216は、スイッチ217を介して振
幅及び周波数成分にゆらぎを持った有声音源波形又は振
幅成分にゆらぎを持った無声音源波形を入力し、内部の
各パラメータを変化させて、振幅及び周波数成分にゆら
ぎを持った音声を合成する。

音声合成器21の出力時系列は、ゆらぎ組み込み方式
（１）の場合と同様に、D/A変換された後、増幅されて
スピーカより音となって出力される。

以上のようにして、振幅及び周波数の両成分にゆらぎ
を持ち、より自然性の高い音声を合成することができ
る。

なお、ゆらぎ組み込み方式（２）の他の態様として、
乗算器24だけを設けて、周波数成分のみにゆらぎを持た
せるようにすることができる。また、乗算器25と26の両
者だけを設け、振幅成分のみにゆらぎを持たせるように
することができる。

更に、声道特性模擬フィルタ216にある各パラメータ
（図示せず）に加算器22からのゆらぎ時系列信号を乗算
することにより、よりきめ細かいゆらぎを付与すること
も可能である。

(B₃)ゆらぎ組み込み方式（３）ゆらぎ組み込み方式（３）は、ゆらぎ組み込み方式
（２）と同様に、音声合成手段20の各パラメータ時系列
にゆらぎを与えてゆらぎを持った音声を合成する方式で
あるが、それを異なった方式で実現したものである。以
下、第13図を参照して、ゆらぎ組み込み方式（３）につ
いて説明する。

第13図において、ゆらぎ信号時系列生成手段10（10A,
10B）、音声合成手段20C内の音声合成器21、音声合成器
21内に設けられたパラメータ補間部211、インパルス列
生成部212、乱数時系列生成部214、乗算器213及び215、
声道特性模擬フィルタ216、スイッチ217の各構成は、第
12図の場合と共通である。

ゆらぎ組み込み方式（３）においては、第13図に示す
ように、第12図のゆらぎ組み込み方式（２）における乗
算器24,25,26に代えて加算器27,28,29が設けられ、加算
器22を設けることなく、ゆらぎ信号時系列生成手段10の
生成したゆらぎ信号時系列が加算器27〜29に直接加えら
れるように構成される。

加算器27は、パラメータ補間部211より入力された
ｆ′srcパラメータにゆらぎ信号時系列生成手段10より
入力されたゆらぎ信号時系列を加算して、ｆ′srcパラ
メータにゆらぎを与える。これにより、インパルス列生
成部212の出力する有声音源のインパルス系列は、その
周波数成分にゆらぎを持ったものとなる。

加算器28は、パラメータ補間部211より入力された
ａ′srcパラメータにゆらぎ信号時系列生成手段10より
入力されたゆらぎ信号時系列を加算して、ａ′srcパラ
メータにゆらぎを与える。これにより、乗算器213より
出力される有声音源波形は、その周波数及び振幅の両成
分にゆらぎを持ったものとなる。

加算器29は、パラメータ補間部211より入力された
ａ′noisにゆらぎ信号時系列生成手段10より入力された
ゆらぎ時系列信号を加算して、ａ′noisパラメータにゆ
らぎを与える。これにより、乗算器215より出される無
声音源波形は、その振幅成分にゆらぎを持ったものとな
る。

音声合成器21の出力時系列は、ゆらぎ組み込み方式
（２）の場合と同様に、D/A変換された後、増幅されて
スピーカより音となって出力される。

なお、ゆらぎ組み込み方式（３）の他の態様として、
ゆらぎ組み込み方式（２）と同様に、加算器27だけを設
けて、周波数成分のみにゆらぎを持たせるようにするこ
とができる。また、加算器28と29の両者だけを設けて、
振幅成分のみにゆらぎを持たせるようにすることができ
る。

更に、声道特性模擬フィルタ216にある各パラメータ
（図示せず）にゆらぎ信号時系列生成手段10からのゆら
ぎ信号時系列を加えることにより、よりきめ細かいゆら
ぎを付与することも可能である。

（Ｃ）臨界制動２次系フィルタ構成方式パラメータ補間部211は、５〜10m秒のフレーム周期毎
又は音素の変化等のイベントの変化・発生毎にパラメー
タを入力し、その補間を行って100μ秒程度のサンプリ
ング同期毎に補間されたパラメータを出力する。その
際、パラメータの変化を滑らかにスムージング（補間）
するために、臨界制動２次系フィルタによるフィルタ処
理が行われることは、既に述べたとおりである。

第14図は、パラメータ補間部における臨界制動２次系
フィルタを用いたパラメータ補間方式の原理を説明した
ものである。

第14図において、211はパラメータ補間部、30Sは臨界
制動２次系フィルタ（臨界制動２次系フィルタ構成方式
（１）〜（３）等によって得られる臨界制動２次系フィ
ルタ30A〜30Cと区別するために30Sで示す）、301及び30
2はレジスタである。

この構成において、レジスタ301はイベントの変化、
発生毎にパラメータ時系列を受け取って保持する。臨界
制動２次系フィルタ30Sは、レジスタ301のパラメータ値
の変化を滑らかに接続して、その出力を例えば100μ秒
程度の短い間隔毎に、レジスタ302に書き込む。これに
より、レジスタ302には補間されたパラメータ時系列が
保持される。

臨界制動２次系フィルタを構成する方式は各種ある
が、以下、本発明による各臨界制動２次フィルタ構成方
式について説明する。

(C₁)臨界制動２次系フィルタ構成方式（１）臨界制動２次系フィルタ構成方式（１）を、第15図を
参照して説明する。

２次系フィルタの伝達関数Hg（ｓ）は、一般に次の式
（７）で表される。

ここで、DFはダンピングファクタ、τ（＝1/ω）は時
定数である。

式（７）は、次の式（８）のように変形される。

このような伝達関数を持つ２次系フィルタは、伝達関
数が1/（ｓτ＋DF）である一次遅れフィルタと、伝達関
数が1/sτである積分器と係数が１である負帰還ループ
とで構成される。また、伝達関数が1/（ｓτ＋DF）であ
る一次遅れフィルタは、伝達関数が1/sτである積分器
と係数がDFの負帰還ループとで構成される。したがっ
て、式（８）の伝達関数Hg（ｓ）を持った２次系フィル
タは、第15図の構成によって実現される。

第15図において、31（31a,31b）は伝達関数が1/sτで
ある積分器であり、321及び322は加算器であり、331及
び332は乗算器である。

加算器321,322と積分器31a,31bは直列に接続される。
乗算器331は、積分器31aの出力に係数（−DF）を乗算し
て加算器322に加える。乗算器332は、積分器31bの出力
に係数（−１）を乗算して加算器321に加える。

このようにして構成された積分器31a、乗算器331の負
帰還ループ及び加算器322により、伝達関数がDF/（ｓτ
＋DF）である一次遅れフィルタが実現される。この一次
遅れフィルタに積分器31bを直列に接続し、乗算器332に
より係数“−1"の負帰還を施すことにより、伝達関数Hg
（ｓ）を持った２次系フィルタが構成される。そして、
臨界制動２次系フィルタは、DF＝２に選定することによ
り構成される。

(C₂)臨界制動２次系フィルタ構成方式（２）臨界制動２次系フィルタ構成方式（２）を、第16図を
参照して説明する。

臨界制動２次系フィルタの場合は、ダンピングファク
タDF＝２であるので、その伝達関数Hc（ｓ）は、次の式
（９）のように変形される。

したがって、臨界制動２次系フィルタは、伝達関数が
1/（ｓτ＋１）である一次遅れフィルタの直列接続で実
現されるので、第16図に示す構成により実現することが
できる。

第16図において、31a及び31bは、第15図の場合と同じ
く伝達関数が1//sτである積分器であり、323及び324は
加算器であり、333及び334は乗算器である。

乗算器333は、積分器31aの出力に係数“−1"を乗算し
て加算器323に加える。乗算器334は積分器32の出力に係
数“−1"を乗算して加算器324に加える。

このようにして構成された積分器31a、乗算器333の負
帰還ループ及び加算器323により伝達関数が1/（ｓτ＋
１）である一次遅れフィルタが実現される。同様に、積
分器31b、乗算器334に負帰還ループ及び加算器324によ
り、同じ伝達関数1/（ｓτ＋１）を持った一次遅れフィ
ルタが構成され、両者の一次遅れフィルタを直列接続す
ることにより、伝達関数が1/（ｓτ＋１）²である臨界
制動２次フィルタが構成される。

臨界制動２次系フィルタ構成方式（２）は、同じ構成
の一次遅れフィルタの２段直列形式で構成されるので、
臨界制動２次系フィルタ構成方式（１）よりも簡単かつ
容易に構成することができる。

（Ｄ）ゆらぎ組み込み方式（４）ゆらぎ組み込み方式（４）は、前述の各ゆらぎ組み込
み方式（１）〜（３）とは異なり、臨界制動２次系フィ
ルタを構成する一次遅れフィルタの接続部に乱数時系列
を加えて、ゆらぎを持った補間パラメータを生成する方
式である。以下、第17図〜第19図を参照して、ゆらぎ組
み込み方式（４）について説明する。

第17図は、一次遅れフィルタを２段直列に接続した臨
界制動２次系フィルタで、その構成は第16図の臨界制動
２次系フィルタ30Bと同じであり、対応する構成は同じ
符号で示されている。すなわち、31a及び31bは積分器、
323及び324は加算器、333及び334は乗算定数が“−1"の
乗算器である。

この構成において、両一次遅れフィルタの接続部に当
る加算器324に乱数時系列を加えると、ゆらぎを持った
補間パラメータが生成される。

第18図は、第17図のゆらぎ組み込み方式（４）によっ
て得られるステップ応答特性を示したもので、ステップ
変化が図示の様に滑らかに補間され、かつ、ゆらぎ信号
時系列に応答したゆらぎを持った補間パラメータを生成
することができる。

第19図は、ゆらぎ組み込み方式（４）の具体的な構成
をブロック図で示したものである。音声合成手段20Dの
構成は、その音声合成器21Dのパラメータ補間部211D
が、第17図の臨界制動２次系フィルタ30Bによって構成
されている点を除いて第11図と共通である。第19図のゆ
らぎ組み込み方式（４）の動作は第17図及び各ゆらぎ組
み込み方式の動作説明から明らかであるので、その説明
は省略する。

（Ｅ）積分器構成方式これまでの説明から明らかなように、一次遅れフィル
タや臨界制動２次系フィルタは、いずれも伝達関数が1/
sτ（＝ω/s）である積分器を構成要素とするものであ
る。したがって、この積分器の構成を簡単化することに
より、一次遅れフィルタや臨界制動２次系フィルタの構
成を簡単化することができる。

本発明では、積分器におけるディジタル的な積分を簡
便なオイラー積分法で近似することにより、積分器の構
成を簡単化したものである。以下、第20図を参照して、
本発明の積分器構成方式についい説明する。

第20図において、31は積分器で、レジスタ311、加算
器312及び乗算器313で構成される。乗算器313、加算器3
12及びレジスタ311は直列に接続され、ある時刻のレジ
スタ311の値に入力値を加算器311により足し込んだ値
を、次の時刻のレジスタ311の値とする。時刻を規定す
るクロックには、乱数時系列生成に用いられると同じタ
イミングのクロックが用いられる。

乗算器313は、時定数τの逆数（1/τ＝ω）を入力に
乗算して加算器312に加える。時定数τの値として２の
べき乗を選ぶようにすると、この乗算をシフトで代用す
ることができる。その場合、シフト量は常に一定である
ので結線をずらすことにより実現でき、特別な付加回路
（機能部品）を必要としないので、回路を簡単化するこ
とができる。

以上の構成により、オイラー積分法で近似された積分
処理が行われ、簡単な構成で積分器を実現することがで
きる。

（Ｆ）他の一次遅れフィルタ構成方式一次遅れフィルタは、前述の（Ｅ）項の積分器を一次
遅れフィルタの積分器31として用いることにより実現で
きるが、更に、別の原理によって一次遅れフィルタを構
成することができる。以下、第21図及び第22図を参照し
て、他の一次遅れフィルタ構成方式について説明する。

音声合成器として代表的なものに、Dr.Dennis H.Klat
tが「The Journal of the Acoustic Society of Americ
a」67（３）,Mar.1980,pp.971〜995の論文「Software f
or a cascade/parallel formant synthesizer」で述べ
ているものがある。この音声合成器の声道特性模擬フィ
ルタ部では、第21図に示すような、２次の単位フィルタ
を17個使用している。

第21図の２次単位フィルタは、２次巡回（２次IIR:in
fnite impulse response）型のディジタルフィルタであ
る。図において、35（35a及び35b）はサンプリング周期
Ｔの遅延器、361及び362は加算器、371,372及び373は定
数A,B及びＣの乗算器である。

入力に乗算器371により定数Ａを乗じた信号Saを遅延
器35aに入力し、この遅延器35aの出力を遅延器35bに入
力し、乗算器371により入力に定数Ａを乗じた信号Sa、
遅延器35aの出力に乗算器372により乗数Ｂを乗じた信号
Sb、遅延器35bの出力に乗算器373により定数Ｃを乗じた
信号Scの３信号の和を出力する。

このようにして構成された17個の２次単位フィルタは
すべて同一の構造を持っているが、乗算定数（A,B,C）
は各々の単位フィルタで異なっている。すなわち、乗算
定数A,B,Cを適当な値にすることによって、２次単位フ
ィルタは、帯域通過フィルタになったり、帯域除去フィ
ルタになったりするし、その中心周波数もいろいろな値
を取り得る。この音声合成器の主要部は、同一構造のフ
ィルタの集合として実現されるために、ソフトウェアの
形で実現する場合は、１つのサブルーチンを共用するこ
とができるという利点を持つし、ハードウェアで実現す
る場合は、同一構成の回路や同一構成のICを複数個使用
することにより、開発コストを少なくできるという利点
を持っている。

第21図の２次単位フィルタを帯域通過フィルタとして
用いる場合の伝達関数Ｈ（ｚ）及び乗算定数A,B,Cは、
前掲の論文により、それぞれ次の各式で与えられる。

Ｃ＝−exp（−２π・BW・Ｔ） …（11）Ｂ＝２・exp（−π・BW・Ｔ）・cos（２π・ｆ・Ｔ）…
（12）Ａ＝１−Ｂ−Ｃ …（13）ここで、T:サンプリング周期 F:フィルタの共振周波数 BW:フィルタの周波数帯域幅他の一次遅れフィルタの構成方式は、前述の２次単位
フィルタを用いることにより、前述の（Ｅ）で求めた積
分器を用いた一次遅れフィルタが構成できることを見い
出したものである。

前述の（Ｅ）で求められた積分器31を用いて一次遅れ
フィルタを構成すると、第22図のようになる。図におい
て、32は加算器、33は乗算器である。

ここで、レジスタ311は、ある時刻における入力を次
の時刻（すなわちサンプリング周期）において出力して
再入力するので、第21図の２次単位フィルタにおける遅
延器35（35a及び35b）に該当する。そこで、第21図の２
次単位フィルタの伝達関数Hk（ｚ）と同じ符号を用いて
第22図の一次遅れフィルタの伝達関数H₁（ｚ）に表現す
ると、H₁（ｚ）は次の式（14）で示され、更に、式（1
5）のように変形される。

式（10）のHk（ｚ）＝A/（１−Bz−Cz^-2）と対比する
と、次の式（16）が得られる。

この式（16）のA,B及びＣを用いることにより、２次I
IR型フィルタで一次遅れフィルタを構成することができ
る。

このようにして構成された一次遅れフィルタは、音声
合成器の声道フィルタだけでなく、前述の各ゆらぎ生成
方式及び臨界制動２次系フィルタ構成方式における一次
フィルタとして用いられるものである。

（Ｇ）臨界制動２次系フィルタ構成方式（３）臨界制動２次系フィルタ構成方式（３）は、前述の２
次単位フィルタ（２次IIR型フィルタ）と（Ｅ）の積分
器を用いて臨界制動２次系フィルタを構成する方式であ
る。以下、第23図を参照して、臨界制動２次系フィルタ
構成方式（３）について説明する。

臨界制動２次系フィルタは、前掲の式（９）及び第16
図に示すように一次遅れフィルタの２段直列接続によっ
て構成される。

いま、前掲の式（10）に示す２次単位フィルタの伝達
関数Hk（ｚ）と同じ符号を用いて式（９）の臨界制動２
次系フィルタの伝達関数Hc（ｓ）を表現（H₂(z)）で示
す）すると、次の式（17）で表わされる。

式（17）のH₂(z)と式（10）のHk（ｚ）＝A/（１−Bz
−Cz^-2）を対比すると、次の式（18）が得られる。

この式（18）のA,B及びＣを用いることにより、第23
図に示すように、２次IIR型フィルタで臨界制動２次系
フィルタ30cを構成することができる。

第23図の臨界制動２次系フィルタ30cにおいて、311
（311a及び311b）はレジスタであり、325及び326は加算
器である。335,336及び337は、式（18）の定数A,B及び
Ｃをそれぞれ乗ずる乗算器である。

〔実施例〕前述の実施例における各構成要素の構成方式によって
求められた各構成要素を用いて構成された各発明の実施
例について説明する。

なお、実施例の各構成要素の構成及び動作はこれまで
の説明から明らかであるので、以下に示す各実施例につ
いては、前述の実施例における各構成要素の構成方式で
求められた各構成要素のどのような組み合わせによって
構成されるかについて説明し、その動作については、特
に捕捉説明を必要としない限り省略する。

（Ａ）第１の発明の実施例第１の発明の主な実施例について説明する。

(a₁)実施例１実施例１の音声合成装置は、ゆらぎ生成方式（１）に
よって求められたゆらぎ信号時系列生成手段10A（第３
図参照）とゆらぎ組み込み方式（１）によって求められ
た音声合成手段20A（第11図参照）によって構成され
る。その全体の音声合成装置の構成は、第11図に示され
ている。

(a₂)実施例２実施例２の音声合成装置は、ゆらぎ生成方式（１）に
よって求められたゆらぎ信号時系列生成手段10A（第３
図参照）とゆらぎ組み込み方式（２）によって求められ
た音声合成手段20B（第12図参照）によって構成され
る。その全体の音声合成装置の構成は、第12図に示され
ている。

(a₃)実施例３実施例３の音声合成装置は、ゆらぎ生成方式（１）に
よって求められたゆらぎ信号時系列生成手段10A（第３
図参照）とゆらぎ組み込み方式（３）によって求められ
た音声合成手段20C（第13図参照）によって構成され
る。その全体の音声合成装置の構成は、第13図に示され
ている。

(a₄)実施例４実施例４の音声合成装置は、ゆらぎ生成方式（２）に
よって求められたゆらぎ信号時系列生成手段10B（第７
図参照）とゆらぎ組み込み方式（１）によって求められ
た音声合成手段20A（第11図参照）によって構成され
る。その全体の構成は、第11図に示されている。

(a₅)実施例５実施例５の音声合成装置は、ゆらぎ生成方式（２）に
よって求められたゆらぎ信号時系列生成手段10B（第７
図参照）とゆらぎ組み込み方式（２）によって求められ
た音声合成手段20B（第12図参照）によって構成され
る。その全体の構成は、第12図に示されている。

(a₆)実施例６実施例６の音声合成装置は、ゆらぎ生成方式（２）に
よって求められたゆらぎ信号時系列生成手段10B（第７
図参照）とゆらぎ組み込み方式（３）によって求められ
た音声合成手段20C（第13図参照）によって構成され
る。その全体の構成は、第13図に示されている。

(a₇)実施例７実施例７の音声合成装置は、ゆらぎ生成方式（１）に
よって求められたゆらぎ信号時系列生成手段10A（第３
図参照）とゆらぎ組み込み方式（４）によって求められ
た音声合成手段20D（第17図及び第19図参照）によって
構成される。その全体の構成は、第19図に示されてい
る。

(a₈)実施例８実施例８の音声合成装置は、ゆらぎ生成方式（２）に
よって求められたゆらぎ信号時系列生成手段10B（第７
図参照）とゆらぎ組み込み方式（４）によって求められ
た音声合成手段20D（第17図及び第19図参照）によって
構成される。その全体の構成は、第19図に示されてい
る。

(a₉)実施例９実施例９の各音声合成装置は、実施例１〜実施例６に
おいて、それらの音声合成手段20（20A,20B,20C）にお
けるパラメータ補間処理を、臨界制動２次系フィルタ構
成方式（１）によって求められた臨界制動２次系フィル
タ30A（第15図参照）を用いて行うようにしたものであ
る。

(a₁₀)実施例10 実施例10の各音声合成装置は、実施例１〜実施例６に
おいて、それらの音声合成手段20（20A〜20D）における
パラメータ補間処理を、臨界制動２次系フィルタ構成方
式（２）によって求められた臨界制動２次系フィルタ30
B（第16図参照）を用いて行うようにしたものである。

(a₁₁)実施例11 実施例11の各音声合成装置は、実施例１〜実施例６に
おいて、それらの音声合成手段20（20A,20B,20C）にお
けるパラメータ補間処理を、臨界制動２次系フィルタ構
成方式（３）によって求められた臨界制動２次系フィル
タ30C（第23図参照）を用いて行うようにしたものであ
る。

(a₁₂)実施例12 実施例12の各音声合成装置は、実施例４〜実施例６並
びに実施例８において、それらのゆらぎ生成方式（１）
における一次遅れフィルタとして、他の一次遅れフィル
タ構成方式によって求められた一次遅れフィルタ（第19
図参照）を用いるようにしたものである。

(a₁₃)実施例13 実施例13の各音声合成装置は、実施例1,実施例2,実施
例３及び実施例７のゆらぎ信号時系列生成手段10Aの積
分フィルタ12A（第３図参照）における積分器として、
（Ｅ）の積分器構成方式によって求められた積分器31
（第20図参照）を用いるようにしたものである。

(a₁₄)実施例14 実施例14の各音声合成装置は、実施例4,実施例5,実施
例６及び実施例のゆらぎ信号時系列生成手段10Bの積分
フィルタ12B（第７図参照）として、（Ｅ）の積分器構
成方式によって求められた積分器31（第20図参照）を用
いるようにしたものである。

第24図は、このようにして構成された一次遅れフィル
タからなる積分フィルタ12Bを示したものである。図に
おいて、122は加算器、123は積分器31の出力に定数“−
1"を乗じて加算器122に加える乗算器て、その構成及び
動作は、第９図の積分フィルタ12Bと同じである。

(a₁₅)実施例15 実施例15の各音声合成装置は、実施例９及び実施例10
における臨界制動２次系フィルタ30A,30B（第15図，第1
6図）の構成要素である積分器（31a,31b）として、
（Ｅ）の積分器構成方式によって求められた積分器31
（第20図参照）を用いるようにしたものである。

（Ｂ）第２の発明の実施例第２の発明の主な実施例について説明する。

(b₁)実施例１実施例１の音声合成装置は、その音声合成器20のパラ
メータ補間処理を行う臨界制動２次系フィルタ30とし
て、臨界制動２次系フィルタ構成方式（１）で求められ
た臨界制動２次系フィルタ30B（第15図参照）を用い、
かつ、その構成要素である積分器（31a,31b）として、
積分器構成方式によって求められた積分器31（第20図参
照）を用いるようにしたものである。

第25図は、このようにして構成された臨界制動２次系
フィルタを示したものである。各符号の内容は第15図及
び第20図のものと同じである。すなわち、31a及び31bは
積分器、311a及び311bはレジスタである。また、312a,3
12b,321及び322は加算器であり、313a,313b,331及び332
は乗算器である。

第27図は、第25図の臨界制動２次系フィルタのステッ
プ応答特性を示したもので、同（Ａ）はステップ入力、
同図（Ｂ）はステップ応答特性を示している。

なお、この臨界制動２次系フィルタは、第１の発明の
実施例14及び９における臨界制動２次系フィルタとして
用いられるものである。

(b₂)実施例２実施例２の音声合成装置は、その音声合成器20のパラ
メータ補間処理を行う臨界制動２次系フィルタ30とし
て、臨界制動２次系フィルタ構成方式（２）で求められ
た臨界制動２次系フィルタ30B（第16図参照）を用い、
かつ、その構成要素である積分器（31a,31b）として、
積分器構成方式によって求められた積分器31（第20図参
照）を用いるようにしたものである。

第26図は、このようにして構成された臨界制動２次系
フィルタを示したものである。各符号の内容は第16図及
び第20図のものと同じである。すなわち、31a及び31bは
積分器、311a及び311bはレジスタである。また、312a,3
12b,323及び324は加算器、313a,313b,333及び334は乗算
器である。

第26図の臨界制動２次系フィルタのステップ応答特性
は、実施例１の応答特性と等しくなり、同じく第27図に
よって示される。

なお、この臨界制動２次系フィルタは、第１の発明の
実施例14及び10における臨界制動２次系フィルタとして
用いられるものである。

以上、第１及び第２の発明の各実施例について説明し
たが、各発明の実施例はこれらの各実施例に限定される
ものではない。例えば、第１の発明の実施例として、音
声合成器の声道特性模擬フィルタ216の各パラメータに
もゆらぎを持たせる場合も包含されるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本願の各発明によれば、次の諸
効果が得られる。

（イ）全ディジタル式でゆらぎが付与されているので安
定なゆらぎ特性を持った音声を合成することができる。

（ロ）乱数時系列に積分フィルタ処理を施して得られる
ゆらぎ信号時系列に基づいて音声出力にゆらぎを付与し
ているので、自然性の高い音声を合成することができ
る。

（ハ）音声合成時のパラメータ補間を行う臨界制動２次
系フィルタをディジタルフィルタを用いることにより簡
単に構成することができる。

（ニ）臨界制動２次系フィルタを用いた場合には、パラ
メータの滑らかな接続が行われるので、前記（ロ）とあ
いまって自然性の高い合成音声を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本出願に係る各発明の基本構成の説明図、第２図は臨界制動２次系フィルタの一例の説明図、第３図は第１の発明におけるゆらぎ生成方式（１）の構
成の説明図、第４図はゆらぎ生成方式（１）で生成されるゆらぎ信号
時系列のスペクトル特性の説明図、第５図は乱数時系列信号波形例の説明図、第６図はゆらぎ生成方式（１）によって生成されたゆら
ぎ信号時系列波形例の説明図、第７図は第１の発明におけるゆらぎ生成方式（２）の構
成の説明図、第８図はゆらぎ生成方式（２）で生成されるゆらぎ信号
時系列のスペクトル特性の説明図、第９図はゆらぎ生成方式（２）における一次遅れフィル
タの構成の説明図、第10図はゆらぎ生成方式（２）によって生成されたゆら
ぎ信号時系列波形例の説明図、第11図は第１の発明の実施例１及び実施例４の構成並び
にゆらぎ組み込み方式（１）の説明図、第12図は第１の発明の実施例２及び実施例５の構成並び
にゆらぎ組み込み方式（２）の説明図、第13図は第１の発明の実施例３及び実施例６の構成並び
にゆらぎ組み込み方式（３）の説明図、第14図は従来の臨界制動２次系フィルタを用いたパラメ
ータ補間方式の説明図、第15図は各発明の実施例に用いられる臨界制動２次系フ
ィルタ構成方式（１）の説明図、第16図は各発明の実施例に用いられる臨界制動２次系フ
ィルタ構成方式（２）の説明図、第17図は第１の発明におけるゆらぎ組み込み方式（４）
に用いられる臨界制動２次系フィルタの説明図、第18図はゆらぎ組み込み方式（４）に用いられる臨界制
動２次系フィルタのステップ応答特性の説明図、第19図は第１の発明の実施例７及び実施例８の構成並び
にゆらぎ組み込み方式（４）の説明図、第20図は各発明の実施例に用いられる積分器構成方式の
説明図、第21図は２次巡回（２次IIR）型の２次単位フィルタの
説明図、第22図は２次IIR型フィルタを用いた一次遅れフィルタ
構成方式の説明図、第23図は各発明の実施例に用いられる臨界制動２次系フ
ィルタ構成方式（３）の説明図、第24図は各発明の実施例に用いられる一次遅れフィルタ
の説明図、第25図は第２の発明の実施例１における臨界制動２次系
フィルタの構成の説明図、第26図は第２の発明の実施例２における臨界制動２次系
フィルタの構成の説明図、第27図は第25図及び第26図の臨界制動２次系フィルタの
ステップ応答特性の説明図、第28図は従来のゆらぎを持った音声合成装置（１）の説
明図、第29図は従来のゆらぎを持った音声合成装置（２）の説
明図、第30図は従来の音声合成におけるパラメータの直線補間
方式の説明図、第31図は臨界制動２次系フィルタを用いたパラメータ補
間方式の出力特性の説明図、第32図は従来の臨界制動２次系フィルタの構成方式の説
明図、各図において、 10（10A,10B）…ゆらぎ時系列生成手段、11…乱数時系
列生成部、12（12A,12B）…積分フィルタ、120…一次遅
れフィルタ、20（20A,20B,20C）…音声合成手段、21…
音声合成器、30（30A,30B,30C,30S）…臨界制動２次系
フィルタ、31（31a,31b）…積分器、311（311a,311b）
…レジスタ、312（312a,312b）…加算器、32（32a,32
b）…加算器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭55−133099（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−79503（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−186800（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−183695（ＪＰ，Ａ) 特公昭56−32473（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭58−53352（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ゆらぎを持った音声を合成する音声合成装
置において、（ａ）積分器によって乱数時系列の積分フィルタ処理を
行うことによってゆらぎ信号時系列を生成するゆらぎ信
号時系列生成手段（10）と、（ｂ）パラメータ補間を行うとともに、ゆらぎ信号時系
列に定数値を加えて生成されたゆらぎ時系列信号を合成
音声の出力時系列に乗ずる機構（22,23）に基づいてゆ
らぎを持った音声を合成する音声合成手段（20）、を備えたことを特徴とする音声合成装置。
【請求項２】音声合成手段（20）が、一次遅れフィルタ
に積分器を直列接続し、積分器の出力を次の時刻の入力
と加算して前記一次遅れフィルタに負帰還して構成され
た臨界制動２次系フィルタ（30A）を用いてパラメータ
補間を行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の音声合成装置。
【請求項３】音声合成手段（20）が、同じ構成の一次遅
れフィルタを２段直列に接続して構成された臨界制動２
次系フィルタ（30B）を用いてパラメータ補間を行うこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の音声合成装
置。
【請求項４】音声合成手段（20）が、下記の構成の臨界
制動２次系フィルタ（30D）によってパラメータ補間を
行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の音声
合成装置。入力に定数Ａを乗じた信号を第１のレジスタ（311a）に
入力し、第１のレジスタ（311a）の出力を第２のレジス
タ（311b）に入力し、入力に定数Ａを乗じた信号（S
a）、第１のレジスタ（311a）の出力に定数Ｂを乗じた
信号（Sb）、第２のレジスタ（311b）の出力に定数Ｃを
乗じた信号（Sc）の３信号の和を出力とするディジタル
フィルタにおいて、各定数Ａ、Ｂ及びＣを、Ａ＝1/（τ²＋２τ＋１）Ｂ＝２τ／（τ＋１）Ｃ＝τ²／（τ²＋２τ＋１）に選定することにより構成される臨界制動２次系フィル
タ。
【請求項５】ゆらぎ信号時系列生成手段（10）が、レジ
スタ（311）と加算器（312）を備え、ある時刻のレジス
タ（311）の値を加算器（312）により足し込んだ値を次
の時刻のレジスタ（311）の値とすることにより構成さ
れる積分器（31）を構成要素として一次遅れフィルタを
構成することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
音声合成装置。
【請求項６】臨界制動２次系フィルタ（30）の構成要素
である積分器が、レジスタ（311）と加算器（312）を備
え、ある時刻のレジスタ（311）の値を加算器（312）に
より足し込んだ値を次の時刻のレジスタ（311）の値と
することにより実現される積分器（31）によって構成さ
れたものであることを特徴とする特許請求の範囲第２項
又は第３項記載の音声合成装置。
【請求項７】ゆらぎを持った音声を合成する音声合成装
置において、（ａ）積分器によって乱数時系列の積分フィルタ処理を
行うことによってゆらぎ信号時系列を生成するゆらぎ信
号時系列生成手段（10）と、（ｂ）パラメータ補間を行うとともに、ゆらぎ信号時系
列に定数値を加えて生成されたゆらぎ時系列信号を音声
合成に用いる補間パラメータ時系列に乗ずる機構（22,2
4,25,26）に基づいてゆらぎを持った音声を合成する音
声合成手段（20）、を備えたことを特徴とする音声合成装置。
【請求項８】音声合成手段（20）が、一次遅れフィルタ
に積分器を直列接続し、積分器の出力を次の時刻の入力
と加算して前記一次遅れフィルタに負帰還して構成され
た臨界制動２次系フィルタ（30A）を用いてパラメータ
補間を行うことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載
の音声合成装置。
【請求項９】音声合成手段（20）が、同じ構成の一次遅
れフィルタを２段直列に接続して構成された臨界制動２
次系フィルタ（30B）を用いてパラメータ補間を行うこ
とを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の音声合成装
置。
【請求項１０】音声合成手段（20）が、下記の構成の臨
界制動２次系フィルタ（30D）によってパラメータ補間
を行うことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の音
声合成装置。入力に定数Ａを乗じた信号を第１のレジスタ（311a）に
入力し、第１のレジスタ（311a）の出力を第２のレジス
タ（311b）に入力し、入力に定数Ａを乗じた信号（S
a）、第１のレジスタ（311a）の出力に定数Ｂを乗じた
信号（Sb）、第２のレジスタ（311b）の出力に定数Ｃを
乗じた信号（Sc）の３信号の和を出力とするディジタル
フィルタにおいて、各定数Ａ、Ｂ及びＣを、Ａ＝1/（τ²＋２τ＋１）Ｂ＝２τ／（τ＋１）Ｃ＝τ²／（τ²＋２τ＋１）に選定することにより構成される臨界制動２次系フィル
タ。
【請求項１１】ゆらぎ信号時系列生成手段（10）が、レ
ジスタ（311）と加算器（312）を備え、ある時刻のレジ
スタ（311）の値を加算器（312）により足し込んだ値を
次の時刻のレジスタ（311）の値とすることにより構成
される積分器（31）を構成要素として一次遅れフィルタ
を構成することを特徴とする特許請求の範囲第７項記載
の音声合成装置。
【請求項１２】臨界制動２次系フィルタ（30）の構成要
素である積分器が、レジスタ（311）と加算器（312）を
備え、ある時刻のレジスタ（311）の値を加算器（312）
により足し込んだ値を次の時刻のレジスタ（311）の値
とすることにより実現される積分器（31）によって構成
されたものであることを特徴とする特許請求の範囲第８
項又は第９項記載の音声合成装置。
【請求項１３】ゆらぎを持った音声を合成する音声合成
装置において、（ａ）積分器によって乱数時系列の積分フィルタ処理を
行うことによってゆらぎ信号時系列を生成するゆらぎ信
号時系列生成手段（10）と、（ｂ）パラメータ補間を行うとともに、ゆらぎ信号時系
列を音声合成に用いる補間パラメータ時系列に加算する
機構（27,28,29）に基づいてゆらぎを持った音声を合成
する音声合成手段（20）、を備えたことを特徴とする音声合成装置。
【請求項１４】音声合成手段（20）が、一次遅れフィル
タに積分器を直列接続し、積分器の出力を次の時刻の入
力と加算して前記一次遅れフィルタに負帰還して構成さ
れた臨界制動２次系フィルタ（30A）を用いてパラメー
タ補間を行うことを特徴とする特許請求の範囲第13項記
載の音声合成装置。
【請求項１５】音声合成手段（20）が、同じ構成の一次
遅れフィルタを２段直列に接続して構成された臨界制動
２次系フィルタ（30B）を用いてパラメータ補間を行う
ことを特徴とする特許請求の範囲第13項記載の音声合成
装置。
【請求項１６】音声合成手段（20）が、下記の構成の臨
界制動２次系フィルタ（30D）によってパラメータ補間
を行うことを特徴とする特許請求の範囲第13項記載の音
声合成装置。入力に定数Ａを乗じた信号を第１のレジスタ（311a）に
入力し、第１のレジスタ（311a）の出力を第２のレジス
タ（311b）に入力し、入力に定数Ａを乗じた信号（S
a）、第１のレジスタ（311a）の出力に定数Ｂを乗じた
信号（Sb）、第２のレジスタ（311b）の出力に定数Ｃを
乗じた信号（Sc）の３信号の和を出力とするディジタル
フィルタにおいて、各定数Ａ、Ｂ及びＣを、Ａ＝1/（τ²＋２τ＋１）Ｂ＝２τ／（τ＋１）Ｃ＝τ²／（τ²＋２τ＋１）に選定することにより構成される臨界制動２次系フィル
タ。
【請求項１７】ゆらぎ信号時系列生成手段（10）が、レ
ジスタ（311）と加算器（312）を備え、ある時刻のレジ
スタ（311）の値を加算器（312）により足し込んだ値を
次の時刻のレジスタ（311）の値とすることにより構成
される積分器（31）を構成要素として一次遅れフィルタ
を構成することを特徴とする特許請求の範囲第13項記載
の音声合成装置。
【請求項１８】臨界制動２次系フィルタ（30）の構成要
素である積分器が、レジスタ（311）と加算器（312）を
備え、ある時刻のレジスタ（311）の値を加算器（312）
により足し込んだ値を次の時刻のレジスタ（311）の値
とすることにより実現される積分器（31）によって構成
されたものであることを特徴とする特許請求の範囲第14
項又は第15項記載の音声合成装置。
【請求項１９】ゆらぎを持った音声を合成する音声合成
装置において、（ａ）一次遅れフィルタ（120）により乱数時系列の積
分フィルタ処理を行うことによってゆらぎ信号時系列を
生成するゆらぎ信号時系列生成手段（10）と、（ｂ）パラメータ補間を行うとともに、ゆらぎ信号時系
列に定数値を加えて生成されたゆらぎ時系列信号を合成
音声の出力時系列に乗ずる機構（22,23）に基づいてゆ
らぎを持った音声を合成する音声合成手段（20）、を備えたことを特徴とする音声合成装置。
【請求項２０】音声合成手段（20）が、一次遅れフィル
タに積分器を直列接続し、積分器の出力を次の時刻の入
力と加算して前記一次遅れフィルタに負帰還して構成さ
れた臨界制動２次系フィルタ（30A）を用いてパラメー
タ補間を行うことを特徴とする特許請求の範囲第19項記
載の音声合成装置。
【請求項２１】音声合成手段（20）が、同じ構成の一次
遅れフィルタを２段直列に接続して構成された臨界制動
２次系フィルタ（30B）を用いてパラメータ補間を行う
ことを特徴とする特許請求の範囲第19項記載の音声合成
装置。
【請求項２２】音声合成手段（20）が、下記の構成の臨
界制動２次系フィルタ（30D）によってパラメータ補間
を行うことを特徴とする特許請求の範囲第19項記載の音
声合成装置。入力に定数Ａを乗じた信号を第１のレジスタ（311a）に
入力し、第１のレジスタ（311a）の出力を第２のレジス
タ（311b）に入力し、入力に定数Ａを乗じた信号（S
a）、第１のレジスタ（311a）の出力に定数Ｂを乗じた
信号（Sb）、第２のレジスタ（311b）の出力に定数Ｃを
乗じた信号（Sc）の３信号の和を出力とするディジタル
フィルタにおいて、各定数Ａ、Ｂ及びＣを、Ａ＝1/（τ²＋２τ＋１）Ｂ＝２τ／（τ＋１）Ｃ＝τ²／（τ²＋２τ＋１）に選定することにより構成される臨界制動２次系フィル
タ。
【請求項２３】ゆらぎ信号時系列生成手段（10）が、下
記の構成の一次遅れフィルタによって積分フィルタ処理
を行うことを特徴とする特許請求の範囲第19項記載の音
声合成装置。入力に定数Ａを乗じた信号を第１のレジスタ（311a）に
入力し、第１のレジスタ（311a）の出力を第２のレジス
タ（311b）に入力し、入力に定数Ａを乗じた信号（S
a）、第１のレジスタ（311a）の出力に定数Ｂを乗じた
信号（Sb）、第２のレジスタ（311b）の出力に定数Ｃを
乗じた信号（Sc）の３信号の和を出力とするディジタル
フィルタにおいて、各定数Ａ、Ｂ及びＣを、に選定することにより構成される臨界制動２次系フィル
タ。
【請求項２４】ゆらぎ信号時系列生成手段（10）が、レ
ジスタ（311）と加算器（312）を備え、ある時刻のレジ
スタ（311）の値を加算器（312）により足し込んだ値を
次の時刻のレジスタ（311）の値とすることにより構成
される積分器（31）を構成要素として一次遅れフィルタ
を構成することを特徴とする特許請求の範囲第19項記載
の音声合成装置。
【請求項２５】臨界制動２次系フィルタ（30）の構成要
素である積分器が、レジスタ（311）と加算器（312）を
備え、ある時刻のレジスタ（311）の値を加算器（312）
により足し込んだ値を次の時刻のレジスタ（311）の値
とすることにより実現される積分器（31）によって構成
されたものであることを特徴とする特許請求の範囲第20
項又は第21項記載の音声合成装置。
【請求項２６】ゆらぎを持った音声を合成する音声合成
装置において、（ａ）一次遅れフィルタ（120）により乱数時系列の積
分フィルタ処理を行うことによってゆらぎ信号時系列を
生成するゆらぎ信号時系列生成手段（10）と、（ｂ）パラメータ補間を行うとともに、ゆらぎ信号時系
列に定数値を加えて生成されたゆらぎ時系列信号を音声
合成に用いる補間パラメータ時系列に乗ずる機構（22,2
4,25,26）に基づいてゆらぎを持った音声を合成する音
声合成装置（20）、を備えたことを特徴とする音声合成装置。
【請求項２７】音声合成手段（20）が、一次遅れフィル
タに積分器を直列接続し、積分器の出力を次の時刻の入
力と加算して前記一次遅れフィルタに負帰還して構成さ
れた臨界制動２次系フィルタ（30A）を用いてパラメー
タ補間を行うことを特徴とする特許請求の範囲第26項記
載の音声合成装置。
【請求項２８】音声合成手段（20）が、同じ構成の一次
遅れフィルタを２段直列に接続して構成された臨界制動
２次系フィルタ（30B）を用いてパラメータ補間を行う
ことを特徴とする特許請求の範囲第26項記載の音声合成
装置。
【請求項２９】音声合成装置（20）が、下記の構成の臨
界制動２次系フィルタ（30D）によってパラメータ補間
を行うことを特徴とする特許請求の範囲第26項記載の音
声合成装置。入力に定数Ａを乗じた信号を第１のレジスタ（311a）に
入力し、第１のレジスタ（311a）の出力を第２のレジス
タ（311b）に入力し、入力に定数Ａを乗じた信号（S
a）、第１のレジスタ（311a）の出力に定数Ｂを乗じた
信号（Sb）、第２のレジスタ（311b）の出力に定数Ｃを
乗じた信号（Sc）の３信号の和を出力とするディジタル
フィルタにおいて、各定数Ａ、Ｂ及びＣを、Ａ＝1/（τ²＋２τ＋１）Ｂ＝２τ／（τ＋１）Ｃ＝τ²／（τ²＋２τ＋１）に選定することにより構成される臨界制動２次系フィル
タ。
【請求項３０】ゆらぎ信号時系列生成手段（10）が、下
記の構成の一次遅れフィルタによって積分フィルタ処理
を行うことを特徴とする特許請求の範囲第26項記載の音
声合成装置。入力に定数Ａを乗じた信号を第１のレジスタ（311a）に
入力し、第１のレジスタ（311a）の出力を第２のレジス
タ（311b）に入力し、入力に定数Ａを乗じた信号（S
a）、第１のレジスタ（311a）の出力に定数Ｂを乗じた
信号（Sb）、第２のレジスタ（311b）の出力に定数Ｃを
乗じた信号（Sc）の３信号の和を出力とするディジタル
フィルタにおいて、各定数Ａ、Ｂ及びＣを、に選定することにより構成される臨界制動２次系フィル
タ。
【請求項３１】ゆらぎ信号時系列生成手段（10）が、レ
ジスタ（311）と加算器（312）を備え、ある時刻のレジ
スタ（311）の値を加算器（312）により足し込んだ値を
次の時刻のレジスタ（311）の値とすることにより構成
される積分器（31）を構成要素として一次遅れフィルタ
を構成することを特徴とする特許請求の範囲第26項記載
の音声合成装置。
【請求項３２】臨界制動２次系フィルタ（30）の構成要
素である積分器が、レジスタ（311）と加算器（312）を
備え、ある時刻のレジスタ（311）の値を加算器（312）
により足し込んだ値を次の時刻のレジスタ（311）の値
とすることにより実現される積分器（31）によって構成
されたものであることを特徴とする特許請求の範囲第27
項又は第28項記載の音声合成装置。
【請求項３３】ゆらぎを持った音声を合成する音声合成
装置において、（ａ）一次遅れフィルタ（120）により乱数時系列の積
分フィルタ処理を行うことによってゆらぎ信号時系列を
生成するゆらぎ信号時系列生成手段（10）と、（ｂ）パラメータ補間を行うとともに、ゆらぎ信号時系
列を音声合成に用いる補間パラメータ時系列に加算する
機構（27,28,29）に基づいてゆらぎを持った音声を合成
する音声合成手段（20）、を備えたことを特徴とする音声合成装置。
【請求項３４】音声合成手段（20）が、一次遅れフィル
タに積分器を直列接続し、積分器の出力を次の時刻の入
力と加算して前記一次遅れフィルタに負帰還して構成さ
れた臨界制動２次系フィルタ（30A）を用いてパラメー
タ補間を行うことを特徴とする特許請求の範囲第33項記
載の音声合成装置。
【請求項３５】音声合成手段（20）が、同じ構成の一次
遅れフィルタを２段直列に接続して構成された臨界制動
２次系フィルタ（30B）を用いてパラメータ補間を行う
ことを特徴とする特許請求の範囲第33項記載の音声合成
装置。
【請求項３６】音声合成手段（20）が、下記の構成の臨
界制動２次系フィルタ（30D）によってパラメータ補間
を行うことを特徴とする特許請求の範囲第33項記載の音
声合成装置。入力に定数Ａを乗じた信号を第１のレジスタ（311a）に
入力し、第１のレジスタ（311a）の出力を第２のレジス
タ（311b）に入力し、入力に定数Ａを乗じた信号（S
a）、第１のレジスタ（311a）の出力に定数Ｂを乗じた
信号（Sb）、第２のレジスタ（311b）の出力に定数Ｃを
乗じた信号（Sc）の３信号の和を出力とするディジタル
フィルタにおいて、各定数Ａ、Ｂ及びＣを、Ａ＝1/（τ²＋２τ＋１）Ｂ＝２τ／（τ＋１）Ｃ＝τ²／（τ²＋２τ＋１）に選定することにより構成される臨界制動２次系フィル
タ。
【請求項３７】ゆらぎ信号時系列生成手段（10）が、下
記の構成の一次遅れフィルタによって積分フィルタ処理
を行うことを特徴とする特許請求の範囲第33項記載の音
声合成装置。入力に定数Ａを乗じた信号を第１のレジスタ（311a）に
入力し、第１のレジスタ（311a）の出力を第２のレジス
タ（311b）に入力し、入力に定数Ａを乗じた信号（S
a）、第１のレジスタ（311a）の出力に定数Ｂを乗じた
信号（Sb）、第２のレジスタ（311b）の出力に定数Ｃを
乗じた信号（Sc）の３信号の和を出力とするディジタル
フィルタにおいて、各定数Ａ、Ｂ及びＣを、に選定することにより構成される臨界制動２次系フィル
タ。
【請求項３８】ゆらぎ信号時系列生成手段（10）が、レ
ジスタ（311）と加算器（312）を備え、ある時刻のレジ
スタ（311）の値を加算器（312）により足し込んだ値を
次の時刻のレジスタ（311）の値とすることにより構成
される積分器（31）を構成要素として一次遅れフィルタ
を構成することを特徴とする特許請求の範囲第33項記載
の音声合成装置。
【請求項３９】臨界制動２次系フィルタ（30）の構成要
素である積分器が、レジスタ（311）と加算器（312）を
備え、ある時刻のレジスタ（311）の値を加算器（312）
により足し込んだ値を次の時刻のレジスタ（311）の値
とすることにより実現される積分器（31）によって構成
されたものであることを特徴とする特許請求の範囲第34
項又は第35項記載の音声合成装置。
【請求項４０】ゆらぎをもった音声を合成する音声合成
装置において、（ａ）積分器によって乱数時系列の積分フィルタ処理を
行うことによってゆらぎ信号時系列を生成するゆらぎ信
号時系列生成手段（10）と、（ｂ）同じ構成の一次遅れフィルタを２段直列に接続し
て臨界制動２次系フィルタ（30C）を構成し、これら一
次遅れフィルタの接続部にゆらぎ信号時系列を加算する
ことにより生成されたゆらぎのある補間パラメータに基
づいてゆらぎを持った音声を合成する音声合成手段（2
0）、を備えたことを特徴とする音声合成装置。
【請求項４１】ゆらぎ信号時系列生成手段（10）が、レ
ジスタ（311）と加算器（312）を備え、ある時刻のレジ
スタ（311）の値を加算器（312）により足し込んだ値を
次の時刻のレジスタ（311）の値とすることにより構成
される積分器（31）を構成要素として一次遅れフィルタ
を構成することを特徴とする特許請求の範囲第40項記載
の音声合成装置。
【請求項４２】ゆらぎをもった音声を合成する音声合成
装置において、（ａ）一次遅れフィルタ（120）により乱数時系列の積
分フィルタ処理を行うことによってゆらぎ信号時系列を
生成するゆらぎ信号時系列生成手段（10）と、（ｂ）同じ構成の一次遅れフィルタを２段直列に接続し
て臨界制動２次系フィルタ（30C）を構成し、これら一
次遅れフィルタの接続部にゆらぎ信号時系列を加算する
ことにより生成されたゆらぎのある補間パラメータに基
づいてゆらぎを持った音声を合成する音声合成手段（2
0）、を備えたことを特徴とする音声合成装置。
【請求項４３】ゆらぎ信号時系列生成手段（10）が、下
記の構成の一次遅れフィルタによって積分フィルタ処理
を行うことを特徴とする特許請求の範囲第42項記載の音
声合成装置。入力に定数Ａを乗じた信号を第１のレジスタ（311a）に
入力し、第１のレジスタ（311a）の出力を第２のレジス
タ（311b）に入力し、入力に定数Ａを乗じた信号（S
a）、第１のレジスタ（311a）の出力に定数Ｂを乗じた
信号（Sb）、第２のレジスタ（311b）の出力に定数Ｃを
乗じた信号（Sc）の３信号の和を出力とするディジタル
フィルタにおいて、各定数Ａ、Ｂ及びＣを、に選定することにより構成される臨界制動２次系フィル
タ。
【請求項４４】ゆらぎ信号時系列生成手段（10）が、レ
ジスタ（311）と加算器（312）を備え、ある時刻のレジ
スタ（311）の値を加算器（312）により足し込んだ値を
次の時刻のレジスタ（311）の値とすることにより構成
される積分器（31）を構成要素として一次遅れフィルタ
を構成することを特徴とする特許請求の範囲第42項記載
の音声合成装置。
【請求項４５】パラメータ補間を行って音声合成を行う
音声合成手段（20）を備えた音声合成装置において、（ａ）音声合成手段（20）にパラメータ時系列の補間を
行う臨界制動２次系フィルタ（30）を設け、（ｂ）前記臨界制動２次系フィルター（30）の構成要素
である積分器が、レジスタ（311）と加算器（312）を備
え、ある時刻のレジスタ（311）の値を加算器（312）に
より足し込んだ値を次の時刻のレジスタ（311）の値と
することにより構成される、ことを特徴とする音声合成装置。
【請求項４６】臨界制動２次系フィルタ（30）が、一次
遅れフィルタに積分器を直列接続し、積分器の出力を次
の時刻の入力と加算して前記一次遅れフィルタに負帰還
して構成されたものであることを特徴とする特許請求の
範囲第45項記載の音声合成装置。
【請求項４７】臨界制動２次系フィルタ（30）が、同じ
構成の一次遅れフィルタを２段直列に接続して構成され
たものであることを特徴とする特許請求の範囲第45項記
載の音声合成装置。