JP4093252B2 - 話者音質変換方法および話者音質変換装置 - Google Patents
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Description
移動ベクトル=話者BのLPC係数−話者AのLPC係数・・・(1)
で求められる。
この第1の実施の形態では、話者声質変換後の合成音声の品質を向上させる手法について幾つかの具体例を用いて以下に説明する。
係数α=原波形の最大波高値/合成波形の最大波高値・・・(2)
を求める。このようにして求められた係数αを用いて、その単位波形に対応するパルスをα倍する。そして、α倍されたパルスとそのフレームにおけるLPC係数を用いて再度音声合成を行う。
前述した第1の実施の形態では、変換後のLPC係数を用いて音声合成する際の合成音声の品質向上を図る手法について説明したが、この第2の実施の形態では、処理を行うためのアルゴリズムの計算量を削減する手法について説明する。ここで削減しようとする計算量は、話者AのLPC係数空間において、話者Aが発話した入力単語により得られたLPC係数の近傍の複数のLPC係数を見つけるための距離計算の計算量と、話者BのLPC係数空間において、最近傍のLPC係数を見つけるための距離計算の計算量である。
au1,au2,・・・,au5 話者Aの変換対象単語のLPC係数
bu1,bu2,・・・,bu5 変換対象単語の変換後のLPC係数
p1,p2 エンベローブの凹凸部
x1,x2,x3 単位は径に相当する区間
La 話者Aの変換対象単語のLPC係数列軌道
Lb 変換対象単語の変換後のLPC係数列軌道
51 LPC係数列軌道における局部的な軌道のずれ
61 A/D変換部
62 分析部
63 話者声質変換制御部
64 音声合成部
65 D/A変換部
631 第1の処理プログラム記憶部
632 第2の処理プログラム記憶部
633 第3の処理プログラム記憶部
634 第4の処理プログラム記憶部
635 第5の処理プログラム記憶部
636 制御部
637 話者AのLPC係数記憶部
638 話者BのLPC係数記憶部
639 乗算部(×α)
640
Claims (17)
- ある話者(変換前話者という)の音声を他の話者(変換後話者という)の音声の声質に変換する際に、変換前話者と変換後話者がそれぞれ発話する複数の話者声質変換用単語の音声データを所定時間のフレーム単位で分析してそれぞれのフレームごとに特徴データを求め、変換前話者の特徴データと変換後話者の特徴データとの対応付けを行い、その対応付けにより変換前話者のそれぞれの特徴データごとに変換後話者の対応する特徴データに対する移動ベクトルを求めておき、この移動ベクトルに基づいて変換前話者が発話して得られた変換対象音声の特徴データを変換後話者の特徴データ空間に変換して、変換後の特徴データを求め、その変換後の特徴データと前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声データから得られる単位波形対応のパルス列とに基づいて音声合成を行う話者声質変換方法であって、
前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声波形の単位波形ごとの波高値と、前記変換後の特徴データと前記変換前話者の変換対象音声データから得られる単位波形対応のパルス列とに基づいて音声合成された合成波形における単位波形ごとの波高値との比を求め、その比により得られた係数を前記単位波形対応のパルス列に乗算し、前記係数が乗算されたパルス列と前記変換後の特徴データとを用いて音声合成することを特徴とする話者声質変換方法。 - ある話者(変換前話者という)の音声を他の話者(変換後話者という)の音声の声質に変換する際に、変換前話者と変換後話者がそれぞれ発話する複数の話者声質変換用単語の音声データを所定時間のフレーム単位で分析してそれぞれのフレームごとに特徴データを求め、変換前話者の特徴データと変換後話者の特徴データとの対応付けを行い、その対応付けにより変換前話者のそれぞれの特徴データごとに変換後話者の対応する特徴データに対する移動ベクトルを求めておき、この移動ベクトルに基づいて変換前話者が発話して得られた変換対象音声の特徴データを変換後話者の特徴データ空間に変換して、変換後の特徴データを求め、その変換後の特徴データと前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声データから得られる単位波形対応のパルス列とに基づいて音声合成を行う話者声質変換方法であって、
前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声波形の或るフレームにおける単位波形対応のインパルス応答波形と、音声合成後の合成波形の前記或るフレームと同一フレームの単位波形対応のインパルス応答波形とを比較し、連続する数個のフレームに対応するそれぞれのインパルス応答波形の時間に対する変化量が一定以上の差を有する場合は、変換対象音声波形のインパルス応答波形の時間に対する変化量が一定以上の差を有するフレームの特徴データとして、当該フレームの前または後のフレームにおける変換後の特徴データを用い、この特徴データと前記変換前話者の変換対象音声データから得られる単位波形対応のパルス列とを基に音声合成することを特徴とする話者声質変換方法。 - 前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声波形の単位波形ごとの波高値と、前記変換後の特徴データと前記変換前話者の変換対象音声データから得られる単位波形対応のパルス列とに基づいて音声合成された合成波形における単位波形ごとの波高値との比を求め、その比により得られた係数を前記単位波形対応のパルス列に乗算し、前記係数が乗算されたパルス列と前記変換後の特徴データとを用いて音声合成することを特徴とする請求項2に記載の話者声質変換方法。
- ある話者(変換前話者という)の音声を他の話者(変換後話者という)の音声の声質に変換する際に、変換前話者と変換後話者がそれぞれ発話する複数の話者声質変換用単語の音声データを所定時間のフレーム単位で分析してそれぞれのフレームごとに特徴データを求め、変換前話者の特徴データと変換後話者の特徴データとの対応付けを行い、その対応付けにより変換前話者のそれぞれの特徴データごとに変換後話者の対応する特徴データに対する移動ベクトルを求めておき、この移動ベクトルに基づいて変換前話者が発話して得られた変換対象音声の特徴データを変換後話者の特徴データ空間に変換して、変換後の特徴データを求め、その変換後の特徴データと前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声データから得られる単位波形対応のパルス列とに基づいて音声合成を行う話者声質変換方法であって、
前記変換前話者が発話した変換対象音声から得られるフレームごとの特徴データで構成される特徴データ列軌道と、各特徴データを前記移動ベクトルにより変換後話者の特徴データ空間に変換したときの特徴データ列軌道とを比較し、変換前の特徴データ列軌道および変換後の特徴データ列軌道それぞれにおいて、時間に対する特徴データの変化量を調べ、変換前の特徴データ列軌道に対して変換後の特徴データ列軌道の或るフレームに対応する特徴データに一定以上の変化があった場合、
その一定以上の変化のあったフレームの変換前の特徴データに近い特徴データを持ったフレームを変換前のフレーム列の中から探し、そのフレームの特徴データに対する移動ベクトルを、前記一定以上の変化のあったフレームの変換前の特徴データの移動ベクトルとして用いて、変換後話者の特徴データ空間に変換し、変換後の特徴データを得て、この特徴データと前記変換前話者の変換対象音声データから得られる単位波形対応のパルス列とを基に音声合成することを特徴とする話者声質変換方法。 - 前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声波形の単位波形ごとの波高値と、前記変換後の特徴データと前記変換前話者の変換対象音声データから得られる単位波形対応のパルス列とに基づいて音声合成された合成波形における単位波形ごとの波高値との比を求め、その比により得られた係数を前記単位波形対応のパルス列に乗算し、前記係数が乗算されたパルス列と前記変換後の特徴データとを用いて音声合成することを特徴とする請求項4に記載の話者声質変換方法。
- 前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声波形の或るフレームにおける単位波形対応のインパルス応答波形と、音声合成後の合成波形の前記或るフレームと同一フレームの単位波形対応のインパルス応答波形とを比較し、連続する数個のフレームに対応するそれぞれのインパルス応答波形の時間に対する変化量が一定以上の差を有する場合は、変換対象音声波形のインパルス応答波形の時間に対する変化量が一定以上の差を有するフレームの特徴データとして、当該フレームの前または後のフレームにおける変換後の特徴データを用い、この特徴データと前記変換前話者の変換対象音声データから得られる単位波形対応のパルス列とを基に音声合成することを特徴とする請求項4または5に記載の話者声質変換方法。
- ある話者(変換前話者という)の音声を他の話者(変換後話者という)の音声の声質に変換する際に、変換前話者と変換後話者がそれぞれ発話する複数の話者声質変換用単語の音声データを所定時間のフレーム単位で分析してそれぞれのフレームごとに特徴データを求め、変換前話者の特徴データと変換後話者の特徴データとの対応付けを行い、その対応付けにより変換前話者のそれぞれの特徴データごとに変換後話者の対応する特徴データに対する移動ベクトルを求めておき、この移動ベクトルに基づいて変換前話者が発話して得られた変換対象音声の特徴データを変換後話者の特徴データ空間に変換して、変換後の特徴データを求め、その変換後の特徴データと前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声データから得られる単位波形対応のパルス列とに基づいて音声合成を行う話者声質変換方法であって、
前記移動ベクトルに基づいて変換前話者が発話して得られた変換対象音声の特徴データを変換後話者の特徴データ空間に変換する処理を行う際、変換前話者の特徴データ空間にて、変換前話者が発話して得られた変換対象音声データの或るフレームにおける特徴データの近傍の特徴データを探し、その近傍の特徴データに対する移動ベクトルを用いて変換対象音声の特徴データを変換後話者の特徴データ空間に変換する場合、近傍の特徴データまでの距離が所定の基準値以上か否かを判断し、その距離が基準値以上の場合は、前記変換対象音声の特徴データを変換後の特徴データとして用いることを特徴とする話者声質変換方法。 - 前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声波形の単位波形ごとの波高値と、前記変換後の特徴データと前記変換前話者の変換対象音声データから得られる単位波形対応のパルス列とに基づいて音声合成された合成波形における単位波形ごとの波高値との比を求め、その比により得られた係数を前記単位波形対応のパルス列に乗算し、前記係数が乗算されたパルス列と前記変換後の特徴データとを用いて音声合成することを特徴とする請求項7に記載の話者声質変換方法。
- 前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声波形の或るフレームにおける単位波形対応のインパルス応答波形と、音声合成後の合成波形の前記或るフレームと同一フレームの単位波形対応のインパルス応答波形とを比較し、連続する数個のフレームに対応するそれぞれのインパルス応答波形の時間に対する変化量が一定以上の差を有する場合は、変換対象音声波形のインパルス応答波形の時間に対する変化量が一定以上の差を有するフレームの特徴データとして、当該フレームの前または後のフレームにおける変換後の特徴データを用い、この特徴データと前記変換前話者の変換対象音声データから得られる単位波形対応のパルス列とを基に音声合成することを特徴とする請求項7または8に記載の話者声質変換方法。
- 前記変換前話者が発話した変換対象音声から得られるフレームごとの特徴データで構成される特徴データ列軌道と、各特徴データを前記移動ベクトルにより変換後話者の特徴データ空間に変換したときの特徴データ列軌道とを比較し、変換前の特徴データ列軌道および変換後の特徴データ列軌道それぞれにおいて、時間に対する特徴データの変化量を調べ、変換前の特徴データ列軌道に対して変換後の特徴データ列軌道の或るフレームに対応する特徴データに一定以上の変化があった場合、
その一定以上の変化のあったフレームの変換前の特徴データに近い特徴データを持ったフレームを変換前のフレーム列の中から探し、そのフレームの特徴データに対する移動ベクトルを、前記一定以上の変化のあったフレームの変換前の特徴データの移動ベクトルとして用いて、変換後話者の特徴データ空間に変換し、変換後の特徴データを得て、この特徴データと前記変換前話者の変換対象音声データから得られる単位波形対応のパルス列とを基に音声合成することを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載の話者声質変換方法。 - 前記変換前話者の特徴データ空間にて、変換前話者が発話して得られた変換対象音声データの或るフレームにおける特徴データの近傍の特徴データを探す処理を行う場合、
前記変換前話者の特徴データ空間をコードブック化して複数の領域に分割しておき、前記変換対象音声の特徴データの属する領域またはその領域に近接する領域内に存在する特徴データのみとの間で距離計算を行うことを特徴とする請求項7〜10のいずれかに記載の話者声質変換方法。 - ある話者(変換前話者という)の音声を他の話者(変換後話者という)の音声の声質に変換する話者声質変換装置であって、
音声データを所定時間のフレーム単位で分析してそれぞれのフレームごとに特徴データと単位波形対応のパルスを出力する分析部と、
前記変換前話者が複数の話者声質変換用単語を発話して得られた音声データを前記分析部に入力することにより得られた特徴データを記憶する変換前話者特徴データ記憶部と、
前記変換後話者が複数の話者声質変換用単語を発話して得られた音声データを前記分析部に入力することにより得られた特徴データを記憶する変換後話者特徴データ記憶部と、
前記変換前話者特徴データ記憶部に記憶された特徴データと、前記変換後話者特徴データ記憶部に記憶された特徴データとの対応付けを行い、その対応付けにより前記変換前話者の特徴データごとに前記変換後話者の対応する特徴データに対する移動ベクトルを求める手段と、
前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声データを前記分析部に入力することにより得られた特徴データを、前記移動ベクトルに基づいて変換後話者の特徴データ空間に変換し、前記変換後話者の特徴データ空間に変換された特徴データに基づいて、変換後の特徴データを求めて出力する制御部と、
前記制御部から出力される特徴データと、前記分析部から出力される変換前話者の発話する変換対象音声データから得られた単位波形対応のパルス列とを基に音声合成する音声合成部と、を有し、
前記制御部は、前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声波形の単位波形ごとの波高値と、前記変換後の特徴データと前記分析部から出力される変換前話者の発話する変換対象音声データから得られた単位波形対応のパルス列とに基づいて音声合成された合成波形における単位波形ごとの波高値との比を求め、その比により得られた係数を前記単位波形対応のパルス列に乗算し、係数が乗算されたパルス列と前記変換後の特徴データとを出力し、
前記音声合成部は、前記制御部が出力した前記係数が乗算されたパルス列と前記変換後の特徴データとを基に音声合成することを特徴とする話者声質変換装置。 - ある話者(変換前話者という)の音声を他の話者(変換後話者という)の音声の声質に変換する話者声質変換装置であって、
音声データを所定時間のフレーム単位で分析してそれぞれのフレームごとに特徴データと単位波形対応のパルスを出力する分析部と、
前記変換前話者が複数の話者声質変換用単語を発話して得られた音声データを前記分析部に入力することにより得られた特徴データを記憶する変換前話者特徴データ記憶部と、
前記変換後話者が複数の話者声質変換用単語を発話して得られた音声データを前記分析部に入力することにより得られた特徴データを記憶する変換後話者特徴データ記憶部と、
前記変換前話者特徴データ記憶部に記憶された特徴データと、前記変換後話者特徴データ記憶部に記憶された特徴データとの対応付けを行い、その対応付けにより前記変換前話者の特徴データごとに前記変換後話者の対応する特徴データに対する移動ベクトルを求める手段と、
前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声データを前記分析部に入力することにより得られた特徴データを、前記移動ベクトルに基づいて変換後話者の特徴データ空間に変換し、前記変換後話者の特徴データ空間に変換された特徴データに基づいて、変換後の特徴データを求めて出力する制御部と、
前記制御部から出力される特徴データと、前記分析部から出力される変換前話者の発話する変換対象音声データから得られた単位波形対応のパルス列とを基に音声合成する音声合成部と、を有し、
前記制御部は、前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声波形の或るフレームにおける単位波形対応のインパルス応答波形と、音声合成後の合成波形の前記或るフレームと同一フレームの単位波形対応のインパルス応答波形とを比較し、連続する数個のフレームに対応するそれぞれのインパルス応答波形の時間に対する変化量が一定以上の差を有する場合は、変換対象音声波形のインパルス応答波形の時間に対する変化量が一定以上の差を有するフレームの特徴データとして、当該フレームの前または後のフレームにおける変換後の特徴データを出力することを特徴とする話者声質変換装置。 - ある話者(変換前話者という)の音声を他の話者(変換後話者という)の音声の声質に変換する話者声質変換装置であって、
音声データを所定時間のフレーム単位で分析してそれぞれのフレームごとに特徴データと単位波形対応のパルスを出力する分析部と、
前記変換前話者が複数の話者声質変換用単語を発話して得られた音声データを前記分析部に入力することにより得られた特徴データを記憶する変換前話者特徴データ記憶部と、
前記変換後話者が複数の話者声質変換用単語を発話して得られた音声データを前記分析部に入力することにより得られた特徴データを記憶する変換後話者特徴データ記憶部と、
前記変換前話者特徴データ記憶部に記憶された特徴データと、前記変換後話者特徴データ記憶部に記憶された特徴データとの対応付けを行い、その対応付けにより前記変換前話者の特徴データごとに前記変換後話者の対応する特徴データに対する移動ベクトルを求める手段と、
前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声データを前記分析部に入力することにより得られた特徴データを、前記移動ベクトルに基づいて変換後話者の特徴データ空間に変換し、前記変換後話者の特徴データ空間に変換された特徴データに基づいて、変換後の特徴データを求めて出力する制御部と、
前記制御部から出力される特徴データと、前記分析部から出力される変換前話者の発話する変換対象音声データから得られた単位波形対応のパルス列とを基に音声合成する音声合成部と、を有し、
前記制御部は、前記変換前話者が発話した変換対象音声から得られるフレームごとの特徴データで構成される特徴データ列軌道と、各特徴データを前記移動ベクトルにより変換後話者の特徴データ空間に変換したときの特徴データ列軌道とを比較し、変換前の特徴データ列軌道および変換後の特徴データ列軌道それぞれにおいて、時間に対する特徴データの変化量を調べ、変換前の特徴データ列軌道に対して変換後の特徴データ列軌道の或るフレームに対応する特徴データに一定以上の変化があった場合、その一定以上の変化のあったフレームの変換前の特徴データに近い特徴データを持ったフレームを変換前のフレーム列の中から探し、そのフレームの特徴データに対する移動ベクトルを、前記一定以上の変化のあったフレームの変換前の特徴データの移動ベクトルとして用いることを特徴とする話者声質変換装置。 - ある話者(変換前話者という)の音声を他の話者(変換後話者という)の音声の声質に変換する話者声質変換装置であって、
音声データを所定時間のフレーム単位で分析してそれぞれのフレームごとに特徴データと単位波形対応のパルスを出力する分析部と、
前記変換前話者が複数の話者声質変換用単語を発話して得られた音声データを前記分析部に入力することにより得られた特徴データを記憶する変換前話者特徴データ記憶部と、
前記変換後話者が複数の話者声質変換用単語を発話して得られた音声データを前記分析部に入力することにより得られた特徴データを記憶する変換後話者特徴データ記憶部と、
前記変換前話者特徴データ記憶部に記憶された特徴データと、前記変換後話者特徴データ記憶部に記憶された特徴データとの対応付けを行い、その対応付けにより前記変換前話者の特徴データごとに前記変換後話者の対応する特徴データに対する移動ベクトルを求める手段と、
前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声データを前記分析部に入力することにより得られた特徴データを、前記移動ベクトルに基づいて変換後話者の特徴データ空間に変換し、前記変換後話者の特徴データ空間に変換された特徴データに基づいて、変換後の特徴データを求めて出力する制御部と、
前記制御部から出力される特徴データと、前記分析部から出力される変換前話者の発話する変換対象音声データから得られた単位波形対応のパルス列とを基に音声合成する音声合成部と、を有し、
前記制御部は、前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声データを前記分析部に入力することにより得られた特徴データを、前記移動ベクトルに基づいて変換後話者の特徴データ空間に変換する際、変換前話者の特徴データ空間にて、前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声データを前記分析部に入力することにより得られた特徴データの近傍の特徴データを探し、その近傍の特徴データに対する移動ベクトルを用いて変換すべき特徴データを変換後話者の特徴データ空間に変換することを特徴とする話者声質変換装置。 - 前記制御部は、前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声データを前記分析部に入力することにより得られた特徴データの近傍の特徴データまでの距離が所定の基準値以上の場合は、変換前の特徴データを変換後の特徴データとして用い、前記変換前の特徴データを出力することを特徴とする請求項15に記載の話者声質変換装置。
- ある話者(変換前話者という)の音声を他の話者(変換後話者という)の音声の声質に変換する話者声質変換装置であって、
音声データを所定時間のフレーム単位で分析してそれぞれのフレームごとに特徴データと単位波形対応のパルスを出力する分析部と、
前記変換前話者が複数の話者声質変換用単語を発話して得られた音声データを前記分析部に入力することにより得られた特徴データを記憶する変換前話者特徴データ記憶部と、
前記変換後話者が複数の話者声質変換用単語を発話して得られた音声データを前記分析部に入力することにより得られた特徴データを記憶する変換後話者特徴データ記憶部と、
前記変換前話者特徴データ記憶部に記憶された特徴データと、前記変換後話者特徴データ記憶部に記憶された特徴データとの対応付けを行い、その対応付けにより前記変換前話者の特徴データごとに前記変換後話者の対応する特徴データに対する移動ベクトルを求める手段と、
前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声データを前記分析部に入力することにより得られた特徴データを、前記移動ベクトルに基づいて変換後話者の特徴データ空間に変換し、前記変換後話者の特徴データ空間に変換された特徴データに基づいて、変換後の特徴データを求めて出力する制御部と、
前記制御部から出力される特徴データと、前記分析部から出力される変換前話者の発話する変換対象音声データから得られた単位波形対応のパルス列とを基に音声合成する音声合成部と、を有し、
前記変換前話者の特徴データ空間をコードブック化して複数の領域に分割しておき、
前記制御部が、前記変換前話者の特徴データ空間にて、前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声データを前記分析部に入力することにより得られた特徴データの近傍の特徴データを探す処理を行う場合、前記変換前話者が発話して得られた変換対象音声データを前記分析部に入力することにより得られた特徴データの属する領域またはその領域に近接する領域内に存在する特徴データのみとの間で距離計算を行うことを特徴とする記載の話者声質変換装置。
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