JP6323905B2 - 音声合成装置 - Google Patents
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Description
そして、音声合成装置は、合成音作成手段によって、前記原データに対応した合成音を順次作成すると共に合成音間に挟む無音の長さを予め定められた方法で推定又は前記無音を生成し、当該合成音と合成音間に挾む無音の長さの情報を格納した音声ファイルを作成する。そして、音声合成装置は、合成音送出手段によって、前記所定時間枠において前記音声ファイルから必要な合成音を取り出して前記合成音の長さと合成音間に挾む無音の長さとの少なくとも一方の長さを変更して前記所定時間枠に収まるように調整した合成音声を再生する。
かかる構成の音声合成装置では、前記複数の合成音作成手段は、前記音声ファイルを共通のデータ形式でそれぞれ作成し、前記合成音送出手段を共用する。
したがって、音声合成装置は、複数の合成音作成手段を備えつつ、合成音送出手段を共用するので、必要となるハードウェアの量を低減することができ、合成音送出手段に係るテストの項目数の増加を抑制することができる。
[音声合成装置の概要]
音声合成装置100は、所定時間枠の開始時刻よりも前に合成音を作成して所定時間枠において合成音声を再生するものである。ここで、所定時間枠とは、所定の目的の内容を表す合成音声を再生して外部に出力し、多数の人々に対して当該内容を報知する時間帯のことである。以下では、所定時間枠は、一例としてテレビやラジオ等の放送の編成の単位すなわち放送番組の番組時間尺であるものとして説明する。なお、放送は、地上デジタル放送、衛星放送、ケーブル放送等、無線、有線を問わない。
入力手段200は、合成音の元になる情報として文、単語及び記号のうちの少なくともいずれかを含む原データを順次入力するものである。
これら複数の合成音作成手段300は、音声ファイルを共通のデータ形式でそれぞれ作成する。
複数の合成音作成手段300は、それぞれが互いに異なる番組の合成音を作成する。
合成音作成手段300は、図2に示すように、有声区間データ設定手段310と、無音設定手段320と、音声ファイル作成手段330と、順序情報ファイル作成手段340と、音響特徴量ファイル作成手段350と、ファイル出力手段360とを備えることとした。
無音設定手段320は、有声区間データと有声区間データとの間にある無音の長さを推定して設定するものである。なお、このように無音の長さ(時間長)を推定して設定する代わりに、その長さの無音(所定時間長に亘って振幅が0の音声データ)を実際に作成するようにしてもよい。ここで、無音の長さは、要素の属性により固定値でも構わないし、例えば特開2008−116826号公報に記載された手法を用いて決定するようにしてもよい。
ここで、入力手段200から原データとして株式データが有声区間データ設定手段310及び無音設定手段320に入力する場合の具体列について説明する。
例えば、株式データ(テキストデータ、数値データ)が、「NHK(登録商標),12万3456円,789円安、MT,98万7654円,321円高」であれば、有声区間データ設定手段310は、「NHK」の合成音、「12万3456円」の合成音、「789円安」の合成音、「MT」の合成音、「98万7654円」の合成音、「321円高」の合成音をそれぞれ作成する。株式市況の合成音の作成方法としては、例えば特許第4603290号に記載の手法を用いたり、市販の音声合成システムを用いたりすることができる。
次に、入力手段200から原データとして天気データが有声区間データ設定手段310及び無音設定手段320に入力する場合の具体列について説明する。
例えば、天気データ(テキストデータ)が、「山口東部は、晴れるでしょう。山口西部は、晴れときどき曇りでしょう。」であれば、有声区間データ設定手段310は、「山口東部は」の合成音、「晴れるでしょう」の合成音、「山口西部は」の合成音、「晴れときどき曇りでしょう」の合成音をそれぞれ作成する。天気予報の合成音の作成方法としては、例えば特許第5054632号に記載の手法を用いたり、市販の音声合成システムを用いたりすることができる。
音声ファイル作成手段330には、有声区間データ設定手段310から音声データと文章を読み上げる場合の順序が入力され、無音設定手段320から無音の長さの情報が入力される。
音声ファイル作成手段330は、個々の有声区間データに対応した個別ファイルを番組時間尺で再生する分だけ全てまとめた1つの大きな音声ファイルを作成する。この音声ファイルには、例えば、音声部品番号、読み上げ(テキスト)データ、音声波形データ、合成音のデータ長、無音の長さ等が含まれている。
順序情報ファイル作成手段340には、有声区間データ設定手段310から音声データと文章を読み上げる場合の順序が入力される。なお、文章を読み上げる場合の順序等は入力手段200から入力してもよい。
音声ファイルでは、音声データが識別情報(音声部品番号等)に対応付けられる。このような音声データの識別情報を、文章を読み上げる場合の順序に対応付けた再生順序情報を生成することで、再生順序や再生タイミングを設定することができる。この順序情報ファイルは、番組時間尺において再生する合成音(所定時間枠に必要な合成音)のうち重複した合成音については、その重複した合成音の再生順序を含んでいる。また、順序情報ファイルは、合成音送出手段400にて合成音声を再生する際に、合成音の再生リストとして利用される。
音響特徴量ファイル作成手段350には、有声区間データ設定手段310から音声データと文章を読み上げる場合の順序が入力される。なお、文章を読み上げる場合の順序等は入力手段200から入力してもよい。
ここで、音声の高さの情報には、合成音の全ての区間における音声の高さの情報が含まれる。これらの音声の高さの情報は、合成音送出手段400にて合成音声を再生する際に、話速変換を行うために利用される。これにより、合成音送出手段で音声の高さを抽出することなく、話速変換を行うことができる。
<株式市況の読み上げ目的>
図3に示す有声区間データ設定手段310Mは、株式市況の読み上げに用いる数値特有の合成音を作成するために、数値音声記憶手段311mと、数値分割手段312mと、数値音声探索手段313mと、数値音声連結手段314mとを備えている。これらの構成は、株式市況を読み上げる際の数値に関する合成音の作成方法の一例として特許第4603290号に記載の手法を用いたものであり、当該合成音の作成方法自体は本発明と直接的な関係がないため、ここでは概略のみ説明する。なお、図3では、有声区間データ設定手段310Mの出力側(右側)において、順序情報ファイル作成手段340及び音響特徴量ファイル作成手段350を省略し、代表して音声ファイル作成手段330のみ図示した。
図4に示す有声区間データ設定手段310Wは、グラフ群蓄積手段315と、入力文章グラフ解析手段316と、音声選択手段317と、音声接続手段318と、を備えている。これらの構成は、気象通報を読み上げる際の合成音の作成方法の一例として特許第5054632号に記載の手法を用いたものであり、当該合成音の作成方法自体は本発明と直接的な関係がないため、ここでは概略のみ説明する。
図1の合成音送出手段400の構成について、図7〜図9を参照しながら説明する。
合成音送出手段400は、ここでは図7に示すように、ファイル管理手段410と、伸縮率決定手段420と、再生出力用データ作成手段430と、音声バッファリング手段440と、音声再生手段450と、を備えている。
ファイル管理手段410は、合成音作成手段300で作成された音声ファイル等を記憶して管理するものであり、ファイル記憶手段411と、制御手段415と、を備えている。
ファイル記憶手段411は、データを記憶することができるハードディスク又はフラッシュメモリ等で構成される。
ファイル記憶手段411は、音声ファイル500を上書可能に記憶するための2つの記憶領域412a,412bを有する。音声ファイル500は、合成音作成手段300で作成された音声ファイルである。なお、音声ファイル500には、話速変換前の音声データが格納されており、これら音声データが識別情報(音声部品番号等)に対応付けられている。ここで、音声データとは、例えばフレーズ単位や単語単位の音声を示すデータのことを示している。
ファイル記憶手段411は、ここでは図7に示すように、合成音送出手段400内に設けられているが、外部に設けられた構成としても構わない。
制御手段415は、例えばCPU(Central Processing Unit)から構成され、合成音作成手段300から受信する音声ファイル等をファイル記憶手段411に記憶して管理するものである。
伸縮率決定手段420は、音声ファイル500に格納された音声データの話速変換を行う際の伸縮率を決定するものである。本実施形態では、番組の放送中に伸縮率を適宜変化させるために、伸縮率決定手段420が、図8に示すように、残期間算出手段421と、残必要時間算出手段422と、伸縮率算出手段423と、を備えることとした。
残期間算出手段421には、図8に示すように、ファイル管理手段410内の(制御手段415:図7参照)から、番組放送中の現在時刻と放送番組の終了時刻とが入力されるとともに、音声バッファリング手段440から当該音声バッファリング手段440が保存している無音付音声データの長さが入力される。ここで、「無音付音声データ」とは、無音接続手段434において、話速変換後の音声データに、当該音声データ間の間を示す無音が接続されたものを示している。
=(終了時刻−現在時刻)−音声バッファリング手段内の無音付音声データの長さの総和
… 式(1)
「音声バッファリング手段内の無音付音声データの長さの総和」とは、音声バッファリング手段440に保存されて未再生である無音付音声データの長さの総和のことである。
つまり、残放送時間(残期間)とは、上記指定時間長(今後の客観的な放送時間)とは異なり、伸縮率の計算に必要な一時記憶時間を考慮した放送時間のことである。
残必要時間算出手段422には、図8に示すように、ファイル管理手段410内の制御手段415(図7参照)から、残音声データの長さと基準無音長とが入力される。
そして、残必要時間算出手段422は、以下の式(2)に示すように、残音声データの長さに、基準無音長の総和を加算することで残コンテンツ時間(残必要時間)を算出し、図8に示すように、当該残コンテンツ時間(残必要時間)を伸縮率算出手段423に対して出力する。
… 式(2)
伸縮率算出手段423には、図8に示すように、残期間算出手段421から残放送時間(残期間)が入力され、残必要時間算出手段422から残コンテンツ時間(残必要時間)が入力される。そして、伸縮率算出手段423は、以下の式(3)に示すように、残コンテンツ時間(残必要時間)に対する残放送時間(残期間)の値を伸縮率として算出し、図8に示すように、当該伸縮率を目標時間長算出手段431及び話速変換手段433に対して出力する。
再生出力用データ作成手段430は、音声データの話速変換を行うとともに、話速変換後の音声データに無音を接続するものである。再生出力用データ作成手段430は、ここでは図7に示すように、目標時間長算出手段431と、時間長差分算出手段432と、話速変換手段433と、無音接続手段434と、を備えている。
目標時間長算出手段431は、個々の音声データの話速変換後の目標時間長を算出するものである。この目標時間長算出手段431は、ファイル管理手段410内の制御手段415を介して音声ファイル500を参照して、話速変換前の音声データの長さ及び基準無音長を取得する。加えて、目標時間長算出手段431には、伸縮率決定手段420内の伸縮率算出手段423(図8参照)から伸縮率が入力される。そして、目標時間長算出手段431は、以下の式(4)に示すように、話速変換前の音声データの長さに基準無音長を加算し、当該加算した値に伸縮率を乗算することで、個々の音声データについての目標時間長を算出し、図7に示すように、当該目標時間長を時間長差分算出手段432に対して出力する。なお、目標時間長算出手段431は、個々の音声データごとに目標時間長を算出するため、例えば音声データの数が4つの場合は目標時間長も4つ分算出する。
時間長差分算出手段432は、所定の音声データについての目標時間長から当該所定の音声データを話速変換した後の音声データの長さを減算することで、両者の差分を算出するものである。
話速変換手段433は、伸縮率決定手段420によって決定された伸縮率に従って、音声データの話速変換を行うものである。
話速変換手段433には、図7に示すように、ファイル管理手段410内の制御手段415から1回の話速変換に必要な分の音声データが入力され、伸縮率決定手段420内の伸縮率算出手段423(図8参照)から伸縮率が入力される。そして、話速変換手段433は、例えば音声データのパワー、零交差数、自己相関関数を用いて音声区間を検出するとともに、音声区間についてピッチ周期の抽出を行い、そのピッチ周期と伸縮率とによって規定される時間長に基づいて、音声波形の間引き/繰り返しを行い、音声波形同士を適切な時間長で重ね合わせて接続することで、話速変換を行う。なお、このような話速変換手法については、公知の技術を用いることができる(例えば、特許第3327936号、特許第2955247号)。
無音接続手段434は、所定長の無音を話速変換後の音声データに接続することで、無音付音声データを生成するものである。この無音接続手段434には、図7に示すように、時間長差分算出手段432から時間長差分が入力され、話速変換手段433から話速変換後の音声データが入力される。そして、無音接続手段434は、時間長差分に相当する長さの無音を話速変換後の音声データに接続して無音付音声データを生成し、図7に示すように、当該無音付音声データを音声バッファリング手段440に対して出力する。
音声バッファリング手段440は、無音接続手段434によって生成された無音付音声データを一時的に保存するものである。音声バッファリング手段440は、図7に示すように、無音接続手段434から入力された無音付音声データを保存し、音声再生手段450の要求に応じて、これらを順次出力する。
音声再生手段450は、音声バッファリング手段440によって保存された無音付音声データから合成音声を再生するものである。音声再生手段450は、図7に示すように、音声バッファリング手段440内に保存されている無音付音声データを古いものから順番に必要な個数だけ取り出し、スピーカ等の図示しない音声デバイスに対して出力して再生する。なお、音声再生手段450が音声バッファリング手段440から取り出す無音付音声データの必要な個数は、例えば音声再生手段450や音声デバイスの性能によって適宜設計変更される。
<合成音作成手段>
音声合成装置100の主として合成音作成手段300の処理手順について、図10を参照(適宜図1及び図2を参照)しながら説明する。ここでは、一例として株式市況の番組の合成音を作成する合成音作成手段300Mについて説明する。
まず、放送局において、音声合成装置100の外部にある図示しないサーバは、例えば番組を開始する1〜2時間前に、株価データ提供元である通信社から専用回線を通して番組内容の原データ(株価データ)を取得する(ステップS301)。
合成音作成手段300Mは、株価データの入力から音声ファイルの出力まで例えば1分程度といった僅かな時間で実行できるので、合成音送出手段400は、番組を開始する1〜2時間前には、株価市況の放送番組のための合成音声の再生に用いる音声ファイルを取得することができる。
次に、音声合成装置100の主として合成音送出手段400の処理手順について、図11を参照(適宜図1及び図7を参照)しながら説明する。ここでは、合成音送出手段400が一例として株式市況の番組の合成音を送出するものとして説明する。
一方、番組開始前の指定時刻になったら、ファイル管理手段410の制御手段415は、その時点で最新の再生出力用の音声ファイルを上書不可にロックする(ステップS402)。なお、この指定時刻以降に新規のファイルを受信した場合、上書可能の非ロック状態になっている側の記憶領域に古いファイルから順に上書更新するようにしてもよい。
図12は、本発明の第2実施形態に係る音声合成装置の全体構成を模式的に示すブロック図である。なお、図1に示す構成と同様の構成には同様の符号を付して説明を省略する。第2実施形態に係る音声合成装置100Bは、複数のメディアに対応して複数の合成音送出手段400を備えている。図12に示す例では、音声合成装置100Bは、2つの合成音作成手段301M,301Wと、2つの合成音送出手段400B,400Cを備えている。
合成音作成手段301Wは、図1に示した合成音作成手段300Wと同様の機能を備えており、天気予報の放送番組の合成音を含む音声ファイルを作成する。
加えて、合成音作成手段301M,301Wは、作成した音声ファイルがいずれの合成音送出手段400B,400Cに対するものであるのかを識別する識別情報を当該音声ファイルに付加する機能を有している。
加えて、合成音送出手段400B,400Cは、合成音作成手段301M,301Wから音声ファイルを取得した際に、自己に付与された識別情報と、取得した音声ファイルに付加されている識別情報とが一致する場合のみ当該音声ファイルに基づいて合成音声を再生する機能を有している。これにより、合成音送出手段400B,400Cにおける読み間違いを防ぐことができる。
また、音声合成装置100Bは、2つのメディアに対応して2つの合成音送出手段400B,400Cを備えているので、ラジオ放送における天気予報の放送番組と、インターネット放送における天気予報の放送番組とを、異なるタイミング及び異なる時間尺で再生することができる。
さらに、音声合成装置100Bは、2つのメディアに対応して2つの合成音送出手段400B,400Cを備えているので、ラジオ放送における天気予報の放送番組(又は株式市況の放送番組)と、インターネット放送における株式市況の放送番組(又は天気予報の放送番組)とを、異なるタイミング及び異なる時間尺で再生することができる。
2つのメディアに対応して2つの合成音送出手段400B,400Cを備えることとしたが、さらにラジオ放送を、AMラジオ放送とFMラジオ放送とに分けて送出する場合、合成音送出手段400をさらに追加すればよい。つまり、メディアの種類の数は3つ以上であってもよい。
各実施形態では、所定の目的の内容を表す合成音声を作成するための原データを株価データと天気データとしたが、その他に例えばニュース原稿データであってもよい。
また、各実施形態では、所定の目的の内容を表す合成音声を再生して外部に出力し、多数の人々に対して当該内容を報知する方法が放送であるものとしたが、テレビ放送やラジオ放送に限らず通信によるものであってもよいし、防災無線等に適用してもよい。
200,200M,200W 入力手段
300,300M,300W,301M,301W 合成音作成手段
310,310M,310W 有声区間データ設定手段
311m 数値音声記憶手段
312m 数値分割手段
313m 数値音声探索手段
314m 数値音声連結手段
311n 非数値音声記憶手段
312n 非数値分割手段
313n 非数値音声探索手段
314n 非数値音声連結手段
315 グラフ群蓄積手段
316 入力文章グラフ解析手段
317 音声選択手段
318 音声接続手段
320 無音設定手段
330 音声ファイル作成手段
340 順序情報ファイル作成手段
350 音響特徴量ファイル作成手段
360 ファイル出力手段
400,400B,400C 合成音送出手段
410 ファイル管理手段
411 ファイル記憶手段
412a,412b,413a,413b,414a,414b 記憶領域
415 制御手段
420 伸縮率決定手段
421 残期間算出手段
422 残必要時間算出手段
423 伸縮率算出手段
430 再生出力用データ作成手段
431 目標時間長算出手段
432 時間長差分算出手段
433 話速変換手段
434 無音接続手段
440 音声バッファリング手段
450 音声再生手段
500 音声ファイル
600 順序情報ファイル
700 音響特徴量ファイル
Claims (3)
- 所定時間枠の開始時刻よりも前に合成音を作成して前記所定時間枠において合成音声を再生する音声合成装置であって、
文、単語及び記号のうちの少なくともいずれかを含む原データを順次入力する入力手段と、
前記原データに対応した合成音を順次作成すると共に合成音間に挟む無音の長さを予め定められた方法で推定又は前記無音を生成し、当該合成音と合成音間に挾む無音の長さの情報を格納した音声ファイルを作成する複数の合成音作成手段と、
前記所定時間枠において前記音声ファイルから必要な合成音を取り出して前記合成音の長さと合成音間に挾む無音の長さとの少なくとも一方の長さを変更して前記所定時間枠に収まるように調整した合成音声を再生する合成音送出手段と、を備え、
前記複数の合成音作成手段は、前記音声ファイルを共通のデータ形式でそれぞれ作成し、前記合成音送出手段を共用することを特徴とする音声合成装置。 - 複数のメディアに対応して複数の前記合成音送出手段を備え、
前記複数の合成音作成手段は、前記音声ファイルがいずれの合成音送出手段に対するものであるのかを識別する識別情報を当該音声ファイルに付加し、
前記合成音送出手段は、自己に付与された識別情報と前記音声ファイルに付加された識別情報とが一致する場合のみ当該音声ファイルに基づいて合成音声を再生することを特徴とする請求項1に記載の音声合成装置。 - 前記複数の合成音作成手段は、前記所定時間枠に必要な合成音のうち重複した合成音については1つだけ前記音声ファイルに格納し、前記重複した合成音の再生順序を含んで前記音声ファイルに格納された合成音についての再生順序情報を記載した順序情報ファイルと共に、前記合成音送出手段に出力し、
前記合成音送出手段は、前記順序情報ファイルに記載された再生順序情報にしたがって、前記音声ファイルから前記所定時間枠に必要な合成音を抽出して合成音声を再生する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の音声合成装置。
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