JPH025099A - 有声無声無音表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は発声に伴う音声や声帯振動から有声音・無声音
を抽出し表示装置に視覚化して発語訓練に用いる装置に
関する。

従来の技術 従来、表示装置に有声音・無声音・無音を視覚化して発
語訓練を行う発語訓練装置においては、声帯振動や音声
から抽出した有声音、無声音、無音を表示装置の表示画
面に色やパターンを違えてシンク　　　　　７ＩＩＩｒ
イシ：ｌ、／　　　　　　　７ｙｌ−＋イレ７スＣＩＮ
Ｇ、　ＦＲＩＣＡＴＩＯＮ、　　ＡＮＤ　５ＩＬＥＮＣ
Ｅ”ｊ”ｒ％−ｒ：”’ＩＥＥＥ　Ｉｎｔ　Ｃｏｎｆ　
　ＡＳＳＰ、１９８２．Ｐ７４３〜Ｐ７４Ｇ）。

有声音とは声帯の振動より発せられる音声であり、呼気
の閉鎖や、せばめ等により発せられる無声音と区別され
ているが、有声音や無声音を正確に抽出することは音声
認識における基本的要素技術であるのみならず、有声音
と無声音の使い分けは言語障害者の発声訓練の上からも
非常に重要なことである。

従来、有声音の抽出は音声信号より周波数分析等の手法
により、声道特性による高周波信号や無声音を除去して
声帯の振動周波数（基本周波数又はピッチと称する）を
ｔｄ＋出し、ピッチか抽出されている区間を有声区間と
する方法が一般的であるが、音声中よりピッチを正確に
抽出することは個人差、外来ノイズの影響、調音様式に
よる差等でダブルピッチの出現や、ピッチの脱落等は避
けがたい。そのため、マイクロホンでひろった音声中か
ら声帯振動を抽出するよりも、喉頭に直接、加速度ピッ
クアップやコンタクトマイクロホンを当てて声帯の振動
を気管外壁を通して抽出する方法があり、この方法の方
が直接的で有効な場合が多い。

第２図において４は声帯振動センサーで一般的には加速
度ピックアップ等、振動の加速度を抽出するセンサー又
はコンタクトマイクロホンで、バンド又は両面接着テー
プで喉頭に固定される。５は声帯振動センサー４からの
信号を整流積分し信号のエネルギーに比例したＤＣ信号
に変換する整流積分回路である。６は整流積分回路５て
得た値をある一定の閾値て切り有声区間を抽出する閾値
回路である。同様に無声音はマイクロホンで検出した音
声から抽出する。第２図において１はマイクロホンで、
２はマイクロホン１からの信号を整流積分し信号のエネ
ルギーに比例したＤＣ信号に変換する整流積分回路であ
る。３は整流積分回路２で得た値をある一定の閾値て切
りを音区間を抽出する閾値回路である。この閾値回路３
．６からの信号から次のような論理演算により、無声区
間と無音区間を抽出する。

無声区間＝有音区間　ＡＮＤ　　伎更区泄無音区間：住
丘区訓　ＡＮＤ　　有声区間（は否定をあられす） このようにして抽出された、イ１声、無声、無音区間を
表示回路１０によりデイスプレィ上に色又はパターンを
違えて表示する。

発明が解決しようとする課題 従来例では前記のように有声音の判別に声帯振動を整流
積分したもの、無声音の判別に音声を整流積分したもの
を用いているため、判定の閾値、入力レベルの大小によ
り有声音と無声音の判別に時間的なズレを生じ、表示画
面上に誤った表示をしてしまうことが多い。第３図に誤
抽出の例を示す。例えば「す」と発音した時、正しい表
示ならば無声（Ｓ）十有声（ａ）となるべきところ、第
３図に示す例では音声の終端が声帯振動の終端より時間
的に遅れるため、無声（ｓ）＋Ｗ声（ａ）＋無声（Ｓ）
と表示される。この現象は積分回路の時定数により、入
力のレベルの違いが時間的なズレとなるために生じる誤
抽出であり、訓練を行う上で大きな障害となる。

課題を解決するための手段 音声を検出するマイクロホンと、音声の大きさを検出す
る整流積分回路と、音声の有無を判定する閾値回路と声
帯の振動を検出する声帯振動センサーと、声帯振動の大
きさを検出する整流積分回路と、声帯振動の有無（を声
）を判定する閾値回路と、前記閾値回路の出力により有
声音と無声音と無音を判定する有声音・無声・無音判定
回路と、無声音、有声音、無音の状態を記憶する記憶回
路と、有声無声無音表示の誤りを正す表示訂正処理回路
と、表示回路とを備える。

作用 マイクロホンにより検出した音声波形は整流積分回路に
より音声の大きさに比例したＤＣ信号に変換され閾値回
路により有音区間が抽出される。

一方、声帯振動センサーにより検出された声帯振動は整
流積分回路により声帯振動の大きさに比例したＤＣ信号
に変換され閾値回路により有声区間が抽出される。無声
区間は前記、抽出された有音区間と、有声区間より、有
音区間でかつ、有声区間ではない区間を無声区間とする
。無音区間はそのいずれでもないもの、つまり、有声区
間でなく、かつ無声区間ではない区間を無音区間と判定
し、表示装置に表示するとともに、記憶装置に記憶され
る。発声の終端で無音と判定されると記憶回路を逆に検
索し、終端での無声区間の誤抽出を訂正し表示する。

実施例 第１図は本発明の有声無声無音表示装置の一実施例を示
すブロック図である。第１図において、１は音声を検出
するマイクロホン、２は整流積分回路、３は有声区間を
判定する閾値回路、４は声帯の振動を検出する声帯振動
センサーで一般には加速度ピックアップ及び喉頭マイク
ロホンが用いられ、喉頭に設置される。５は整流積分回
路、６は有声区間かとうかを判定する閾値回路、７は閾
値回路３と６の出力より有声区間か無音区間か無声区間
かとうか判定する有声無声無音判定回路、８は有声無声
無音区間を時間的に順次記憶する記憶回路、１０は前記
有声区間、無声区間、無音区間を表示する表示回路であ
る。

以上のように構成された本実施例の有声無声無音表示装
置について以下その動作を説明する。

マイクロホン１により検出した音声波形は整流積分回路
２により音声の大きさに比例したＤＣ信号に変換され、
閾値回路３により、一定の閾値より大きい区間はイイ音
区間と判定される。

一方、声帯振動センサー４により気管外壁を通して検出
された声帯振動は整流積分回路５により声帯振動の大き
さに比例したＤＣ信号に変換され閾値回路６により、一
定の閾値より大きい区間は有声区間と判定される。無声
区間は有声無声無音判定回路７により前記閾値回路３の
出力と前記閾値回路６の出力により、有音区間でかつ、
有声区間ではない区間を無声区間と判定される。無音区
間は同様に有声無声無音判定回路７により、そのいずれ
でもないもの、つまり有声区間でなくかつ有音区間では
ない区間を無音区間と判定する。このように判定された
、有声区間、無声区間、無音区間は記憶回路８に順次、
記憶されるとともに、表示回路１０にリアルタイムで画
面表示される。

日本語はその性質上、子音士母音の組み合わせで構成さ
れており、離散的に発声した場合、必ず、母音（有声音
）で終了する。そのため、本発明では発声の終端で無音
を検出した場合、表示訂正処理回路９により記憶回路８
を検索し、終端での無声区間の誤抽出を訂正し表示を修
正する。

以下、第４図の表示訂正処理手順例によって説明する。

１１・・・有声区間、無声区間から無音への変化をチエ
ツクする。

Ｉ２・・・無音に変化したら、１００ｍ５前のデータを
検索する。これは日本語の場合、母音によっては有声区
間が無声化することがあるため十分長く無声化している
語尾を母音の無声化と判定するためてあり、実験によれ
ば無声化母音は１００ｍ５以上である。

１３・・・１００ｍ５前のデータが無声であったら無声
化した母音であると判定し終了。

１４・・・子方向に１（１ｍｓあとのデータをチエツク
する。

１５・・・１００ｍ　ｓ分のデータチエツク終了か判定
する。

１６・・・無声区間ならば、無声区間の誤抽出と判断し
て無音区間に訂正する。そうでなければ、１４へもとる
。

このような手順を実行することにより、第５図に示すご
とく有声区間（母音）の終端に発生する無声区間を除去
することができ、発語訓練において容易に自分の発音の
不具合を把握することができる。

発明の効果 以上のように本発明の有声無声無音表示装置は、発声の
終端で検出される無声区間を無音区間に補正し表示する
ことができ、発語側線上の実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の有声無声無音表示装置のブ
ロック図、第２図は従来例の有声無声無音表示装置のブ
ロック図、第３図は同従来例の有声無声無音表示装置の
動作説明図、第４図は第１図に示す装置の動作説明用フ
ローチャー１・図、第５図は本発明の詳細な説明する図
である。 １・・・マイクロホン、２・・・整流積分回路、３・・
・閾値回路、４・・・声・帯振動センサー　５・・・整
流積分回路、６・・・閾値回路、７・・・　有声無声無
音判定回路、８・・・記憶回路、９・・・表示訂正処理
回路、１０・・・表示回路。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 音声を検出するマイクロホンと、前期マイクロホンの出
   力から音声の大きさを検出する整流積分回路と、前期音
   声の有無を判定する閾値回路と声帯の振動を検出する声
   帯振動センサーと、声帯振動の大きさを検出する整流積
   分回路と、前期声帯振動の有無を判定する閾値回路と、
   前記２つの閾値回路の判定結果より有声音と無声音と無
   音を判定する有声無声無音判定回路と、時間的に順次、
   無声音、有声音および無音の状態を記憶する記憶回路と
   、前記記憶回路の出力より表示を訂正する表示訂正処理
   回路と表示回路とを備えたことを特徴とする有声無声無
   音表示装置。