JPH0377520B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、音声分析合成系における重要な基本
パラメータの１つである音声のピツチ周期を抽出
する方法に関する。

従来例の構成とその問題点 音声分析合成系は、音声波形を人間の発声機構
のシミユレーシヨンに基づき種々のバラメーター
を抽出し、そのパラメーターを伝送する事により
情報量の圧縮をはかるものであるが、特にその中
でも声帯の振動に対応した音声の基本周波数成分
であるピツチパラメーターは、合成音声の品質に
重大な影響を及ぼすため、ピツチを抽出する装置
にはピツチ抽出誤り率の低いものが要求される。

従来、ピツチ抽出方法としては、種々の方法が
提案されている。その内で最も一般的な手法とし
て、音声波形の自己相関関数を用いるものがあ
り、自己相関関数は演算量が多いため、いろいろ
簡便な相関法による手法が提案されている。

特に、第１図に示す構成のように、音声波形ｘ
（ｎ）にクリツパ演算装置１によりクリツパ演算
を施して得られた波形y₁（ｎ）と、しきい値演算
装置２により−１、０、＋１に３値化した波形y₂
（ｎ）との相互相関関数を次式 （τ）＝ 〓 ｎ∈Ｌy₁(n-τ)y₂(n) ……(1) 又は （τ）＝ 〓 ｎ∈Ｌy₁(n)y₂(n-τ) ……(2) 〔但し、Ｌはフレームの全領域τ≧０〕 のうちのいずれかにより、相関器３を用いて求
め、（τ）の最大値を与えるτを最大値位置検
出装置４で求めてピツチ周期Ｐを得る方法は、y₂
（ｎ）が３値化されているため相関演算の過程に
よる乗算演算が不要となるため、計算時間の点で
有利な方法である。

しかしながらこの方法では、相関演算の際に(1)
式を用いるか(2)式を用いるかの明確な規定がな
く、片方いずれかを固定して用いる事になるの
で、例えば第２図ａに示した音声波形ｙ（ｎ）に
上記のクリツパ演算、しきい値演算による２種類
の非線形変換を施し、第２図ｂ，ｃに示すy₁
（ｎ）、y₂（ｎ）を得、これを式(2)によつて（τ）
を求めると、第２図ｄのようになり、実際のピツ
チ周期に対応した相関ピーク値１１より、値の大
きい相関ピーク値１２が存在し、こちらの方をピ
ツチ周期として誤まつて抽出してしまう恐れがあ
り、ピツチ抽出精度が劣化するという問題点があ
つた。

発明の目的 本発明は、分析を行う当該フレーム内の音声波
形の振幅情報に基き、上記相関演算の式(1)、(2)を
適宜選択する事により、上記問題点を解決し、よ
りピツチ抽出誤り率の低いピツチ抽出方法を提供
するものである。

発明の構成 本発明は音声波形ｘ（ｎ）より、クリツパ演算
およびしきい値演算処理を施してy₁（ｎ）、y₂（ｎ）
を得、音声波形の最大値がフレームの前半に存在
するか後半に存在するかを判定してその結果得ら
れた最大値の位置情報をもとに(1)式または(2)式を
適応的に選択するようにしたピツチ抽出方法であ
る。

実施例の説明 以下、本発明の実施例を第３図を用いて説明す
る。音声波形ｘ（ｎ）をクリツパ演算装置１によ
りクリツパ演算を施し、クリツパ波形y₁（ｎ）を
得る。一方同時にｘ（ｎ）をしきい値演算装置２
に通し、−１、０、１の３値化波形y₂（ｎ）を得
る。式であらわすと、y₁（ｎ）、y₂（ｎ）は次のよ
うになる。

y₁（ｎ）＝ｘ（ｎ）−C_L ｘ（ｎ）≧C_L ＝０ ｜ｘ（ｎ）｜＜C_L ＝ｘ（ｎ）＋C_L ｘ（ｎ）≦−C_L y₂（ｎ）＝１ ｘ（ｎ）≧C_L ＝０ ｜ｘ（ｎ）｜＜C_L ＝−１ ｘ（ｎ）≦−C_L ただし、C_Lはしきい値である。

ここまでは第１図の従来例と同一である。８は
最大値位置検出装置で、当該フレームにおける音
声波形ｘ（ｎ）の絶対値の最大値を与えるｎを検
出し、判定装置９により、上記ｎが、当該フレー
ムの前半に位置するか後半に位置するかを識別す
る信号Ｃを得る。

以上のようにして音声波形ｘ（ｎ）を処理して
得たy₁（ｎ）、y₂（ｎ）、Ｃの信号をもとに、両方向
性相関器７においては、信号Ｃがフレームの前半
にｘ（ｎ）の最大値が存在している事を示してい
る時には、(1)式に従つて、又、信号Ｃがフレーム
の後半にｘ（ｎ）の最大値が存在している事を示
している時には(2)式に従つてy₁（ｎ）とy₂（ｎ）の
相互相関関数（τ）を求める。この場合Ｌは、
当該フレームの全範囲をあらわす。

最後に、最大値位置検出装置１０により、
（τ）の最大値を与えるτをピツチ周期Ｐとして
得る事により、ピツチ抽出動作を完了する。

第４図は第２図ａに示した音声波形ｘ（ｎ）を
本発明に適用したときの波形図を示す。第４図
ａ，ｂ，ｃはそれぞれ第２図ａ，ｂ，ｃと全く同
一であり、第４図ｂは第４図ａの音声波形ｘ（ｎ）
をクリツパ演算装置１によりクリツパ演算したと
きのクリツパ波形y₁（ｎ）を、第４図ｃは第４図
ａの音声波形ｘ（ｎ）をしきい値演算装置２によ
り３値化したときの波形y₂（ｎ）を示す。

一方音声波形ｘ（ｎ）の当該フレームにおける
最大値は第４図ａの波形では前半に位置してい
る。したがつて、最大値位置検出装置８、判定装
置９により得られる信号Ｃは音声波形ｘ（ｎ）の
最大値が当該フレームの前半にあることを示す信
号となり、両方向性相関器７では(1)式に従つてy₁
（ｎ）とy₂（ｎ）の相互相関関数（τ）を求める
よう動作する。この結果、得られる相互相関関数
（τ）は第４図ｄに示す波形になり、実際のピ
ツチ周期に対応したτにおいて相関のピーク１３
が得られるのでピツチ周期が正しく抽出される。

発明の効果 以上のように、本発明は音声波形を複数区間に
分割して各区間毎にピツチ抽出を行なう際、各区
間内で音声波形をクリツパ演算およびしきい値演
算により非線形変換し、その相互相関関数の演算
を各区間内の音声波形の最大振幅の位置情報によ
りシフト方向を制御するようにしたピツチ抽出方
法であり、実際のピツチ周期に対応したτにおい
てピツチ周期が正しく抽出され、ピツチ抽出精度
を大きく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のピツチ抽出装置の一例を説明
したブロツク図、第２図ａ〜ｄは、従来のピツチ
抽出装置により、実際の音声信号からピツチ周期
が抽出されるまでの処理過程を説明した波形図、
第３図は本発明によるピツチ抽出方法に使用され
る装置の一実施例を示すブロツク図、第４図ａ〜
ｄは、第３図の装置により実際の音声波形からピ
ツチ周期が抽出されるまでの処理過程を説明した
波形図である。 １……クリツパ演算装置、２……しきい値演算
装置、３……相関器、４……最大値位置検出装
置、７……両方向性相関器、８……最大値位置検
出装置、９……判定装置、１０……最大値位置検
出装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 音声波形を複数区間に分割し、各区間の音声
   波形をクリツパ演算式 y₁（ｎ）＝ｘ（ｎ）−C_L （ｘ（ｎ）≧C_L） ＝０ （｜ｘ（ｎ）｜＜C_L） ＝ｘ（ｎ）＋C_L （ｘ（ｎ）≦−C_L 及びしきい値演算式 y₂（ｎ）＝１ （ｘ（ｎ）≧C_L） ＝０ （｜ｘ（ｎ）｜＜C_L） ＝−１ （ｘ（ｎ）≦−C_L （ただしC_Lはしきい値、ｘ（ｎ）は区間内の音声
   波形）により非線形変換し、前記区間内の区間の
   前半にｘ（ｎ）の最大値が存在する時は、相互相
   関関数 （τ）＝ 〓 ｎ∈Ｌy₁＝（ｎ−τ）y₂（ｎ） を演算し、区間の後半にｘ（ｎ）の最大値が存在
   する時は、相互相関関数 （τ）＝ 〓 ｎ∈Ｌy₂＝（ｎ−τ）y₁（ｎ） （ただし、Ｌは当該分析区間全域を示し、τは波
   形上の時間間隔でτ≧０である） を演算し、この相互相関関数の最大値よりピツチ
   を抽出することを特徴とするピツチ抽出方法。