JPH10145897A - 話速変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】話速変換処理された音声信号における母音部と
子音部とのエネルギーバランスを自然の発話における母
音部と子音部とのエネルギーバランスに近づけることに
より話速変換処理された音声信号の明瞭度を向上させた
話速変換装置を提供する。 【解決手段】話速変換装置では、入力された音声信号か
ら母音部を抽出し、該母音部を設定されている伸長率で
伸長するとともに、伸長された母音部の先行または／お
よび後続する子音部を設定されている増幅率で増幅す
る。また、母音部を伸長する伸長率と子音部を増幅する
増幅率とを相関させたことによって、子音部と母音部と
のエネルギーバランスを自然の発話における子音部と母
音部とのエネルギーバランスに近づている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、入力される音声
信号を時間的に伸長し、これを出力する話速変換装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、高齢者等の聴覚機能が低下し
た者に対する機能補助装置として補聴器がある。ここ
で、高齢化による聴覚機能の低下には、最小可聴信号レ
ベルの上昇、高音域の聴取機能の低下などの伝音系機能
の低下だけではなく、音声を識別することのできる話速
（音声識別臨界速度）の低下という聴覚中枢系の機能低
下も含まれている。このため、高齢者向けの補聴器には
音声信号を増幅する機能に加えて、装用者にゆっくり聞
かせるために音声信号を時間的に伸長して出力する話速
変換処理装置を備えた補聴器の提案がされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
話速変換処理装置は、音声信号に含まれる母音部を時間
的に伸長するというものであり、子音部に対しては何ら
加工を行っていなかった。その結果、話速変換処理され
た音声信号においては、もともとエネルギーの小さい子
音部がそのままの小さいエネルギーで放置されているの
に対し、もともとエネルギーの大きかった母音部が伸長
されたことによってさらに大きなエネルギーを持ち、子
音部と母音部とのエネルギーバランスが自然の発話にお
けるエネルギーバランスからかけ離れたものとなる。こ
のように、母音部のエネルギーだけが増加するため、こ
の話速変換処理された音声信号では母音部による先行お
よび後続する子音部のマスキング効果が大きくなり、明
瞭度が悪いという問題があった。

【０００４】この発明の目的は、話速変換処理された音
声信号における母音部と子音部とのエネルギーバランス
を自然の発話における母音部と子音部とのエネルギーバ
ランスに近づけることにより話速変換処理された音声信
号の明瞭度を向上させた話速変換装置を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、入力される音声信号から母音部を検出する母音検出
手段と、母音部を時間的に伸長する伸長手段と、を備え
た話速変換装置であって、前記伸長手段で伸長した母音
部に先行または／および後続する子音部を増幅する子音
増幅手段を備えたことを特徴とする。

【０００６】この構成では、入力される音声信号から母
音部を検出し、該母音部を時間的に伸長するとともに、
伸長した母音部に先行または／および後続する子音部を
増幅する。これによって、入力された音声信号の母音部
と子音部が図７（Ａ）に示すようなエネルギーであれ
ば、話速変換処理された音声信号においてはエネルギー
が増加するのが伸長された母音部だけでなく、増幅され
た子音部のエネルギーも増加し、話速変換処理された音
声信号の母音部と子音部が図７（Ｂ）に示すようなエネ
ルギーバランスとなる。すなわち、話速変換処理された
音声信号における母音部のエネルギが子音部のエネルギ
ーに比べて極端に大きなものとならない。このため、母
音部に先行または／および後続する子音部がマスキング
されることを防止でき、話速変換処理された音声信号の
明瞭度を向上させることができる。なお、伸長した母音
部に先行する子音部を増幅すれば該子音部がマスキング
されることを防止でき、伸長した母音部に後続する子音
部を増幅すれば該子音部がマスキングされることを防止
できる。

【０００７】請求項２に記載した発明は、前記母音部を
伸長する伸長率を用いて前記子音部を増幅する増幅率を
決定する増幅率決定手段を備えたことを特徴とする。

【０００８】この構成では、子音部を増幅する増幅率が
伸長率を用いて決定されるようにしたので、話速変換処
理された音声信号における子音部と母音部とのエネルギ
ーバランスを処理前の（自然の発話による）音声信号に
おけるエネルギーバランスに近似させることができ、話
速変換処理された音声信号の明瞭度をさらに向上させる
ことができる。

【０００９】さらに、請求項３に記載した発明は、入力
された一連の音声信号の先頭から所定数の音節以降の母
音部に対して前記伸長手段を禁止する伸長禁止手段と、
前記伸長手段で伸長された母音部に後続する子音部の直
前に所定の時間以上の無音部があり且つ、該子音部に後
続する母音部が伸長されないときには、該子音部に対す
る増幅を禁止する増幅禁止手段を備えたことを特徴とす
る。

【００１０】この構成では、伸長された母音部に後続す
る子音部であっても、直前に所定の時間以上の無音部が
あり且つ後続する母音部が伸長されないときには該子音
部に対する増幅を禁止する。ここで、直前に所定の時間
以上の無音部がある子音部は先行する母音部にマスキン
グされない。一方、該子音部を増幅すると、この増幅さ
れてエネルギーの大きくなった子音部と後続する伸長さ
れない母音部とのエネルギーバランスが崩れ、話速変換
処理された音声信号の明瞭度を低下させる。したがっ
て、このような子音部の増幅を禁止することで、話速変
換処理された音声信号の明瞭度の低下を防止できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施の形態で
ある話速変換装置を適用した補聴器１の構成を示すブロ
ック図である。マイク２は、オーディオ信号を受信して
アンプ３に入力する。ここで、オーディオ信号とは会話
やアナウンスの人声である音声信号やノイズ等からなる
可聴周波数信号である。また、マイク２は補聴器本体、
装耳部等どこに設けるものであってもよい。前記アンプ
３はマイク２から入力されたオディオ信号を増幅してフ
ィルタ４に入力する。上記フィルタ４はアンチエリアシ
ングフィルタであり、サンプリング周波数の１／２以上
の周波数をカットするローパスフィルタで構成されてい
る。このフィルタ４を通過したオーディオ信号がＡ／Ｄ
コンバータ５でディジタル信号に変換される。ＤＳＰ６
にこのディジタル信号が入力される。ＤＳＰ６には、信
号処理用ＲＡＭ７、パラメータＲＡＭ８、ＲＯＭ９が接
続されている。信号処理用ＲＡＭ７はＤＲＡＭで構成さ
れた大容量のものであり、この信号処理用ＲＡＭ７には
後述する話速変換処理によって伸長や増幅等した出力す
る音声信号を記憶する。また、パラメータＲＡＭ８に
は、ＤＳＰ６の動作を制御するためのパラメータを記憶
しており、バッテリバックアップされたＳＲＡＭで構成
されている。装用者によって設定される後述する母音の
伸長率Ｋ、子音の増幅係数ｇおよび伸長率Ｋと増幅係数
ｇから決定される子音の増幅率ＧもこのパラメータＲＡ
Ｍ８に記憶される。ＲＯＭ９には、ＤＳＰ６の動作プロ
グラムが記憶されている。なお、ＤＳＰ６、信号処理用
ＲＡＭ７、パラメータＲＡＭ８、および、ＲＯＭ９が話
速変換装置を構成する。

【００１２】ＤＳＰ６はＲＯＭ９に記憶されている動作
プログラムに基づいて入力された音声信号に対して後述
する処理を行う。Ｄ／Ａコンバータ１１は入力されたデ
ィジタル信号をアナログ信号に再変換してフィルタ１２
に入力する。フィルタ１２は、ローパスフィルタであ
り、アナログ変換時の不連続ノイズを除去する。そし
て、アンプ１３がフィルタ１２から出力されたアナログ
信号を装用者の可聴信号レベルまで増幅してレシーバ１
４に入力し、レシーバ１４でこの入力されたアナログ信
号を空気振動に変換し、装用者の外耳道に放出する。な
お、図示していないがＡ／Ｄコンバータ５、ＤＳＰ回路
６、Ｄ／Ａコンバータ１１等にクロック回路からクロッ
クを供与している。

【００１３】上記したように、この補聴器１は、入力さ
れた音声信号に対して話速変換装置が母音部の伸長およ
び子音部の増幅を行う。また、アンプ１３は話速変換装
置で伸長および増幅された音声信号を増幅し、レシーバ
１４がこの増幅された信号を空気振動として放出する。
母音部を伸長する伸長率Ｋおよび子音部を増幅する増幅
率Ｇは、後述する処理でパラメータＲＡＭ８に設定す
る。また、この実施形態の話速変換装置では、入力され
る全ての音声信号に対して母音部を伸長するのではな
く、入力される一連の音声信号において先頭から３つの
音節における母音部に対して伸長処理を行い、その後に
つづく音声信号に対しては母音部の伸長処理を行わな
い。その理由は、入力される全ての音声信号に対して母
音部を伸長すると、長い文章が一度に入力された場合、
入力信号に対する出力信号の遅延が大きくなりすぎて信
号処理用ＲＡＭ７の記憶容量が足りなくなったり、会話
における応答のずれが大きくなりすぎて会話が円滑に行
われなくなるという問題が生じたり、さらに、テレビや
映画などでは画面と音声のずれが大きくなる問題が生じ
るからである。一方で、一連の音声信号による文は、そ
の全体を正確に聞き取ることができなくても、その一
部、特に先頭部分を正確に聞き取ることができれば、そ
の文の内容を十分に把握することができる。そこで、本
実施形態の話速変換装置では、上記したように入力され
る一連の音声信号に対してその先頭から３つの音節にお
ける母音部のみを伸長し、それ以後の音声信号に対して
は伸長処理を行わないようにした。なお、この実施形態
では、一連の音声信号に対してその先頭から３つの音節
における母音部のみを伸長するとして説明を行うが、先
頭から４つまたは５つの音節における母音部を伸長する
ように変更することも簡単にできる。また、日本語で
は、各音節に通常母音が含まれているので音節数と母音
の数はほぼ一致する。

【００１４】さらに、この実施形態の話速変換装置は、
話速変換処理された信号の子音部と母音部とのエネルギ
ーバランスが崩れて、不明瞭な音声信号となることを防
止するために、伸長する母音部に先行および後続する子
音部を増幅する。その他の子音部は増幅しない。具体的
には、上記したように先頭から３つの音節における母音
部だけを伸長する構成としているので、先頭から４つ目
の音節の子音部まで増幅を行い、以降の子音部に対して
は増幅を禁止する。これに加えて、子音部の直前に１０
０ｍｓ以上の無音部がある場合、該子音部に先行する母
音部が伸長される場合であっても後続する母音部が伸長
されない場合には該子音部の増幅を禁止するようにして
いる。この場合に該当する子音部は、先頭から４つ目の
音節の子音部であり、直前に１００ｍｓ以上の無音部が
ある場合には該子音部の増幅を禁止するようにしてい
る。例えば、『花が咲いた（ＨＡＮＡＧＡＳＡＩＴ
Ａ）』と言う入力された音声に対して話速変換処理を行
う場合には、先頭から３音節までの『はなが』に対して
は子音部が増幅され、母音部が伸長される。ここで、
『花が』と『咲いた』の間が数十ｍｓ程度の短い無音部
であった場合には、『咲』の子音部『Ｓ』は増幅しない
と、先行する伸長された『が』の母音部『Ａ』にマスキ
ングされて不明瞭な音声信号となる。よって、この場合
には『咲』の子音部『Ｓ』を増幅する。また、『花が』
と『咲いた』の間が１００ｍｓ以上の長い無音部であっ
た場合には、『咲』の子音部『Ｓ』は先行する伸長され
た『が』の母音部『Ａ』にマスキングされない。一方、
『咲』の子音部『Ｓ』を増幅すると、伸長されない
『咲』の母音部『Ａ』との間で自然性が失われる。この
ため、『咲』の子音部『Ｓ』の増幅しない方が話速変換
処理された音声信号の明瞭度がよい。そこで、このよう
な子音部に対しては増幅を禁止するようにしている。な
お、後続する『いた』に対しては、子音部の増幅および
母音部の伸長は行わない。また、本実施形態の話速変換
装置では、後述するように母音部を伸長する伸長率と子
音部を増幅する増幅率とを相関させており、話速変換処
理された音声信号における母音部と子音部とのエネルギ
ーバランスを自然の発話におけるそれに近づけ、処理さ
れた音声信号の明瞭度をより一層向上させている。

【００１５】次に、この実施形態の補聴器１の動作につ
いて説明する。この実施形態の補聴器１は、以下に示す
パラメータ設定モードと入力された音声信号を処理して
出力させる実行モードの２つのモードがある。このモー
ドの切り替えは、スイッチ操作によって簡単に行える。
なお、このスイッチは補聴器１の本体に設けられてい
る。使用に先立って、パラメータ設定モードで母音部の
伸長率Ｋおよび子音部の増幅率Ｇの設定を行う。図２は
パラメータ設定モードにおける処理を示すフローチャー
トである。パラメータ設定モードでは、最初に母音部の
伸長率Ｋの入力を受け付ける。なお、母音部の伸長率Ｋ
は予め範囲が設定されており、装用者はその範囲内の値
を入力する。話速変換装置は母音部の伸長率Ｋの入力を
受け付けると（ｎ１）、入力された伸長率Ｋが予め設定
されている範囲内の値であるかどうかを判定する（ｎ
２）。もし、入力された伸長率Ｋが予め設定されている
範囲内の値であればこの値を母音部の伸長率Ｋとしてパ
ラメータＲＡＭ８に記憶し（ｎ３）、次いで子音部に対
する増幅係数ｇの入力を受け付ける（ｎ４）。入力され
た伸長率Ｋが予め設定されている範囲内の値でなければ
ｎ１に戻り伸長率Ｋの再入力を受け付ける。

【００１６】ｎ４で子音部の増幅係数ｇの入力を受け付
けると、入力された子音部の増幅係数ｇが設定されてい
る範囲内の値であるかどうかを判定する（ｎ５）。入力
された増幅係数ｇが設定されている範囲内の値でなけれ
ばｎ４に戻る。しかし、増幅係数ｇが設定されている範
囲内の値であれば、ｎ３で記憶した母音部の伸長率Ｋと
この子音部の増幅係数ｇとの積を増幅率Ｇとして算出し
（ｎ６）、この算出した増幅率Ｇが１以下であるかどう
かを判定し（ｎ７）、１以下であればｎ１に戻り、上記
した処理を繰り返す。ｎ７で１以下でない場合には、ｎ
６で算出した増幅率ＧをパラメータＲＡＭ８に記憶し処
理を完了する（ｎ８）。すなわち、子音部の増幅率Ｇ＝
母音部の伸長率Ｋ×子音部の増幅係数ｇである。

【００１７】このように、伸長率Ｋと増幅係数ｇの設定
可能な範囲を制限し、増幅率Ｇを母音部の伸長率Ｋに基
づいて決定されるようにしているのは、話速変換処理さ
れた音声信号における母音部と子音部とのエネルギーバ
ランスが自然の発話におけるそれからかけ離れたものと
なることを防止し、話速変換処理された音声信号の明瞭
度を向上させるためである。また、増幅率Ｇと伸長率Ｋ
との間には、Ｋ≧Ｇ＞１ の関係が成立するよう、伸長
率Ｋと増幅係数ｇに対して設定可能な範囲を制限してい
る。なお、入力された母音部の伸長率Ｋに基づいて子音
部の増幅率Ｇが自動的に設定されるようにしてもよい
（予め、子音増幅係数ｇを固定値として設定しておくこ
とによって実現できる。）。このようにすれば、装用者
は自分の音声識別臨界速度に応じて伸長率を設定するだ
けでよくなり、設定操作をより簡単に行えるようにでき
る。

【００１８】次に、実行モードの動作について説明す
る。マイク２で取り込まれた音声信号は、アンプ３、フ
ィルター４を介してＡ／Ｄ変換器５に入力され、Ａ／Ｄ
変換器５でディジタル信号に変換される。話速変換装置
では、Ａ／Ｄ変換器５でディジタル信号に変換された音
声信号を取り込んで以下に示す処理を行う。図３〜図６
を参照しながら話速変換装置の実行モードの動作につい
て説明する。図３はデータの取り込み処理を示す図であ
る。なお、全ての動作スタート時に先立って初期設定動
作が実行され、信号処理用ＲＡＭ１５のクリアや後述す
る各種フラグのプリセットなどが行われているものとす
る。

【００１９】図３のフローチャートを参照してデータ取
込処理について説明する。このデータ取込処理は、数サ
ンプルの波形データからなるフレーム毎に実行される。
まず、Ａ／Ｄコンバータ５から波形データＤをリアルタ
イムバッファに取り込む（ｎ１１）。そして、このレベ
ルを判定する（ｎ１２）。このデータＤのレベルが入力
レベル閾値Ｐｔｈよりも高い場合にはｎ１６以下の動作
に進む。また、ＤのレベルがＰｔｈ以下の場合にはｎ１
３以下に進む。なお、リアルタイムバッファや各種フラ
グはＤＳＰ１４の内部に設定されている。

【００２０】装用直後で音声信号がない場合、Ｄ≦Ｐｔ
ｈであり、初期設定により信号無しフラグＦｎｓセッ
ト、話速変換フラグＦｓリセットであるためｎ１２→ｎ
１３→ｎ１４で何もしないでリターンする。ここで、話
速変換フラグＦｓは、現在話速変換処理を行っているこ
とを示すフラグであり、これがセットされていると入力
された波形データがそのまま出力されないことを示して
いる。また、信号無しフラグＦｎｓは入力された波形デ
ータがＰｔｈを超えているか否かを示すフラグである。
このフラグのリセット状態が一定時間（Ｌｐｔｈ）以上
継続した場合、すなわち、Ｐｔｈを超える信号がＬｐｔ
ｈ以上継続して入力された場合、入力された信号が音声
信号であると判断される。

【００２１】Ｐｔｈを超える何らかの信号が入力された
場合、ｎ１６に進み、話速変換フラグＦｓがセットされ
ているか否かを判断する。最初はこのフラグはセットさ
れていないためｎ１７に進み信号無しフラグＦｎｓがセ
ットされているか否かを判断する。最初にこの動作に進
んだときはＦｎｓがセットされているためｎ１７からｎ
１８に進む。ｎ１８ではＦｎｓをリセットし、リセット
継続時間（閾値レベルを超えた時間）をカウントするた
めタイマカウンタＴを０にリセットする（ｎ１９）。ま
た、連続して２回以上ｎ１６→ｎ１７に動作が進んだ場
合にはすでにＦｎｓがリセットされているためｎ１７か
らｎ２０に進む。ｎ２０ではタイマカウンタＴに１を加
算する。加算の結果Ｔが閾値Ｌｐｔｈに等しくなった場
合には（ｎ２１）、現在入力されている信号は音声信号
であるとして話速変換処理を開始し信号処理用ＲＡＭ７
から波形データを読み出すようにするため話速変換フラ
グＦｓおよびメモリ読出フラグＦｍをセットして（ｎ２
２）、リターンする。一方、ｎ２１でＴ＜Ｌｐｔｈであ
った場合にはそのままリターンする。このように、ｎ１
２で入力された波形データＤが一定時間Ｌｐｔｈ以上レ
ベル閾値Ｐｔｈを超えていた場合には音声信号が入力さ
れたとしてＦｓがセットされる。Ｆｓがセットされてい
る間、後述（図４）の話速変換処理が実行される。

【００２２】一方、入力された波形データのレベルＤが
Ｐｔｈ以下になった場合には、ｎ１２からｎ１３に進
む。ｎ１３ではＦｎｓがセットしているか否かを判断す
るが、一旦レベルＤがＰｔｈを超えたのち、レベルＤが
低下してｎ１３に進んだ場合には、前記ｎ１８でＦｎｓ
がリセットされているためｎ１３からｎ２４に進む。ｎ
２４では信号無しフラグＦｎｓをセットし、無音時間を
カウントするためタイマカウンタＴをリセットする（ｎ
２５）。また、すでにＦｎｓがリセットされている場合
にはｎ１３からｎ１４に進み話速変換フラグＦｓがリセ
ットされているか否かを判断する。Ｆｓがリセットされ
ている場合には上述したようにそのままリターンする
が、一旦、話速変換動作をスタートしたのち入力信号レ
ベルが低下してこの処理動作に進んだ場合にはＦｓはセ
ットしたままであるためｎ１４からｎ２６に進む。ｎ２
６ではタイマカウンタＴに１を加算する。加算の結果Ｔ
が無音時間閾値Ｔｎｓに達した場合には（ｎ２７）、既
に音声信号の入力は終了していると判断して話速変換フ
ラグＦｓをリセットするとともに、音声信号の波形デー
タが終了した以後、信号処理用ＲＡＭ１５に書き込まれ
た無音部のデータを廃棄するように、並行動作している
話速変換処理動作に指示する（ｎ２９）。一方、Ｔに１
を加算してもｎ２７でＴ＜Ｔｎｓであった場合にはその
ままリターンする。

【００２３】このように、入力された波形データがＰｔ
ｈを下回ったままＴｎｓを経過したとき、音声信号の入
力が終了したとして話速変換フラグＦｓをリセットす
る。なお、波形データのレベルＤがＰｔｈを下回ったと
き即座にＦｓをリセットしないのは、音声信号中にも短
時間の無音部（無声区間）が存在するからであり、この
無声区間も音声信号として取り込む必要があるからであ
る。音声信号中に含まれる無音区間としては促音「っ」
や語間のインターバルなどがある。

【００２４】図４は話速変換処理動作を示すフローチャ
ートである。まず、話速変換フラグＦｓがセットされて
いるか否かを判断する（ｎ３０）。セットされていない
場合にはまだ話速変換すべき音声信号が入力されていな
いとしてリターンする。Ｆｓがセットされている場合に
は、リアルタイムバッファに記憶されているデータを読
み取る（ｎ３１）。このデータが母音部のデータである
か（ｎ３２）、子音部のデータであるか（ｎ３３）、無
音部のデータであるか（ｎ３４）、または、無音部デー
タの廃棄指示のデータであるか（ｎ３５）を判断する。
なお、この話速変換処理動作においてリアルタイムバッ
ファのデータの読み取りはｎ３１のみで行われるのでは
なく、必要に応じて各処理動作で行われる。また、リア
ルタイムバッファからデータを読み取るとき、必要に応
じてＡ／Ｄコンバータ５からデータが入力されるまで待
機する。

【００２５】あ行以外の音節は子音から開始するため、
子音部と判断された場合にはｎ３３からｎ３６に進み、
母音部数カウンタＮｖがＮｖ＞Ｎｖｍａｘ、Ｎｖ＝Ｎｖ
ｍａｘ、Ｎｖ＜Ｎｖｍａｘのいずれであるかを判断す
る。このＮｖは一連の音声信号に対して伸長処理を行っ
た母音数をカウントするカウンタであり、この母音数カ
ウンタＮｖは動作スタート時にリセットされている。上
記したように、本実施形態の話速変換装置では、入力さ
れる一連の音声信号に対してその先頭から３つの音節に
おける母音部のみを伸長し、それ以後の音声信号に対し
ては伸長処理を行わないようにしているので、Ｎｖｍａ
ｘ＝３に設定している。ｎ３６で母音部数カウンタＮｖ
がＮｖｍａｘをこえていると判断した場合には、後述す
るように該子音部に先行および後続する母音部も伸長さ
れないので、この子音部に対しても何ら加工することな
く信号処理用ＲＡＭ７に書き込む（ｎ３７）。ｎ３６
で、母音部数カウンタＮｖ＝Ｎｖｍａｘであると判断し
た場合には、該子音部の直前に１００ｍｓ以上の無音部
が存在しているかどうかを判断する（ｎ３８）。ｎ３８
で該子音部の直前に１００ｍｓ以上の無音部が存在して
いたと判断した場合には、ｎ３７に進む。これは、上記
したように、先行する伸長された母音部からの影響を殆
ど受けない子音部を増幅し、該子音部と後続する伸長さ
れない母音部とのエネルギーバランスを崩して出力され
る音声信号の明瞭度を低下させないためである。ｎ３８
で１００ｍｓ以上の無音部が存在していないと判断した
場合にはｎ３９に進み該子音部を設定されている増幅率
Ｇで増幅して、信号処理用ＲＡＭ７に書き込む。ｎ３６
でＮｖ＜Ｎｖｍａｘであれば、該子音部に後続する母音
部が必ず伸長されるので、ｎ３９に進み該子音部を設定
されている増幅率Ｇで増幅して、信号処理用ＲＡＭ７に
書き込む。なお、この話速変換処理において、信号処理
用ＲＡＭ７への波形データの書き込みは書込ポインタが
示すアドレスに対して行われ、この書き込みののち書込
ポインタのアドレスは更新される。

【００２６】一方、読み取られたデータが母音部のデー
タである場合には、ｎ３２からｎ４０に進み、母音部数
カウンタＮｖに１を加算する。そして、この加算により
ＮｖがＮｖｍａｘを超えたか否かを判断する（ｓ４
１）。ＮｖがＮｖｍａｘ以下のときには、この母音部を
設定されている伸長率Ｋで伸長する（ｎ４２、ｎ４
３）。

【００２７】図５のフローチャートを参照して伸長処理
を説明する。ここでは、伸長率Ｋが１．３３に設定され
ている場合の例で説明する。母音部の複数波を１つのブ
ロックとして扱う。たとえば、母音部の３波を１ブロッ
クとして扱う。そして、このブロックにおける母音波形
の基本周波数を算出する（ｎ６０）。この基本周波数の
算出は自己相関を用いたものである。そしてブロック内
の隣接する２波形を選択して切り出し（ｎ６１）、これ
らの平均波形を算出する（ｎ６２）。そしてこの平均波
形を上記切り出した２波形間に挿入する（ｎ６３）。こ
れでこのブロックは４波になったことになる。この４波
のブロックを信号処理用ＲＡＭ１５に書き込む（ｎ６
４）。このように、３波を４波に伸長しているため、伸
長率は１３３％となる。また、伸長率Ｋが１．２５に設
定されている場合であれば、１ブロックを母音部の４波
とし、これを上記した処理で５波に加工すればよく、ま
た、伸長率Ｋが１．２に設定されている場合であれば、
１ブロックを母音部の５波とし、これを上記した処理で
６波に加工すればよい。

【００２８】図４に戻って、検出された母音部（音節）
が４番目以後のものであった場合にはｎ４１からｎ４４
に進み、該母音部を何ら加工することなく信号処理用Ｒ
ＡＭ７に書き込む。また、ｎ３１で読み取られた波形デ
ータが無音部のものであれば、母音数（音節数）カウン
タＮｖの値を判断する（ｎ３４→ｎ５１）。ＮｖがＮｖ
ｍａｘを超えていなければ、母音部の伸長率に合わせて
該無音部も伸長して信号処理用ＲＡＭ７に書き込む（ｎ
５２）。一方、音節数Ｎｖが伸長限度数Ｎｖｍａｘを超
えている場合には、該無音部に対して何ら加工すること
なく信号処理用ＲＡＭ７に書き込む（ｎ３７）。

【００２９】読み取られたデータが無音部の廃棄指示で
あれば信号処理用ＲＡＭ１５の末尾に記憶されている無
音データ群を廃棄・消去する（ｓ５５）。これは、これ
らの無音部データを音声信号の無声区間として記憶して
いたが、実際には音声信号が終了したあとの無音部分で
あり不要であることが判明したからである。

【００３０】図６は読出処理動作を示すフローチャート
である。この動作はデータ取込処理と同様、補聴器の動
作スタートと同時に起動し常時実行されている。まず、
メモリ読出フラグＦｍがセットしているか否かを判断す
る（ｎ７０）。Ｆｍがセットされていない場合にはｎ７
６に進んで、リアルタイムバッファに記憶されている最
新のデータを読み出してＤ／Ａコンバータ１１に出力す
る。Ｆｍがセットされている場合には信号処理用ＲＡＭ
７に読み出すべきデータがあるか否かを判断し（ｎ７
１）、ある場合には読出ポインタが指示するアドレスの
波形データを読み出してＤ／Ａコンバータ１１に出力す
る（ｎ７２）。読出ポインタはこの読み出し動作に伴っ
て歩進される。そして、現在、話速変換フラグＦｓがリ
セットされていれば、母音数カウンタＮｖをリセットし
て、次の音声信号群（会話やアナウンス）の入力に備え
る（ｎ７３）。

【００３１】一方、信号処理用ＲＡＭ１５に読み出すべ
きデータがない場合にはＦｍをリセットしたのち（ｎ７
４）、リアルタイムバッファから最新のデータを読み出
してＤ／Ａコンバータ１１に出力する（ｎ７６）。以
後、変換処理動作がスタートしてＦｍがセットされるま
でリアルタイムバッファからＤ／Ａコンバータ１１にデ
ータが出力されることになる。

【００３２】補聴器１では、話速変換装置から出力され
た信号をＤ／Ａコンバータ１１でアナログ信号に変換
し、フィルタ１２およびアンプ１３を介してレシーバ１
４から装用者の外耳道に放出する。このとき、アンプ１
３では入力されたアナログ信号を所定の増幅率で増幅し
て出力する。すなわち、母音部、子音部、および無音部
は同じ増幅率で増幅されて、出力される。

【００３３】このように、母音部を伸長することによ
り、自然の発話からかけ離れたエネルギーバランスとな
った信号を、子音部を増幅することにより自然の発話に
近いエネルギーバランスの信号として出力することがで
きる。したがって、話速変換処理された音声信号の明瞭
度を向上させることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、 請求項１に記載した発
明では、入力される音声信号から母音部を検出し、該母
音部を時間的に伸長するとともに、伸長した母音部に先
行または／および後続する子音部を増幅することで、話
速変換処理された音声信号における母音部のエネルギが
子音部のエネルギーに比べて極端に大きなものとならな
い。このため、母音部によって先行または／および後続
する子音部がマスキングされることを防止でき、話速変
換処理された音声信号の明瞭度の低下を改善することが
できる。

【００３５】請求項２に記載した発明では、子音部を増
幅する増幅率が伸長率を用いて決定されるようにしたの
で、話速変換処理された音声信号における子音部と母音
部とのエネルギーバランスが処理前の（自然の発話によ
る）音声信号におけるエネルギーバランスに近似させる
ことができ、話速変換処理された音声信号の明瞭度をさ
らに向上させることができる。

【００３６】さらに、請求項３に記載した発明では、伸
長された母音部に後続する子音部の直前に所定の時間以
上の無音部があって、先行する母音部からマスキングの
影響を受けない子音部に対する増幅を禁止するようにし
ているので、該子音部とこれに後続する母音部とのエネ
ルギーバランスを自然の発話におけるエネルギーバラン
スで維持することによって、処理された音声信号の明瞭
度が低下することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態である話速変換装置を適用
した補聴器の構成を示す図である。

【図２】同実施形態の補聴器におけるパラメータ設定モ
ードのフローチャートである。

【図３】同実施形態の補聴器の実行モードの動作を示す
フローチャートである。

【図４】同実施形態の補聴器の実行モードの動作を示す
フローチャートである。

【図５】同実施形態の補聴器の実行モードの動作を示す
フローチャートである。

【図６】同実施形態の補聴器の実行モードの動作を示す
フローチャートである。

【図７】話速変換処理前の音声信号における母音部と子
音部のエネルギーバランスと話速変換処理後の音声信号
における母音部と子音部のエネルギーバランスとを示す
図である。

【符号の説明】

１−補聴器 ２−マイクロホン ３−増幅器 ４−フィルタ ５−Ａ／Ｄ変換器 ６−ＤＳＰ ７−信号処理用ＲＡＭ ８−パラメータＲＡＭ ９−ＲＯＭ １０−設定器 １１−Ｄ／Ａ変換器 １２−フィルタ １３−増幅器 １４−装耳部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力される音声信号から母音部を検出す
   る母音検出手段と、 母音部を時間的に伸長する伸長手段と、を備えた話速変
   換装置であって、 前記伸長手段で伸長した母音部に先行または／および後
   続する子音部を増幅する子音増幅手段を備えたことを特
   徴とする話速変換装置。
2. 【請求項２】 前記母音部を伸長する伸長率を用いて前
   記子音部を増幅する増幅率を決定する増幅率決定手段を
   備えたことを特徴とする請求項１記載の話速変換装置。
3. 【請求項３】 入力された一連の音声信号の先頭から所
   定数の音節以降の母音部に対して前記伸長手段を禁止す
   る伸長禁止手段と、 前記伸長手段で伸長された母音部に後続する子音部の直
   前に所定の時間以上の無音部があり且つ、該子音部に後
   続する母音部が伸長されないときには、該子音部に対す
   る増幅を禁止する増幅禁止手段を備えたことを特徴とす
   る請求項１または２のいずれかに記載の話速変換装置。