JPH10247095A - 音響信号帯域変換方法 - Google Patents
音響信号帯域変換方法Info
- Publication number
- JPH10247095A JPH10247095A JP9051442A JP5144297A JPH10247095A JP H10247095 A JPH10247095 A JP H10247095A JP 9051442 A JP9051442 A JP 9051442A JP 5144297 A JP5144297 A JP 5144297A JP H10247095 A JPH10247095 A JP H10247095A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voice
- pitch
- signal
- sampling rate
- cut out
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 異なる声質の規則合成音声を、少ない音声デ
ータで可能とする。 【解決手段】 音声波形データ系列と、そのピッチマー
クを切り出し手段１０１に入力して、各ピッチマークご
とに、これを中心とするハニングなどの窓関数を掛けて
切出し、この切出した部分信号をそれぞれ、アップサン
プリング又はダウンサンプリングを行い（１０２）、こ
れらサンプリングレートが変換された部分信号をピッチ
マークと同期して重量合成する。
ータで可能とする。 【解決手段】 音声波形データ系列と、そのピッチマー
クを切り出し手段１０１に入力して、各ピッチマークご
とに、これを中心とするハニングなどの窓関数を掛けて
切出し、この切出した部分信号をそれぞれ、アップサン
プリング又はダウンサンプリングを行い（１０２）、こ
れらサンプリングレートが変換された部分信号をピッチ
マークと同期して重量合成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は音声や、ピッチを
もつ楽器音などの音響信号の音質を変更するために、サ
ンプリングレートを変更して信号帯域を変換する方法に
関する。
もつ楽器音などの音響信号の音質を変更するために、サ
ンプリングレートを変更して信号帯域を変換する方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば音声の規則合成方式では、ピッチ
同期で音声を処理する方式が広く使われている。この発
明はこのようなシステムに適用して、様々な声質の音声
合成を可能とするものである。音声の声質を変形する方
式として、音声の生成過程をデジタルフィルタでモデル
化し、そのフィルタの特性を変形することにより声質を
変形する方式が提案されている。この方式では、（１）
音声の生成過程を簡略化してモデル化せざるを得ないた
め音声の品質劣化が生じる、（２）フィルタ特性の適切
な変形ができない、等の理由により高品質を保ちつつ、
声質を変形することは困難である。
同期で音声を処理する方式が広く使われている。この発
明はこのようなシステムに適用して、様々な声質の音声
合成を可能とするものである。音声の声質を変形する方
式として、音声の生成過程をデジタルフィルタでモデル
化し、そのフィルタの特性を変形することにより声質を
変形する方式が提案されている。この方式では、（１）
音声の生成過程を簡略化してモデル化せざるを得ないた
め音声の品質劣化が生じる、（２）フィルタ特性の適切
な変形ができない、等の理由により高品質を保ちつつ、
声質を変形することは困難である。
【０００３】一方、ピッチ同期で波形を切り出し、切り
出した波形の重ね合わせのインターバルを変えることに
よって、音声を変形する方式が提案されている。この方
式は、デジタルフィルタに比べて、高品質を保ちながら
音声の基本周波数や、継続時間を変形することが可能で
ある。
出した波形の重ね合わせのインターバルを変えることに
よって、音声を変形する方式が提案されている。この方
式は、デジタルフィルタに比べて、高品質を保ちながら
音声の基本周波数や、継続時間を変形することが可能で
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、ピッ
チ同期で音声を処理する方式は、音声の基本周波数や、
音声の継続時間に関しては、高品質を保ちながら変形で
きるため、音声の規則合成方式には広く利用されてい
る。しかしながら、この方式では、音声の声質を変形さ
せることはできない。そのため、この方式で、高品質を
保ちながら数名の声質を合成するためには、数名の人に
音声を発声させ、その音声データを規則合成用に整備し
て蓄積しておく必要がある。この場合、（１）数名の音
声データを規則合成用に整備することは、多大の労力と
時間を要する、（２）数名の音声データを蓄積しなけれ
ばならないことは、規則合成システムのハードウェアの
価格が高くなる、等が問題であった。
チ同期で音声を処理する方式は、音声の基本周波数や、
音声の継続時間に関しては、高品質を保ちながら変形で
きるため、音声の規則合成方式には広く利用されてい
る。しかしながら、この方式では、音声の声質を変形さ
せることはできない。そのため、この方式で、高品質を
保ちながら数名の声質を合成するためには、数名の人に
音声を発声させ、その音声データを規則合成用に整備し
て蓄積しておく必要がある。この場合、（１）数名の音
声データを規則合成用に整備することは、多大の労力と
時間を要する、（２）数名の音声データを蓄積しなけれ
ばならないことは、規則合成システムのハードウェアの
価格が高くなる、等が問題であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、入力
デジタル音響信号系列からその音響信号のピッチと同期
して部分信号を順次重複させながら切り出し、これら切
り出された部分信号のサンプリングレートを変更し、そ
のサンプリングレートが変更された部分信号を上記ピッ
チと同期して合成する。
デジタル音響信号系列からその音響信号のピッチと同期
して部分信号を順次重複させながら切り出し、これら切
り出された部分信号のサンプリングレートを変更し、そ
のサンプリングレートが変更された部分信号を上記ピッ
チと同期して合成する。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１にこの発明の実施例を示す。
音響信号、この例ではサンプリング周波数が例えば１６
ｋＨｚデジタル音声信号系列１１（図２Ａ）と、そのピ
ッチマーク１２が１ピッチ波形切り出し部１０１に入力
される。ピッチマーク１２に音声の基本周期の開始時刻
を示す。そのピッチマーク１２と同期してデジタル音声
信号系列が、一部を重複させながら順次切り出される。
つまりピッチマーク１２1 を中心とするハニング窓やハ
ニング窓の窓関数Ｗ（ｉ）が掛けられ、そのピッチマー
ク１２1 で最大となり、両隣りのピッチマーク１２0 ，
１２2 でゼロとなる、つまり窓長がほゞ２倍のピッチ周
期の窓関数が掛けて、ピッチマーク１２1 を中心として
ピッチ周期Ｔの２倍の区間の部分信号１３1 が切り出さ
れ、同様に各ピッチマーク１２2 ，１２3 ・・・を中心
として窓関数Ｗ（ｉ）が掛けられて、デジタル音声信号
系列１１から前後１ピッチ周期の部分信号１３2 ，１３
3 ・・・が順次切り出される。
音響信号、この例ではサンプリング周波数が例えば１６
ｋＨｚデジタル音声信号系列１１（図２Ａ）と、そのピ
ッチマーク１２が１ピッチ波形切り出し部１０１に入力
される。ピッチマーク１２に音声の基本周期の開始時刻
を示す。そのピッチマーク１２と同期してデジタル音声
信号系列が、一部を重複させながら順次切り出される。
つまりピッチマーク１２1 を中心とするハニング窓やハ
ニング窓の窓関数Ｗ（ｉ）が掛けられ、そのピッチマー
ク１２1 で最大となり、両隣りのピッチマーク１２0 ，
１２2 でゼロとなる、つまり窓長がほゞ２倍のピッチ周
期の窓関数が掛けて、ピッチマーク１２1 を中心として
ピッチ周期Ｔの２倍の区間の部分信号１３1 が切り出さ
れ、同様に各ピッチマーク１２2 ，１２3 ・・・を中心
として窓関数Ｗ（ｉ）が掛けられて、デジタル音声信号
系列１１から前後１ピッチ周期の部分信号１３2 ，１３
3 ・・・が順次切り出される。
【０００７】これら切り出された部分信号１３1 ，１３
2 ・・・はサンプリングレート変換部１０２で指示され
たアップサンプリング数Ｎｕｐ，ダウンサンプリング数
Ｎｄｏに応じてサンプリングレートが変換される。サン
プリングレートを３倍にする場合はＮｕｐ＝３、Ｎｄｏ
＝１であって同一サンプル間隔でサンプル数が３倍とさ
れて、アップサンプリングされ、サンプリングレートを
２分の１にするにはＮｕｐ＝１、Ｎｄｏ＝２とされて、
同一サンプル間隔でサンプル数が２分の１にされてダウ
ンサンプリングされる。アップサンプリング数を１．５
にする場合は、Ｎｕｐ＝３のアップサンプリングを行っ
た後、Ｎｄｏ＝２のダウンサンプリングを行う。なおこ
のようなサンプリングレートの変換の手法は例えばコロ
ナ社発行Ａ．Ｖ．Ｏｐｐｅｎｈｅｉｍ他著、伊達玄訳
「信号とシステム（３）」８．２章１２４頁に示されて
いる。
2 ・・・はサンプリングレート変換部１０２で指示され
たアップサンプリング数Ｎｕｐ，ダウンサンプリング数
Ｎｄｏに応じてサンプリングレートが変換される。サン
プリングレートを３倍にする場合はＮｕｐ＝３、Ｎｄｏ
＝１であって同一サンプル間隔でサンプル数が３倍とさ
れて、アップサンプリングされ、サンプリングレートを
２分の１にするにはＮｕｐ＝１、Ｎｄｏ＝２とされて、
同一サンプル間隔でサンプル数が２分の１にされてダウ
ンサンプリングされる。アップサンプリング数を１．５
にする場合は、Ｎｕｐ＝３のアップサンプリングを行っ
た後、Ｎｄｏ＝２のダウンサンプリングを行う。なおこ
のようなサンプリングレートの変換の手法は例えばコロ
ナ社発行Ａ．Ｖ．Ｏｐｐｅｎｈｅｉｍ他著、伊達玄訳
「信号とシステム（３）」８．２章１２４頁に示されて
いる。
【０００８】このようにサンプリングレートを変換する
と、各部分信号１３1 ，１３2 ・・・のサンプル数が変
換率α＝Ｎｕｐ／Ｎｄｏ倍となると共に、時間軸がα倍
になる。例えば２倍のアップサンプリングを行った場合
はＮｕｐ＝２、Ｎｄｏ＝１であって、α＝２であり、サ
ンプリングレートが変換された部分信号１３1 ，１３ 2
・・・は図２Ｃに示すようにサンプル数及び時間軸が共
にα＝２倍とされた部分信号１４1 ，１４2 ・・・とな
る。
と、各部分信号１３1 ，１３2 ・・・のサンプル数が変
換率α＝Ｎｕｐ／Ｎｄｏ倍となると共に、時間軸がα倍
になる。例えば２倍のアップサンプリングを行った場合
はＮｕｐ＝２、Ｎｄｏ＝１であって、α＝２であり、サ
ンプリングレートが変換された部分信号１３1 ，１３ 2
・・・は図２Ｃに示すようにサンプル数及び時間軸が共
にα＝２倍とされた部分信号１４1 ，１４2 ・・・とな
る。
【０００９】これらサンプリングレート変換部分信号１
４1 ，１４2 ・・・はピッチマーク１２と同期して、図
２Ｄに示すように合成される。つまり同一時刻に対応す
る各サンプルは加算される。この例のようにアップサン
プリングされて、合成されたものは周波数領域では低域
側に圧縮されたことになり、例えばテープレコーダに録
音した音声を録音時よりも遅い速度で再生した音声のよ
うに声質が変換されたものとなる。
４1 ，１４2 ・・・はピッチマーク１２と同期して、図
２Ｄに示すように合成される。つまり同一時刻に対応す
る各サンプルは加算される。この例のようにアップサン
プリングされて、合成されたものは周波数領域では低域
側に圧縮されたことになり、例えばテープレコーダに録
音した音声を録音時よりも遅い速度で再生した音声のよ
うに声質が変換されたものとなる。
【００１０】このように、サンプリングレートの変換に
より、波形領域の処理で信号の周波数帯域を変換してい
るため、高品質を保ったまま声質を変換することができ
る。従って、規則合成に適用すれば、基となる音声デー
タを増やすことなく、様々な声質の音声合成をすること
ができる。上述ではこの発明を音声の音質の変換に適用
したが、一般にピッチ（基本周波数）を有する音響信号
の音質変換にこの発明を適用することができる。
より、波形領域の処理で信号の周波数帯域を変換してい
るため、高品質を保ったまま声質を変換することができ
る。従って、規則合成に適用すれば、基となる音声デー
タを増やすことなく、様々な声質の音声合成をすること
ができる。上述ではこの発明を音声の音質の変換に適用
したが、一般にピッチ（基本周波数）を有する音響信号
の音質変換にこの発明を適用することができる。
【００１１】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
ピッチ同期して音響信号を切出し、その切出した部分信
号に対し、アップサンプリング又はダウンサンプリング
あるいはその両者を行い、その後、ピッチ同期で合成す
るため、反響音のようなものが生じることなく、高品質
の音響信号が得られる。またピッチ同期で処理するた
め、基本周波数や、継続時間長に影響を及ぼすことはな
い。なお、規則合成音声では、ピッチ抽出の誤りは予
め、人手で修正しておくことができ、ピッチ処理にもと
ずく所期の作用効果が得られる。
ピッチ同期して音響信号を切出し、その切出した部分信
号に対し、アップサンプリング又はダウンサンプリング
あるいはその両者を行い、その後、ピッチ同期で合成す
るため、反響音のようなものが生じることなく、高品質
の音響信号が得られる。またピッチ同期で処理するた
め、基本周波数や、継続時間長に影響を及ぼすことはな
い。なお、規則合成音声では、ピッチ抽出の誤りは予
め、人手で修正しておくことができ、ピッチ処理にもと
ずく所期の作用効果が得られる。
【図１】この発明の実施例の処理手順を示す図。
【図２】図１の各部の処理を説明するための図。
Claims (1)
- 【請求項１】 入力デジタル音響信号系列からその音響
信号のピッチと同期して部分信号を順次重複させながら
切り出し、 これら切り出された部分信号のサンプリングレートを変
更し、 そのサンプリングレートが変更された部分信号を、上記
ピッチと同期して合成することを特徴とする音響信号帯
域変換方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9051442A JPH10247095A (ja) | 1997-03-06 | 1997-03-06 | 音響信号帯域変換方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9051442A JPH10247095A (ja) | 1997-03-06 | 1997-03-06 | 音響信号帯域変換方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10247095A true JPH10247095A (ja) | 1998-09-14 |
Family
ID=12887054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9051442A Pending JPH10247095A (ja) | 1997-03-06 | 1997-03-06 | 音響信号帯域変換方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10247095A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113724683A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-11-30 | 阿里巴巴达摩院(杭州)科技有限公司 | 音频生成方法、计算机设备及计算机可读存储介质 |
-
1997
- 1997-03-06 JP JP9051442A patent/JPH10247095A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113724683A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-11-30 | 阿里巴巴达摩院(杭州)科技有限公司 | 音频生成方法、计算机设备及计算机可读存储介质 |
| CN113724683B (zh) * | 2021-07-23 | 2024-03-22 | 阿里巴巴达摩院(杭州)科技有限公司 | 音频生成方法、计算机设备及计算机可读存储介质 |
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