JPH1091189A - 発声速度変換装置 - Google Patents
発声速度変換装置Info
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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
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Abstract
質に行う。 【解決手段】 入力音声信号Xを第1音声分類部101
で無声区間、その外の区間等に分類し、発声速度変換部
104は、無声区間以外と分類された入力音声信号Xに
対して、ピッチ周期抽出部102で出力されたピッチ周
期LAGを用いて発声速度変換処理を行い、無声区間と
分類された入力音声信号Xに対して疑似ピッチ周期出力
部103で出力された任意の固定長のピッチ周期LAG
を用いて発声速度の変換処理を行う。第1スイッチは入
力音声信号Xの分類に応じて出力音声信号Yを出力す
る。
Description
変えること無しに、速さのみを変える発声速度の変換を
行う発声速度変換装置の改良に関する。
く、同じ話者がゆっくり話したり、速く話した様な音声
を再生するための技術である発声速度変換は、VTRや
補聴器、留守番電話等に用いられている。このような発
声速度変換の方式は、従来、ピッチ周期単位で波形処理
を行う方式を用いている。例えば、特開平1−9379
5号公報(以下文献1と称する。)に示されるように、
音声信号をピッチ周期単位に波形を繰り返したり間引い
たりする方法や、音声信号をピッチ周期毎に切り出し、
それぞれに窓かけを行った後重ね合わせることで、もと
の波形の1/2倍、2倍の長さに変換するTDHS方式
などがある。
を行う発声速度変換の音質の向上のため、音声信号を区
間毎に分類し、その特徴に応じて発声速度変換の処理を
切り換える方法がある。例えば、文献1に示されるよう
に、入力音声信号を音声が存在する場合に有音区間、音
声が存在しない場合に無音区間のいずれかの時間の区間
に分類する。入力音声信号が有音区間の場合、自己相関
法等を用いてピッチ周期を求める。求められたピッチ周
期を用いて、前述のピッチ周期単位の波形処理を行う発
声速度変換を行う。また、入力音声信号が無音区間に分
類された場合、伸縮比率にしたがって波形の間引きや繰
り返しを行うことにより、求める時間長の波形を求め
る。
文献2と称する。)に示される方法では、入力音声信号
のうち前述の有音区間を更に分類し、有音区間中で母音
等の有声音声を表す有声区間、前述の有音区間中で摩擦
音や破裂音等の無声音声等を表す無声区間を求め、前述
の無音区間とともに3種類に分類する。入力音声信号が
有声区間の場合、自己相関法等を用いてピッチ周期を抽
出し、ピッチ周期単位の波形処理を行う発声速度変換処
理を行う。また、入力音声信号が無音区間の場合、伸縮
比率の応じて波形の間引きや繰り返しの処理を行う。入
力音声信号が無声区間の場合、発話者の個人性および音
韻性を維持するため、発声速度変換の処理を行わずに出
力する。
ている発声速度変換方法では、無声区間においてもピッ
チ周期を求めることになるが、この区間はピッチ周期が
存在しないため、抽出処理で求められたピッチ周期の値
は極端に大きくなったり小さくなったりするような値に
なる。このため、この区間で抽出されたピッチ周期を用
いてピッチ周期毎の波形の繰り返しや間引き等の発声速
度の変換の処理を行うと、極端に長い間引きや繰り返
し、また、極端に小さな間引きや繰り返しを行わなくて
はならないため、音声のざらつきが生じ、音質が著しく
劣化する。一方、文献2の様に、無声区間に対し発声速
度変換処理を行わずに出力する方法がある。この方法
は、ピッチ抽出誤りによる音声の劣化を防止することが
できるが、無声区間で時間長が変わらないため、部分的
に発声速度が変化し、聴感上不自然な再生音声となる。
また、時間長を変更できる区間が減るため、発声速度変
換の倍率制御の自由度も減少するという欠点がある。
自由度を落とさずに発声速度変換を行う発声速度変換装
置を提供することを目的とする。
速度変換装置は、入力音声信号を、無声区間とその外の
区間に分類する音声分類部と、前記入力音声信号が前記
無声区間を示す場合、ピッチ周期を任意の固定長として
前記入力音声信号の発声速度変換を行う発声速度変換部
を備える発声速度変換装置であることを特徴とする。
入力音声信号を、無音区間、無声区間、有声区間のいず
れかに分類する音声分類部と、前記入力音声信号が前記
有声区間の場合、ピッチ周期を抽出するピッチ周期抽出
部と、前記入力音声信号が前記無声区間を示す場合、前
記ピッチ周期を任意の固定長として出力する疑似ピッチ
周期出力部と、前記ピッチ周期を用いて前記入力音声信
号の発声速度変換を行う発声速度変換部を備える発声速
度変換装置であることを特徴とする。
区間、有声区間等に分類し、その分類に応じた発声速度
変換の処理を行う発声速度変換装置において、無声区間
と分類された音声の区間においては、任意の固定長のピ
ッチ周期(以下これを疑似ピッチ周期と称する。)を用
いて発声速度の変換処理を行う。これにより、文献1に
示されるような方法の様に無音区間で求められた極端な
値をとるピッチ周期を用いずに、本発明では安定したピ
ッチ周期を用いることができるため、音質が向上する。
また文献2に示されるような、無声区間の発声速度変換
処理を行わない方法と比べ、本発明では無声区間の発声
速度変換処理を行うことができるので、倍率制御の自由
度が向上し、かつ部分的な発声速度の変化もなくなり音
質が向上する。このように、無声区間で疑似ピッチ周期
を用いて発声速度変換を行うことにより、高音質で倍率
制御の自由度の大きい発声速度変換を行うことができ
る。
形態を図面を用いて説明する。図1は本発明の発声速度
変換装置の実施の形態を示すブロック図である。本実施
の形態の発声速度変換装置は、第1音声分類部101、
ピッチ周期抽出部102、第1疑似ピッチ周期出力部1
03、発声速度変換部104、第1スイッチ105から
構成されている。第1音声分類部101は文献1に示さ
れるように、入力音声信号Xを音声パワーの有無や、P
ARCOR分析や零交差点の分析等に基づいて、無声区
間、その外の区間に分類し、その結果を分類情報Mとし
て出力する。ピッチ周期抽出部102は、分類情報Mが
無声区間以外を示す場合、入力音声信号Xから文献1に
示されるように、自己相関法等を用いてピッチ周期を抽
出し、ピッチ周期LAGとして出力する。第1疑似ピッ
チ周期出力部103は、分類情報Mが無声区間を示す場
合、予め定められた疑似ピッチ周期をピッチ周期LAG
として出力する。発声速度変換部104は、ピッチ周期
LAGと入力音声信号Xが入力され、ピッチ周期LAG
を用いて上述したTDHS処理を行い、時間伸縮された
出力音声信号Yを出力する。第1スイッチ105は、発
声速度変換部104に入力されるピッチ周期LAGを、
分類情報Mが無声区間を示す場合は第1疑似ピッチ周期
出力部103の出力するピッチ周期LAGに、分類情報
Mが無声区間以外を示す場合はピッチ周期抽出部102
の出力するピッチ周期LAGに切り換える。
について説明する。第1音声分類部101は、入力音声
信号Xを無声区間とその外の区間に分類し、分類情報M
を出力する。ピッチ周期抽出部102は、入力音声信号
Xのピッチ周期を抽出しピッチ周期LAGとして出力す
る。第1疑似ピッチ周期出力部103は、通常の音声周
波数帯域より求められる範囲の中から、固定的な疑似ピ
ッチ周期をピッチ周期LAGとして出力する。発声速度
変換部104は、分類情報Mにしたがって第1スイッチ
105で選択されたピッチ周期LAGを用いて、入力音
声信号Xの発声速度変換処理を行い出力音声信号Yを出
力する。
面を用いて説明する。図2は本発明の発声速度変換装置
の実施の形態を示すブロック図である。本実施の形態の
発声速度変換装置は、第2音声分類部201、ピッチ周
期抽出部102、第1疑似ピッチ周期出力部103、発
声速度変換部104、第2スイッチ203、第3スイッ
チ204、無音処理部202から構成されている。第2
音声分類部201は文献1に示されるように、入力音声
信号Xを音声パワーの有無や、PARCOR分析や零交
差点の分析等に基づいて、無声区間、有声区間、無音区
間のいずれかに分類し、その結果を分類情報Mとして出
力する。ピッチ周期抽出部102は、分類情報Mが有声
区間を示す場合、入力音声信号Xから文献1に示される
ように、自己相関法等を用いてピッチ周期LAGを抽出
し出力する。第1疑似ピッチ周期出力部103は、分類
情報Mが無声区間を示す場合、予め定められた疑似ピッ
チ周期をピッチ周期LAGとして出力する。発声速度変
換部104は、ピッチ周期LAGと入力音声信号Xが入
力され、ピッチ周期LAGを用いてTDHS処理を行
い、時間伸縮された出力音声信号Yを出力する。無音処
理部202は、分類情報Mが無音区間を示す場合、入力
音声信号Xを伸張比率にしたがって、波形の繰り返しや
間引きをすることで時間軸伸張し、出力する。第2スイ
ッチ203は、発声速度変換部104に入力されるピッ
チ周期LAGを、分類情報Mが無声区間を示す場合は第
1疑似ピッチ周期出力部103の出力するピッチ周期L
AGに、また、分類情報Mが有声区間を示す場合はピッ
チ周期抽出部102の出力するピッチ周期LAGに切り
換える。第3スイッチ204は、分類情報Mが無声区間
または有声区間を示す場合は発声速度変換部104の出
力を出力音声信号Yとし、また、分類情報Mが無音区間
を示す場合は無音処理部202の出力を出力音声信号Y
として出力する。
について説明する。第2音声分類部201は、入力音声
信号Xを無声区間と有声区間と無音区間のいずれかに分
類し、分類情報Mを出力する。ピッチ周期抽出部102
は、入力音声信号Xのピッチ周期を抽出しピッチ周期L
AGとして出力する。第1疑似ピッチ周期出力部103
は、疑似ピッチ周期をピッチ周期LAGとして出力す
る。発声速度変換部104は、分類情報Mにしたがって
第2スイッチ203で選択されたピッチ周期LAGを用
いて、入力音声信号Xの発声速度変換処理を行い出力す
る。また、無音処理部202は、入力音声信号Xの時間
軸の伸張を行い出力する。分類情報Mにしたがって第3
スイッチ204で選択された、発声速度変換部104の
出力または、無音処理部202の出力が出力音声信号Y
として出力される。
面を用いて説明する。図3は本発明の発声速度変換装置
の実施の形態を示すブロック図である。本実施の形態の
発声速度変換装置は、第1音声分類部101、ピッチ周
期抽出部102、第2疑似ピッチ周期出力部301、発
声速度変換部104、第1スイッチ105から構成され
ている。第1音声分類部101は文献1に示されるよう
に、入力音声信号Xを音声パワーの有無や、PARCO
R分析や零交差点の分析等に基づいて、無声区間、その
外の区間に分類し、その結果を分類情報Mとして出力す
る。ピッチ周期抽出部102は、分類情報Mが無声区間
以外を示す場合、入力音声信号Xから文献1に示される
ように、自己相関法等を用いてピッチ周期を抽出し、ピ
ッチ周期LAGとして出力する。第2疑似ピッチ周期出
力部301は、分類情報Mが無声区間を示す場合、ピッ
チ周期抽出部102の無声区間以外で抽出、出力するピ
ッチ周期LAGから、平均値を疑似ピッチ周期として求
め、これをピッチ周期LAGとして出力する。発声速度
変換部104は、ピッチ周期LAGと入力音声信号Xが
入力され、ピッチ周期LAGを用いてTDHS処理を行
い、時間伸縮された出力音声信号Yを出力する。第1ス
イッチ105は、発声速度変換部104に入力されるピ
ッチ周期LAGを、分類情報Mが無声区間を示す場合は
第2疑似ピッチ周期出力部301の出力するピッチ周期
LAGに、分類情報Mが無声区間以外を示す場合はピッ
チ周期抽出部102の出力するピッチ周期LAGに切り
換える。
について説明する。第1音声分類部101は、入力音声
信号Xを無声区間とその外の区間に分類し、分類情報M
を出力する。ピッチ周期抽出部102は、入力音声信号
Xのピッチ周期を抽出しピッチ周期LAGとして出力す
る。第2疑似ピッチ周期出力部301は、入力されたピ
ッチ周期の平均値をピッチ周期LAGとして出力する。
発声速度変換部104は、分類情報Mにしたがって第1
スイッチ105で選択されたピッチ周期LAGを用い
て、入力音声信号Xの発声速度変換処理を行い出力音声
信号Yを出力する。
たが、入力音声信号Xの無声区間、無音区間、有声区間
の分類法は、「M−LCELP音声符号化」に示される
ような入力音声信号Xのピッチ周期性の強さを用いて行
う方法等の様々な方法も考えられる。また、この区間分
類法は無声区間を更に過渡部等に細分する方法も用いる
ことができる。また、ピッチ周期抽出法も実施の形態に
示された自己相関法の他に、例えば、ケプストラム法等
の様々な方法も用いることができる。また、疑似ピッチ
周期を生成する方法として、ピッチ周期抽出部102で
出力されたピッチ周期LAGを平均化する以外に、ピッ
チ周期の中から代表的なピッチ周期の値を選ぶ、中央値
等の方法を用いることができる。さらに、発声速度変換
の方法はTDHS方式以外にも、文献1に示されるよう
なピッチ周期毎の繰り返しや間引きといった方法も用い
ることができる。
に安定した疑似ピッチを用いるため、高音質の発声速度
の変換を行うことができる。本発明による発声速度変換
を行った音声を聴取することにより、その効果を確認し
た。また、疑似ピッチを用いた無声区間の発声速度変換
を行うことができるので、部分的に発声速度が変化せ
ず、発声速度変換の倍率の自由度が向上する。
のブロック図。
のブロック図。
のブロック図。
Claims (2)
- 【請求項1】 入力音声信号を、無声区間とその外の区
間に分類する音声分類部と、前記入力音声信号が前記無
声区間を示す場合、ピッチ周期を任意の固定長として前
記入力音声信号の発声速度変換を行う発声速度変換部を
備える発声速度変換装置。 - 【請求項2】 入力音声信号を、無音区間、無声区間、
有声区間のいずれかに分類する音声分類部と、前記入力
音声信号が前記有声区間の場合、ピッチ周期を抽出する
ピッチ周期抽出部と、前記入力音声信号が前記無声区間
を示す場合、前記ピッチ周期を任意の固定長として出力
する疑似ピッチ周期出力部と、前記ピッチ周期を用いて
前記入力音声信号の発声速度変換を行う発声速度変換部
を備える発声速度変換装置。
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