JPS58181096A - 音声分析合成方式 - Google Patents

音声分析合成方式

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JPS58181096A
JPS58181096A JP57063831A JP6383182A JPS58181096A JP S58181096 A JPS58181096 A JP S58181096A JP 57063831 A JP57063831 A JP 57063831A JP 6383182 A JP6383182 A JP 6383182A JP S58181096 A JPS58181096 A JP S58181096A
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JP
Japan
Prior art keywords
coefficient
synthesis method
analysis
speech
spectral pair
Prior art date
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Pending
Application number
JP57063831A
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English (en)
Inventor
孝一 飯田
今澤 光二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

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】 この発明は、スペクトル符号化による音声分析合成方式
に関し、王としてL8F(*スペクトル対)、PARO
OR(1#Ii目己相@係数)方式の音yesゲ析酋成
万式を対象とする。
従来より、%N昭52−b48L)8号公*rcx9提
案されているように、PAROOR方式の音声分析装置
では、音声ホルマントのノ(ンド暢が過小に推定さnる
ことによる音質の劣化を防止するために、ガウス関数、
・・ユング窓、/・キング廖。
S工NO関数又は8工No”関数を用いて、自己相関関
数に重みづけをしている。
上記方法では、糧々の原音声に対してとの盲みつけが有
効であるか一定しないため、そnぞれの菖みづけに対し
て徐元さnた合成音声の絆価をしなければならないので
、極めて煩し込ものとなってしまう。また、上記恵みっ
けのための重みgk数會形成するとともに、それを保持
するROM(リード−オンリー・メモリ)が必11にな
るなど、分析装置がIIIIllになる。
さらに、上記自己相関関数から数字的に1自己相関係数
(以下、PAR(30R係数又はに係数という)1!:
抽出した後には、このに係数は公知のLうに戸道共蚤シ
ステムの1つのパラメータではメるが一波数臀性等の合
成音声の待つ物jIl量とは1誉的に帖びつかないので
、嵐みづけのIIMait−tえることができない。し
たかって、上記自己相関関数(α係数)で車みづけが行
なわれるため、これに基づいて数字的に求められるに係
数の全体に電みつけによる平滑化が行なわれてしまうの
で、全体的に復元きn、九合成音声の音質を劣化させる
という欠点もめる。
本−発明者に、耐スペクトル対保数(以下、L8P係数
又にα係数という)が周波数領域のノ(ラメータであり
、合成音声の持つ物理量とより直観的な見通しかきくこ
とに着目し、上記音声ホルマントのバンドwl!s小推
定による音質劣化i、L8P優数の平滑化処理により減
少させることt−考えた。
この発明の1的は、簡単な処理にニジ、復元合成音声の
flj&向上を図った音声分析合成方式を提供すること
におる。
この発明の他の目的に、以下の説明及び図面から明らか
Kなるであろう。
以下、この@明を実JilNとともに詳細に説明する。
JIEI図には、この発明をLaP方式に適用した場合
の一実施例の音声分析合成系のブロック図が示され【い
る。
原音声は、記号1で示されているム/D変換処理により
、ディジタル信号(X(n))に変換される。
このム/D変換処1!IJC19纏本化されたディジタ
ル信号(X(嚇)は、記号2で示されている塵処理等に
おりて、データ窓処理と、−形予一係数aの計算処理が
行なわれる。このa9に数の計算に、例えば自己相関法
(LIvinaon番アルゴリズム)を用いて行なわれ
る。これらのデータ処理2は、lIa仰であるのでその
詳細な説明を省略する。
上配針算されたα係数は、記号゛3で示されtパラメー
タ変換処理によp1数字的にa!係数からω係数に変換
される。このパラメータ変mは、例えはN@wton 
にュートン)の反復法によシ、P′(z ’)=o t
Q’ <z  ! )=00零点(zI 。
Z1+・・・・・・、2.)音束めその1角として参係
数の各パラメータを針具するものでるる。ここで(1−
Z−’) A  (Z ’ ) = を十m、z ” +a@ Z
 ”+・−・・十、 z  P  でるる。
上1罰算さnたω係数は、記号5で示されたメモリ&C
↓つて一担フアイルされる。このメモリ5にi3に狩延
nた―貸数に、順次読出湯nて、記号6で示さnた平滑
感mによって、仄のように平滑化さnる。
s2図には、上配平信化処堀が図式的に示されている。
同図でに、脣に制限されないが、サンプリング周波数が
g K HZ 1分析次数PかlQ、ノsミング窓が2
00サンプルの場合であって、女声1nlt例にし72
:L8P係数ω1ないしω1・が上鉤の横軸に示されて
いる。
一般に、−道フィルタのLaP表境は、合成音声の電カ
スベクトルkp髄の離散的な*[数(−1)   の起
重で表現したものであるから、L=1 同図のパラメータωI=#l@においてに、ω自 と#
口のように近接している周波数−(約300Hg付近)
で声道フィルタ(Z  ’)の8得が大きくなり、強い
共徴が起こることを示している。すなわち、これらの係
数ω1〜altotスペクトル包絡で示すと、43図の
骨性Itのようにノ(ンド暢が過tj1fC推定され7
tf声ホルマントが上記周波数約300Hg付近で形成
さnる結果、音質劣化の原因となっている。
そこで、累2図において、下ll1111横軸に示す1
うに、上記サンプリング鵬波数の172の4CH。
−タ(ホワイトノイズのスペクトルと等[1)’に平滑
化基準データとして用込る。丁なわち、上記音声1nl
の各パラメータと、これに対応する基準パラメータとを
それぞflli#で結び、上記内構軸間における平行な
点−との交点におりて、平滑化した各パラメータを京め
る。なお、同図にお込て、輪@は平滑化の樹度t−10
0分率で示すものであり、下狽、横軸上がOXとさn1
上−横軸上が100丸とされている。上配点−との交点
における各パラメータの分布は、平滑化のむ度が小さく
なる程、百い侯えれはホワイトノイズ廁に近つく程、均
等な分布に広がることt示している。
したがって、上記近接したパラメータωll”1のr&
!1114が大きくなっており、直観的にバンド幅の過
小推定が平滑化さnることがfIA解できよう。
上記図式的に示された平滑化処理は、次のような計算に
よって央机できることは容易にJIMされる′ところで
ある。
丁なわち、1m>J図から明らかな工うに1各パラメー
ター1とこれに対応する基準パラメータ(Vンの差を求
めて、十nを1/n(91えば、90%ではt710.
80%では175.50%では172)してもとのパラ
メータω1に加えて、平滑化され几パラメータω1′を
求めるものである。
上記平滑化(vOX、80%、505%)さnた各パラ
メータをスペクトル包紬で示すと、aiI3図の籍性l
烏ないし14のようになる。
なお、実際には各特性18ないし1.が互いに璽なシ合
って見にくくなるので、同図では各特性11なrl、/
4t−そnぞれ20dBづつずらして示している。
このようにして平滑化さnたパラメータlはメモリ7a
にファイルされる。
ヤして、LBH’方式のf戸合成装筐8によって酋成音
會杉成するときには、これらのパラメータω′が他のピ
ッチ情報等とともに、内置しているROM K11l)
込まれ、このROMからの音声データから、復元した合
kJx、it声を形成して、スピーカ9t−通して発音
させる。このようなLBP方式の音声合成4i!*su
、例えば、「日経エレクトロニクス」@1981年2月
2日号のpp144〜158において公矧であるので、
その詳細な説明1kqIi略する。
この実施例でば、L8F係数會求めた後に平滑化の処理
を行ない、しかも上述のように極めて単純な操作で実現
できる。したがって、復元された合成音声の評価から、
その平滑化の柳度を変えることも極めて簡単に実現でき
る。
さらに、扱うパラメータが上述のように直観的に′lL
通しのきくものであるので、平滑化処理時での合成音声
の子側が′4易なものとなる。
また、5143図に示す工うに、平滑化のm屓を一律に
しても、バンド−が過小なものにつ込て、七の修止かな
されるので、他のホルマントへの悪影響か少なく、高品
質のfr戚f声が得られる。
なお、本s!発明者勢における上記平滑化処理のtF価
帖釆でに、平滑化の機成は80〜95%機胤に6足する
ことか、音質同上を図る上で好筐しbということが赫め
らn7IC−0 第4図には、上記平滑処理の他の一実施例が図式的に示
されている。
この実施ガでは、A軸上Kpja記同様なノくラメータ
#Sないしω■が示されている。このム軸上におけるパ
ラメーター蟲ないし−1において、過小とされる胸波数
(911えば、40Hg)以下のものt兇す出丁。これ
は、単純に、# l  # L□く40 Hg1の条゛
件式から求めるものである。
この実施例では、ω畠、―−のみがこれKit]当する
ので、パラメーター8に対してΔ−t−m算し、他のパ
ラメータωlないし#、、には、それぞれ△ωを加えて
Bllに示すようなスペクトル分布におきかえる。この
ままでは、B軸の右−のjii1波数が、41HM+Δ
ω となって、サンプリング鳩波数との関係がくずれて
しまう。そこで、このBs上の止しく保つように比例的
に戻丁ものである。
0くωt < #m <・”−<”p+1 = ” B
/ 2ここで、−6aサンプリング鵬波数である。この
工うな操作によって修正さt″L、7t(最終的に平滑
化され′f′t)スペクトル分布がC@上に示さnてb
るっ この実m例では、ホルマントのバンド輪が過小に推定さ
nたパラメータのみ、遺沢的に任意のバンド暢に修正す
るとbう平滑化が行なわれるため、急峻なホルマントの
みを平滑化を行なうことができる。一方、他のホルマン
トに対しては、上記平滑化な処理ではそのバンド−、ホ
ルマントの位置等にはとんと影響を与えなりので、より
いっそうA品員の合成音声を形成下ることができる。
tた、第5図には、PAROOR方式の音声合成鉄11
8’を用いて合成音声を形成する場合の要部一実施例の
ブロック図が示さnている。
PAROOR方式の音声合成1it8’會用する場&に
は、次のデー、タ、変換処j!11t−加えればよ−。
丁なわち、メモリ7aKフアイル嘔れている平滑処理さ
n7jL8F係数ω′を、記号10で示さnたパラメー
タ震俟処珈に工って、PAROOR保叙に′に変換して
メモリ7b4Cフアイルする。
一般に一形予測係数a 、 PA ROORQ@に及び
L8P係数ωは、いずれも声道共&特性を表子パラメー
タ(物理的意味はそれぞれ異なる)で69、仁れらは数
字的には等価なパラメータであるので、相互に紡導可能
である。したがって、msに、又はω係数を一簾a保数
に変換した後、k係数に変換するものとしてもより0こ
のような変換によって形成されたに′係数は、′上記ホ
ルマントのバンド幅t−過小推定か平滑化石れていると
いう物理的意味を持つものとなり、前記L8P方式の場
合と同様に、PAROOR方式の音声合成でも、その音
質の同上をもたら丁ものとなる。
さらに、上記係数の相互#尋か可能であることより、丁
でに求めらnたPAROORQ数會肩する場合には、−
[L8P係数に変換して、上記同様な平滑処理1?Tな
って、PムROOR方式で会声itt杉成する場合には
、再びPAROOR%叙にもどせはよい。
このように、L8P保数により平清化処jJ1に行なう
場合には、七の処理が尚早でおるはかりでなく、特徴パ
ラメータとして、相互に誘導可能な)くラメータを持つ
種々の音声分析合成方式に適用できるという利点を有す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施fllt−示す音声分析合
成系のブロック図、 第2図は、その平滑化処理を図式的九表したノくラメー
タ分布図、 第3図は、七のスペクトル包略図、 第4図は、他の一実施例を示す平滑化処理を図式的に表
したパラメータ分布図、 第5図は、この発嬰の他の一実施例を示す音声分析合成
系の!Psブロック図である。 1・・・A/D変換処理、2・・・窓処理等、3・・・
ノくラメータ変換処理、4・・・ピッチ等、5・・・メ
モリ、6・・・平滑処理、7a 、 71)・・・メモ
IL8.8’・・・音声合成装置、9・・・スピーカ、
10・・・パラメータに換処珈。 代理人 弁理士 薄 出 利 ◆°l′、・  /−) 第  1  図 第  2 図 周Ettむ j   (KHz) 第  3 図 In rtυJ   (rHt)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、  m音声又は丁でに求められてbる相互Kf侯口
    」舵な他の特徴パラメータから1スペクトル対保数を形
    成する分析処理と、この分析処理によって形成さi″L
    7t−スペクトル対係数を対応する等分割により求めら
    rした平坦な−スペクトル対係数との差を求めて、その
    差のl / Hの補正−を上記分析処fMKよって形成
    され7t#スペクトル係数Kmえる平滑処理を含むこと
    t時淑とする音声分析合成方式。 2、上&jl/nu、115ないり、 1/20411
    1IC選ばれるものであること金q#像とする特許請求
    の範囲第1填記載の音声分析合成方式。 3、上記平滑処理によって求めらnた巌スペクトル対9
    ka!xは、−自己相関係数に変換処理さnるものであ
    ることに%黴とする特許n求の範囲第1又は#42JJ
    1配鎮の音声分析合成方式。 4、原音声又は丁てに求められている相互に貧侠i■舵
    な他の%黴パラメータから−スペクトル対係at形成す
    る分析処理と、この分析処理によって形成され7t−ス
    ペクトル対係数のうち、IIJlする―スペクトル対係
    数がある周波数幅より小さいmmを選択的に広け7を後
    、巌スペクトル対係数が一足のamを正しく保つように
    比例的に戻丁平滑化処理と1r苫むこと1t%黴とする
    音声分析合成方式。 5、 上記ある鞠波数暢σ、40Hz−腹でるることt
    %黴とする特許請求の範囲第4墳記載の音声分析合成方
    式。 6、上記平滑化処理に工って求めらnた鹸スペクトル対
    9に数に偏自己相関係数に変換処理さnるものでるるこ
    と1t%黴とする特許請求の範囲第4又は第5積配畝の
    音声分析合成方式。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015162979A1 (ja) * 2014-04-24 2015-10-29 日本電信電話株式会社 周波数領域パラメータ列生成方法、符号化方法、復号方法、周波数領域パラメータ列生成装置、符号化装置、復号装置、プログラム及び記録媒体
JP2018165824A (ja) * 2018-06-06 2018-10-25 株式会社Nttドコモ 音声信号処理方法及び音声信号処理装置

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