JPS6129000B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は音声の一つの特徴である鼻音性を検出
する装置に関するものである。

一般に鼻音性の検出は音声の認識や発声発語の
訓練に重要な意義をもつものであるが、これまで
検出精度がよく、不快感を与えない簡便な方法は
知られていない。

鼻音性を検出する従来の一方法は発声された音
声をマイクロホンでピツクアツプし、その音声波
形を種々の方法で分析し、その分析結果の特徴、
たとえば周波数スペクトルによつて鼻音性を検出
していた。しかし音声波形の分析からは現在十分
な精度で鼻音性を検出することは困難である。

また鼻音性を検出する従来の他の方法は鼻音が
発声された場合に鼻翼が振動することを利用する
ものであり、具体的には鼻翼の一部に振動ピツク
アツプを装着して、鼻翼の振動を検出する方法で
ある。この方法では比較的精度よく鼻音性を検出
することが可能であるが、生体の一部に装置（振
動ピツクアツプ）を接触、固定する必要があるた
め種々の不都合を生じている。すなわち、生体へ
の振動ピツクアツプの固定を簡単に行なうことが
困難であり、また接着その他の方法で無理に固定
を行なえば、生体への侵襲又は不快感が大となる
などである。

本発明は生体に不快感を与えず、かつ精度よく
鼻音性を検出することを目的とする。本発明によ
る鼻音性の検出装置は具体的には発声時に鼻孔か
ら流出する呼気を測定するように湿度センサを発
声者の鼻孔近傍に配置し、湿度のレベルにより鼻
音性を検出するものである。

音声の発声時において、ｉ、ｅ、ｋ、ｔ、ｂな
どの非鼻音の発声時には呼気はすべて口から流出
し、鼻からの流出は殆んどない。一方、ｍ、ｎな
ど鼻音の発声時には呼気が鼻孔から流出する。従
つて、鼻孔よりの呼気の流出を検出すれば、鼻音
性を検出することができる。

呼気の流出の検出法としては、気体の流速計な
どが考えられる。しかし、鼻音発声時における呼
気の流速は微小であるため、鼻孔付近における空
気の自然の雑音的移動と正確に区別して検出する
ことは困難である。これに反し、呼気の湿度は
100％に近く、平均50％程度の大気中の湿度に比
し、遥かに高い性質を有する。従つて、鼻孔の直
下に湿度センサを設け、この部分の湿度レベルを
測定すれば、鼻音発声時には大気中より遥かに湿
度の高い呼気が流出され、湿度レベルの急上昇が
観測されるため鼻音性が確実、高精度に検出され
る。しかも小型のセンサを生体から離して、非接
触の状態に設置することができるため、生体への
侵襲はなく、不快感も大幅に軽減される。

以下、本発明の実施例を図面とともに説明す
る。第１図は鼻音性の有無を検出するための鼻音
性検出装置であり、１は湿度センサ、２は閾値回
路である。ここで使用する湿度センサとしては湿
度に対する応答速度が早く、感度の高いものが必
要である。このような湿度センサはたとえば多孔
質による水蒸気の物理吸着原理を用いる厚みの薄
いセンサを用いればよい。

このような原理の湿度センサの特性については
たとえば「セラミツク湿度センサ“ヒユミセラ
ム”」、ナシヨナル テクニカル レポート
（National Technical Report）Vol.24、No.3、
P422−434、June、1978に記載されている。

ここでは寸法４×５×0.25（厚）mmのセンサを
用いて湿度変化94％→50％に対する応答として３
秒前記（最終値の1/2に達する時間）が示されて
いる。

また、この湿度変化に相当する抵抗変化はほぼ
10倍であることが示されている。。

さらに、この湿度センサの応答時間は、水蒸気
がバルクの内吸着され平衡に達する時間であり、
応答時間はバルクの厚みを薄くすることによつて
早められることは明らかである。

また、高い感度と応答速度をもつた湿度センサ
を、鼻音と非鼻音発声時における鼻孔よりの呼気
の湿度差が最も大きな位置に置くことが好まし
い。そのため、湿度センサは第５図の黒丸Ａで示
した位置、すなわち鼻孔Ｂの直下、鼻孔Ｂにでき
るだけ近い位置に設置される。このような条件で
は湿度センサは鼻音発声時にほぼ呼気の湿度すな
わち100％近くの湿度を検出し、非鼻音発声時に
はほぼ内の湿度平均的には50％前後の湿度を検出
する。すなわち、鼻音発声時と非鼻音発声時の湿
度差は40％前後と極めて大きな値になる。

発声時における湿度センサの出力としては、一
般に非鼻音発声時におけるわずかな湿度増加の場
合と、鼻音発声時における著しい湿度の増加の場
合とがある。一例として「Kome」と発声した場
合の湿度センサの出力波形を第２図ａに示す。閾
値回路２は第２図ａのような湿度センサ出力波形
から鼻音ｍに相当する区間を指示するための回路
であり、非鼻音の最大振幅Ａより十分大きく、鼻
音の最小振幅Ｎより十分小さい閾値Ｔ、以上の入
力期間Ｉ、において信号を発生するよう構成され
る。第２図ａを入力としたときの閾値回路２の出
力をｂに示す。

この様な閾値回路は通常のシユミツト・トリガ
ー回路等で実現できる。

第１図の実施例によれば、非鼻音時における湿
度センサ出力の増加と、鼻音時における出力の増
加とを正確に区別し、鼻音発声時にのみ信号をう
ることができ、音声認識上、または発声発語訓練
上有効である。

次に、第３図に本発明による他の実施例を示
す。

第３図において、３は発声レベル検出器、４は
除算回路である。発声レベル検出器３は発声の大
きさを測定する装置で、たとえばマイクロホン増
幅器、エンベロープ測定回路等で構成され、発声
の大きさに相当する信号を出力する。除算回路４
は湿度センサ１の出力を発声レベル検出器の出力
で割算した出力を生じる。

このように構成された実施例とくに正規化され
た鼻音性出力をうるのに有用である。すなわち、
一般に湿度センサの出力は発声のレベルが大きい
程大となるからである。

第４図はさらに他の実施例を示す。この実施例
は呼吸期間を含んだ音声中の鼻音性を検出するの
に有用である。ここで発声有無検出器５は発声の
有無を検出する装置であり、たとえばマイクロホ
ン、増幅器、エンベロープ測定回路、シユミツ
ト・トリガー回路などで構成され、発声の有・無
に従つて１または０のゲート信号を出力する。ゲ
ート回路６は湿度センサ１の出力を発声有無検出
器５のゲート信号に従つて通過させる。すなわち
発声があるときにのみゲート回路６が開かれ、湿
度センサの出力がゲート回路を通過する。

一般に湿度センサ１は鼻音時の呼気の流出のみ
ならず、呼吸時における鼻孔からの呼気の流出を
も検出するから、呼吸期間を含んだ音声中の鼻音
性を検出するためには呼吸にもとづく呼気と鼻音
にもとづく呼気を区別し、鼻音時にのみ力を生ず
る装置とすることが必要である。第４図の実施例
によれば、この目的を満足することができる。

以上の実施例より明らかなように本発明によれ
ば音声中の鼻音性を確実に精度よく、しかも生体
に不快感を与えずに検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による鼻音性検出装
置のブロツク図、第２図はその要部の信号波形
図、第３図及び第４図はそれぞれ他の実施例のブ
ロツク図、第５図は本発明の一実施例における鼻
音性検出装置の使用法を説明するための断面図で
ある。 １……湿度センサ、２……閾値回路、３……発
声レベル検出器、４……除算回路、５……発声有
無検出器、６……ゲート回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発声時に鼻孔から流出する呼気中の湿度を測
   定する湿度センサを発声者の鼻孔近傍に配置し、
   湿度のレベルを判別して鼻音性を検出する判別手
   段を設けた鼻音性の検出装置。 ２ 判別手段として閾値回路を用いることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の鼻音性の検出
   装置。 ３ 発声時に鼻孔から流出する呼気中の湿度を測
   定する湿度センサと、発声のレベルを測定する発
   声レベル検出器と、前記湿度センサ出力を前記発
   声レベル検出器出力で除算する除算回路とを備
   え、正規化された鼻音性信号を得ることを特徴と
   する鼻音性の検出装置。 ４ 発声時に鼻孔から流出する呼気中の湿度を測
   定する湿度センサと、発声の有無を測定する発声
   有無検出器と、この発声有無検出器の出力により
   発声時のみ前記湿度センサの出力を通過させるゲ
   ート回路とを備えたことを特徴とする鼻音性の検
   出装置。