JPS62164100A - 声帯特徴抽出装置 - Google Patents

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】 〔概要〕 本発明は、声帯波形の特徴を抽出する声帯特徴抽出装置
において、音声信号の線形予測分析を行って求めたＬＰ
Ｇ係数と当該音声信号とに基づいて求めた残差波形の時
間方向の正規化したヒストグラムを声帯の特徴量として
出力することにより、声帯波の位相情報を出力してより
正確な声帯特徴を抽出し得るようにしている。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、声帯の運動の位相情報を出力する音声特徴抽
出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の音声特徴抽出装置の構成として第６図に示すよう
なものがあった。この装置は、マイクロホン１によって
電気信号に変換した音声信号をＡ／Ｄ変換部２に入力し
てデジタル信号に変換する。

このデジタル信号に変換された音声信号は、ＬＰＣ分析
部（線形予測分析部）３に入力され、ＬＰＣ係数が求め
られる。この求められたＬＰＧ係数およびデジタル変換
された音声信号に基づいて、残差波形演算部４は残差波
形を求める。この求めた残差波形は、スペクトル分析部
２０によってパワースペクトルが計算され、声帯特徴と
して出力されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の音声特徴抽出装置は、既述したように、ＬＰＧ係
数と音声信号とに基づいて残差波形を求め、この求めた
残差波形のパワースペクトルを声帯特徴として出力して
いたため、残差波形（推定声帯波）は異なっているが、
当該残差波形のパワースペクトルが極めて類似してしま
う場合が生じ、両者の声帯波を区別し得ないという問題
点があった。例えば第３図図示声帯波Ａのように立ち上
がりが緩やかで立ち下がりが急なものと、声帯波Ｃのよ
うに立ち上がりが急で立ち下がりが緩やかなものとに対
して夫々求めた残差波形は、第４図図示残差波形Ａおよ
び残差波形Ｃのように極性が異なるものとなる。このた
め両者のパワースペクトルを算出すると、極めて類似し
たものとなり、両者を区別し得ないという問題点があっ
た。

ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明は、前記問題点を解決するために、音声信号の線
形予測分析を行って求めたＬＰＧ係数と音声信号とに基
づいて残差波形を求め、次いでこの残差波形の時間方向
の正規化したヒストグラムを求めて声帯の特＠、量とし
て出力する構成を採用することにより、声帯波の位相情
報を出力してより正確な声帯特徴を抽出するようにして
いる。

第１図に示す本発明の１実施例構成を用いて問題点を解
決するための手段を説明する。

第１図において、マイクロホン１は、話者の音声を電気
信号に変換するものである。

Ａ／Ｄｉ換器２は、マイクロホン１によって電気信号に
変換された音声信号を、デジタルの音声信号に変換する
ものである。

ＬＰＧ分析部（線形予測分析部）３は、デジタルの音声
信号からＬＰＧ係数を演算して求めるものである。

残差波形演算部４は、ＬＰＣ分析分析部上って求めたＬ
ＰＧ係数とデジタルの音声信号とに基づいて残差波形を
演算して求めるものである。

ヒストグラム演算部５は、残差波形演算部４によって求
めた残差波形から時間方向のヒストグラムを演算して求
めるものである。

ヒストグラム正規化部６は、ヒストグラム演算部５によ
って求めた残差波形のヒストグラムを、残差波形の最大
振幅値（波高値）で正規化を行うものである。この正規
化された残差波形のヒストグラムは、声帯特徴信号とし
て出力される。

〔作用〕

第１図を用いて説明した構成を採用し、話者がマイクロ
ホン１に向かって音声を発声すると、マイクロホン１お
よびＡ／Ｄ変換部２によってデジタル信号に変換された
音声信号は、ＬＰＧ分析部３に人力され、ＬＰＧ係数が
算出される。この算出されたＬＰＧ係数とデジタル変換
された音声信号とが、残差波形演算部４に入力され、残
差波形が演算される。この演算された残差波形は、ヒス
トグラム演算部５に人力され、時間方向の残差波形のヒ
ストグラムが算出される。この算出された残差波形のヒ
ストグラムが、ヒストグラム正規化部６に入力され、残
差波形の最大振幅値によって正規化される。この正規化
された残差波形のヒストグラムは、声帯特徴信号として
出力される。

以上説明したように、残差波形の時間方向の正規化され
たヒストグラムを生成する構成を採用することにより、
声帯波の位相情報を持つ声帯特徴信号を出力してより正
確な声帯特徴を抽出することが可能となる。

〔実施例〕

第２図ないし第５図を用いて第１図図示本発明の１実施
例構成および動作を詳細に説明する。

第２図図示声帯波推定のモデルにおいて、声帯７が振動
して発生した声帯波は声道８という一種の共鳴管を通っ
て音声として送出され、マイクロホン１によって電気信
号に変換される。この電気信号に変換され、デジタル信
号に変換された音声信号は、ＬＰＧ分析部３　（および
残差波形演算部４）によって残差波形（推定声帯波）が
生成される。具体的に説明すると、発話者Ａ、Ｂおよび
Ｃの声帯波を例えば第３図図示声帯波Ａ、ＢおよびＣと
すると、夫々の残差波形（推定声帯波）は、第４図図示
残差波形Ａ、ＢおよびＣのようなものになる。この残差
波形Ａ、ＢおよびＣは、声帯波Ａ、ＢおよびＣの高域成
分のみを夫々抽出、即ち微分した態様のものとなる。従
って、声帯波Ａ（Ｃ）が、徐々に（急に）立ち上がり、
急に（徐々に）立ち下がる波形であるため、残差波形Ａ
　（Ｃ）は、負（正）の極性をもつ波形（第４図図示Ａ
（Ｃ））となる。声帯波Ｂは、徐々に立ち上がり、徐々
に立ち下がる波形であるため、残差波形Ｂは、正および
負の極性をもつ緩やかな波形（第４図図示Ｂ）となる。

次いで、本実施例では、残差波形に対して位相情報を抽
出するために、ヒストグラム演算部５およびヒストグラ
ム正規化部６が当該残差波形の時間方向の正規化したヒ
ストグラムを生成する。例えば第５図図中残差波形Ａお
よび残差波形Ｃ（第４図図示残差波形ＡおよびＣ）に対
して夫々図中Ｔａｌおよび（ｂｌを用いて示す時間方向
の正規化したヒストグラムを生成する。この正規化され
た残差波形のヒストグラムＡ（図示（ａ））は、負の方
向にかたよっており、一方、残差波形のヒストグラムＢ
（図示（ｂ））は正の方向にかたよっている。このため
、残差波形のパワースペクトルでは分離した態様で抽出
し得ないものが、当該残差波形のヒストグラムでは、両
者の位相情報を分離した態様で抽出することが可能とな
る。この抽出３〆た位相情報は、声帯特徴信号として出
力される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、音声信号の線形
予測分析を行って求めたＬＰＧ係数と音声信号とに基づ
いて残差波形を求め、次いでこの残差波形の時間方向の
正規化したヒストグラムを求めて声帯の特徴量として出
力する構成を採用しているため、声帯波の位相情報を抽
出した態様で出力した声帯特徴信号を用いて、より正確
な声帯特徴を抽出することができる。このため、当該抽
出した声帯特徴信号を用いた精度の高い話者同定装置や
話者識別装置を提供することができろ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例構成図、第２ＦＩ２１は声帯
波推定モデル、第３図は声帯波例、第４図は残差波形例
、第５図は残差波形のヒストグラム例、第６図は従来の
装置の構成を示す。 図中、１はマイクロホン、２はＡ／Ｄ変換部、３はＬＰ
Ｇ分析部、４は残差波形演算部、５はヒストグラム演算
部、６はヒストグラム正規化部を表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 声帯波形の特徴を抽出する声帯特徴抽出装置において、 音声波を電気信号に変換するマイクロホン（１）と、こ
   のマイクロホン（１）によって電気信号に変換された音
   声信号をデジタルの音声信号に変換するＡ／Ｄ変換部（
   ２）と、 このＡ／Ｄ変換部（２）によって変換された音声信号の
   線形予測分析を行ってＬＰＣ係数を求める線形予測分析
   部（３）と、 この線形予測分析部（３）によって求められたＬＰＣ係
   数とデジタルの音声信号とに基づいて残差波形を求める
   残差波形演算部（４）と、 この残差波形演算部（４）によって求められた残差波形
   の時間方向のヒストグラムを求めるヒストグラム演算部
   （５）と、 このヒストグラム演算部（５）によって求められたヒス
   トグラムの正規化を行うヒストグラム正規化部（６）と
   を備え、 この正規化されたヒストグラムを声帯の特徴量として出
   力するよう構成したことを特徴とする声帯特徴抽出装置
   。