JPS63195700A - ホルマント抽出装置 - Google Patents
ホルマント抽出装置Info
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- JPS63195700A JPS63195700A JP62028837A JP2883787A JPS63195700A JP S63195700 A JPS63195700 A JP S63195700A JP 62028837 A JP62028837 A JP 62028837A JP 2883787 A JP2883787 A JP 2883787A JP S63195700 A JPS63195700 A JP S63195700A
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- JP
- Japan
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- vowel
- linear prediction
- formant
- initial value
- input
- Prior art date
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- Granted
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 230000001755 vocal effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005311 autocorrelation function Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Medicines Containing Plant Substances (AREA)
- Saccharide Compounds (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は音声の分析、認識に用いることのできるホルマ
ント抽出装置に関するものである。
ント抽出装置に関するものである。
従来の技術
ホルマントとは声道の伝達関数の極によって、音声波の
周波数スペクトル上に生ずる共振の山であり、音韻性を
形作る重要な因子である。周波数の低いほうから順に第
１、第２・・・・・・ホルマントと呼ばれる。
周波数スペクトル上に生ずる共振の山であり、音韻性を
形作る重要な因子である。周波数の低いほうから順に第
１、第２・・・・・・ホルマントと呼ばれる。
従来、このホルマント抽出には、ソナダラムからの読み
取り、フィルタバンクを用いる方法、合成による分析法
等、様々な方法が用いられて来ているが、中でも代表的
なのが線形予測分析を用いた方法である。この方法は声
道の伝達関数を全極型のモデルによって近似するもので
、この極周波数がホルマント周波数に相当する。
取り、フィルタバンクを用いる方法、合成による分析法
等、様々な方法が用いられて来ているが、中でも代表的
なのが線形予測分析を用いた方法である。この方法は声
道の伝達関数を全極型のモデルによって近似するもので
、この極周波数がホルマント周波数に相当する。
以下図面を参照しながら、上述した従来のホルマント抽
出装置の一例について説明する。第２図は従来のホルマ
ント抽出装置の要部ブロック図である。同図において２
１は線形予測分析部、２２は求根部、２３は次数低減部
、２４は相選択部である。
出装置の一例について説明する。第２図は従来のホルマ
ント抽出装置の要部ブロック図である。同図において２
１は線形予測分析部、２２は求根部、２３は次数低減部
、２４は相選択部である。
以上のように構成された従来のホルマント抽出装置につ
いて、その動作を以下に説明する。
いて、その動作を以下に説明する。
第３図は線形予測分析部２１における処理フロー図であ
る。ここで音声のサンプリング周波数を１０ＫＨｚ、フ
レーム長を２０ｍ５とし、１フレームの母音波形データ
をｙ（１）、ｉ＝１〜２００で表わす。
る。ここで音声のサンプリング周波数を１０ＫＨｚ、フ
レーム長を２０ｍ５とし、１フレームの母音波形データ
をｙ（１）、ｉ＝１〜２００で表わす。
プリエンファシスには次式で示される一次差分を用いる
。
。
ｙ’（ｉ）＝ｙ（ｉ＋１） ｙ（１） ・
・・・・・（１）次にフレーム切出しによる周波数歪の
影響を軽減するために次式で示されるハミング窓をかけ
る。
・・・・・（１）次にフレーム切出しによる周波数歪の
影響を軽減するために次式で示されるハミング窓をかけ
る。
ｙ“（ｉ） ＝ ｈ （１）・）ｊ ’ （１１・・・
・・・（２）ｈ（１）＝０．５４−０．４６ ・ｃｏｓ
（２πｉ ／２００）−−（３）次に次式で示される短
区間自己相関関数Ｒ＋を算出する。
・・・（２）ｈ（１）＝０．５４−０．４６ ・ｃｏｓ
（２πｉ ／２００）−−（３）次に次式で示される短
区間自己相関関数Ｒ＋を算出する。
・・・・・・（４）
Ｐ次の線形予測係数α（（ｉ＝１〜Ｐ）は次の・・・・
・・（５） 実際には、Ｄｕｒｂｉｎ法等の再帰的解法によって効率
的に解くことができる。
・・（５） 実際には、Ｄｕｒｂｉｎ法等の再帰的解法によって効率
的に解くことができる。
この線形予測係数により声道の伝達関数は次式のように
表わされる。
表わされる。
程弐の根を求めることにより、声道伝達関数の極を求め
ることができる。
ることができる。
求根部２２においては、実係数のＰ次代数方程式の係数
であるところの線形予測係数が入力されると、ある固定
値を初期値としてニュートン法等の反復解法によって、
１つの根ｚ、を求めることができる。
であるところの線形予測係数が入力されると、ある固定
値を初期値としてニュートン法等の反復解法によって、
１つの根ｚ、を求めることができる。
次数低減部２３においては、上記Ｐ次代数方程式の係数
および根ｚ１を入力とし、Ｐ次代数方程式から根ｚ０を
除いたＰ−１次の代数方程式の係数を算出する。
および根ｚ１を入力とし、Ｐ次代数方程式から根ｚ０を
除いたＰ−１次の代数方程式の係数を算出する。
このＰ−１次の代数方程式の係数は再び求根部２２に入
力され、別の根ｚ２が算出される。この過程を繰り返す
ことにより、すべての根２ｉ、ｉｍｌ −Ｐが順次求ま
る。
力され、別の根ｚ２が算出される。この過程を繰り返す
ことにより、すべての根２ｉ、ｉｍｌ −Ｐが順次求ま
る。
根選択部２４において、周波数、帯域幅を考慮してＰ個
の根の中から求めるホルマント（例えば第１、第２の２
つのホルマント）に対応する根を選び出す。
の根の中から求めるホルマント（例えば第１、第２の２
つのホルマント）に対応する根を選び出す。
発明が解決しようとする問題点
上記のような構成のホルマント抽出装置においては求ま
る根の順序に一定の規則がなく、少数のホルマント周波
数を求めるためにもまずすべての根を求めておく必要が
あるうえに、初期値が常に固定されているので収束に時
間がかかる。また後に求まる根はど次数低減に伴う演算
誤差が累積され精度が悪くなるという欠点を有する。
る根の順序に一定の規則がなく、少数のホルマント周波
数を求めるためにもまずすべての根を求めておく必要が
あるうえに、初期値が常に固定されているので収束に時
間がかかる。また後に求まる根はど次数低減に伴う演算
誤差が累積され精度が悪くなるという欠点を有する。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、求めるホル
マントに対応する根のみを少ない収束回数で求めること
のできるホルマント抽出装置を提供することを目的とし
ている。
マントに対応する根のみを少ない収束回数で求めること
のできるホルマント抽出装置を提供することを目的とし
ている。
問題点を解決するための手段
母音のホルマント周波数は第１ホルマント周波数が２０
０〜１２００１１ｚ、第２ホルマント周波数が８００〜
３０００１１ｚ程度と広く分布するが、男女別、母音毎
に見るとその分布はかなり狭くなる。第４図に日本語５
母音の第１、第２ホルマント周波数分布を実測した例を
示す。そこで本発明は上記問題点を解決するために線形
予測係数と入力母音の性別によって入力母音がいかなる
母音であるかを判別する母音判別部と、母音判別結果お
よび入力母音の性別に応じて初期値を定める初期値設定
部とを備えたものである。
０〜１２００１１ｚ、第２ホルマント周波数が８００〜
３０００１１ｚ程度と広く分布するが、男女別、母音毎
に見るとその分布はかなり狭くなる。第４図に日本語５
母音の第１、第２ホルマント周波数分布を実測した例を
示す。そこで本発明は上記問題点を解決するために線形
予測係数と入力母音の性別によって入力母音がいかなる
母音であるかを判別する母音判別部と、母音判別結果お
よび入力母音の性別に応じて初期値を定める初期値設定
部とを備えたものである。
作用
本発明は上記した構成により、求めるホルマントに対応
する根に数値的に近い初期値を設定することができるの
で、複数の根の中から選択的に求めるホルマントに対応
する根に少ない収束回数で収束させることができる。
する根に数値的に近い初期値を設定することができるの
で、複数の根の中から選択的に求めるホルマントに対応
する根に少ない収束回数で収束させることができる。
従って従来のホルマント抽出装置において順次次数を下
げながらすべての根を求めた上で、求めるホルマントに
対応する根を選択するのにくらべて、大幅に演算時間を
減らすことができる。
げながらすべての根を求めた上で、求めるホルマントに
対応する根を選択するのにくらべて、大幅に演算時間を
減らすことができる。
実施例
以下本発明の一実施例のホルマント抽出装置について図
面を見ながら説明する。
面を見ながら説明する。
第１図は本発明のホルマント抽出装置の一実施例を示す
要部ブロック図である。第１図において、１１は線形予
測分析部、１２は母音判別部、１３は初期値設定部、１
４は求根部である。
要部ブロック図である。第１図において、１１は線形予
測分析部、１２は母音判別部、１３は初期値設定部、１
４は求根部である。
以上のように構成されたホルマント抽出装置について、
以下その動作を説明する。
以下その動作を説明する。
線形予測分析部１１における処理は、第２図の従来例に
おける線形予測分析部２１における処理フロー図（第３
図）と同一のものである。
おける線形予測分析部２１における処理フロー図（第３
図）と同一のものである。
母音判別部１２においてはあらかじめ男女別に多数話者
の母音波形データから算出された線形予測係数を変量と
する判別分析を行なって得られる母音判別係数を記憶し
ておく。入力母音の性別と同じ性別の母音判別係数を用
いて、入力母音波形データから算出された線形予測係数
に対して第５図に示す判別水に従って順次母音判別を進
めることにより、入力母音がいかなる母音であるかを判
別する。
の母音波形データから算出された線形予測係数を変量と
する判別分析を行なって得られる母音判別係数を記憶し
ておく。入力母音の性別と同じ性別の母音判別係数を用
いて、入力母音波形データから算出された線形予測係数
に対して第５図に示す判別水に従って順次母音判別を進
めることにより、入力母音がいかなる母音であるかを判
別する。
初期値設定部１３においては男女別、母音毎にホルマン
ト周波数分布の平均値に対応する初期値を記憶しておい
て、母音判別結果および入力母音の性別に合致する初期
値を選び出す。
ト周波数分布の平均値に対応する初期値を記憶しておい
て、母音判別結果および入力母音の性別に合致する初期
値を選び出す。
求根部１４においては初期値設定部１３の出力を初期値
としてニュートン法等の反復解法によって根を求める。
としてニュートン法等の反復解法によって根を求める。
発明の効果
以上のように本発明は母音判別部と初期値設定部とを設
けることにより、複数の根の中から選択的に求めるホル
マントに対応する根に少ない収束回数で収束させること
ができ、従来のホルマント抽出装置にくらべて、大幅に
演算量を減らすことができる。また次数低減に伴う演算
誤差をなくすことができる。
けることにより、複数の根の中から選択的に求めるホル
マントに対応する根に少ない収束回数で収束させること
ができ、従来のホルマント抽出装置にくらべて、大幅に
演算量を減らすことができる。また次数低減に伴う演算
誤差をなくすことができる。
第１図は本発明の一実施例におけるホルマント抽出装置
の要部ブロック図、第２図は従来のホルマント抽出装置
の要部ブロック図、第３図は線形予測分析部における処
理フロー図、第４図は日本語５母音の第１、第２ホルマ
ント周波数分布図、第５図は母音判別本図である。 １１・・・・・・線形予測分析部、１２・・・・・・母
音判別部、１３・・・・・・初期値設定部、１４・・・
・・・求根部、２１・・・・・・線形予測分析部、２２
・・・・・・求根部、２３・・・・・・次数低減部、２
４・・・・・・組選択部。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名≦
” 第３図 第１ホルマント刈浪数（Ｈｚ） 第５図
の要部ブロック図、第２図は従来のホルマント抽出装置
の要部ブロック図、第３図は線形予測分析部における処
理フロー図、第４図は日本語５母音の第１、第２ホルマ
ント周波数分布図、第５図は母音判別本図である。 １１・・・・・・線形予測分析部、１２・・・・・・母
音判別部、１３・・・・・・初期値設定部、１４・・・
・・・求根部、２１・・・・・・線形予測分析部、２２
・・・・・・求根部、２３・・・・・・次数低減部、２
４・・・・・・組選択部。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名≦
” 第３図 第１ホルマント刈浪数（Ｈｚ） 第５図
Claims (1)
- 入力母音波形データを線形予測分析して線形予測係数を
算出する線形予測分析部と、上記線形予測係数と入力母
音の性別によって上記入力母音がいかなる母音であるか
を判別する母音判別部と、上記母音判別結果および上記
入力母音の性別に応じて初期値を定める初期値設定部と
、上記初期値により、上記線形予測係数によって表わさ
れる声道伝達関数の極を高次代数方式の反復解法によっ
て算出する求根部とを具備してなることを特徴とするホ
ルマント抽出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62028837A JPH0758437B2 (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | ホルマント抽出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62028837A JPH0758437B2 (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | ホルマント抽出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63195700A true JPS63195700A (ja) | 1988-08-12 |
| JPH0758437B2 JPH0758437B2 (ja) | 1995-06-21 |
Family
ID=12259484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62028837A Expired - Fee Related JPH0758437B2 (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | ホルマント抽出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0758437B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63229498A (ja) * | 1987-03-18 | 1988-09-26 | 日本放送協会 | 信号処理装置 |
| JP2008090295A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Honda Research Inst Europe Gmbh | ベイズ技法および適応細分化によるフォルマント軌道の結合推定 |
-
1987
- 1987-02-10 JP JP62028837A patent/JPH0758437B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63229498A (ja) * | 1987-03-18 | 1988-09-26 | 日本放送協会 | 信号処理装置 |
| JP2008090295A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Honda Research Inst Europe Gmbh | ベイズ技法および適応細分化によるフォルマント軌道の結合推定 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0758437B2 (ja) | 1995-06-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |