JP2012159540A - 話速変換倍率決定装置、話速変換装置、プログラム、及び記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】話速変換倍率決定装置1aは、入力信号の有音区間と無音区間とを判別する有音無音判定部102と、有音区間にて入力信号の基本周波数を算出するとともに安定区間と不安定区間とを決定する基本周波数算出部104と、安定区間にて基本周波数の時間変化を平滑化する周波数平滑化部106と、不安定区間及び無音区間にて基本周波数を内挿した擬似基本周波数を算出する擬似基本周波数算出部108と、平滑化された基本周波数及び擬似基本周波数を接続して基本周波数の概形の標本値を得る基本周波数概形連結部110とを有し、基本周波数の概形の標本値を物理指標として出力する物理指標算出部2と、この物理指標に基づいて話速変換倍率を算出する話速変換倍率指定部120とを備える。
【選択図】図1
Description
まず、物理指標Fnの算出について図1及び図2を参照して説明する。図2は、基本周波数の概形の算出と仮の伸縮率の決定の例を示す図である。
次に、話速変換倍率の決定について、図1及び図2を参照して説明する。第1の話速変換倍率指定部(話速変換倍率指定部a)120は、基本周波数の概形の標本値Fnの値が大きい部分では、単位時間ごとの話速変換倍率(以下、単に「話速変換倍率」と称する)αanを相対的に小さく(ゆっくりな話速に)し、基本周波数の概形の標本値Fnの値が小さい部分では、話速変換倍率αanを相対的に大きく(速い話速に)することを基本とする。すなわち、声(基本周波数)の高い部分では話速変換倍率αanを相対的に小さくし、声の低い部分では話速変換倍率αanを相対的に大きくする。これは、声の高い部分は意味が強調され、文の中で重要な内容である可能性があるためであり、相対的に話速をゆっくりにすることで、話速変換された言葉の内容の理解に有利に働くと考えられる。
αn=αan×L0/(L/α) (4)
次に、話速変換装置について、図4を参照して説明する。図4は、本発明による実施例1の話速変換装置の構成を示すブロック図である。話速変換装置10aは、上述の話速変換倍率決定装置1aと、話速変換部4とを備える。話速変換部4は、話速変換倍率決定装置1aにより決定された話速変換倍率に従って入力信号を話速変換する。
次に、物理指標Pnの算出について図5及び図6を参照して説明する。図5は、パワーの概形の算出と仮の伸縮率の決定の例を示す図である。
次に、話速変換倍率の決定について、図5及び図6を参照して説明する。第2の話速変換倍率指定部(話速変換倍率指定部b)220は、パワーの概形の標本値Pnの値が大きい部分では、相対的に話速変換倍率を小さく(ゆっくりな話速に)し、パワーの概形の標本値Pnの値が小さい部分では、相対的に話速変換倍率を大きく(速い話速に)することを基本とする。すなわち、声(パワー)の大きい部分では相対的な話速変換倍率が小さくなり、声の小さい部分では相対的な話速変換倍率が大きくなる。これは、声の大きい部分は意味が強調され、文の中で重要な内容である可能性があるためであり、相対的に話速をゆっくりにすることで、話速変換された言葉の内容の理解に有利に働くと予想できる。また、無音区間は、相対的に話速を速めても内容の理解に対する悪影響が少ないと考えられる。
αn=αabn×L0/(L/α) (11)
有声度算出部302は、放送の音声など背景音などの混入も含めた、入力信号波形から自己相関関数R(τ)を求め、自己相関関数R(τ)を用いて有声度を求める。自己相関関数R(τ)は次式(12)により導出され、有声度uは次式(13)により導出される。
ここで、R(τ)maxは、図9(b)に示すように、τ>0における最大値である。τは時間遅れ量であり、W(τ)はR(τ)maxを与えるτの値に応じた重みである。あるいは、別の算出方法として、単位時間(5ms)における入力信号波形のゼロ交差の回数をカウントし、このカウント値の逆数とすることもできる。
次に、基本周波数の概形の凹凸度を利用する動作の一例について説明する。基本周波数の概形算出部400の動作は、実施例1で説明した基本周波数の概形算出部100と同じであり、単位時間ごとに基本周波数の概形の標本値Fnを出力する。
次に、パワーの概形の凹凸度を利用する動作の一例について説明する。基本的な方法は、基本周波数の概形の凹凸度を利用する場合と同様である。入力信号に対して、パワーの概形算出部500の出力について、凹凸度算出部510において、その山谷の凹凸度を算出する。基本周波数の概形算出部500の動作は、既に説明したパワーの概形算出部200と同じであり、単位時間(5ms)ごとにパワーの概形の標本値Pnが出力される。
次に、分割した周波数帯域のパワー比を利用する動作の一例について説明する。周波数帯域分割・パワー演算部600は、入力信号のパワースペクトルを算出し、第1の周波数帯域における正規化パワー、及び第1の周波数帯域よりも高い周波数帯域における正規化パワーを算出する。
最後に、話速変換倍率微調整部140おける動作の一例を説明する。入力信号の先頭から単位時間(5ms)おきに数えてn番目に与える話速変換倍率αnは、基本的には、式(5),(6),(8),(9),(14),(15),(17),(18),(20),(21),(23),(24)を用いる場合にはαn=αan×αbn×αcn×αdn×αen×αfnとし、式(7),(10),(16),(19),(22),(25)を用いる場合にはαn=αan+αbn+αcn+αdn+αen+αfnとする。しかし、再生速度変換倍率αが与えられた場合には、以下の手順でこれを微調整する。再生速度変換倍率αとしては、0.5〜5.0などの任意の値を設定できる。
αn=αafn×L0/(L/α) (26)
2 物理指標算出部
3 話速変換倍率決定部
4 話速変換部
10a,10b,10c 話速変換装置
100 基本周波数概形算出部
102 有音/無音判定部
104 基本周波数算出部
106 平滑化部
108 擬似基本周波数算出部
110 基本周波数概形連結部
120 第1の話速変換倍率指定部(話速変換倍率指定部a)
140 話速変換倍率微調整部
200 パワー概形算出部
202 パワー算出部
204 平滑化部
220 第2の話速変換倍率指定部(話速変換倍率指定部b)
300 有声度概形算出部
302 有声度算出部
304 平滑化部
320 第3の話速変換倍率指定部(話速変換倍率指定部c)
400 基本周波数概形算出部
410 凹凸度算出部
420 第4の話速変換倍率指定部(話速変換倍率指定部d)
500 パワー概形算出部
510 凹凸度算出部
520 第5の話速変換倍率指定部(話速変換倍率指定部e)
600 周波数帯域分割・パワー演算部
602 スペクトル算出部
604 帯域分割部
606 パワー演算部
610 分割帯域パワー比算出部
620 第6の話速変換倍率指定部(話速変換倍率指定部f)
Claims (11)
- 入力信号の話速の適応的な変換倍率を決定する話速変換倍率決定装置であって、
入力信号の有音区間と無音区間とを判別する有音無音判定部と、
前記有音区間において一定の時間間隔で入力信号の基本周波数を算出するとともに、該基本周波数の値が所定の変化幅内で変化する安定区間、及び該基本周波数の値が所定の変化幅を超えて変化する不安定区間を決定する基本周波数算出部と、
前記安定区間において、前記基本周波数の時間変化を平滑化する周波数平滑化部と、
前記不安定区間及び前記無音区間において、前記平滑化された安定区間における基本周波数の値を参照して、基本周波数を内挿した擬似基本周波数を算出する擬似基本周波数算出部と、
前記平滑化された基本周波数及び前記擬似基本周波数を接続して、一続きの基本周波数の概形の標本値を得る基本周波数概形連結部と、を有し、
前記基本周波数の概形の標本値を物理指標として出力する物理指標算出部と、
前記物理指標に基づいて、入力信号に指定すべき話速変換倍率を算出する話速変換倍率指定部と、
を備えることを特徴とする話速変換倍率決定装置。 - 前記物理指標算出部は、一定の時間間隔で入力信号のパワーを算出するパワー算出部と、前記パワーの時間変化を平滑化してパワーの概形の標本値を得るパワー平滑化部と、を備え、
前記基本周波数の概形の標本値及び前記パワーの概形の標本値を前記物理指標として出力することを特徴とする、請求項1に記載の話速変換倍率決定装置。 - 前記物理指標算出部は、入力信号波形から有声度を求める有声度算出部と、前記有声度の時間変化を平滑化して有声度の概形の標本値を得る有声度平滑化部と、を備え、
前記基本周波数の概形の標本値、前記パワーの概形の標本値、及び前記有声度の概形の標本値を前記物理指標として出力することを特徴とする、請求項2に記載の話速変換倍率決定装置。 - 前記物理指標算出部は、前記基本周波数の概形の変化傾向を表す、基本周波数の概形の凹凸度を算出する基本周波数凹凸度算出部を備え、
前記基本周波数の概形の標本値、前記パワーの概形の標本値、及び前記基本周波数の概形の凹凸度を前記物理指標として出力することを特徴とする、請求項2に記載の話速変換倍率決定装置。 - 前記物理指標算出部は、前記パワーの概形の変化傾向を表す、パワーの概形の凹凸度を算出するパワー凹凸度算出部を備え、
前記基本周波数の概形の標本値、前記パワーの概形の標本値、及び前記パワーの概形の凹凸度を前記物理指標として出力することを特徴とする、請求項2に記載の話速変換倍率決定装置。 - 前記物理指標算出部は、入力信号のパワースペクトルを算出し、第1の周波数帯域における正規化パワー、及び第1の周波数帯域よりも高い第2の周波数帯域における正規化パワーを算出する周波数帯域分割・パワー演算部と、前記第1の周波数帯域及び前記第2の周波数帯域における正規化パワーの比を算出する分割帯域パワー比算出部を備え、
前記基本周波数の概形の標本値、前記パワーの概形の標本値、及び前記第1の周波数帯域及び第2の周波数帯域における正規化パワーの比を前記物理指標として出力することを特徴とする、請求項2に記載の話速変換倍率決定装置。 - 前記話速変換倍率指定部は、前記物理指標、及び前記物理指標それぞれの話速に対する寄与率に基づいて、前記話速変換倍率を算出することを特徴とする、請求項2〜6のいずれか一項に記載の話速変換倍率決定装置。
- 入力信号の全体、又は分割された入力信号における各部分に対する再生すべき時間長が与えられると、入力信号の全体又は各部分の時間長が前記再生すべき時間長に適合するように前記話速変換倍率を微調整して最終話速変換倍率を決定する話速変換倍率微調整部を更に備えることを特徴とする、請求項7に記載の話速変換倍率決定装置。
- 入力信号の適応的な話速変換を行う話速変換装置であって、
請求項8に記載の話速変換倍率決定装置と、前記話速変換倍率に従って入力信号を話速変換する話速変換部と、を備え、
前記話速変換部は、入力信号の全体、又は分割された入力信号における各部分に対する再生すべき時間長が与えられると、一定の時間間隔ごとに、一様な倍率で伸縮させた時に出力されるべき目標信号と、入力信号を前記話速変換倍率により変換した変換信号とを、信号の時系列上で比較して時間的なずれ量を算出し、
前記話速変換倍率微調整部は、前記時間的なずれ量に応じてその後の話速変換倍率を再調整することを特徴とする話速変換装置。 - 入力信号の話速の適応的な変換倍率を決定する話速変換倍率決定装置として構成するコンピュータに、
入力信号の有音区間と無音区間とを判別するステップと、
前記有音区間において一定の時間間隔で入力信号の基本周波数を算出するとともに、該基本周波数の値が所定の変化幅内で変化する安定区間と、該基本周波数の値が所定の変化幅を超えて変化する不安定区間とを決定するステップと、
前記安定区間において、前記基本周波数の時間変化を平滑化するステップと、
前記不安定区間及び前記無音区間において、前記平滑化された安定区間における基本周波数の値を参照して、基本周波数を内挿した擬似基本周波数を算出するステップと、
前記平滑化された基本周波数及び前記擬似基本周波数を接続して、一続きの基本周波数の概形の標本値を得るステップと、
前記基本周波数の概形の標本値に応じて、入力信号に指定すべき話速変換倍率を算出するステップと、
を実行させるためのプログラム。 - 請求項10に記載のプログラムを記録した記録媒体。
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