JP3302075B2 - 合成パラメータ変換方法および装置 - Google Patents
合成パラメータ変換方法および装置Info
- Publication number
- JP3302075B2 JP3302075B2 JP03579893A JP3579893A JP3302075B2 JP 3302075 B2 JP3302075 B2 JP 3302075B2 JP 03579893 A JP03579893 A JP 03579893A JP 3579893 A JP3579893 A JP 3579893A JP 3302075 B2 JP3302075 B2 JP 3302075B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- data
- power spectrum
- cepstrum
- spectrum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ケプストラムを音韻パ
ラメータとする音声合成方式に係り、特に音声信号のサ
ンプリング・分析時と異なるサンプリング周波数で音声
を合成するのに好適なケプストラム・パラメータの変換
方法および装置に関する。
ラメータとする音声合成方式に係り、特に音声信号のサ
ンプリング・分析時と異なるサンプリング周波数で音声
を合成するのに好適なケプストラム・パラメータの変換
方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】音声のケプストラムは、周知のように、
人の発声した音声をアナログ/ディジタル(A/D)変
換してディジタル化した後、そのディジタル音声データ
に対してハミング窓等の短時間窓を一定周期でずらしな
がらかけ、各窓内の音声データをフーリエ変換して得ら
れるスペクトルを対数化し、更にフーリエ逆変換するこ
とにより得られる。
人の発声した音声をアナログ/ディジタル(A/D)変
換してディジタル化した後、そのディジタル音声データ
に対してハミング窓等の短時間窓を一定周期でずらしな
がらかけ、各窓内の音声データをフーリエ変換して得ら
れるスペクトルを対数化し、更にフーリエ逆変換するこ
とにより得られる。
【0003】得られたケプストラムのうち、高次のケプ
ストラムは音声パワー・スペクトルのピッチ成分を、ま
た、低次のケプストラムは音声パワー・スペクトルの包
絡成分を、それぞれ保存している。ケプストラムは、こ
のような性質を利用して、以下に述べる音声の分析合成
や音声の規則合成などに広く使われている。
ストラムは音声パワー・スペクトルのピッチ成分を、ま
た、低次のケプストラムは音声パワー・スペクトルの包
絡成分を、それぞれ保存している。ケプストラムは、こ
のような性質を利用して、以下に述べる音声の分析合成
や音声の規則合成などに広く使われている。
【0004】まず、音声の分析合成では、アナウンサー
などが発声した音声を上記した方法でケプストラム分析
し、得られたケプストラム・パラメータの各フレーム低
次成分を各フレームの有声・無声情報およびピッチ周波
数と共に保存する。そして、合成時には、これらの情報
をLMA(対数振幅近似)フィルタ等で構成した合成器
に入力し、合成された音声をD/A変換して音声出力す
る。
などが発声した音声を上記した方法でケプストラム分析
し、得られたケプストラム・パラメータの各フレーム低
次成分を各フレームの有声・無声情報およびピッチ周波
数と共に保存する。そして、合成時には、これらの情報
をLMA(対数振幅近似)フィルタ等で構成した合成器
に入力し、合成された音声をD/A変換して音声出力す
る。
【0005】次に、音声の規則合成では、予め、アナウ
ンサーなどの発声した音声を上記した方法でケプストラ
ム分析し、規則合成の基本単位、例えばCV(子音+母
音連鎖)単位に相当するケプストラム分析フレームか
ら、音声の包絡情報を保持している低次のケプストラム
を取り出し、音声素片として記憶装置に格納しておく。
そして、音声を合成するときには、合成したい音韻系列
に従って上記CV単位の音声素片を補間接続し、これを
音韻パラメータとして、他方で生成したピッチ情報より
なる韻律パラメータと共に、LMAフィルタ等で構成さ
れる合成器に入力し、合成された音声をD/A変換して
音声出力する。
ンサーなどの発声した音声を上記した方法でケプストラ
ム分析し、規則合成の基本単位、例えばCV(子音+母
音連鎖)単位に相当するケプストラム分析フレームか
ら、音声の包絡情報を保持している低次のケプストラム
を取り出し、音声素片として記憶装置に格納しておく。
そして、音声を合成するときには、合成したい音韻系列
に従って上記CV単位の音声素片を補間接続し、これを
音韻パラメータとして、他方で生成したピッチ情報より
なる韻律パラメータと共に、LMAフィルタ等で構成さ
れる合成器に入力し、合成された音声をD/A変換して
音声出力する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来よ
り、ケプストラムを利用した音声の分析合成や音声の規
則合成の技術が知られていた。
り、ケプストラムを利用した音声の分析合成や音声の規
則合成の技術が知られていた。
【0007】しかし従来は、例えば合成器処理系の処理
速度が遅く、合成器出力の合成音声信号のサンプリング
周波数を低くして、単位時間の演算回数を減らしたいと
きなどのように、ケプストラム・パラメータ作成時のA
/D変換のサンプリング周波数と音声合成時のD/A変
換のサンプリング周波数が異なってくる場合、最初にA
/D変換して分析したケプストラム・パラメータはその
まま使うことができないという不都合があった。例え
ば、分析合成の場合には、次の2つの方法のいずれかを
行って、ケプストラム・パラメータからなる音声データ
を作り直さなければならなかった。 (1)音声を所望のサンプリング周波数でA/D変換し
直し、ケプストラム分析もやり直す。
速度が遅く、合成器出力の合成音声信号のサンプリング
周波数を低くして、単位時間の演算回数を減らしたいと
きなどのように、ケプストラム・パラメータ作成時のA
/D変換のサンプリング周波数と音声合成時のD/A変
換のサンプリング周波数が異なってくる場合、最初にA
/D変換して分析したケプストラム・パラメータはその
まま使うことができないという不都合があった。例え
ば、分析合成の場合には、次の2つの方法のいずれかを
行って、ケプストラム・パラメータからなる音声データ
を作り直さなければならなかった。 (1)音声を所望のサンプリング周波数でA/D変換し
直し、ケプストラム分析もやり直す。
【0008】(2)既にA/D変換された離散信号デー
タに対して適当なサンプルの間引きを行った後、折り返
し歪みを起こさないように低域ろ過フィルタに通し、ケ
プストラム分析をし直す。
タに対して適当なサンプルの間引きを行った後、折り返
し歪みを起こさないように低域ろ過フィルタに通し、ケ
プストラム分析をし直す。
【0009】上記(1),(2)のいずれの方法も、最
初に作成済みのケプストラム・パラメータを用いること
ができないので、音声のA/D変換や間引き処理、ケプ
ストラム・パラメータ分析のやり直しなどを行わなけれ
ばならず、効率が悪い。
初に作成済みのケプストラム・パラメータを用いること
ができないので、音声のA/D変換や間引き処理、ケプ
ストラム・パラメータ分析のやり直しなどを行わなけれ
ばならず、効率が悪い。
【0010】また、規則合成の場合を例にとると、上記
分析合成における(1)或いは(2)の手間に加えて、
音声素片の切り出し(必要な音声部分に相当するケプス
トラムフレームの低次ケプストラムの取り出し)をやり
直さなければならず、更に面倒である。
分析合成における(1)或いは(2)の手間に加えて、
音声素片の切り出し(必要な音声部分に相当するケプス
トラムフレームの低次ケプストラムの取り出し)をやり
直さなければならず、更に面倒である。
【0011】そこで本発明は、音声合成時のサンプリン
グ周波数が異なっても、ケプストラム・パラメータの簡
単な変換だけで、そのまま利用できる合成パラメータ変
換方法および装置を提供することにある。
グ周波数が異なっても、ケプストラム・パラメータの簡
単な変換だけで、そのまま利用できる合成パラメータ変
換方法および装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、第1の周波数でサンプリングした音声信号
データの分析により得られた第1のケプストラム・パラ
メータを、各フレーム毎に離散フーリエ変換によりパワ
ー・スペクトルに変換し、このパワー・スペクトルの最
高周波数側からデータを切り捨てるか或いは最高周波数
側にデータを付け足すことによってデータ数が増減され
たパワー・スペクトルを離散フーリエ逆変換して第1の
周波数とは異なる第2の周波数で音声合成するための第
2のケプストラム・パラメータを得ることを特徴とする
ものである。
するために、第1の周波数でサンプリングした音声信号
データの分析により得られた第1のケプストラム・パラ
メータを、各フレーム毎に離散フーリエ変換によりパワ
ー・スペクトルに変換し、このパワー・スペクトルの最
高周波数側からデータを切り捨てるか或いは最高周波数
側にデータを付け足すことによってデータ数が増減され
たパワー・スペクトルを離散フーリエ逆変換して第1の
周波数とは異なる第2の周波数で音声合成するための第
2のケプストラム・パラメータを得ることを特徴とする
ものである。
【0013】
【作用】上記の構成においては、第1の周波数でA/D
変換してケプストラム分析して得られた音声の第1のケ
プストラム・パラメータから、第2の周波数で音声合成
するための第2のケプストラム・パラメータを得たい場
合、まず第1のケプストラム・パラメータを各フレーム
毎に離散フーリエ変換によりパワー・スペクトルに変換
した後、そのパワー・スペクトルの最高周波数側からデ
ータを切り捨てるか(第1の周波数>第2の周波数の場
合)或いは最高周波数側に低周波数部分より小さな値の
データを付け足して(第1の周波数<第2の周波数の場
合)、パワー・スペクトルのデータ数を増減させること
により、周波数領域を縮小或いは拡大した新たなパワー
・スペクトルを得ることができ、この新たなパワー・ス
ペクトルを離散フーリエ逆変換することにより、第2の
周波数(サンプリング周波数)で分析したものと同等の
第2のケプストラム・パラメータを得ることができる。
変換してケプストラム分析して得られた音声の第1のケ
プストラム・パラメータから、第2の周波数で音声合成
するための第2のケプストラム・パラメータを得たい場
合、まず第1のケプストラム・パラメータを各フレーム
毎に離散フーリエ変換によりパワー・スペクトルに変換
した後、そのパワー・スペクトルの最高周波数側からデ
ータを切り捨てるか(第1の周波数>第2の周波数の場
合)或いは最高周波数側に低周波数部分より小さな値の
データを付け足して(第1の周波数<第2の周波数の場
合)、パワー・スペクトルのデータ数を増減させること
により、周波数領域を縮小或いは拡大した新たなパワー
・スペクトルを得ることができ、この新たなパワー・ス
ペクトルを離散フーリエ逆変換することにより、第2の
周波数(サンプリング周波数)で分析したものと同等の
第2のケプストラム・パラメータを得ることができる。
【0014】このように、一度A/D変換したケプスト
ラムを分析して得られたケプストラム・パラメータか
ら、異なったサンプリング周波数でA/D変換して分析
したケプストラム・パラメータと同等のケプストラム・
パラメータを得ることができるので、再サンプリングや
間引き、低域ろ過フィルタ処理、再分析等を行う必要が
なく、最初に作った音声素片から変換できるために無駄
がなく極めて効率的である。
ラムを分析して得られたケプストラム・パラメータか
ら、異なったサンプリング周波数でA/D変換して分析
したケプストラム・パラメータと同等のケプストラム・
パラメータを得ることができるので、再サンプリングや
間引き、低域ろ過フィルタ処理、再分析等を行う必要が
なく、最初に作った音声素片から変換できるために無駄
がなく極めて効率的である。
【0015】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図1は同実施例における合成パラメータ(ケプ
ストラム・パラメータ)変換装置の構成を示すブロック
図ある。
明する。図1は同実施例における合成パラメータ(ケプ
ストラム・パラメータ)変換装置の構成を示すブロック
図ある。
【0016】図1に示す装置は、第1のサンプリング周
波数F1[Hz] でA/D変換した音声信号データを分析し
て得られたケプストラム・パラメータ(F1[Hz] 合成用
ケプストラム・パラメータ)を、第2のサンプリング周
波数F2[Hz] の音声合成用のケプストラム・パラメータ
(F2[Hz] 合成用ケプストラム・パラメータ)に変換す
る(合成音サンプリング周波数変換の)ためのもので、
フーリエ変換処理部1、スペクトルデータ数変更部2、
およびフーリエ逆変換処理部3から構成される。フーリ
エ変換処理部1は、F1[Hz] 合成用ケプストラム・パラ
メータを、各フレーム毎に離散フーリエ変換により、パ
ワー・スペクトルに変換する。
波数F1[Hz] でA/D変換した音声信号データを分析し
て得られたケプストラム・パラメータ(F1[Hz] 合成用
ケプストラム・パラメータ)を、第2のサンプリング周
波数F2[Hz] の音声合成用のケプストラム・パラメータ
(F2[Hz] 合成用ケプストラム・パラメータ)に変換す
る(合成音サンプリング周波数変換の)ためのもので、
フーリエ変換処理部1、スペクトルデータ数変更部2、
およびフーリエ逆変換処理部3から構成される。フーリ
エ変換処理部1は、F1[Hz] 合成用ケプストラム・パラ
メータを、各フレーム毎に離散フーリエ変換により、パ
ワー・スペクトルに変換する。
【0017】スペクトルデータ数変更部2は、フーリエ
変換処理部1から変換出力されるパワー・スペクトルを
対象として、F1 とF2 の大小関係に応じ、最高周波数
側からデータを切り捨てるか(F1 >F2 の場合)、或
いは最高周波数側にデータを付け足す(F1 <F2 の場
合)データ数変更処理を行う。
変換処理部1から変換出力されるパワー・スペクトルを
対象として、F1 とF2 の大小関係に応じ、最高周波数
側からデータを切り捨てるか(F1 >F2 の場合)、或
いは最高周波数側にデータを付け足す(F1 <F2 の場
合)データ数変更処理を行う。
【0018】フーリエ逆変換処理部3は、スペクトルデ
ータ数変更部2によりデータ数が増減されたパワー・ス
ペクトルを離散フーリエ逆変換してF2[Hz] 合成用ケプ
ストラム・パラメータを生成する。
ータ数変更部2によりデータ数が増減されたパワー・ス
ペクトルを離散フーリエ逆変換してF2[Hz] 合成用ケプ
ストラム・パラメータを生成する。
【0019】次に、図1のように構成された合成パラメ
ータ変換装置の動作を、F1[Hz] 合成用のケプストラム
・パラメータがm次(但し、m<256)のケプストラ
ム・パラメータC0 〜Cm であるものとして、同パラメ
ータをF2[Hz] 合成用のケプストラム・パラメータに変
換する場合を例に、図2のフローチャートを参照して説
明する。
ータ変換装置の動作を、F1[Hz] 合成用のケプストラム
・パラメータがm次(但し、m<256)のケプストラ
ム・パラメータC0 〜Cm であるものとして、同パラメ
ータをF2[Hz] 合成用のケプストラム・パラメータに変
換する場合を例に、図2のフローチャートを参照して説
明する。
【0020】図1の装置の(うち、スペクトルデータ数
変更部2の)動作は、F1 とF2 の大小関係により異な
る。そこで、まずF1 >F2 の場合の動作を、図3の動
作説明図を併用して説明する。
変更部2の)動作は、F1 とF2 の大小関係により異な
る。そこで、まずF1 >F2 の場合の動作を、図3の動
作説明図を併用して説明する。
【0021】まず、フーリエ変換処理部1は、サンプリ
ング周波数F1[Hz] でA/D変換した音声信号データを
分析して得られたm次ケプストラム・パラメータC0 〜
Cmを、
ング周波数F1[Hz] でA/D変換した音声信号データを
分析して得られたm次ケプストラム・パラメータC0 〜
Cmを、
【0022】
【数1】
【0023】というように配列Xにセットする(ステッ
プS1)。そしてフーリエ変換処理部1は、この配列X
に対して、256点の離散フーリエ変換を行い、対数パ
ワー・スペクトルを得る(ステップS2)。この際、周
知の高速フーリエ変換(FET)のアルゴリズムが利用
される。
プS1)。そしてフーリエ変換処理部1は、この配列X
に対して、256点の離散フーリエ変換を行い、対数パ
ワー・スペクトルを得る(ステップS2)。この際、周
知の高速フーリエ変換(FET)のアルゴリズムが利用
される。
【0024】さて、フーリエ変換処理部1が上記の配列
Xに対してフーリエ変換を行うと、例えば図3(a)に
示すm次ケプストラム・パラメータから、同図(b)に
示すように、0[Hz]からナイキスト周波数にあたるF1
/2[Hz]の範囲の対数パワー・スペクトルが高周波側で
折り返された形で得られる。フーリエ変換処理部1によ
り対数パワー・スペクトルが得られると、スペクトルデ
ータ数変更部2が起動される。
Xに対してフーリエ変換を行うと、例えば図3(a)に
示すm次ケプストラム・パラメータから、同図(b)に
示すように、0[Hz]からナイキスト周波数にあたるF1
/2[Hz]の範囲の対数パワー・スペクトルが高周波側で
折り返された形で得られる。フーリエ変換処理部1によ
り対数パワー・スペクトルが得られると、スペクトルデ
ータ数変更部2が起動される。
【0025】スペクトルデータ数変更部2は、まずF1
とF2 の大小を判別し(ステップS3)、この例のよう
にF1 >F2 の場合には、上記の対数パワー・スペクト
ル、即ち図3(b)に示すように折り返された形の対数
パワー・スペクトルに対して、以下のような処理を行
う。
とF2 の大小を判別し(ステップS3)、この例のよう
にF1 >F2 の場合には、上記の対数パワー・スペクト
ル、即ち図3(b)に示すように折り返された形の対数
パワー・スペクトルに対して、以下のような処理を行
う。
【0026】スペクトルデータ数変更部2は、図3
(b)に示す上記折り返された対数パワー・スペクトル
のうち、F2 /2[Hz]より高周波側に相当するデータ
(図中斜線が施された中央部のデータ)を切り捨て、同
図(c)に示すようにデータ点数を256×F2 /F1
ポイントに減らす(ステップS4)。このデータ点数が
減らされた図3(c)に示すスペクトルデータは、0[H
z]からF2 /2[Hz]の周波数範囲の対数パワー・スペク
トルを高周波側で折り返した形になっている。これは、
サンプリング周波数F2 でA/D変換し、256×F2
/F1 ポイントの窓をかけ離散フーリエ変換して得られ
る対数パワー・スペクトルと殆ど同じである。
(b)に示す上記折り返された対数パワー・スペクトル
のうち、F2 /2[Hz]より高周波側に相当するデータ
(図中斜線が施された中央部のデータ)を切り捨て、同
図(c)に示すようにデータ点数を256×F2 /F1
ポイントに減らす(ステップS4)。このデータ点数が
減らされた図3(c)に示すスペクトルデータは、0[H
z]からF2 /2[Hz]の周波数範囲の対数パワー・スペク
トルを高周波側で折り返した形になっている。これは、
サンプリング周波数F2 でA/D変換し、256×F2
/F1 ポイントの窓をかけ離散フーリエ変換して得られ
る対数パワー・スペクトルと殆ど同じである。
【0027】このように、F1 >F2 の場合には、フー
リエ変換処理部1により得られた図3(b)に示す対数
パワー・スペクトルのF2 /2[Hz]より高周波側に相当
するデータがスペクトルデータ数変更部2によって間引
かれて、そのデータ点数が同図(c)に示すように25
6×F2 /F1 ポイントに減らされる。フーリエ変換処
理部1によりデータ点数が減らされた新たな対数パワー
・スペクトルが得られると、フーリエ逆変換処理部3が
起動される。
リエ変換処理部1により得られた図3(b)に示す対数
パワー・スペクトルのF2 /2[Hz]より高周波側に相当
するデータがスペクトルデータ数変更部2によって間引
かれて、そのデータ点数が同図(c)に示すように25
6×F2 /F1 ポイントに減らされる。フーリエ変換処
理部1によりデータ点数が減らされた新たな対数パワー
・スペクトルが得られると、フーリエ逆変換処理部3が
起動される。
【0028】フーリエ逆変換処理部3は、このデータ点
数が256×F2 /F1 ポイントに減らされた図3
(c)に示す対数パワー・スペクトルを、離散フーリエ
逆変換する(ステップS6)。これにより、サンプリン
グ周波数F2[Hz] でサンプリングし分析したものと同等
の図3(d)に示すような新たなケプストラム・パラメ
ータ、即ちF2[Hz] 合成用ケプストラム・パラメータが
得られる。次に、F1 <F2 の場合の動作を、図4の動
作説明図を併用して説明する。
数が256×F2 /F1 ポイントに減らされた図3
(c)に示す対数パワー・スペクトルを、離散フーリエ
逆変換する(ステップS6)。これにより、サンプリン
グ周波数F2[Hz] でサンプリングし分析したものと同等
の図3(d)に示すような新たなケプストラム・パラメ
ータ、即ちF2[Hz] 合成用ケプストラム・パラメータが
得られる。次に、F1 <F2 の場合の動作を、図4の動
作説明図を併用して説明する。
【0029】このF1<F2 の場合の動作が、前記した
F1 >F2 の場合の動作と異なるのは、スペクトルデー
タ数変更部2によりデータ点数が増やされる点であり、
他のフーリエ変換処理部1の動作(ステップS1,S
2)とフーリエ逆変換処理部3の動作(ステップS6)
はF1 >F2 の場合と同様である。このため、F1 合成
用ケプストラム・パラメータが、図4(a)に示すよう
に、図3(a)のケプストラム・パラメータと同一であ
るならば、フーリエ変換処理部1により得られる対数パ
ワー・スペクトルも、図4(b)に示すように、図3
(b)のパワー・スペクトルと同一となる。
F1 >F2 の場合の動作と異なるのは、スペクトルデー
タ数変更部2によりデータ点数が増やされる点であり、
他のフーリエ変換処理部1の動作(ステップS1,S
2)とフーリエ逆変換処理部3の動作(ステップS6)
はF1 >F2 の場合と同様である。このため、F1 合成
用ケプストラム・パラメータが、図4(a)に示すよう
に、図3(a)のケプストラム・パラメータと同一であ
るならば、フーリエ変換処理部1により得られる対数パ
ワー・スペクトルも、図4(b)に示すように、図3
(b)のパワー・スペクトルと同一となる。
【0030】スペクトルデータ数変更部2は、フーリエ
変換処理部1により図4(b)に示す対数パワー・スペ
クトルが得られると、即ち0[Hz]からF1 /2[Hz]の範
囲の対数パワー・スペクトルが高周波側で折り返された
形の対数パワー・スペクトルが得られると、F1 とF2
の大小を判別する(ステップS3)。
変換処理部1により図4(b)に示す対数パワー・スペ
クトルが得られると、即ち0[Hz]からF1 /2[Hz]の範
囲の対数パワー・スペクトルが高周波側で折り返された
形の対数パワー・スペクトルが得られると、F1 とF2
の大小を判別する(ステップS3)。
【0031】この例のようにF1 <F2 の場合には、ス
ペクトルデータ数変更部2は、図4(b)に示すように
折り返された形の対数パワー・スペクトルのF1 /2[H
z]より高周波側に、例えば対数パワーとしては低周波数
部分に比べて小さな一定値のデータを追加し、同図
(c)に示すようにデータ点数を256×F2 /F1 ポ
イントに増やす(ステップS5)。このデータ点数が増
やされた図4(c)に示すスペクトルデータは、0[Hz]
からF2 /2[Hz]の周波数範囲の対数パワー・スペクト
ルを高周波側で折り返した形になっている。これは、周
波数F1[Hz] の急峻な低域ろ過フィルタを通した音声を
サンプリング周波数F2 でA/D変換し、256×F2
/F1 ポイントの窓をかけ離散フーリエ変換して得られ
る対数パワー・スペクトルと同等のものである。
ペクトルデータ数変更部2は、図4(b)に示すように
折り返された形の対数パワー・スペクトルのF1 /2[H
z]より高周波側に、例えば対数パワーとしては低周波数
部分に比べて小さな一定値のデータを追加し、同図
(c)に示すようにデータ点数を256×F2 /F1 ポ
イントに増やす(ステップS5)。このデータ点数が増
やされた図4(c)に示すスペクトルデータは、0[Hz]
からF2 /2[Hz]の周波数範囲の対数パワー・スペクト
ルを高周波側で折り返した形になっている。これは、周
波数F1[Hz] の急峻な低域ろ過フィルタを通した音声を
サンプリング周波数F2 でA/D変換し、256×F2
/F1 ポイントの窓をかけ離散フーリエ変換して得られ
る対数パワー・スペクトルと同等のものである。
【0032】このように、F1 <F2 の場合には、フー
リエ変換処理部1により得られた図4(b)に示す対数
パワー・スペクトルのF1 /2[Hz]より高周波側に、低
周波数部分に比べて小さな値のデータがスペクトルデー
タ数変更部2によって付け足されて、そのデータ点数が
同図(c)に示すように256×F2 /F1 ポイントに
増やされる。
リエ変換処理部1により得られた図4(b)に示す対数
パワー・スペクトルのF1 /2[Hz]より高周波側に、低
周波数部分に比べて小さな値のデータがスペクトルデー
タ数変更部2によって付け足されて、そのデータ点数が
同図(c)に示すように256×F2 /F1 ポイントに
増やされる。
【0033】そこで、このデータ点数が増やされた図4
(c)に示す対数パワー・スペクトルを、フーリエ逆変
換処理部3で離散フーリエ逆変換することにより、サン
プリング周波数F2[Hz] でサンプリングし分析したもの
と同等の図4(d)に示すようなF2[Hz] 合成用ケプス
トラム・パラメータを得ることができる。以上の合成パ
ラメータ(ケプストラム・パラメータ)変換を、分析合
成に応用する場合について、図5(a),(b)を参照
して説明する。図5(a),(b)は音声合成装置のブ
ロック構成を示す。
(c)に示す対数パワー・スペクトルを、フーリエ逆変
換処理部3で離散フーリエ逆変換することにより、サン
プリング周波数F2[Hz] でサンプリングし分析したもの
と同等の図4(d)に示すようなF2[Hz] 合成用ケプス
トラム・パラメータを得ることができる。以上の合成パ
ラメータ(ケプストラム・パラメータ)変換を、分析合
成に応用する場合について、図5(a),(b)を参照
して説明する。図5(a),(b)は音声合成装置のブ
ロック構成を示す。
【0034】まず図5(a)の音声合成装置は、記憶部
11と、音源生成部12と、音声合成演算部13と、1
2kHzのD/A変換部14と、ローパスフィルタ15
とから構成される周知の構成を有している。
11と、音源生成部12と、音声合成演算部13と、1
2kHzのD/A変換部14と、ローパスフィルタ15
とから構成される周知の構成を有している。
【0035】この音声合成装置の記憶部11では、文や
単語を読み上げた音声を12kHzでサンプリングし、
分析して得られる例えば20次(m=20)ケプストラ
ム・パラメータ(12kHz合成用ケプストラム・パラ
メータ)がケプストラム・パラメータ記憶部111に、
合成すべき有声・無声情報が有声・無声情報記憶部11
2に、ピッチ情報がピッチ情報記憶部113に、それぞ
れ保持される。そして、有声・無声情報記憶部112の
内容とピッチ情報記憶部113の内容から音源生成部1
2にて音源データを生成し、この音源データとケプスト
ラム・パラメータ記憶部111の内容から、LMAフィ
ルタを構成した音声合成演算部(LMAフィルタ演算
部)13にて音声信号データを生成する。この音声信号
データに対して、D/A変換部14で12kHzのD/
A変換を行い、ローパスフィルタ15を通す。このよう
にして、12kHzのサンプリングの音声が合成され
る。
単語を読み上げた音声を12kHzでサンプリングし、
分析して得られる例えば20次(m=20)ケプストラ
ム・パラメータ(12kHz合成用ケプストラム・パラ
メータ)がケプストラム・パラメータ記憶部111に、
合成すべき有声・無声情報が有声・無声情報記憶部11
2に、ピッチ情報がピッチ情報記憶部113に、それぞ
れ保持される。そして、有声・無声情報記憶部112の
内容とピッチ情報記憶部113の内容から音源生成部1
2にて音源データを生成し、この音源データとケプスト
ラム・パラメータ記憶部111の内容から、LMAフィ
ルタを構成した音声合成演算部(LMAフィルタ演算
部)13にて音声信号データを生成する。この音声信号
データに対して、D/A変換部14で12kHzのD/
A変換を行い、ローパスフィルタ15を通す。このよう
にして、12kHzのサンプリングの音声が合成され
る。
【0036】一方、図5(b)の音声合成装置も、図5
(a)の音声合成装置と同様の構成を有しており、記憶
部21と、音源生成部22と、音声合成演算部23と、
D/A変換部24と、ローパスフィルタ25とから構成
されている。但し、この図5(b)の音声合成装置は、
音声合成演算部(LMAフィルタ演算部)23の演算速
度が遅いため、12kHzの音声信号を合成しようとす
ると演算時間が極めて長く実用化に向かないことから、
単位時間の演算回数が半分で済む6KHzの音声信号を
合成するようになっている。このため、図5(a)のD
/A変換部14と異なり、6kHzのD/A変換を行う
D/A変換部24を用いている。
(a)の音声合成装置と同様の構成を有しており、記憶
部21と、音源生成部22と、音声合成演算部23と、
D/A変換部24と、ローパスフィルタ25とから構成
されている。但し、この図5(b)の音声合成装置は、
音声合成演算部(LMAフィルタ演算部)23の演算速
度が遅いため、12kHzの音声信号を合成しようとす
ると演算時間が極めて長く実用化に向かないことから、
単位時間の演算回数が半分で済む6KHzの音声信号を
合成するようになっている。このため、図5(a)のD
/A変換部14と異なり、6kHzのD/A変換を行う
D/A変換部24を用いている。
【0037】さて、このような図5(b)の音声合成装
置にて、図5(a)に示す記憶部11に入っている音声
と同様の内容を合成したい場合には、図1に示す合成パ
ラメータ変換装置を用いればよい。即ち、図2のフロー
チャート(アルゴリズム)中のF1 ,F2 を、 F1 =12[kHz] F2 = 6[kHz]
置にて、図5(a)に示す記憶部11に入っている音声
と同様の内容を合成したい場合には、図1に示す合成パ
ラメータ変換装置を用いればよい。即ち、図2のフロー
チャート(アルゴリズム)中のF1 ,F2 を、 F1 =12[kHz] F2 = 6[kHz]
【0038】として、合成パラメータ変換装置により、
12KHzサンプリングの音声データから分析したケプ
ストラム・パラメータを、サンプリング周波数6KHz
でサンプリングし分析したものと同等のケプストラム・
パラメータに変換し、これを図5(b)の音声合成装置
のケプストラム・パラメータ記憶部211に保持して用
いればよい。以上、本発明の一実施例についた説明した
が、本発明は前記実施例に限定されるものではない。例
えば、フーリエ変換に関し、前記実施例では256点の
フーリエ変換を用いたが、データ点数、フーリエ変換の
アルゴリズムについては何ら限定されない。
12KHzサンプリングの音声データから分析したケプ
ストラム・パラメータを、サンプリング周波数6KHz
でサンプリングし分析したものと同等のケプストラム・
パラメータに変換し、これを図5(b)の音声合成装置
のケプストラム・パラメータ記憶部211に保持して用
いればよい。以上、本発明の一実施例についた説明した
が、本発明は前記実施例に限定されるものではない。例
えば、フーリエ変換に関し、前記実施例では256点の
フーリエ変換を用いたが、データ点数、フーリエ変換の
アルゴリズムについては何ら限定されない。
【0039】また、前記実施例では、F1 <F2 のと
き、スペクトルデータ数変更部2により、図4(c)に
示したように、最も高周波側(スペクトルデータ中心
部)に、対数パワーとしては低周波数部分に比べて小さ
な一定値のデータを付加することで、データ点数を増や
す場合について説明したが、合成音に悪影響を及ぼさな
い範囲で、例えば図6のように、付加するスペクトル部
分に傾斜を与えたり(図6(a)の場合)、ピークを加
えたりしてもよい(図6(b)の場合)。
き、スペクトルデータ数変更部2により、図4(c)に
示したように、最も高周波側(スペクトルデータ中心
部)に、対数パワーとしては低周波数部分に比べて小さ
な一定値のデータを付加することで、データ点数を増や
す場合について説明したが、合成音に悪影響を及ぼさな
い範囲で、例えば図6のように、付加するスペクトル部
分に傾斜を与えたり(図6(a)の場合)、ピークを加
えたりしてもよい(図6(b)の場合)。
【0040】また、図5に示した応用例は、音声の分析
合成の例であるが、ケプストラム・パラメータを音声素
片として用いる音声の規則合成方式で、音声素片の変換
に用いることも可能である。要するに本発明はその要旨
を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができ
る。
合成の例であるが、ケプストラム・パラメータを音声素
片として用いる音声の規則合成方式で、音声素片の変換
に用いることも可能である。要するに本発明はその要旨
を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができ
る。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、音
声信号データの分析により得られたケプストラム・パラ
メータを、各フレーム毎に離散フーリエ変換によりパワ
ー・スペクトルに変換し、このパワー・スペクトルの最
高周波数側からデータを切り捨てるか或いは最高周波数
側にデータを付け足すことによってデータ数が増減され
たパワー・スペクトルを離散フーリエ逆変換する構成と
したので、異なった周波数でサンプリングして分析した
ケプストラム・パラメータと同等のケプストラム・パラ
メータを得ることができる。
声信号データの分析により得られたケプストラム・パラ
メータを、各フレーム毎に離散フーリエ変換によりパワ
ー・スペクトルに変換し、このパワー・スペクトルの最
高周波数側からデータを切り捨てるか或いは最高周波数
側にデータを付け足すことによってデータ数が増減され
たパワー・スペクトルを離散フーリエ逆変換する構成と
したので、異なった周波数でサンプリングして分析した
ケプストラム・パラメータと同等のケプストラム・パラ
メータを得ることができる。
【0042】したがって本発明によれば、例えば合成器
処理系の固有の処理速度のために、単位時間の演算回数
を減らす必要があり、合成音声信号のサンプリング周波
数を低くしたい場合でも、一度A/D変換してケプスト
ラム分析し、必要なフレームを切り出したケプストラム
・パラメータから、異なった周波数(目的の周波数)で
サンプリングして分析したケプストラム・パラメータと
同等のケプストラム・パラメータを簡単に得ることがで
き、サンプリングのやり直しや間引き、低域ろ過フィル
タ処理、分析・素片の切り出しのやり直し等を行う労力
が省け、初めに作ったケプストラム・パラメータから変
換できるので無駄がない。
処理系の固有の処理速度のために、単位時間の演算回数
を減らす必要があり、合成音声信号のサンプリング周波
数を低くしたい場合でも、一度A/D変換してケプスト
ラム分析し、必要なフレームを切り出したケプストラム
・パラメータから、異なった周波数(目的の周波数)で
サンプリングして分析したケプストラム・パラメータと
同等のケプストラム・パラメータを簡単に得ることがで
き、サンプリングのやり直しや間引き、低域ろ過フィル
タ処理、分析・素片の切り出しのやり直し等を行う労力
が省け、初めに作ったケプストラム・パラメータから変
換できるので無駄がない。
【図1】本発明の一実施例に係る合成パラメータ(ケプ
ストラム・パラメータ)変換装置の構成を示すブロック
図。
ストラム・パラメータ)変換装置の構成を示すブロック
図。
【図2】図1の装置による合成音サンプリング周波数変
換のための合成パラメータ(ケプストラム・パラメー
タ)変換処理の手順を示すフローチャート。
換のための合成パラメータ(ケプストラム・パラメー
タ)変換処理の手順を示すフローチャート。
【図3】F1[Hz] 合成用ケプストラム・パラメータから
それより周波数の低いF2[Hz]合成用ケプストラム・パ
ラメータを得る場合の動作を説明するための図。
それより周波数の低いF2[Hz]合成用ケプストラム・パ
ラメータを得る場合の動作を説明するための図。
【図4】F1[Hz] 合成用ケプストラム・パラメータから
それより周波数の高いF2[Hz]合成用ケプストラム・パ
ラメータを得る場合の動作を説明するための図。
それより周波数の高いF2[Hz]合成用ケプストラム・パ
ラメータを得る場合の動作を説明するための図。
【図5】分析合成への応用例を示す図であり、同図
(a)はサンプリング周波数12kHzの音声を合成す
る音声合成装置のブロック構成図、同図(b)はサンプ
リング周波数6kHzの音声を合成する音声合成装置の
ブロック構成図。
(a)はサンプリング周波数12kHzの音声を合成す
る音声合成装置のブロック構成図、同図(b)はサンプ
リング周波数6kHzの音声を合成する音声合成装置の
ブロック構成図。
【図6】図4(c)に示すデータ付加方式の変形例を示
す図。
す図。
1…フーリエ変換処理部、2…スペクトルデータ数変更
部、3…フーリエ逆変換処理部、13,23…音声合成
演算部、14…12kHzD/A変換部、24…6kH
zD/A変換部、111…12kHz合成用ケプストラ
ム・パラメータ記憶部、211…6kHz合成用ケプス
トラム・パラメータ記憶部。
部、3…フーリエ逆変換処理部、13,23…音声合成
演算部、14…12kHzD/A変換部、24…6kH
zD/A変換部、111…12kHz合成用ケプストラ
ム・パラメータ記憶部、211…6kHz合成用ケプス
トラム・パラメータ記憶部。
Claims (8)
- 【請求項1】 第1の周波数でサンプリングした音声信
号データの分析により得られる第1のケプストラム・パ
ラメータを、各フレーム毎に離散フーリエ変換によりパ
ワー・スペクトルに変換し、このパワー・スペクトルの
最高周波数側からデータを切り捨てることによってデー
タ数が減らされたパワー・スペクトルを離散フーリエ逆
変換して前記第1の周波数より低い第2の周波数で音声
合成するための第2のケプストラム・パラメータを得る
ことを特徴とする合成パラメータ変換方法。 - 【請求項2】 第1の周波数でサンプリングした音声信
号データの分析により得られる第1のケプストラム・パ
ラメータを、各フレーム毎に離散フーリエ変換によりパ
ワー・スペクトルに変換し、このパワー・スペクトルの
最高周波数側にデータを付け足すことによってデータ数
が増やされたパワー・スペクトルを離散フーリエ逆変換
して前記第1の周波数より高い第2の周波数で音声合成
するための第2のケプストラム・パラメータを得ること
を特徴とする合成パラメータ変換方法。 - 【請求項3】 第1の周波数でサンプリングした音声信
号データの分析により得られる第1のケプストラム・パ
ラメータを前記第1の周波数とは異なる第2の周波数で
音声合成するためのケプストラム・パラメータに変換す
る合成パラメータ変換方法であって、 前記第1のケプストラム・パラメータを、各フレーム毎
に離散フーリエ変換によりパワー・スペクトルに変換
し、前記第1の周波数が前記第2の周波数より高いなら
ば、このパワー・スペクトルの最高周波数側からデータ
を切り捨てることにより、前記第1の周波数が前記第2
の周波数より低いならば、このパワー・スペクトルの最
高周波数側にデータを付け足すことにより、データ数が
増減された新たなパワー・スペクトルを得て、この新た
なパワー・スペクトルを離散フーリエ逆変換することに
より前記第2のケプストラム・パラメータを得ることを
特徴とする合成パラメータ変換方法。 - 【請求項4】 前記パワー・スペクトルの最高周波数側
に付け足されるデータのパワー値が、同パワー・スペク
トルの低周波数部分のパワー値に比べて小さいことを特
徴とする請求項2または請求項3に記載の合成パラメー
タ変換方法。 - 【請求項5】 第1の周波数でサンプリングした音声信
号データの分析により得られる第1のケプストラム・パ
ラメータを、各フレーム毎に離散フーリエ変換によりパ
ワー・スペクトルに変換するフーリエ変換処理手段と、 このフーリエ変換処理手段により変換された前記パワー
・スペクトルの最高周波数側からデータを切り捨てるこ
とによって、前記パワー・スペクトルのデータ数を減ら
すスペクトルデータ数変更手段と、 このスペクトルデータ数変更手段によってデータ数が減
らされた前記パワー・スペクトルを離散フーリエ逆変換
して前記第1の周波数より低い第2の周波数で音声合成
するための第2のケプストラム・パラメータを得るフー
リエ逆変換処理手段とを具備することを特徴とする合成
パラメータ変換装置。 - 【請求項6】 第1の周波数でサンプリングした音声信
号データの分析により得られる第1のケプストラム・パ
ラメータを、各フレーム毎に離散フーリエ変換によりパ
ワー・スペクトルに変換するフーリエ変換処理手段と、 このフーリエ変換処理手段により変換された前記パワー
・スペクトルの最高周波数側にデータを付け足すことに
よって、前記パワー・スペクトルのデータ数を増やすス
ペクトルデータ数変更手段と、 このスペクトルデータ数変更手段によってデータ数が増
やされた前記パワー・スペクトルを離散フーリエ逆変換
して前記第1の周波数より高い第2の周波数で音声合成
するための第2のケプストラム・パラメータを得るフー
リエ逆変換処理手段とを具備することを特徴とする合成
パラメータ変換装置。 - 【請求項7】 第1の周波数でサンプリングした音声信
号データの分析により得られる第1のケプストラム・パ
ラメータを前記第1の周波数とは異なる第2の周波数で
音声合成するためのケプストラム・パラメータに変換す
る合成パラメータ変換装置であって、 前記第1のケプストラム・パラメータを、各フレーム毎
に離散フーリエ変換によりパワー・スペクトルに変換す
るフーリエ変換処理手段と、 前記第1の周波数が前記第2の周波数より高いならば、
前記フーリエ変換処理手段により変換された前記パワー
・スペクトルの最高周波数側にデータを付け足すことに
より、前記第1の周波数が前記第2の周波数より低いな
らば、前記パワー・スペクトルの最高周波数側にデータ
を付け足すことにより、前記パワー・スペクトルのデー
タ数を増減するスペクトルデータ数変更手段と、 このスペクトルデータ数変更手段によってデータ数が増
減された前記パワー・スペクトルを離散フーリエ逆変換
して前記第2のケプストラム・パラメータを得るフーリ
エ逆変換処理手段とを具備することを特徴とする合成パ
ラメータ変換装置。 - 【請求項8】 前記スペクトルデータ数変更手段により
前記パワー・スペクトルの最高周波数側に付け足される
データのパワー値が、同パワー・スペクトルの低周波数
部分のパワー値に比べて小さいことを特徴とする請求項
6または請求項7に記載の合成パラメータ変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03579893A JP3302075B2 (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 合成パラメータ変換方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03579893A JP3302075B2 (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 合成パラメータ変換方法および装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06250692A JPH06250692A (ja) | 1994-09-09 |
JP3302075B2 true JP3302075B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=12451941
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03579893A Expired - Fee Related JP3302075B2 (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 合成パラメータ変換方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3302075B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009244705A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Brother Ind Ltd | ピッチシフトシステムおよびプログラム |
-
1993
- 1993-02-24 JP JP03579893A patent/JP3302075B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06250692A (ja) | 1994-09-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2763322B2 (ja) | 音声処理方法 | |
US7630883B2 (en) | Apparatus and method for creating pitch wave signals and apparatus and method compressing, expanding and synthesizing speech signals using these pitch wave signals | |
JP3266819B2 (ja) | 周期信号変換方法、音変換方法および信号分析方法 | |
JP3294604B2 (ja) | 波形の加算重畳による音声合成のための処理装置 | |
US7792672B2 (en) | Method and system for the quick conversion of a voice signal | |
EP1422693B1 (en) | Pitch waveform signal generation apparatus; pitch waveform signal generation method; and program | |
US20030130848A1 (en) | Method and system for real time audio synthesis | |
JP4516157B2 (ja) | 音声分析装置、音声分析合成装置、補正規則情報生成装置、音声分析システム、音声分析方法、補正規則情報生成方法、およびプログラム | |
JPH1091189A (ja) | 発声速度変換装置 | |
JP3302075B2 (ja) | 合成パラメータ変換方法および装置 | |
JPH11219198A (ja) | 位相検出装置及び方法、並びに音声符号化装置及び方法 | |
JPH08305396A (ja) | 音声帯域拡大装置および音声帯域拡大方法 | |
JPH05307395A (ja) | 音声合成装置 | |
US10354671B1 (en) | System and method for the analysis and synthesis of periodic and non-periodic components of speech signals | |
JP6213217B2 (ja) | 音声合成装置及び音声合成用コンピュータプログラム | |
JPH07261798A (ja) | 音声分析合成装置 | |
JP3223564B2 (ja) | ピッチ抽出方法 | |
JP2956936B2 (ja) | 音声合成装置の発声速度制御回路 | |
JPH06202695A (ja) | 音声信号処理装置 | |
JPH07210192A (ja) | 出力データ制御方法及び装置 | |
JP3592617B2 (ja) | 音声合成方法、その装置及びそのプログラム記録媒体 | |
JPH05265486A (ja) | 音声分析合成方法 | |
KHAN | Acquisition of Duration Modification of Speech Systems | |
JP2003173198A (ja) | 音声辞書作成装置、音声合成装置、音声辞書作成方法、音声合成方法及びプログラム | |
Krithiga et al. | Improved Tamil Text to Speech Synthesis |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080426 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090426 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |